工程水文学 第六章由流量资料推求设计洪水

⼯程⽔⽂学六七⼋章复习第六章由流量资料推求设计洪⽔⼀、概述：1.⽔利⼯程（⽔库、⼤坝）的作⽤：兴利、防洪2.洪⽔：由于流域内降⾬或融雪，⼤量径流汇⼊河道，导致流量激增，⽔位猛涨的⽔⽂现象。

3. 设计洪⽔：指⽔利⽔电⼯程规划、设计中所依据的各种设计标准的洪⽔。

4.⽔⼯建筑物的等级和防洪标准设计标准：⽔库枢纽正常运⾏，⽽不被破坏的标准。

对应着设计洪⽔。

校核标准⽔利⼯程不正常运⽤，主要⽔⼯建筑物必须确保安全的标准，允许效能设施、次要建筑物部分破坏。

对应着校核洪⽔。

坝顶⾼程取⼤者设计洪⽔位+安全超⾼+风浪爬⾼校核洪⽔位+安全超⾼+风浪爬⾼5.设计洪⽔计算的内容和⽅法：内容：三要素--设计洪峰流量、设计洪量、设计洪⽔过程线，不同⼯程有所侧重⽅法：由流量资料直接推求设计洪⽔的⽅法由降⾬资料间接推求设计洪⽔的⽅法⼆、设计洪峰流量QmP 及设计洪量WtP的推求1.资料审查：可靠性（实测年份差，调查⼤洪⽔）、⼀致性（洪⽔改道）、代表性（历史特⼤洪⽔）2.样本选取：洪峰流量--年最⼤值法；固定时段独⽴选取年最⼤值法--洪量系列3.洪⽔资料的插补延长：相关分析--上下游站的洪⽔特征值、本站峰量关系、暴⾬径流关系、相邻河流测站的洪⽔特征值4.特⼤洪⽔的处理1）特⼤洪⽔重现期的确定①从发⽣年代⾄今为最⼤ N=设计年份 - 调查期发⽣年份+1②从调查考证的最远年份⾄今为最⼤ N=设计年份 - ⽂献考证期最远年份+1如果能调查到N年（N>>n）中的特⼤洪⽔，就相当于把n年资料展延到了N年，提⾼了系列的代表性，使计算结果更合理、准确。

2）洪⽔经验频率的估算独⽴样本法5.频率曲线线型选择⽪尔逊Ⅲ型6.频率曲线参数的估算：初估参数 1）矩法2）三点法：三点的选取计算查S —Cs 关系表，求Cs再查)，Φ(P 2,Cs )，Φ(P 3,7.适线法注意事项1) 尽量照顾点群的趋势，使曲线通过点群中⼼。

2）曲线与点据拟合时，侧重考虑中、上部的较⼤洪⽔点据。

第6章习题由流量资料推求设计洪水第六章由流量资料推求设计洪水本章学习的内容和意义：在进行水利水电工程设计时，为了建筑物本身的安全和防护区的安全，必须按照某种标准的洪水进行设计，这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水。

设计洪水包含三个要素，即设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。

按工程性质不同，设计洪水分为：水库设计洪水; 下游防护对象的设计洪水; 施工设计洪水; 堤防设计洪水、桥涵设计洪水等。

推求设计洪水有多种途径，本章研究由流量资料推求设计洪水,目的是解决水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。

本章习题内容主要涉及：防洪标准及其选择；洪峰、洪量样本系列的选样，资料的可靠性、一致性、代表性审查；特大洪水的处理，即不连续系列的经验频率和统计参数的计算方法；典型洪水的选择及放大方法；入库洪水、分期洪水、洪水地区组成等内容。

一、概念题（一）填空题1.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类：第一类为保障的防洪标准；第二类为确保水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准。

2.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类：第一类为保障防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准；第二类为确保的洪水标准。

3.设计洪水的标准高时，其相应的洪水数值就；则水库规模亦，造价亦；水库安全所承担风险则。

4.目前我国的防洪规划及水利水电工程设计中采用先选定，再推求与此相应的洪峰、洪量及洪水过程线。

5.设计永久性水工建筑物需考虑及两种洪水标准，通常称前者为设计标准，后者为校核标准。

6.目前计算设计洪水的基本途径有三种，它们分别是、、。

7.通常用、及三要素描述洪水过程。

8.洪水资料系列有两种情况：一是系列中没有特大洪水值，称为系列；二是系列中有特大洪水值，称为系列。

9.用矩法计算不连续系列(N年中有a次特大洪水) 统计参数时，假定实测洪水(n年) 除去实测特大洪水( l 次)后构成的(n-l)年系列的和与除去特大洪水后的(N-a)年系列的相等。

【水文知识】如何用流量资料推求设计洪水当设计断面有比较充分的实测流量资料时，可由流量资料推求设计洪水，其计算的程序大体是：①洪水资料审查，以取得具有可靠性、一致性和代表性的资料；②选样，从每年洪水中选取符合要求的洪峰流量和洪量，组成各种统计系列；③频率计算，推求设计洪峰和设计洪量；④推求设计洪水过程线，选择典型洪水过程线，根据设计洪峰和设计洪量进行放大，推求设计洪水过程线。

1．设计洪峰流量的推求（1）洪水资料的审查洪水资料是洪水分析计算的基础，实际工作中要十分重视对洪水资料进行“三性审查”，即对资料进行可靠性、一致性和代表性审查。

1）资料的可靠性审查可靠性是指资料的可靠程度。

资料的可靠性审查就是要鉴定资料的可靠程度。

要审查资料的测验方法、整编方法和成果质量，特别是要审查观测和整编质量较差的年份（如建国前及“文革”期间），以及对设计洪水计算成果影响较大的大洪水年份。

注意了解测站、水尺位置、水准基面的变动情况；汛期是否有水位观测中断的情况；测流断面的冲淤变化情况；水位流量关系曲线的延长是否合理等。

一般可通过历年水位流量关系曲线的对照（特别是高水部分），上下游、干支流的水量平衡及洪水过程线的对照，暴雨洪水资料的对照等方面来进行检查。

如发现问题，应会同有关单位进一步审查和作必要的修改。

例如水利部松辽水利委员会水文局在应用哈尔滨站的水文资料时，通过上、下游站的水量平衡计算，发现整编刊印的1966～1980年的流量显著偏大，致使下游的卡通站水量比哈尔滨站还小12.6%。

后经反复调查，得知这是由于航运部门在哈尔滨下游不远处疏浚河道，引起测流断面流向发生很大改变所致。

后来征得水文部门的同意，将实测流速按疏浚后的流向进行改正，从而消除了上下游水量不平衡的矛盾。

对调查洪水的审查，应多方面分析论证其洪峰流量、洪水总量的数值及重现期的可靠性，并要调查是否还有大洪水被遗漏。

2）资料的一致性审查一致性是指样本是否来自于同一总体。

第六章由流量资料推求设计洪水本章学习的内容和意义：在进行水利水电工程设计时，为了建筑物本身的安全和防护区的安全，必须按照某种标准的洪水进行设计，这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水。

设计洪水包含三个要素，即设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。

按工程性质不同，设计洪水分为：水库设计洪水; 下游防护对象的设计洪水; 施工设计洪水; 堤防设计洪水、桥涵设计洪水等。

推求设计洪水有多种途径，本章研究由流量资料推求设计洪水,目的是解决水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。

本章习题内容主要涉及：防洪标准及其选择；洪峰、洪量样本系列的选样，资料的可靠性、一致性、代表性审查；特大洪水的处理，即不连续系列的经验频率和统计参数的计算方法；典型洪水的选择及放大方法；入库洪水、分期洪水、洪水地区组成等内容。

一、概念题（一）填空题1.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类：第一类为保障的防洪标准；第二类为确保水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准。

2.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类：第一类为保障防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准；第二类为确保的洪水标准。

3.设计洪水的标准高时，其相应的洪水数值就；则水库规模亦，造价亦；水库安全所承担风险则。

4.目前我国的防洪规划及水利水电工程设计中采用先选定，再推求与此相应的洪峰、洪量及洪水过程线。

5.设计永久性水工建筑物需考虑及两种洪水标准，通常称前者为设计标准，后者为校核标准。

6.目前计算设计洪水的基本途径有三种，它们分别是、、。

7.通常用、及三要素描述洪水过程。

8.洪水资料系列有两种情况：一是系列中没有特大洪水值，称为系列；二是系列中有特大洪水值，称为系列。

9.用矩法计算不连续系列(N年中有a次特大洪水) 统计参数时，假定实测洪水(n年) 除去实测特大洪水( l次)后构成的(n-l)年系列的和与除去特大洪水后的(N-a)年系列的相等。

10.在设计洪水计算中，洪峰及各时段洪量采用不同倍比，使放大后的典型洪水过程线的洪峰及各历时的洪量分别等于设计洪峰和设计洪量值，此种放大方法称为 法。

第六章由流量资料推求设计洪水一、概念题（一）填空题1. 防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准2. 水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准3. 大，大，高，小4. 设计频率，设计频率5.正常运用标准，非常运用标准6.由流量资料推求设计洪水，由暴雨资料推求设计洪水，小流域用推理公式法、地区经验公式法。

7.洪峰流量，洪水总量，洪水过程线8.连续系列，不连续系列9.均值，均方差10.同频率放大法11.包含特大值的矩法公式，三点法12.年最大值法13.独立样本法，统一样本法14.同倍比放大法，同频率放大法15.大，产流过程，汇流过程16.小于，大于17.入库断面洪水，区间洪水，库面洪水18.大，提前19.设计流域洪水季节性变化规律和工程要求20.分期内的年最大值法21.大22.典型年法，同频率法23.相交，合理24.大25.大26.历史洪水调查和考证27.大28.洪峰，短历时洪量，长历时洪量29.设计流域洪水特性和水库的调节性能30. 0.01%（二）选择题１.[b] ２.[a] 3.[d] 4.[a] 5. [c] 6. [b] 7. [b] 8. [d]9. [c] 10.[a] 11.[c] 12.[d] 13.[a] 14.[b] 15.[a] 16.[c]17.[a] 18.[b] 19.[a] 20.[b] 21.[b] 22.[c] 23.[c] 24.[a]25.[c] 26.[d] 27.[c] 28.[a] 29.[c] 30.[a] 31.[b] 32.[a]33.[b] 34.[d]（三）判断题１.[T] ２.[T] 3.[T] 4.[F] 5. [T] 6. [F] 7. [F] 8. [F]9. [F] 10.[T] 11.[F] 12.[T] 13.[F] 14.[T] 15.[F] 16.[F]17.[T] 18.[F] 19.[T] 20.[T] 21.[F] 22.[T] 23.[F] 24.[F]25.[T] 26.[T] 27.[T] 28.[T] 29.[F] 30.[F]（四）问答题1、答：一次洪水，涨水期短，落水期长。

第一节概述设计洪水是指水利水电工程规划、设计中所指定的各种设计标准的洪水。

合理分析计算设计洪水，是水利水电工程规划设计中首先要解决的问题。

在河流上筑坝建库能在防洪方面发挥很大的作用，但是，水库本身却直接承受着洪水的威胁，一旦洪水漫溢坝顶，将会造成严重灾害。

为了处理好防洪问题，在设计水工建筑物时，必须选择一个相应的洪水作为依据，若此洪水定得过大，则会使工程造价增多而不经济，但工程却比较安全；若此洪水定得过小，虽然工程造价降低，但遭受破坏的风险增大。

如何选择对设计的水工建筑物较为合适的洪水作为依据，涉及一个标准问题，称为设计标准。

确定设计标准是一个非常复杂的问题，国际上尚无统一的设计标准。

我国1978年颁发了SDJ12-78《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区、丘陵区部分）（试行）》，通过十余年工程实践经验，结合我国国情，水利部又会同有关部门于1994年共同制订了GB50201-94《防洪标准》作为强制性国家标准，自1995年1月1日起施行。

GB50201-94根据工程规模效益和在国民经济中的重要性，将水利水电枢纽工程分为五等，其等别见表6-1 。

水利水电枢纽工程的水工建筑物，根据其所属枢纽工程的等别、作用和重要性分为五级，其级别见表6-2 。

设计时根据建筑物级别选定不同频率作为防洪标准。

这样，把洪水作为随机现象，以概率形式估算未来的设计值，同时以不同频率来处理安全和经济的关系。

水利水电工程建筑物防洪标准分为正常运用和非常运用两种。

按正常运用洪水标准算出的洪水称为设计洪水，用它来决定水利水电枢纽工程的设计水位、设计泄流量等，宣泄正常运用洪水时，泄洪设施应保证安全和正常运行。

GB50201-94规定的设计洪水标准见表6-3 。

表6-3 水库工程水工建筑物的防洪标准当河流发生比设计洪水更大的洪水时，选定一个非常运用洪水标准进行计算，算出的洪水称为非常运用洪水或校核洪水。

GB50201-94规定的校核洪水标准见表7-3 。