05第六章 由流量资料推求设计洪水

设计标准
校核标准
设计洪水
校核洪水
该类防洪设计标准确保 水工建筑物自身安全
该类防洪设计标准确保下 游防护对象安全
三 水工建筑物的等级与防洪标准
防洪标准[重现期（年）] 水工建 筑物级 别 山区、丘陵区 校核 设计 混凝土坝、浆砌石坝及其 他水工建筑物 5000~2000 2000~1000 1000~500 设计 土坝、堆石坝 可能最大洪水（PMF） 或10000~5000 5000~2000 2000~1000 300~100 100~50 50~20 2000~1000 1000~300 300~100 校核 平原区、滨海区
第六章 由流量资料推求设计洪水
研究内容：防洪标准及其选择；洪峰、洪量样本系列的选样； 资料的三性审查；特大洪水的处理； 研究目的：研究由流量资料推求设计洪水，以解决水库、堤 防、桥涵等工程设计洪水的计算问题 学习要求：了解防洪标准的选择；洪水选样；熟悉特大洪水 的处理、成果的合理性分析；掌握由流量资料推求设计洪水 的基本步骤
次洪水过程示意图
第一节 概述
二 设计洪水
在河流上修建各类水利工程在防洪方面可发挥很大作用。但水利工程本 身却直接承受洪水威胁，一旦洪水漫溢或工程溃决，将对下游生命财产安全 造成严重威胁。因此，在进行水利工程规划设计中，必须选择一个相应的设 计洪水作为依据，使建筑工程在建成运行期间遇到不超过这种标准的洪水时 不会被破坏。 （1）设计洪水定义：水利工程规划、设计中所指定的满足各种设计标准的 洪水。 （2）防洪设计标准，简称设计标准：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。 标准越高，越是稀遇，设计的工程就越安全，被洪水破坏的风险就越 小，但耗资也大；反之，标准越低，耗资越少，但安全程度也随之降低，承 受的风险加大。因此，防洪设计标准既关系到防洪保护区人民生命和经济建 设的安全，也关系到工程投资的经济效益，必须根据国家各有关部门制定的 规范慎重对待。合理分析计算设计洪水是水利工程规划设计中首先要解决的 问题。

城市 等级 I II III IV 城市 重要性 特别重要的城市 重要的城市 中等城市 一般城镇 非农业人口 （万人） ≥150 50～150 20～50 ≤20 防洪标准 [重现期（年）] ≥200 100～200 50～100 20～50
四 推求设计洪水的途径
1 设计洪水三要素 设计洪峰：Qmp 不同时段设计洪量：WTP 设计洪水过程线：Qp~t
水文分析计算原则：“多种方法，综合分析，合理选定” 。
第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求
研究内容： 洪水选样方法； 洪水资料“三性”审查； 特大洪水的处理； 成果合理性分析； 设计洪水过程线推求。 学习要求： 掌握洪水的选样、特大洪水处理、设计洪水过程线的推 求、由流量资料推求设计洪水的基本过程。
第一节 概述
内容提要 设计洪水的定义； 水库规模的等级划分及设计洪水标准； 设计洪水推求的基本途径。 学习要求 掌握设计洪水的定义；洪水的特征值及正确选择洪水标准
第一节 概述
一 洪水
（1）定义： 由于流域内降雨或冰川溶雪，大量径流汇入河道，导 致流量激增，水位上涨，这种水文现象称为洪水。
（2）洪水三要素 一次洪水过程可用3个控制性要素加以 描述，常称为洪水三要素，即 1、洪峰流量 Qm（m3/s），为洪水 过程线的最大流量。 2、洪水总量 W（m3），为一次洪水 的径流总量。 3、洪水过程线，洪水从A到B点的时 距t1为涨水历时，从B到C点的时距t2为退 水历时，一般情况下，t2>t1。T=t1+t2， 称T为洪水历时。
Ⅰ
Ⅱ Ⅲ
Ⅳ Ⅴ
大（2）型 中型
小（1）型 小（2）
10~1.0 1.0~0.10
0.10~0.01 0.01~0.001
重要 中等

实测期内特大洪水，l项
PMa ... ... ... 1－PMa
实测一般洪水，n-l项 m=l+1,l+2,...,n
Pm ... P
其中, PMa
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a N 1
Pm PMa
ml (1 PMa ) n l 1
一般说来，当在特大洪水排位可能有错漏时，分别
处理法把特大洪水与实测一般洪水视为相互独立，因 不互相影响，计算也比较简单。但是，这在理论上有 些不合理，会出现经验频率“重叠”现象。 当特大洪水排位比较准确时，从理论上讲，用统一 处理法更好一些，计算较繁，但不会出现经验频率“ 重叠”的现象。
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6.1.2 两类防洪计算课题
下游地区防洪—— 为保证下游地区的安全，要求水库建
成后的下泄流量q不超过防护对象的某一安全流量值q安和水 位Z防，即确定下游防护对象的防洪标准。 水库本身安全—— 当发生某一特大洪水情况下，为了不 使洪水漫溢坝顶造成毁坝灾害，需确定溢洪道高程Z0和宽 度B，以及坝顶高程等工程规模数据，即确定水工建筑物的
的项数；m为实测洪水系列由大至小排列的序位；M为特
大洪水由大至小排列的序位。
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分别处理法—— 把实测一般洪水系列与特大洪水系
列都看作是从总体中独立抽出的两个随机连序样本，各项 洪水可分别在各个系列中进行排位，实测系列的经验频率 仍按连序系列经验频率公式计算：
m Pm m l 1,l 2,...,n n 1
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水文气象法—— 水文气象法从物理成因入手，根据 水文气象要素推求一个特定流域在现代气候条件下，可
能发生的最大洪水作为设计洪水。
历史最大洪水加大法—— 以历史上发生过的最大洪 水再加上一个安全值作为设计洪水。 缺点：①对未来洪水超过历史最大洪水的可能性考虑 不足，降低了工程的安全程度；②对大小不同和重要性

【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。