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第六章 由流量资料推求设计洪水 二、设计洪水和设计标准 1、基本工程 蓄洪滞洪工程：湖泊、库库、分滞洪区 挡挡水防潮工程：闸闸、坝坝、堤防、防洪墙墙 排水泄洪工程：河道、排水渠、管道、泵泵站 伴水工程： 桥桥梁、码头码头 、沿河建筑 长长江三峡水利枢纽纽 拱 坝坝 二、设计洪水及设计标 准 2、设计标准（防洪标准） 工程设计设计 运营营期内遭受洪水 破坏的概率。用洪水发发生的频频率 或重现现期来定义义。 3、设计洪水 符合设计频设计频 率并用于 工程设计设计 的一次洪水。 4、设计洪水的三要素 设计洪峰流量 Qm（m3/s），为设计洪水过 程线的最大流量。 设计洪水总量 W（m3），为设计洪水的径流 总量，从起涨点A上涨，到达峰顶B后流量 逐渐减小，到达C点退水结束，流量过程线 ABC下的面积就是洪水总量 W。 设计洪水过程线，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，t2t1。T=t1+t2，称为洪 水历时。 Q(m 3/s ) t 1 t 2 A B C t (h) 桥涵设计洪水 施工设计洪水 由流量资料推求设计洪水：先求符合一定频率的 设计洪峰流量和时段设计洪量,然后通过典型缩放 法构成一个完整的设计洪水过程线。 由暴雨资料推求设计洪水：假定暴雨与对应的 洪水同频率,先推求设计暴雨,经流域产流计算与 汇流计算,最后求得设计洪水。 由气象资料推求设计洪水：根据天气形势和风速、 露点、降水等气象资料,分析和推求可能最大暴雨, 然后经流域产流与汇流计算求出可能最大洪水 可靠性、一致性、代表性审查审查 年最大值值法选样选样 峰、量频频率计计算特大洪水处处理 安全修正值值 设计设计 洪峰和设计设计 洪量 选择选择 典型洪水 同倍比或同频频率缩缩放 设计设计 洪水过过程线线 成果合理性检验检验 四、由流量资料推求设计洪水的流程 二、频率计算中的选样方法 洪水或暴雨资料选样的原则,应满足独立随机选 样的要求,并符合防洪设计标准的含义。而每年有多 个洪峰、时段洪量、时段雨量,国内外常见的有四种 选择方法。 年最大值法 一年多次法 年超大值法 超定量法 （）年最大值选样法 每年只选一个最大的量值,如年最大洪峰流量 ,年最大一天洪量,年最大三小时连续降雨量等 等。这样,若有年实测资料就可以选出个 年最大值组成一个年系列,作为频率计算的 样本。 年最大值法一般适用于设计频率较小的情况, 如江河上的水利工程设计。 （2）一年多次选样法 一年多次法是每年选选出最大个数值值,因而年 资资料可以选选出个值组值组 成一个样样本。 （3）年超大值法 从年资料中选出最大个值组成一个样 本系列。 （4）超定量法 这一方法首先确定最低选择数值,然后把 年资料大于这一选择数值的个值选入,组成一 个样本。这一选样方法在我国城市排水设计中 应用较为广泛。 三、特大洪水的处理 目的：目前我们所掌握的样本系列不长,系 列愈短,抽样误差愈大, 若用于推求千年一遇 、万年一遇的稀遇洪水,根据就很不足。如 果能调查到N年(Nn)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,使计算成果更加合理、准确。等于 在频率曲线的上端增加了一个控制点。 三、特大洪水的处理 例子：1955年规划河北省滹沱河黄壁庄水库时，按当时具有的 1919-1955年期间20年实测洪水资料推求千年一遇设计洪峰流量 Qm=7500m3/s。1956年发生了一次洪峰流量为13100m3/s的特大 洪水，显然原设计成果值得怀疑。将1956年特大洪水直接加入实 测系列组成21年的样本料，对此样本直接进行频率计算也是不合 适的，而应结合历史洪水调查，对特大洪水进行处理，提高样本 的代表性，使得成果稳定、可靠。后在滹沱河调查到1794、1853 、1917和1939年4次特大洪水，再将1956年洪水和历史调查洪水 作为特大值处理，得千年一遇设计洪峰Qm=22600 m3/s，比原设 计值大80%，1963年又发生了一次大洪水，洪峰流量为 12000m3/s，若将其作为特大洪水也加入样本，得千年一遇设计 洪峰流量Qm=23500m3/s。这次计算的洪峰流量只变化了4%，显 然设计值已趋于稳定。由此可看出特大洪水处理的重要性。 一般 QN/Qn均值3 时,QN可以考虑作为特大洪水处理 特大洪水重现期的确定 要准确地定出特大洪水的重现期是相当困难的,目 前,一般是根据历史洪水发生的年代来大致推估。 从发生年代至今为最大 N=设计年份 - 发生年份 + 1 从调查考证的最远年份至今为最大 N=设计年份 - 调查考证期最远年份 + 1 这样确定特大洪水的重现期具有相当大的不稳定 性, 要准确地确定重现期就要追溯到更远的年代, 但追溯的年代愈久,河道情况与当前差别愈大,记载 愈不详尽,计算精度愈差,一般以明、清两代六百年 为宜。 确定特大洪水重现期实例 经长江重庆宜昌河段洪水调查，同治九年(1870 年)川江发生特大洪水,沿江调查到石刻91处,推算得 宜昌洪峰流量Qm=110000 m3/s。如此洪水为1870 年以来为最大,则 N=1992-1870+1=123 (年)，这么 大的洪水平均123年就发生一次,可能性不大。又经 调查, 忠县东云乡长江岸石壁有两处宋代石刻，记 述“绍兴二十三年癸酉六月二十六日水泛涨。“这是 长江干流上发现最早的洪水题刻。据洪痕实测，忠 县洪峰水位为155.6米。又据历史洪水调查，宜昌站 洪峰水位为58.06米，推算流量为92800 m3/s，3天 洪量为232.7亿m3。宋绍兴23年 即1153年，该次洪 水,也小于1870年洪水,可以肯定自 1153 年以来 1870年洪水为最大,故1870年洪水的重现期为： N=1992-1153+1=840 (年) 例：某水库设计标准P=1%的洪峰和1天、3 天、7天洪量，以及典型洪水过程线的洪峰 和1天、3天、7天洪量（见下表）。要求用 分时段同频率放大法， 推求P=1%得设计 洪水过程线。 解：1）计算洪峰和各时段洪量的放大倍比： kQm= 2610/1810 = 1.44 k1 = 1525/1083 = 1.4 k3-1 = (2874-1525)/(1895-1083) = 1.66 k7-3 = (3873-2874)/(2565-1895) = 1.49 2) 将典型洪水过程线的洪峰和不同时段的洪量乘以 相应的