55314水利水电工程设计洪水计算规范标准SL44-1993.pdf

中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准 水利水电工程设计洪水 计 算 规 范 r e g u l a t io n f o r c a lc u la t i n g d e s i g n f l o o d o f w a t e r r e s o u r c e s a n d h y d r o p o w e r p r o j e c t s s l 4 4 - 9 3 主编单位: 批准部门: 施行 日 期 : 水利部长江水利委员会 水利部南京水文水资源研究所 水利部 能源部 1 9 9 3 年 1 2 月 2 0日 2 9 6 k利 水 电 息规 划 中华人民共和国水利部 能源部 关于发布 水利水 电工程设计洪水计算规范 s l 4 4 -9 3 的通知 水规 1 9 9 3 1 3 4号 根据部水利水电技术标准制 ( 修)订计划的要求，由水利水电规划设计总院委托长江 水利委员会等单位，对 水利水电工程设计洪水计算规范s d j 2 2 -7 9( 试行)进行修订， 经审查批准为强制性行业标准，其名称与代号为: 水利水电工程设计洪水计算规范 s l 4 4 -9 3 ，现予以发布。 本 规范自1 9 9 3年1 2 月 2 0日 起实施。在实施中如有问题，请函告水利水电规划设 计总院，并由该院负责解释。 本 规范由水利电力出版社出版发行。 1 9 9 3年 3月 1 1日 s l 4 4 - 9 32 盯 目次 1 总则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 一 2 8 8 2 基本资料 ” ， ” ， ” ， “ ， “ “ “ ” ， ” ” ” ， ， ，. 2 8 8 3 根据流量资料计算设计洪水 ” 。 ” “ 。 ，. 2 9 0 4 根据暴雨资料推算设计洪水 ” ” “ ， “ ” 一 二2 9 2 5 设计洪水的地区组成 ” “ ” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . “ “ 一 2 9 4 6 干早、岩溶、冰川地区设计洪水 ” *. “ “ 林 ” ” 4 妇: 2 9 5 7 水利和水土保持措施对设计洪水的影晌 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 介 “ “ ” 2 9 5 附录a 洪水频率计算 ” ， “ *. ， ， “ 2 9 6 附 录b 攀雨 及 产 流 汇 流 计 算 ” ” ，. ” “ “ ，. 。 ” 3 0 2 附录c 可能最大暴雨， ” 。 。 ” ” 。 。 。 一“ 3 0 6 附加说明 ” 。 ， ，. “ 。 ， ， 。 3 0 9 条文说明 ” ” ， ， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . “ ” . 3 1 0 2 8 8 j, 平 ， 卜 电 卷。规 戈 1 总则 1 . 0 . 1 为满足水利水电工程设计需要， 统一设计洪水计算的基本原则和方法， 特制订本规范。 1 . 0 . 2 本规范适用于大中型水利水电工程各设计阶段的设计洪水计算。 河流规划或小型水 利水电工程的设计洪水计算可参照本规范执行。 1 . 0 . 3 水利水电工程设计所依据的各种标准的设计洪水， 包括洪峰流量、 时段洪量、 洪水 过程线等，可根据工程设计要求计算其全部或部分内容。 1 . 0 . 4 水利水电工程设计洪水一般可采用坝址洪水。 对具有水库的工程， 当建库后产汇流 条件有明显改变，采用坝址设计洪水对调洪结果影响较大时，应以人库设计洪水作为设计 依据。 1 . 0 . 5 计算设计洪水必须重视基本资料。当实测水文资料缺乏时， 应根据设计需要， 设立 水文站或水位站。 1 . 0 . 6 计算设计洪水，应充分利用已有的实测资料，并重视、运用历史洪水、暴雨资料。 1 . 0 . 7 根据资料条件，设计洪水可采用以下一种或几种方法进行计算。 ( 1 ) 坝址或其上、下游邻近地点具有 3 0年以上实测和插补延长洪水流量资料，并有调 查历史洪水时，应采用频率分析法计算设计洪水。 ( 2 )工程所在地区具有 3 0年以上实测和插补延长暴雨资料，并有暴雨洪水对应关系 时，可采用频率分析法计算设计暴雨，推算设计洪水。 ( 3 )工程所在流域内洪水和暴雨资料均短缺时，可利用邻近地区实测或调查暴雨和洪 水资料，进行地区综合分析，估算设计洪水。 1 . 0 . 8 当工程设计需要时，可用水文气象法估算可能最大暴雨，再推算可能最大洪水。 1 . 0 . 9 对设计洪水计算过程中所依据的基本资料、 计算方法及其主要环节、 采用的各种参 数和计算成果，应进行多方面分析检查，论证其合理性。 1 . 0 . 1 0 计算短缺资料地区设计洪水和可能最大洪水时，应尽可能采用几种方法。对各种 方法计算的成果，应进行综合分析，合理选定。 1 . 0 . 1 1 对大型工程或重要的中型工程，用频率分析法计算的校核标准设计洪水，应计算 抽样误差。经综合分析检查后，如成果有偏小的可能，应加安全修正值，一般不超过计算 值的2 0 %. 2 基本资料 2 . 1 资料搜集与复核 2 . 1 . 1 根据设计洪水计算的需要， 应搜集和整理流域 自然地理概况、流域和河道特征、 流 s l 4 4 - 9 32 盼 域的暴雨和洪水特性、流域内水利和水土保持措施等资料。 2 . 12 对计算设计洪水所依据的暴雨洪水资料和流域特征资料应重点复核， 必要时进行现 场调查和比铡试验。资料复核中发现对计算成果影响较大或系统性的问题 ，应予改正，并 写出说明备查。 2 . 1 . 3 水位、流量资料应熏点复核以下内容。 ( d水位资 料应了解水准基面的变动情况和 换算关系， 并重点复核观 测精度较差、 水尺 位置和水尺零点高程变动较多和大洪水时期的资料。 ( 2 )流量资料应重点复核大洪水年份的浮标系数、 水面流速系数、 计算流量时借用断面 的合理性，以及水位流量关系曲线的可靠性。 2 . 1 , 4 洪水系列应具有一致性。当流域内修建蓄水、引水、分洪、 滞洪等工程， 或发生决 口、溃坝等情况，明显影响各年洪水的一致性时，应将资料还原到同一基础，对还原资料 应进行合理性检查。 2 . 2 2 . 2 . 1 延 长 。 洪水和暴雨资料的擂补延长 如实测洪水系列较短或实测期内有缺测年份，可用下列方法进行洪水资料的插补 j, 利 水 电 总规 戈 n 一 a + 1 n +1 n一 a + 1 ( a 1 6 ) n + 1) ( a l )计算。而c 和 c ， 的计算公式为 一一一- cc 护十|1|、 a l . 1 . 3 双权函数法。均值仍用矩法 ，如式 1也 1 h 叉影h, a . e 一 ; 二 + 二 d,h ( a 1 7 ) c , 一剖 v ,c ( x c d , + l )h ( a 1 8 ) 式中的k , h是待优选的系数，可采用未加权的、数值积分计算的 c 按下式选定:h =c k=1 / c 。 一 丁 a (二 一 二 ) 0 , (二 ) f ( 二 )d x 一 丁 ( xa一 二 ) 20 (二 ) f ( 二 ) d x 一 丁 sba ( 二 )f ( 二 ) d x 一 丁 ( xa一 、 ) ， ( 二 )f ( 二 ) d x ( a 1 9 ) ( a 2 0 ) ( a 2 1 ) ( a 2 2 ) 瓦h戌马 第 一权函数 必 ( x)= ( a 2 3 ) 第二权函数 积分式 分系数 :8 , ，=偶数 时， 32. ,p , ( x) ( a1 9 )一式 ( a2 2 ) 一 4 , 8 . 1 , 4 , 2, 贡 k疏 ex p r k(x - xx -2 w- 2x e xp i - h (x - x )x 采用 6 4 ，一3 2 , 1 6, 3 2, 8 , 6 4 , 可用数值积分公式计算。例如， 4, 2 , 一 ，2, 4, 1 , 8 ， 一 4 , 8 , 3 2 , 1 6 , 3 2 , 1 6 , ，3 2 , ( a2 4 ) 当n为奇数时，采用权积 8 ，总权数=3 ( n +1 ) ;当 1 7, 2 7 , 2 7 , 1 7, 3 2, 1 6 . 一3 2, 6 4，总权数 =2 4 ( n 十1 )0 al . 2适线法 适线法的特点是在一定的适线准则下，求解与经验点据拟合最优的频率曲线的统计 参数 。 一般地，可根据洪水系列的误差规律，选定适线准则。当系列中各项洪水的误差方差 比较均匀时，可考虑采用离 ( 残)差平方和准则;当绝对误差比较均匀时，可考虑采用离 ( 残)差绝对值和准则;当各项洪水 ( 尤其是历史洪水) 误差差别比较大时，以采用相对离 差平方和准则为宜;或采用经验适线法。 a l . 2 . 1 离差平方和准则。也称最小二乘估计法。频率曲线统计参数的最小二乘估计使经 验点据和同频率的频率曲线纵坐标之差 ( 即离差或残差)平方和达到极小。 s ( x, c “ c , ) =ei x ， 一f ( p , ; x, c, c , ) z ( a 2 5 ) 月半1 式中的f ( p . ; x, c, c) 或简 记作关为频率p =p , i =1 , . . . , ， 时频率曲线的纵坐标。 s l 4 4 - 9 3 2 9 9 对于皮尔逊 1 型曲线 ，有: f ( p; 灭, c “ , c) 一灭 1 +ccp i ; c , ) 7 式中0 离均系数 根据数学分析 ，统计参数的最小二乘估计是方 程组 ( a 2 6 ) ( a 2 7 ) 一 s 子 的解。式中的0 为参数向量，即b = ( x, c o ,c) 。 由于式 ( a2 6 )对参数是非线性的， 所以，只能通过迭代法求解。求解式 ( a2 5 )式 ( a 2 7 )的最基本方法是高斯一牛顿法，其迭代程序为 一 。* + afdo ) afd o 一 ( 8f l (xdo 一 f )一 0, 1 , 2 , - - - ( a 2 8 ) 叭-抵二筑-拟 ，粼兰韶兰韶 命一献匹一1隧下 f=卜奈 式中上标 t ”和 “ -l “ 分别表示矢量或矩阵的转置和逆; x迭代次数。 _ 2 f- _ ， _ ， ， 、 ， 式 ( a m)甲9 9 户利t o 郁仕a = a k 处茸但。 当选定一组参数初值 0 a ( 例如用矩法或上述其他估计方法) ， 利用迭代程序进行迭代时， 应直到相邻两次迭代结果 0 , 十 1 与 0 r 差别足够小， 合乎精度要求时为止。 这时就可取b k 十作为 b的估计 。 a l . 2 . 2 离差绝对值和准则。 使估计的 频率曲线 统计参数值 s , ( x , c, c) =d i x ， 一f ( p; 了, c, c , ) ( a 2 9 ) 月钾1 达到极小 。 对式 ( a 2 9 )一般可采用直接方法 ( 即 搜索法)求得参数了、 c 。 和c ， 的 数值解。 a l . 2 . 3 相对离差平方和准则。考虑洪水误差和它的大小有关，而它们的相对误差却比较 稳定。因此，以相对离差平方和最小更符合最小二乘估计的假定。适线准则可写成: s , ( 了i c -c , ) 一e ( a 3 0 ) x艺 x , - f (p ,;x ,c ,c ) ,1iizf . (0 ) j rx f ;(o )l x ; 2 其参数 迭代程 序为 9e- 一 。 + 粼 c , af 1af ga b ja o )一( 刹 g - (x 一 f ) 一 。 ， ，(a 3 1) 3 0 0 川 年 i 水 电 卷规 划 式中 (f (p ;“ ， ._ 。一x ; ._。 l - 一一 _ _ 一 铭 一 一 _ 一 l 0 j ( a; d ) j l 0入共 al . 2 . 4 经 验适线 法。米用矩法 或其他万法 ，估计一 组参数 作为初值 ，通 过经验判断调整 参数，选定一条与经验点据拟合良好的频率曲线。适线时应注意: ( 1 ) 尽可能照顾点群的趋势， 使频率曲线通过点群的中心， 但可适当多考虑上部和中部 点据。 ( 2 )应分析经验点据的精度 ( 包括它们的横、纵坐标) ， 使曲线尽量地接近或通过比较 可靠的点据 ( 3 ) 历史洪水， 特别是为首的几个历史特大洪水， 一般精度较差， 适线时， 不宜机械地 通过这些点据， 而使频率曲线脱离点群; 但也不能为照顾点群趋势使曲线离开特大值太远， 应考虑特大历 史洪水 的可能误差范 围，以便调整频率 曲线 。 a2 设计 洪水估计值 的抽样误差 当总体分布为皮尔逊 班型分布，根据n年连序系列，用矩法估计参数时，设计洪水值 x , 的均方误 ( 一阶) 近似公式为 x c v x 一万n b( 绝对误差 )( a 3 2 ) a x、 ，_c 或s 一 对 x 1 0 0 % = 对 “ b x 1 0 0 %k 相 对 误 差 ，( a 3 3 ) 式中的k， 为指定频率 p的模比系数，b为c 和 p的函数，并已制成诺模图。图al中的 b值是采用离差绝对值和适线准则，由统计试验法求得的。 a 3 地区洪水的频率组合 对于控制断面以上有两个分区的情况，可按下列方法计算。多个分区的情况，可参照 两个分区的计算原则进行。 设控制断面时段洪量为z，上游水库断面相应的洪量为x，区间相应的洪量为y，则 z= x + y ( a3 4 ) a 3 . 1 独立性检验 在对 x与 y进行频率组合计算 之前 ， 应对 x 与 y是否相互独立作检验 。 可采用相关系 联列表、实测资料检验等。 . 1 相关系数检验。构造统计量 =、 探二厄 咒 鉴 : 丫 1 一 r r ( a 3 5 ) n 样本容量; r 相 关 系 数 。 、中 数左式 s l 4 4 - 9 33 0 1 当 指定某一信度a 后， 由t 一 分布表中 查得临 界值t . , 若计算的 t i t . ，则认为x与 y是不独立的。 a 3 . 1 . 2 联列表检验。 将随机向量 ( x, y) 的样本空间分 为l x k个子区间 ( 戈， x 户i 1 1 - ， 则认为变量x与y之间是不独立的。 a 3 . 1 . 3 实测资料检验。由实测资料求得 x, y, z的频 率曲线。假定 x, y相互独立.按独立随机变量作频率组 合计算， 求得z的频率曲 线， 若该曲 线与按实测资料 求得 的频率曲线吻合较好，则认为假定 x与y的相互独立是 成立的，反之则认为它们之间存在相关关系。 a 3 . 2 变量相互独立时的频率组合计算 当采用离散求和法计算时，可将 x与y的频率曲线 离散成阶梯状，x与y只能取有限个状态值，设x取n k 个状态，y取n ， 个状态，则z的取值状态数为 n ,二 n x n , ( a3 7 ) 设x取状态x 、 的 频率x间为 p x . : , y取状态y ; 的 频率区 间为 p y , ，则z 相应状态对应的频率区 间为 a p ,二 p x . : a p y ( a3 如流域内各测站的点雨量统 计参数变幅较大，设计点雨量可采用流域内接近平均情况的单站值。 b l . 1 . 4 如设计流域所在地区分析地区综合定点定面关系的资料尚不具备， 也可借用动点 动面关系推求设计面雨量，但需在设计流域附近选择若干个与设计流域面积相近的流域或 地区，对所需历时制作有限面积和历时范围的定点定面关系，以检验该地区动点动面关系 的代表性。如动点动面关系与定点定面关系出人较大，则应作适当修正。 b l . 2 各种历时设计暴雨量计算 b l . 2 . 1 对于工程规模较大， 要求计算的历时较多， 雨量资料条件又 较好的流域， 可以 对 本流域及附近的若干个雨量站， 分别统计设计所需的各历时年最大点雨量进行频率分析， 并 对较大地区范围的资料作地区综合与合理性检查。 b 1 . 2 . 2 当流域面积小于1 0 0 0 k m 时， 一般可 根据经过审批的各历时点暴雨统计参数等 值 线图查读计算几种标准历时的设计点雨量。 对于流域面积特小，又处于暴雨统计参数高值中心地区的工程，应对中心地区的统计 参数作大比例尺的补充分析，防止遗漏大暴雨资料。 b 1 . 2 . 3 为计算任意历时的设计雨量，可先计算n种标准历时的设计雨量，然后在双对数 s l 4 4 - 9 330 3 纸上绘制雨量历时曲线， 从中内插所需历时的设计雨量。 当分段雨量历时关系接近直线时， 也可采用暴雨递减指数公式， 根据相邻两个标准历时 t 。 和t ， 的设计雨量h, 和 h-以及该 区间的暴雨递减指数 n b ，内插所需历时tt ， 相应的雨量h; h; “ h, ( t ;/ t a ) 一 月 ( b 2 ) 或h， 一hn ( t , / t n ) 一 ” 。 。( b 3 ) n o ， 由下式求出:n a b = 1 一1 8 ( ha / hb ) / 1 9 ( t a / t b ) ( b 4 ) b l . 2 . 4 暴雨递减指数的移用适用于地形变化不大的地区。该指数一般随频率变化，设计 条件下不宜直接采用常遇暴雨分析的指数。面暴雨指数也不宜直接移用点暴雨指数。 b l . 3 设计雨型 b l . 3 . 1 设计暴雨的时程分配雨型可采用综合或典型雨型， 用几种历时的设计雨量同频率 控制缩放推算设计暴雨过程。 综合雨型需在多次大暴雨雨型特征分析的基础上选用。 雨型 特征分析的内容有雨峰个数、雨峰持续时间、两次雨峰之间的间隔时间、主雨峰出现时序 等。综合时还要考虑雨量量级、天气条件的影响。 b 1 . 3 . 2 设计暴雨的面分布图形可根据当地综合或典型面分布图形确定。 综合面雨型需在 面雨型特征分析的基础上进行。面雨型特征包括形状比率 ( 等雨深线概化为椭圆形的长短 轴之比)和雨轴方位 ( 等雨深线长轴与经线的夹角) 。综合雨型还需考虑雨量量级、地形、 天气系统的影响。 b 2 暴雨洪水的产流汇流计算 b 2 . 1 产流计算 b 2 . 1 . 1 降 雨径流相 关法 ( 包括相关曲 线) 。 r = f ( p, p-t , ) 式中r径流深， mm; p降雨量， mm; p a 前期影响雨量或雨前流域包气带含水量，m m; 降雨历时，h , b 2 . 1 . 2 扣损法。 ( 1 ) 初损后损法: ( b 5 ) f 石一i 。 一只 一 。 - t , ( b6 ) 式中f后期平均损失率，m m/ h ; 寿 流域总损失量， m m; i o 初期损失量， m m ; p _ o - 一 时 段t - t o - t , 内 不产 流 的 降 雨 量， t o -i 。 相应的历时，h ; 乙 产流历时，h , ( 2 ) 初损法:总损失量全部发生在降雨初期，满足总损失量后的降雨全部变成径流。 3 0 4 a 性年 州 电 卷规 戈 ( 3 )平均损失率法: r一r一p , - , t o ( b7 ) 式中 f 平均损失率， m m / h ; p 降雨量， m m ; r 径流深，mm; 尸 卜 ; 一 非 产 流 期 内 降 雨 量 ， m m ; t /, 产流历时 ，h, b 2 . 1 . 3 地表径流 ( 净雨)过程。 地表径流过程一般采用产流过程扣除地下径流时程分配 的方法区分开。地下径流 r 二 的时程分配可以采用平均分配的形式，即 r ， 一r * 一 t ( b8 ) 式中 r ,r 了 流域平均稳定下渗率， m m / h ; - t k -t 时段内 不产生地表径流的 产流量， m m t , 净雨历时，h 。 b 2 . 2 汇流计算 b 2 . 2 . 1 经验单位线。应尽量选用降雨比较均匀、净雨历时较短、雨强较大的孤独洪峰资 料，用割除了地下径流以后的地面径流过程线与相应的净雨过程推求单位线。单位线时段 一般以单位线的上涨历时或洪峰滞时的 1 / 3 左右为宜。由于分析出的单位线常随实测暴雨 时空分布的不同而有相当的差别，因此，使用时应尽量选择符合设计雨型的单位线。 b 2 . 2 . 2 瞬时单位线。 ( 1 )墓本公式: u ( 0 . t ) _份1 _ ( t / k ) 一 , e， k1 戈 n ) ( b9 ) 式中r -伽马函数; k 参数，通常采用矩法计算， ( 2 )非线性改正 :建立 n , k或 m, 或以此作为初值，优选确定。 ( n k )同雨强的关系，如 m l - a i - e ( b1 0 ) 式中m,瞬时单位线的一阶原点矩; 1 降雨 ( 或净雨)强度，mm/ h ; a , b 参数。 雨强的计算时段可按以下因素之一确定: 流域汇流时间; 产流时段; 洪峰上涨历时; 流 域面积大小。 公式 ( b 1 0 )的应用是有限制的， 应确定临界雨强味 控制式 ( b 1 0 ) 非线性外延的幅度。 图b 1 可作为在确定稀遇洪水的m 值时的参考。 b z . 2 . 3 推理公式。 s l 4 4 - 9 33 0 5 吕 : 5. 4 0 .3 0 .2 0 . 2 0 3 0 2 3 4 5 1 0 2 0 3 04 05 0 1 0 0 b =l / j - 图b 1 大洪水条件下的., -b 关系 l 一 干流河 长 ，k m万 j 一干流 纵坡 降 ( % o ) , 1 区一干旱 、半干早 土石 山区 ， 黄土 地区 ， 这些 地区 多荒坡 、 旱 作 ， 且植 被反 盖条 件很差 ，如西 北广大 地 区: 1 区一植 被较差 ， 杂草 不茂盛 ， 有 稀疏树 木 ， 如 河南 豫西 山丘及南 方水 土 保 持条件 差的地 区 ; ，区一植被 良 好 ，有疏 林湘丛 。草地 搜盖 较厚 ，有水稻 田或 有一定 岩溶 ， 如 南方及 东北 湿润 区; n , 区一森林 面积 比重 大的小 流域 ，如海南 省 、 湖 南省部 分地 区 ; n , 区一强 岩溶地 区 ，暗河面 积超过 5 0 %，如 广西部 分地 区 基本公 式 :q，一 0 . 2 7 8 立 f ( b1 1 ) r= 0 . 2 7 8 1 mjv 3 qm i n ( b1 2 ) 式中q . 洪峰流量，m / s ; h 在全面汇流时代表相应于r 时段的最大净雨， 在部分汇流时代表单一洪峰的 净雨 ，mm f流域面积，k m2 ; 流域汇流历时，h ; 汇 流参 数; l -沿主河从出口断面至分水岭的最长距离，k m; j -沿流程l的平均比降 ( 以小数计) 。 表 b 1 可作为在无资料条件下确定 、值的参考，表中b =l / j 1 , l , j定义同上。 3 0 6刁 利 水 电 总规 划 表b 1 小流域下垫面条件分类表 类 别雨洪特 性 、河道特性 、 土 壤植被 条件 的简单 描述 推理 公式洪 水汇流 参数 ，值 0 = 1 - 1 0夕 弃 1 0 - 3 0刀牛 3 09 0 问 北方 半干旱 地区 。 植被 条件 较差 ，以荒坡 、 梯 田或少量 的稀 疏林 为主 的土石 山区 ， 旱作 物较多 ，河道呈 宽浅型 ，间 隙性 水流 ，洪水 陡涨陡 落 南、 北方地 理景观 过 渡区 ， 植被条 件一般 ， 以稀疏林 、 针 叶林 、幼林 为主 的土石 山区或 流域 内耕地 较多 南方 、东北湿 润山丘 区 。 植被 条件 良好 ， 以灌 木林 、 竹 林为 主的 石山 区， 或 森林 覆盖度 达 4 0 %-5 0 %, 或流 域内多 为 水稻 田、或以优 良的草皮 为 主，河床多 砾石 、 卵 石 ， 两岸 滩地 杂草丛 生 ， 大 洪水 多为尖 瘦型 ，中小洪 水多 为矮胖 型 雨量 丰沛的湿 润山 区， 植 被条件 优 良， 森林 彼盖 度可高 达 7 0 %以上 ， 多 为深 山原始森 林 区， 枯枝 落叶层 厚 ， 墩 中流 较丰 富 ， 河 床呈 山区型 ， 大 卵石 ，大砾石河 槽 ， 有跌 水 ， 洪 水多 为陡涨 缓落 0- 13- 1.6 0.6- 0 .70. 7- 00. 8- 0. 9 5 0. 3-0 .4 0 . 40 . 5 1 0 . 5 - 0 0. 2- 0 0. 3 -0. 35 1 0. 35- 0 附录 c可 能 最 大 暴 雨 c l 放大方法 c l . 1 水汽放大 r 。 一 w “ rw ( c1 ) 式中r , r可能最大暴雨、典型暴雨，mm; wm , w最大可降水、典型暴雨可降水，mm, c l . 1 . 1 适用条件。适用于罕见特大暴雨的放大。 c l . 1 . 2 可 降水计算。按地面露点由 专用表查算。 c l . 1 . 3 可能最大露点确定。 ( 1 ) 按历史最大露点 :当露点资料系列在 3 0年以上时，取历年露点的最大值。 ( 2 ) 按露点频率:当资料系列不足 3 0 年时，可采用 5 0 年一遇的露点。 ( 3 ) 按地理分布: 从全国最大露点等值线图上查读， 应注意用编图后新出现的最大值检 验。热带地区可采用最大海表水温查算。 c l . 2 水汽和动力因子放大 c l . 2 . 1 水汽效率放大。 。乳w， 。 、 角一- 气 ;牛 - 、 vw ( c2 ) 式中w,刀 最大暴雨效率、典型暴雨效率。 s l 4 4 - 9 33 0 7 ( 1 )适用条件。设计流域及邻近地区缺乏特大暴雨资料而有较大的实测暴雨或特大历 史洪水资料。 ( 2 )典型暴雨效率计算。 根据实测暴雨， 用雨湿比r / w表示其一定面积上某一时段的 效率 。 ( 3 )可能最大暴雨效率的估算。 取实测暴雨效率的外包值， 或根据本流域历史特大洪水 资料反推 。 c 1 . 2 . 2 水汽输拱率放士及水汽风谏联合放大 rm r 一 v w ) ,v w ) r 一 (v ( 豁 rw ( c3 ) ( c4 ) 式中v m , v 最大风速、典型暴雨的风速，m/ s , ( 1 ) 适用条件。 人流指标 v w 或v与相应的r呈正相关趋势， 且暴雨期间人流风向和 风速较稳定 ( 2 )典型暴雨指标选择。 代表站:选取本地区暴雨的水汽人流方向的测站。 风指标:选择暴雨发生时间前一个时段，离地面 1 5 0 0 m以内的风速。 ( 3 ) 极大化指标。 从与典型暴雨降水影响系统相似的实测暴雨中选取 ( v w) ，或v ，与 w. 的乘积。 可在水汽人流方向一定范围内选择， 也可分析v w 的季节变化曲线， 由此取用 典型暴雨发生时前后 1 5天之内的最大值。 c 1 . 2 . 3 水汽净输送放大。 (1) 基本公式。 _fw k= 八 pz10 客 j vkig k;a l a p a ta p g k-u -_ ; ( c5 ) 式中r-4 t 时间的面平均雨深，m m; f. -a t 时间的水汽输送净量，9 ; v k, 第k层计算周界上第 1 个控制点的垂直于周界的风速分量，向内为正，m / s ; 4 k , 第k层计算周界上第 i 个控制点的比湿，g / k g ; p 水的密度， g / c m ; k 重力加速度，c m/ s 2 ; a计算周界所包围的面积，k m ; 尸相邻两层气压差，h p a ; a l 计算周界上控制点所代表的步长，k m; il t 计算历时，s ; m计算周界上的控制点数; ” 气层数。 ( 2 )适用条件。设计流域面积大、计算时段长，暴雨天气系统稳定。 ( 3 )实测资料检验。 选用流域内典型暴雨资料检验， 如计算值与实测值相对误差在1 5 % 3 0 8 习 利 夕 卜电 卷规 戈 以内，则此法在该流域对所选典型暴雨适用。 ( 4 ) 极大化。 以较恶劣的实测暴雨天气形势为模式。 若典型暴雨辐合流场很强， 则只放 大水汽场，否则将 8 5 0 h p a( 或7 0 0 h p a )层水汽场、流场替换，并保持 5 0 0 h p a和 7 0 0 h p a ( 或 8 5 0 h p a )两层不变，再进行放大。 c 2 拐雨移it改正 c 2 . 1 流域形状改正 移置区与设计区暴雨天气形势相似，地形、地理条件基本相同，可直接将拟移置的暴 雨等值线搬移到设计区，再按设计区的边界，量算面平均雨量。若两地区的地形、地理条 件差异显著，则必须进行水汽或高程等改正。 c 2 . 2 水汽改正 位移水汽改正， 指两地高差不大， 但位移距离较远， 致使水汽条件不同所作的改正， 暴 雨由a地移到b地，用下式表示 = k, ra ( c6 ) ( w-) - ( w， 。 ) 2 ， ( c7 ) 凡凡 式中k位移水汽改正系数; r a 移置前暴雨量; wa . ,w*移置区和设计流域的最大可降水; z a ( 足标)移置区地面高程。 热带地区水汽改正主要是海表水温的调整。 c 2 . 3 高程或人流障碍高程水汽改正 指移置前后两地区地面平均高程不同或水汽人流方向障碍高程差异使人流水汽增减而 作的改正。流域人流边界的高程若接近流域平均高程，采用高程改正;若高于流域平均高 程，用障碍高程改正。其计算式如下: ra= k, ra ( c8 ) ( w - ) , . 入 ， 一=二 一共一 二 k w 月 二) z a ( c9 ) 式中kz 高程或人流障碍高程水汽改正系数; z b ( 足标)设计区地面或障碍高程。 实际进行暴雨移置时，往往兼有位置和高程的差导，此时，可综合考虑进行改正，即 ra一 k, k ra= ( w . - ) ， 二 _ 长 二 谙 = 一 = k 孟 又 w a - ) i a ( cl o ) c 2 . 4 绿台改正 当两地地形等条件差异较大时，可用等百分数法、直接对比法、以当地暴雨为模式改 正法及雨量分割法进行综合改正。 sl 4 4 - 9 33 0 9 附加 说 明 主 编 单 位: 参 加 单 位: 主要起草 人 : 水利部长江水利委员会 水利部南京水文水资源研究所 水利部松江水利委员会 能源部水利部西北勘洲设计研究院 能源部水利部成都勘侧设计研究院 时文生郭一兵王善序罗钟旅 金蓉玲张有芷杨远东谢汉彪 王俊汪德宇宋德敦文康 王家祁骆承政刘菊天张大发 王锐璨杜修荣 中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准 水利水电工程设计洪水 计 算 规 范 sl 4 4 - 9 3 条文说明 s l 4 4 - 9 3311 目次 总则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 2 基本资料 ” 3 1 5 根据流量资料计算设计洪水 . . . . 。 3 1 8 根据暴雨资料推算设计洪水 ” . . . . . . . . 3 2 3 设计洪水的地区组成 。 . . . . . 3 2 9 干早、岩溶、冰川地区设计洪水 。 . . . 3 3 1 水利和水土保持措施对设计洪水的影响 ” 3 3 2 11n乙弓da5月卜ull 312水 利 水 电 卷规 划 1 总则 1 . 0 . 1 , 1 . 0 . 2 1 9 7 9 年由原水利部和电力工业部颁发的 水利水电工程设计洪水计算规 范s d j 2 2 -7 9( 试行) ， 反映了建国3 0 年来我国在设计洪水计算方面的研究成果和经验。 规范的颁发，使我国设计洪水计算有了统一的标准，对指导设计洪水计算、保证成果质量 起了重要作用。 规范颁发试行 1 0 年来，随着我国改革开放政策的贯彻， 政治、经济方面发 生了很大变化，技术上也有新的发展。而试行规范限于当时的历史条件，有些规定已不尽 合适和完善; 1 0 年来设计洪水计算方面又积累了新经验; 随着江河治理与水资源开发利用， 出现了一些新问题。为此，1 9 8 9 年能源部水利部水利水电规划设计总院 ( 8 9 )水规规字第 4 0号文决定对原规范进行修订。 本次是在原规范基础上进行修订， 对原规范的适用范围没 有作实质性的变动 。 平原区与山丘区在设计洪水计算内容要求上及有关技术处理上有所不同，本规范的有 关规定原则上只适用于山丘区。 本规范所规定的工程等级适用范围为大中型，其划分标准应按 水利水电枢纽工程等 级划分及设计标准 ( 山区、丘陵区部分) ) s d j 1 2 -7 8( 试行)及能源部水利部水利水电规 划设计总院 ( 9 0 )水规字第 5 号 “ 关于 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准 ( 山区、丘 陵区部分) ) s d j 1 2 -7 8( 试行)补充规定试行通知”中的规定执行。小型水利水电工程的 设计洪水计算可参照本规范规定的原则进行。 水利水电工程设计一般分为:可行性研究、初步设计、技术设计等阶段。设计洪水是 水利水电工程规划设计的重要依据，在可行性研究或初步设计阶段，设计洪水的主要参数 应当确定。在工程初步设计以后的阶段，设计洪水不宜有较大的变动，因此，本规范主要 适用于可行性研究及初步设计阶段。至于河流规划、工程的改建及扩建、工程复核等，仍 可参照本规范执行。 1 . 0 . 3 规范所称的设计洪水是指水利水电工程规划、 设计、 施工中指定设计标准的洪水的 总称，其内容根据工程设计需要、洪水特性等分别提供洪峰流量、时段洪量及设计洪水过 程线。对水库工程而言，当防洪库容较小时，一般以洪峰流量或短时段洪量作控制计算设 计洪水;当防洪库容较大时，一般以较长时段的洪量作控制。根据设计需要也可以洪峰及 洪量同时控制。 1 . 0 . 4 我国已建水库一般是以坝址设计洪水作为设计依据。 由于建库后库区范围内的天然 河道已被淹没，使原有的河槽调蓄已包含在水库容积内，库区产汇流条件也发生了明显的 改变。 建库前流域内的洪水向坝址出口断面的汇流变为建库后洪水沿水库周界向水库汇人， 造成建库后人库洪水较坝址洪水的洪峰流量、短时段洪量增大，峰现时间提前。随着设计 时段的增长，人库洪量与坝址洪量的差别逐渐减小。 据近年来对3 2 座水库的综合分析， 人库与坝址的洪峰流量的比值在 1 . 0 1 -1 . 5 4 之间， 其差别 与水库特征、洪水时空分布特性有 关。 s l 4 4 - 9 331 3 当库区的天然河道槽蓄量较大，干支流洪水易发生遭遇，应采用人库洪水作为设计 依据 。 当库区的天然河道槽蓄量较小，干支流洪水遭遇改变不大，对于奎水不高、库容较小 或奎水虽高、 但河道比降较陡、回水距离较短、 洪枯水位的河宽变化不大的河道型水库， 可 采用坝址洪水作为设计依据。 有的水库虽然人库洪水与坝址洪水差别较大， 但水库调洪库容也很大。 在这种情况下， 仍可采用坝址洪水作为设计依据。 1 . 0 . 5 水文资料关系到设计洪水计算方法的选定及成果质量的精度。 当坝址及附近缺乏可 以直接引用的水文资料时，必须根据工程要求及设计洪水计算的需要，尽早建立水文站或 水位站， 以推算设计洪水或检验设计洪水计算中各个环节的成果及坝址水位流量关系曲线。 1 . 0 . 6 实测洪水暴雨资料是计算设计洪水的主要依据。 我国江河水文观测资料不长， 实测 大洪水资料更少， 雨量观测基本上与水文观测同步， 因此必须充分利用已观测到的资料。 就 频率分析的要求而言，现有的观测系列仍嫌较少，而历史上我国人民在与江河洪水斗争中 留下了许多有关洪水方面的文字记载、民间传说、实地洪痕，这是我国优秀文化遗产的一 部分，这些宝贵的历史洪水资料，对提高设计洪水成果的质量起着关键作用。因此无论是 采用流量资料还是雨量资料，计算设计洪水均应充分运用历史洪水及暴雨资料。 1 . 0 . 7 计算设计洪水应根据设计流域的资料条件采用下列方法。 ( 1 ) 大中型水利水电工程应尽可能采用流量资料来计算设计洪水。 当坝址处或坝址 附近有水文站且与坝址的集水面积相差不大时，可直接使用其资料作为计算设计洪水 的依据 。 据统计 ， 我国现有水文基本站约 3 4 0 0 个 ， 其中有 1 8 5 。个测站的观测系列超过 3 0 年 ，而这些站大多是各河流的控制站，即使所依据的水文站的观测系列不足 3 0年， 大多数仍可通过相关插补延长，达到 3 0年系列的要求。因此，条文中规定用流量资料 计算设计洪水，应具有 3 0年以上的系列。就总体而言， 实测洪水系列计算的设计洪水 成果仍具有较大的抽样误差，因此必须同时具有一定的历史洪水资料，以弥补系列代 表性的不足，减少抽样误差。 ( 2 )有的设计河段附近没有可以直接引用的流量资料时，可采用暴雨资料来推算设计 洪水。 与流量资料相比， 我国雨量站资料站点较多。 据统计， 我国 1 9 5 8 年约有雨量站 9 5 0 0 个， 1 9 8 9 年达1 9 0 0 0 个， 但就全国平均而言， 雨量站仍嫌少。占 我国国土面积很大部分的 西部地区雨量站稀少， 如西藏面积约 1 2 0 万 k m ， 雨量站只有 3 2个， 而这些地区的工程也 少。 就经济发展较 快地区而言， 雨量站的 密度还是比 较大的， 如北京市面积约1 . 6 8 万k m , 雨量站就有 1 8 5 个。因此，规定使用暴雨资料推算设计洪水 ，应具有 3 0 年以上系列 由暴雨推算设计洪水， 有许多环节， 如产流、 汇流计算 中有关参数的确定 ， 应有多 次暴雨洪水实测资料，以分析这些参数随洪水特性变化的规律，特别是大洪水时的变 化 规律 。 ( 3 ) 有的工程所在河段不仅没有流量资料， 且流域内暴雨资料也短缺时， 可采用地区综 合法估算设计洪水。 我国对设计暴雨的研究，积累了丰富的资料与经验，先后完成了全国和各地区年最大 2 4 h暴雨量的统计参数等值线图、实测和调查最大 2 4 h点雨量分布图及时面深关系等。2 0 31 4水 利 水 电 卷规 划 世纪8 0 年代以来又着重研究了短历时暴雨， 完成了6 h , l h暴雨量统计参数的有关图表， 对 暴雨点面关系作了进一步的分析综合，完成了各种历时的设计暴雨及相应的产汇流查算图 表。这些