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设计流量计算方法-桥涵水文学

【摘要】:现按,Cv=0.50,Cs=3Cv,进行适线,曲线与点子配合欠佳;又令,Cv=0.50,Cs=3.5Cv,再次适线,配合较好,如图4-2中的实线,故最后采用该参数作为设计依据。

利用流量资料(包括水文站观测、洪水调查和文献考证资料),采用水文统计法推算有关桥梁工程的设计流量时,可按下述步骤进行。

1.选取样本

可采用“年最大值法”选取样本。通过前述各种方法搜集历年的年最大流量资料,有条件时还应该进行插补和延长,对所有资料认真审查校核后,组成一个年最大流量系列,作为水文统计的样本。

2.绘制经验频率曲线

把年最大流量资料按大小递减次序排列,计算各项流量的经验频率,并在海森几率格纸上绘出经验频率点据或经验频率曲线。

3.绘制理论频率曲线

用适线法绘制理论频率曲线,并选定、Cv和Cs三个统计参数,见第3章相关内容。

4.计算设计流量

用选定的三个统计参数,计算设计洪水频率相应的流量——设计流量。

5.审查计算结果

参照统计参数的地区经验值,审查所选定的参数值,并应采用其他方法推算设计流量,进行对比检查。

应该注意,水文系列具有不确定性特点,这个不确定性既源于系统内在的不确定性,也产生于模型或方法的不确定性、参数的不确定性、获得的信息的不足、人们对复杂系统认识的局限性与不精确性。对同一座桥梁,如用不同的水文资料系列(或者即使是同一个水文系列),采用不同的方法推求设计流量,其结果一般不相同。在实际工作中,应尽量多采用几种方法推算设计流量,并结合当地实际情况,对比分析后确定。

对求算大中桥设计流量时的不确定性问题,作者尝试了用未确知数学理论和方法解决,可得到带有一定可信度的、比较符合实际情况的桥梁设计流量,也为专家进行结果选优提供了理论依据,具体可参阅文献[21]。

【例4-1】 某河流断面处有一水文站,经插补延长后得到1952~1978年共27年的洪峰流量资料,见表4-1。1979年进行设计时,经调查考证获得两次历史洪水资料,1788年约为Qm=9200m3/s,1909年为Qm=6710m3/s。设在该处建一桥梁,需根据以上资料推求百年一遇的设计洪峰流量。

解:(www.chuimin.cn)

(1)计算经验频率。用两种方法计算各年最大洪峰流量的经验频率,见表4-1。

表4-1 某河水文站洪峰流量经验频率计算表(a=3,l=1)

(2)三点法初估统计参数。根据表4-1在几率格纸上点绘经验频率点据,通过点群中心目估绘出一条光滑的经验频率曲线,如图4-2中的虚线。在该线上读取P=5%、P=50%、P=95%三点的洪峰流量分别为

Q5%=5600m3/s,Q50%=2500m3/s,Q95%=1230m3/s

由第3章计算偏度系数S的公式得,由S查附表3,得Cs=1.49,由Cs查附表1,得Φ50%=-0.237,Φ5%=1.949,Φ95%=-1.134,代入第3章三点适线法的、Cv计算公式得

(3)配线并推求设计值。现按,Cv=0.50,Cs=3Cv,进行适线,曲线与点子配合欠佳;又令,Cv=0.50,Cs=3.5Cv,再次适线,配合较好,如图4-2中的实线,故最后采用该参数作为设计依据。

图4-2 洪峰流量频率曲线

1—经验频率曲线;2—皮尔逊Ⅲ型曲线

据最后采用的参数求得百年一遇的设计洪峰流量Q1%=7767m3/s。

本题同样可以用第3章的程序计算并绘图。