注册土木工程师培训资料(水文专业)

1、水文专业案例水文专业案例 水文专业案例水文专业案例 目录目录q 第一节第一节 基本资料基本资料q 第二节第二节 设计洪水设计洪水q 第三节第三节 水资源水资源q 第四节第四节 水位流量关系水位流量关系q 第五节第五节 泥沙泥沙 第一节第一节 基本资料基本资料一、 水文气象要素的观测内容及整编方法二、 基本资料的复核及可靠性、代表性、一致性评价 水文专业案例水文专业案例 第一第一节节 基本资料基本资料 一、一、 水文气象要素的观测内容及整编方法水文气象要素的观测内容及整编方法 （一）（一） 气象水文要素的观测内容气象水文要素的观测内容 气象要素观测气象要素观测气温、湿度、风向、风速、气温、湿度、

2、风向、风速、日照时数、地温、雾、雷电、霜期、冰期、积雪深度、冻土深度日照时数、地温、雾、雷电、霜期、冰期、积雪深度、冻土深度等。等。 水文要素观测主要包括水文要素观测主要包括水位、潮水位、流量；悬移质含沙量、输水位、潮水位、流量；悬移质含沙量、输沙率、颗粒级配、矿物组成；推移质输沙量、颗粒级配；床沙组成、沙率、颗粒级配、矿物组成；推移质输沙量、颗粒级配；床沙组成、级配；水温、冰情及洪、枯水调查考证级配；水温、冰情及洪、枯水调查考证等。等。 第一第一节节 基本资料基本资料 （1 1）降水观测）降水观测 降水可采用人工观测或自记方式。降水可采用人工观测或自记方式。 （2 2）水位观测）水位观测 水

3、位可采用人工观测或自记方式。水位可采用人工观测或自记方式。 水位的基本定时观测时间为水位的基本定时观测时间为北京标准时间北京标准时间8 8时时。水位观测测。水位观测测次应能测到次应能测到完整的水位变化过程完整的水位变化过程，满足，满足日平均水位计算、各项日平均水位计算、各项特性值统计、水文资料整编和水情拍报特性值统计、水文资料整编和水情拍报的要求。在峰顶、峰谷、的要求。在峰顶、峰谷、水位过程水位过程转折处应布有测次转折处应布有测次；水位涨落急剧时，应加密测次。；水位涨落急剧时，应加密测次。水位应读记至水位应读记至1cm1cm。 第一第一节节 基本资料基本资料 （3 3）流量观测）流量观测 流量

4、观测一般采用流量观测一般采用流速仪法流速仪法，流速仪法的测量成果可作为流速仪法的测量成果可作为率定或校核其他测流方法的标准率定或校核其他测流方法的标准。 当具备下列条件时，宜采用流速仪法测流：断面内大多数当具备下列条件时，宜采用流速仪法测流：断面内大多数测点的流速测点的流速不超过流速仪的测速范围不超过流速仪的测速范围；垂线水深；垂线水深不小于流速仪不小于流速仪用一点法测速的必要水深用一点法测速的必要水深；在一次测流的起讫时间内，水位涨；在一次测流的起讫时间内，水位涨落差不大于平均水深的落差不大于平均水深的10%10%，水深较小而涨落急剧的河流不大于，水深较小而涨落急剧的河流不大于平均水深的平均

5、水深的20%20%；流经测流断面的漂浮物不致频繁影响流速仪正；流经测流断面的漂浮物不致频繁影响流速仪正常运转。常运转。 第一第一节节 基本资料基本资料 （4 4）泥沙观测）泥沙观测 国家基本泥沙站分为国家基本泥沙站分为三类三类：一类站为对主要产沙区、重大工程：一类站为对主要产沙区、重大工程设计及管理运用、河道治理或河床演变研究等设计及管理运用、河道治理或河床演变研究等起重要控制作用的站起重要控制作用的站；二类站为二类站为一般控制站和重点区域代表站一般控制站和重点区域代表站；三类站为；三类站为一般区域代表站一般区域代表站和小河站和小河站。 一类站应施测一类站应施测悬移质输沙率、含沙量及悬移质和床

6、沙的颗粒级悬移质输沙率、含沙量及悬移质和床沙的颗粒级配配，并进行长系列的全年测观；二类站应施测，并进行长系列的全年测观；二类站应施测悬移质输沙率和含沙悬移质输沙率和含沙量，大部分二类站应测悬移质颗粒级配量，大部分二类站应测悬移质颗粒级配；三类站应施测；三类站应施测悬移质输沙悬移质输沙率和含沙量，部分三类站应测悬移质颗粒级配率和含沙量，部分三类站应测悬移质颗粒级配，测验精度可低于一、，测验精度可低于一、二类站。二类站。 第一第一节节 基本资料基本资料（二）水文资料整编的内容与方法（二）水文资料整编的内容与方法 （1 1）降水资料整编）降水资料整编 降水资料整编包括：降水资料整编包括： 对观测记录

7、进行审核，对观测记录进行审核，检查观测、记录、缺测检查观测、记录、缺测等情况。对于自等情况。对于自记资料，除检查时间和虹吸的订正外，还应检查故障的处理情况；记资料，除检查时间和虹吸的订正外，还应检查故障的处理情况； 数据整理；数据整理； 整编整编逐日降水量表、降水量摘录表逐日降水量表、降水量摘录表； 单站合理性检查；单站合理性检查； 编制降水量资料整编说明表。编制降水量资料整编说明表。 第一第一节节 基本资料基本资料例题（例题（1 1）河流水文站流量观测的仪器和方法呈现多样化的趋势，但我国规定，河流水文站流量观测的仪器和方法呈现多样化的趋势，但我国规定，一般采用一般采用 法，其成果可作率定其他

8、方法标准。法，其成果可作率定其他方法标准。 A A、ADCPADCP光学多普勒流速剖面仪；光学多普勒流速剖面仪； B B、电波流速仪；、电波流速仪； C C、水面浮标法；、水面浮标法； D D、流速仪法。、流速仪法。 （D D正确，规范规定）正确，规范规定） 第一第一节节 基本资料基本资料（2 2）水位资料整编）水位资料整编水位资料整编包括：水位资料整编包括：考证考证水尺零点高程水尺零点高程；绘制逐时或逐日平均水位过程线；绘制逐时或逐日平均水位过程线；数据整理；数据整理；整编整编逐日平均水位表逐日平均水位表，水位站可整编，水位站可整编洪水水位摘录表洪水水位摘录表；单站合理性检查；单站合理性检查

9、；编制水位资料整编说明表。编制水位资料整编说明表。 第一第一节节 基本资料基本资料潮位资料整编包括：潮位资料整编包括：考证考证水尺零点高程水尺零点高程；数据整理；数据整理；整编整编逐潮高低潮位表（或逐时潮位表）和潮位月年统计表逐潮高低潮位表（或逐时潮位表）和潮位月年统计表（或逐日最高最低潮位表）（或逐日最高最低潮位表）；单站合理性检查；单站合理性检查；编制潮位资料整编说明表。编制潮位资料整编说明表。 第一第一节节 基本资料基本资料（3 3）流量资料整编流量资料整编河道流量资料整编包括：河道流量资料整编包括：编制编制实测流量成果表和实测大断面成果表实测流量成果表和实测大断面成果表；绘制水位流量、

10、水位面积、水位流速关系曲线；绘制水位流量、水位面积、水位流速关系曲线；水位流量关系曲线分析和检验；水位流量关系曲线分析和检验；数据整理；数据整理；整编整编逐日平均流量表及洪水水文要素摘录表逐日平均流量表及洪水水文要素摘录表；绘制逐时或逐日平均流量过程线；绘制逐时或逐日平均流量过程线；单站合理性检查；单站合理性检查；编制河道流量资料整编说明表。编制河道流量资料整编说明表。 第一第一节节 基本资料基本资料水工建筑物流量资料整编包括：水工建筑物流量资料整编包括：编制编制堰闸流量率定成果表或水电（抽水）站流量率定成果表堰闸流量率定成果表或水电（抽水）站流量率定成果表；绘制水力因素与流量系数相关曲线或关

11、系方程式（经验公式）绘制水力因素与流量系数相关曲线或关系方程式（经验公式）的拟合并作关系线的检验；的拟合并作关系线的检验；数据整理；数据整理；整编整编逐日平均流量表、堰闸洪水（或水库）水文要素摘录表逐日平均流量表、堰闸洪水（或水库）水文要素摘录表；绘制瞬时流量或逐日平均流量过程线；绘制瞬时流量或逐日平均流量过程线；单站合理性检查；单站合理性检查；编制水工建筑物流量资料整编说明表。编制水工建筑物流量资料整编说明表。 第一第一节节 基本资料基本资料（4 4）泥沙资料整编）泥沙资料整编悬移质输沙率资料整编包括：悬移质输沙率资料整编包括：编制编制实测悬移质输沙率成果表实测悬移质输沙率成果表；绘制单样含

12、沙量（简称单沙）与断面平均含沙量（简称断沙）关系绘制单样含沙量（简称单沙）与断面平均含沙量（简称断沙）关系曲线或比例系数过程线或流量与输沙率关系曲线；曲线或比例系数过程线或流量与输沙率关系曲线；关系曲线的分析与检验；关系曲线的分析与检验；数据整理；数据整理；整编整编逐日平均悬移质输沙率、逐日平均含沙量表和洪水要素摘录表逐日平均悬移质输沙率、逐日平均含沙量表和洪水要素摘录表；绘制瞬时或逐日单沙（或断沙）过程线；绘制瞬时或逐日单沙（或断沙）过程线；单站合理性检查；单站合理性检查；编制悬移质输沙率资料整编说明表。编制悬移质输沙率资料整编说明表。 第一第一节节 基本资料基本资料泥沙颗粒级配资料整编包括

13、：泥沙颗粒级配资料整编包括：编制编制实测悬移质颗粒级配成果表实测悬移质颗粒级配成果表及及实测悬移质单样颗粒级配成果实测悬移质单样颗粒级配成果表或悬移质断面平均颗粒级配成果表表或悬移质断面平均颗粒级配成果表；绘制单断颗曲线并进行检验；绘制单断颗曲线并进行检验；数据整理；数据整理；整编整编月年平均悬移质颗粒级配成果表月年平均悬移质颗粒级配成果表；绘制日、月、年平均悬移质颗粒级配曲线；绘制日、月、年平均悬移质颗粒级配曲线；单站合理性检查；单站合理性检查；编制泥沙颗粒级配资料整编说明表编制泥沙颗粒级配资料整编说明表。 第一第一节节 基本资料基本资料二、二、 基本资料的复核及可靠性、代表性、一致基本资料

14、的复核及可靠性、代表性、一致性评价性评价 （一）（一） 基本资料的复核基本资料的复核 规划设计所依据的水文资料均应规划设计所依据的水文资料均应复核复核。 对计算设计洪水所依据的对计算设计洪水所依据的暴雨洪水资料暴雨洪水资料和和流域特征资料流域特征资料，应进，应进行行重点复核重点复核，必要时要进行，必要时要进行现场调查和比测试验现场调查和比测试验。（1 1）降水、蒸发资料）降水、蒸发资料 降水、蒸发中的不合理资料或特异值，一般与降水、蒸发中的不合理资料或特异值，一般与观测场地、仪观测场地、仪器类型、观测时段器类型、观测时段等有关。等有关。（2 2）水位资料）水位资料 水位、潮水位资料，应查明水位

15、、潮水位资料，应查明高程系统、水尺零点、水尺位置高程系统、水尺零点、水尺位置的变动情况，的变动情况，并重点复核观测精度较差、断面冲淤变化较大和受并重点复核观测精度较差、断面冲淤变化较大和受人类活动影响显著人类活动影响显著的资料。可采用的资料。可采用上下游水位相关、水位过程对上下游水位相关、水位过程对照以及本站水位过程的连续性分析照以及本站水位过程的连续性分析等方法进行复核，必要时应进等方法进行复核，必要时应进行现场调查。行现场调查。 第一第一节节 基本资料基本资料 第一第一节节 基本资料基本资料水位资料合理性检查可通过以下途径进行。水位资料合理性检查可通过以下途径进行。绘制基本水尺断面平均河底

16、高程变化过程线。绘制基本水尺断面平均河底高程变化过程线。绘制本站累积水位保证率曲线。绘制本站累积水位保证率曲线。绘制本站的水位过程线。绘制本站的水位过程线。与相邻站的水位点绘相关关系图进行检查。与相邻站的水位点绘相关关系图进行检查。绘制上下游站的水位过程线进行对照。绘制上下游站的水位过程线进行对照。 第一第一节节 基本资料基本资料水位资料复核，可采用以下办法进行：水位资料复核，可采用以下办法进行：核实水准基面的正确性。核实水准基面的正确性。核定水尺断面和水尺零点高程的变动情况。核定水尺断面和水尺零点高程的变动情况。观测方面的核实。观测方面的核实。 第一第一节节 基本资料基本资料 例题（例题（2

17、） 某水库水位设计采用的高程系统为黄海基面，其设计依据站某水库水位设计采用的高程系统为黄海基面，其设计依据站实测水位系列高程系统为冻结基面，且高于黄海基面实测水位系列高程系统为冻结基面，且高于黄海基面1.50m。据。据水位站实测系列频率分析，水位站实测系列频率分析，100年一遇设计水位为年一遇设计水位为40.0m，换算为，换算为水库坝址同频率水位为水库坝址同频率水位为 m。 A、40.0； B、41.5； C、38.5； D、40.75（C正确，由题意，水库基面（正确，由题意，水库基面（m）=水位站基面水位站基面-1.50） 第一第一节节 基本资料基本资料（3 3）流量资料）流量资料 我国的流

18、量测验，我国的流量测验，2020世纪世纪5050年代中期以前一般采用浮标法，以后虽年代中期以前一般采用浮标法，以后虽多采用流速仪法。在复核多采用流速仪法。在复核浮标法浮标法流量资料时，主要检查流量资料时，主要检查浮标系数、水面浮标系数、水面流速系数、借用断面、水位流量关系曲线流速系数、借用断面、水位流量关系曲线等的合理性。等的合理性。 对资料复核发现的问题，计算错误或影响较大的对资料复核发现的问题，计算错误或影响较大的系统性误差系统性误差，应进，应进行改正。行改正。 流量资料合理性检查可采用流量资料合理性检查可采用历年水位流量关系曲线比较、流量与水历年水位流量关系曲线比较、流量与水位过程线对照

19、、上下游水量平衡分析位过程线对照、上下游水量平衡分析等方法进行，必要时应进行对比测等方法进行，必要时应进行对比测验。验。（4 4）泥沙资料）泥沙资料 泥沙资料应着重复核泥沙资料应着重复核多沙年份多沙年份和和测验精度较差测验精度较差的资料。悬移质泥沙资的资料。悬移质泥沙资料可采用料可采用本站水沙关系分析、上下游含沙量或输沙率过程线对照、颗粒本站水沙关系分析、上下游含沙量或输沙率过程线对照、颗粒级配曲线比较级配曲线比较等方法进行检查。推移质泥沙资料可从等方法进行检查。推移质泥沙资料可从测验方法和采样器测验方法和采样器效率系数效率系数等方面进行检查。等方面进行检查。（5 5）其它资料）其它资料 水库

20、水库水位的代表性和观测时段、库容曲线历次变化、各建筑物过水能水位的代表性和观测时段、库容曲线历次变化、各建筑物过水能力曲线的变动力曲线的变动等对水库还原精度影响较大，应重点从这些方面进行复核。等对水库还原精度影响较大，应重点从这些方面进行复核。 第一第一节节 基本资料基本资料（二）资料系列可靠性、一致性和代表性评价（二）资料系列可靠性、一致性和代表性评价 水文计算所用到的资料系列一般有水文计算所用到的资料系列一般有降水、径流、洪水、泥沙系列降水、径流、洪水、泥沙系列等。资料系列包括等。资料系列包括年统计量，不同时段年最大、最小统计量，年固定时年统计量，不同时段年最大、最小统计量，年固定时段统计

21、量段统计量等。等。 资料系列的资料系列的可靠性、一致性和代表性可靠性、一致性和代表性，是水文计算对基本资料的共，是水文计算对基本资料的共同要求。资料系列的同要求。资料系列的可靠性可靠性是水文计算成果精度的重要保证，在进行水是水文计算成果精度的重要保证，在进行水文计算时应复核所用资料，以保证文计算时应复核所用资料，以保证资料正确可靠资料正确可靠；资料系列的；资料系列的一致性一致性，是指产生各年水文资料的流域和河道的是指产生各年水文资料的流域和河道的产流、汇流条件产流、汇流条件在在观测和调查期观测和调查期内无根本变化，如上游修建了水库或发生堤防溃决、河流改道等事件，内无根本变化，如上游修建了水库或

22、发生堤防溃决、河流改道等事件，明显影响资料的一致性时，需将资料换算到统一基础上，使其具有一致明显影响资料的一致性时，需将资料换算到统一基础上，使其具有一致性；资料系列的性；资料系列的代表性代表性，是指现有，是指现有资料系列的统计特性能否很好反映总资料系列的统计特性能否很好反映总体体的统计特性。的统计特性。 第一第一节节 基本资料基本资料 （1 1）可靠性）可靠性 水文计算成果的水文计算成果的精度，主要取决于基本资料情况及其可靠程度精度，主要取决于基本资料情况及其可靠程度，故必须，故必须予以重视。予以重视。 （2 2）一致性）一致性 资料系列资料系列一致性改正是将资料改正到同一基础一致性改正是将

23、资料改正到同一基础上。将受人类活动影响的上。将受人类活动影响的资料还原到天然状态，一般称资料还原到天然状态，一般称还原改正还原改正；将早期未受人类活动影响的资料修；将早期未受人类活动影响的资料修改到现状条件下，一般称为改到现状条件下，一般称为还现改正还现改正。 降水、暴雨系列因受人为因素影响较小，具有随机特性，一般满足一致降水、暴雨系列因受人为因素影响较小，具有随机特性，一般满足一致性要求。性要求。 径流、洪水计算应采用天然径流系列径流、洪水计算应采用天然径流系列。当径流、洪水受人类活动影响较。当径流、洪水受人类活动影响较小或影响因素较稳定、径流、洪水形成条件基本一致时，径流、洪水计算也小或影

24、响因素较稳定、径流、洪水形成条件基本一致时，径流、洪水计算也可采用实测系列。当人类活动对径流影响显著时（如上游修建了水库或发生可采用实测系列。当人类活动对径流影响显著时（如上游修建了水库或发生堤防溃决、河流改道等），应进行资料一致性改正。堤防溃决、河流改道等），应进行资料一致性改正。 人类活动对工程地址的输沙量影响显著时，应进行资料一致性改正。改人类活动对工程地址的输沙量影响显著时，应进行资料一致性改正。改正方法可采用正方法可采用输沙率法、地形法和分项调查法输沙率法、地形法和分项调查法等。等。 第一第一节节 基本资料基本资料（3 3）代表性）代表性 降水、暴雨系列降水、暴雨系列常具有连续若干年

25、的偏丰期或偏枯期交替出常具有连续若干年的偏丰期或偏枯期交替出现的现象现的现象 。如系列短，其中各级大小暴雨雨量的出现频率与该地。如系列短，其中各级大小暴雨雨量的出现频率与该地区长期资料所反映的雨量频率分布有一定出入，则该短期系列缺区长期资料所反映的雨量频率分布有一定出入，则该短期系列缺乏代表性。乏代表性。 分析方法分析方法主要为主要为与邻近地区长系列雨量、洪水和灾情资料作与邻近地区长系列雨量、洪水和灾情资料作比较分析比较分析。邻站之间暴雨量相关大多并不密切，暴雨参数的确定。邻站之间暴雨量相关大多并不密切，暴雨参数的确定还应通过地区协调和特大值处理等途径提高估算精度。还应通过地区协调和特大值处理

26、等途径提高估算精度。 系列代表性分析的系列代表性分析的重点为近几十年内流域水文丰枯的变化、重点为近几十年内流域水文丰枯的变化、大暴雨和大洪水出现量级和次数，分析系列中稀遇暴雨的量级和大暴雨和大洪水出现量级和次数，分析系列中稀遇暴雨的量级和次数是否与长期变化规律相一致次数是否与长期变化规律相一致。 第一第一节节 基本资料基本资料 径流系列径流系列代表性分析应通过分析系列中代表性分析应通过分析系列中丰、平、枯水年和连续丰、平、枯水年和连续丰、枯水段的组成及径流的变化规律丰、枯水段的组成及径流的变化规律，评价其代表性。设计依据站，评价其代表性。设计依据站径流系列代表性分析，根据资料条件可采用下列方法

27、：径流系列代表性分析，根据资料条件可采用下列方法： 径流径流系列较长系列较长时，可采用时，可采用滑动平均、累积平均、差积曲线滑动平均、累积平均、差积曲线等方等方法，分析评价该系列或代表段系列的代表性；法，分析评价该系列或代表段系列的代表性； 径流径流系列较短系列较短，而上下游或邻近地区，而上下游或邻近地区参证站径流系列较长参证站径流系列较长时，时，可可分析参证站相应短系列的代表性分析参证站相应短系列的代表性，评价设计依据站径流系列的代，评价设计依据站径流系列的代表性；表性； 径流径流系列较短系列较短，而设计流域或邻近地区雨量站，而设计流域或邻近地区雨量站降水系列较长降水系列较长时，时，可可分析

28、雨量站相应短系列的代表性分析雨量站相应短系列的代表性，评价设计依据站径流系列的代，评价设计依据站径流系列的代表性。表性。 第一第一节节 基本资料基本资料 一个代表性较好的一个代表性较好的洪水系列洪水系列，应比较均匀地包含有各种量级的，应比较均匀地包含有各种量级的洪水，才能较好地代表总体，避免频率分析成果的系统偏差。洪水洪水，才能较好地代表总体，避免频率分析成果的系统偏差。洪水系列代表性分析，可根据资料条件采用下列方法：系列代表性分析，可根据资料条件采用下列方法： 当当洪水系列较长时洪水系列较长时，可将洪水系列，可将洪水系列按实际发生年份排列，以分按实际发生年份排列，以分析各个时期各种特征量级洪

29、水（如特大、大、较大、一般洪水等）析各个时期各种特征量级洪水（如特大、大、较大、一般洪水等）的频次规律的频次规律； 当本站当本站洪水系列较短洪水系列较短，而邻近站有长系列时，可，而邻近站有长系列时，可对邻近站系列对邻近站系列进行类似的分析进行类似的分析，并与本站系列进行对比，以判断本站较短系列是，并与本站系列进行对比，以判断本站较短系列是否处于洪水偏大或偏小时期。否处于洪水偏大或偏小时期。 第一第一节节 基本资料基本资料 悬移质悬移质泥沙系列的代表性泥沙系列的代表性分析，可根据资料条件采用下列方分析，可根据资料条件采用下列方法：法： 悬移质泥沙悬移质泥沙系列较长系列较长时，可时，可评价长系列或

30、代表段系列的代表评价长系列或代表段系列的代表性性； 悬移质泥沙悬移质泥沙系列较短系列较短、而径流系列较长且水沙关系较好时，、而径流系列较长且水沙关系较好时，可分析可分析径流相应短系列的代表性径流相应短系列的代表性，评价泥沙系列的代表性；，评价泥沙系列的代表性； 悬移质泥沙悬移质泥沙系列较短系列较短、而上下游或邻近相似流域参证站有较、而上下游或邻近相似流域参证站有较长悬移质泥沙系列时，可分析长悬移质泥沙系列时，可分析参证站相应短系列的代表性参证站相应短系列的代表性，评价，评价设计依据站泥沙系列的代表性。设计依据站泥沙系列的代表性。 第一第一节节 基本资料基本资料例题（例题（3） 工程水文计算采用

31、的水文系列要满足资料条件一致性的规定，工程水文计算采用的水文系列要满足资料条件一致性的规定，其含意是其含意是 。 A、产生各年水文资料的流域和河道的产流、汇流条件在观测、产生各年水文资料的流域和河道的产流、汇流条件在观测和调查期内无根本性变化；和调查期内无根本性变化； B、产生多年水文资料的下垫面条件基本一致，水文系列能反映、产生多年水文资料的下垫面条件基本一致，水文系列能反映水文统计规律；水文统计规律； C、水文系列中各年观测资料的精度一致；、水文系列中各年观测资料的精度一致； D、水文系列中不同容量样本参数一致。、水文系列中不同容量样本参数一致。 （A、B正确，符合水文统计样本条件一致性，

32、可反映系列的统正确，符合水文统计样本条件一致性，可反映系列的统计特性）计特性） 第一第一节节 基本资料基本资料第二节第二节 设计洪水设计洪水 水文专业案例水文专业案例一、洪水资料一致性改正及暴雨、洪水资料插补延长一、洪水资料一致性改正及暴雨、洪水资料插补延长二、历史暴雨、洪水调查与考证二、历史暴雨、洪水调查与考证三、设计洪水计算三、设计洪水计算 水文专业案例水文专业案例 设计洪水设计洪水一、洪水资料一致性改正及暴雨、洪水资料插补延长一、洪水资料一致性改正及暴雨、洪水资料插补延长 （一）（一） 洪水资料的一致性改正洪水资料的一致性改正 用数理统计法计算设计洪水，要求各年的洪水是在同一产流和用数理

33、统计法计算设计洪水，要求各年的洪水是在同一产流和汇流条件下形成的，即流量系列应具有一致性。当流域内修建汇流条件下形成的，即流量系列应具有一致性。当流域内修建蓄水、蓄水、引水、分洪、滞洪等工程，或发生决口、溃坝等情况引水、分洪、滞洪等工程，或发生决口、溃坝等情况，明显影响各，明显影响各年洪水的一致性时，应将受影响后的各年洪水流量系列年洪水的一致性时，应将受影响后的各年洪水流量系列还原到受影还原到受影响前的同一基础响前的同一基础上。水利工程对洪水的影响，不仅与工程规模、分上。水利工程对洪水的影响，不仅与工程规模、分布以及与水文站的远近有关，而且还随着洪水特性、工程运用方式、布以及与水文站的远近有关

34、，而且还随着洪水特性、工程运用方式、水库蓄、泄量大小等情况的不同，对洪水影响的程度而有差别。因水库蓄、泄量大小等情况的不同，对洪水影响的程度而有差别。因此，此，洪水流量的还原计算应根据工程的不同，采用不同的方法。洪水流量的还原计算应根据工程的不同，采用不同的方法。 受受上游大中型水库上游大中型水库影响时，应影响时，应推算上游水库的入库洪水，推算上游水库的入库洪水，再将入再将入库洪水按建库前状态汇流条件库洪水按建库前状态汇流条件演算至上游水库坝址，演算至上游水库坝址，然后然后与区间洪水与区间洪水叠加，顺演至设计断面叠加，顺演至设计断面，即为还原成果。当受，即为还原成果。当受上游引水、分洪、溃决、

35、上游引水、分洪、溃决、滞洪滞洪影响时，应影响时，应将引水、分洪等流量过程演算至设计断面与实测流量将引水、分洪等流量过程演算至设计断面与实测流量过程叠加过程叠加即为还原成果；受即为还原成果；受水利、水土保持措施水利、水土保持措施影响，流域内产汇流影响，流域内产汇流关系有明显改变，且流域面积不大时，可用关系有明显改变，且流域面积不大时，可用改变前的暴雨径流关系及改变前的暴雨径流关系及汇流曲线汇流曲线推算相应的洪水过程线。推算相应的洪水过程线。 （1 1）受大、中型水库调蓄影响的洪水还原计算受大、中型水库调蓄影响的洪水还原计算 还原计算水库坝址及其下游水文站的洪水，首先要计算出水库的还原计算水库坝址

36、及其下游水文站的洪水，首先要计算出水库的入库洪水。所谓入库洪水，是指水库建成后，由水库周边同时注入水入库洪水。所谓入库洪水，是指水库建成后，由水库周边同时注入水库的洪水，并包括库面降雨量。库的洪水，并包括库面降雨量。 设计洪水设计洪水入库洪水计算入库洪水计算 入库洪水，通常利用水库的库水位、库容曲线以及出库流量等资料，入库洪水，通常利用水库的库水位、库容曲线以及出库流量等资料，按下面的水量平衡方程式计算：按下面的水量平衡方程式计算： 式中式中 Q Q入入时段平均入库流量；时段平均入库流量； Q Q出出实测的时段平均出库流量；实测的时段平均出库流量； Q Q跨引跨引跨流域引出或引入的时段平均流量

37、，引出为正值，引入为负值；跨流域引出或引入的时段平均流量，引出为正值，引入为负值； WWtt时段内水库内蓄水量变化值；时段内水库内蓄水量变化值； WW损损tt时段内水库内损失水量（包括蒸发、渗漏量）；时段内水库内损失水量（包括蒸发、渗漏量）； WW雨雨tt时段内水库内由陆面变为水面直接接纳的降雨量；时段内水库内由陆面变为水面直接接纳的降雨量； WW库岸库岸tt时段内库岸调蓄量变化值；时段内库岸调蓄量变化值； tt计算时段长计算时段长。 设计洪水设计洪水 其中：其中：WW损损/ /tt、WW雨雨/ /tt、WW库岸库岸/t/t在一次洪水过程中在一次洪水过程中所占比重甚小，可忽略不计，则式（所占比

38、重甚小，可忽略不计，则式（1-2-11-2-1）简化为：）简化为： 如何确定如何确定tt值的大小，有两种方法。值的大小，有两种方法。 试算法。试算法。 误差控制法。误差控制法。 设计洪水设计洪水 坝址洪水计算坝址洪水计算 所谓坝址洪水，是指不受水库调节影响情况下的坝址处洪水。所谓坝址洪水，是指不受水库调节影响情况下的坝址处洪水。水库形成后，坝址洪水不能直接观测，只能通过间接方法计算求水库形成后，坝址洪水不能直接观测，只能通过间接方法计算求得。推求坝址洪水，常用下面的三种方法。得。推求坝址洪水，常用下面的三种方法。 A.A.由入库洪水计算坝址洪水由入库洪水计算坝址洪水 用式（用式（1-12-11

39、-12-1）计算的入库洪水，实际上是水库周边同时流）计算的入库洪水，实际上是水库周边同时流入水库的洪水。与坝址洪水比较，其洪峰流量增大且提前出现，入水库的洪水。与坝址洪水比较，其洪峰流量增大且提前出现，洪水过程变洪水过程变 得尖瘦。得尖瘦。 坝址洪水与入库洪水之间具有成因关系，所以，可以将入库坝址洪水与入库洪水之间具有成因关系，所以，可以将入库洪水转换成坝址洪水。转换计算通常使用洪水转换成坝址洪水。转换计算通常使用马斯京根法演算马斯京根法演算： 设计洪水设计洪水式中式中 Q Q坝坝1 1，Q Q坝坝2 2时段初、末坝址流量；时段初、末坝址流量； Q Q入入1 1，Q Q入入2 2时段初、末入库

40、流量；时段初、末入库流量； tt计算时段长；计算时段长； x x流量比重因素流量比重因素； K K蓄量与流量关系线的坡度，具有时间因次蓄量与流量关系线的坡度，具有时间因次。 设计洪水设计洪水 B.B.由由入库站与坝址站洪水相关法推求坝址洪水入库站与坝址站洪水相关法推求坝址洪水 C.C.由由坝址站建库前后峰量相关法推求坝址洪水坝址站建库前后峰量相关法推求坝址洪水 例题（例题（4） 某水库有入库洪水流量过程（时段某水库有入库洪水流量过程（时段t=4h）资料，用马斯京根法推）资料，用马斯京根法推求坝址洪水流量过程。已知求坝址洪水流量过程。已知k=4h，x=0.1，入库洪水某时段初、末流量分，入库洪水

41、某时段初、末流量分别为别为100、200m3/s，坝址时段初流量，坝址时段初流量150 m3/s。求演算系数之和为。求演算系数之和为 ；时段末坝址洪水为时段末坝址洪水为 m3/s。 A、1.0、 142.9； B、0.7143、 142.9； C、1.0、 100； D、0.7143、 85.7。 （A正确，据马斯京根演算方程）正确，据马斯京根演算方程） 设计洪水设计洪水 水库下游水文站的洪水还原计算水库下游水文站的洪水还原计算 位于水库下游的水文站，所观测到的流量资料，是经水库调蓄以位于水库下游的水文站，所观测到的流量资料，是经水库调蓄以后的结果。其不受水库调蓄影响的流量过程资料，只有根据水

42、库和后的结果。其不受水库调蓄影响的流量过程资料，只有根据水库和水文站的水文观测资料进行还原水文站的水文观测资料进行还原计算得到。具体还原计算的方法和计算得到。具体还原计算的方法和步骤是：首先将步骤是：首先将水库的泄流量过程用马斯京根公式演算到下游水文水库的泄流量过程用马斯京根公式演算到下游水文站断面站断面，从，从水文站实测的流量中减去上游水库坝址泄流演算过程水文站实测的流量中减去上游水库坝址泄流演算过程得得区间流量过程；再将区间流量过程；再将上游水库坝址的还原洪水过程演算到下游水文上游水库坝址的还原洪水过程演算到下游水文站断面站断面，并，并与同一时间的区间流量相加与同一时间的区间流量相加，即为

43、下游水文站的洪水还，即为下游水文站的洪水还原计算值。原计算值。 设计洪水设计洪水（3 3）中小流域受水利工程影响的洪水还原计算）中小流域受水利工程影响的洪水还原计算 洪量还原洪量还原 一般采用两类方法。一般采用两类方法。第一类根据受影响前的流域产流模型参数，或受影响前第一类根据受影响前的流域产流模型参数，或受影响前的降雨径流经验关系，用受影响后的次雨量、蒸发量计算。第二类用分项还原的降雨径流经验关系，用受影响后的次雨量、蒸发量计算。第二类用分项还原法计算法计算： 式中式中 V V天然天然还原后的天然水量，万还原后的天然水量，万m m3 3； V V实测实测水文站实测径流量，万水文站实测径流量，

44、万m m3 3； V V库蓄库蓄计算时段的水库蓄水变量，万计算时段的水库蓄水变量，万m m3 3，增加为正值，减少为负值；，增加为正值，减少为负值； V V库蒸库蒸水库蒸发增加损失量，万水库蒸发增加损失量，万m m3 3，为水库水面蒸发与相应陆面蒸发的差值；，为水库水面蒸发与相应陆面蒸发的差值； V V库渗库渗水库漏水量，万水库漏水量，万m m3 3，水库站应计算，其下游站的此项水量仍可回到断，水库站应计算，其下游站的此项水量仍可回到断面以上，不予计算面以上，不予计算 V V灌溉灌溉灌溉还原水量，万灌溉还原水量，万m m3 3； V V工业，生活工业，生活工业、生活还原水量，万工业、生活还原水

45、量，万m m3 3； V V跨引跨引跨流域引出或引入水量，万跨流域引出或引入水量，万m m3 3，引出为正值，引入为负值；，引出为正值，引入为负值； V V分洪分洪河道分洪量，万河道分洪量，万m m3 3，分出为正值，泄入为负值。，分出为正值，泄入为负值。 洪水过程还原洪水过程还原 设计洪水设计洪水（4 4）受溃堤影响的还原计算）受溃堤影响的还原计算 受受溃堤影响溃堤影响的洪水还原计算方法，有的洪水还原计算方法，有水量平衡法、上下游站洪水水量平衡法、上下游站洪水相关法、流量叠加法、暴雨径流法相关法、流量叠加法、暴雨径流法。 水量平衡法水量平衡法 水量平衡法还原计算溃堤洪水，首先求出溃堤后各控制

46、断面的水量平衡法还原计算溃堤洪水，首先求出溃堤后各控制断面的流量过程和各堤围蓄泄量过程，然后将控制断面溃堤的流量过程加流量过程和各堤围蓄泄量过程，然后将控制断面溃堤的流量过程加上考虑洪水传播时间后的堤围蓄泄流量过程，便得到不溃堤的归槽上考虑洪水传播时间后的堤围蓄泄流量过程，便得到不溃堤的归槽洪水。洪水。 流量叠加法流量叠加法 暴雨径流法暴雨径流法 设计洪水设计洪水（二）（二） 洪水、暴雨资料的插补延长洪水、暴雨资料的插补延长 （1 1）洪水资料插补延长）洪水资料插补延长 当当洪水系列比较短或实测期内有缺测年份洪水系列比较短或实测期内有缺测年份时，通常要进行流量时，通常要进行流量资料的插补延长，

47、以增加资料的连续性和代表性。插补延长，可资料的插补延长，以增加资料的连续性和代表性。插补延长，可根据资料条件选用以下方法。根据资料条件选用以下方法。 当当上、下游上、下游或或邻近流域测站邻近流域测站有较长实测资料，且有较长实测资料，且与本站同步与本站同步资料具有较好的关系资料具有较好的关系时，可据以插补延长。上、下游站的流量插时，可据以插补延长。上、下游站的流量插补，只有当补，只有当区间面积较小时才可直接利用两者的关系区间面积较小时才可直接利用两者的关系直接插补；直接插补；如如区间面积较大，导致相关点据比较散乱区间面积较大，导致相关点据比较散乱，则应分析洪水特性，则应分析洪水特性，引入如降雨量

48、、洪水涨率等参数引入如降雨量、洪水涨率等参数进行插补延长。展延资料的年限进行插补延长。展延资料的年限不宜过长不宜过长, , 相关线的外延部分亦不宜过长，应尽量避免使用辗转相关线的外延部分亦不宜过长，应尽量避免使用辗转相关。相关。 设计洪水设计洪水 当当洪峰和洪量关系以及不同时段洪量之间的关系较好时，洪峰和洪量关系以及不同时段洪量之间的关系较好时，可用本站的可用本站的洪峰和不同时段的洪量建立关系相互插补延长洪峰和不同时段的洪量建立关系相互插补延长。当因。当因暴雨成因、暴雨历时、分布和洪水过程峰型的影响使相关关系不暴雨成因、暴雨历时、分布和洪水过程峰型的影响使相关关系不够密切时，可适当增加一些参数

49、，如洪水峰型、暴雨中心位置、够密切时，可适当增加一些参数，如洪水峰型、暴雨中心位置、暴雨季节、暴雨历时等进行插补延长。当暴雨季节、暴雨历时等进行插补延长。当测站水位观测系列长、测站水位观测系列长、流量观测系列短时流量观测系列短时，视本站历年水位流量关系曲线稳定的程度，视本站历年水位流量关系曲线稳定的程度，选用其中合适的选用其中合适的某年水位流量关系曲线或者综合性的水位流量关某年水位流量关系曲线或者综合性的水位流量关系曲线系曲线，插补缺测流量年份的流量。，插补缺测流量年份的流量。 设计洪水设计洪水 本流域本流域暴雨与洪水的关系较好时暴雨与洪水的关系较好时，可根据，可根据暴雨资料插补延暴雨资料插补

50、延长洪水资料长洪水资料。由暴雨插补洪水，可由。由暴雨插补洪水，可由暴雨量与洪水直接建立关系暴雨量与洪水直接建立关系插补，也可插补，也可建立一次降雨的净雨量与洪峰及不同时段的洪量的关建立一次降雨的净雨量与洪峰及不同时段的洪量的关系系图。插补时首先将暴雨量由降雨径流关系转换成净雨，再由净图。插补时首先将暴雨量由降雨径流关系转换成净雨，再由净雨量插补洪峰和洪量。雨量插补洪峰和洪量。 设计洪水设计洪水 （2 2）暴雨资料插补延长）暴雨资料插补延长 采用点暴雨或面暴雨计算设计洪水，不足采用点暴雨或面暴雨计算设计洪水，不足3030年或缺测大暴雨年或缺测大暴雨时，应进行时，应进行插补延长。可用下列方法进行暴

51、雨资料的插补延长：插补延长。可用下列方法进行暴雨资料的插补延长： 邻站与本站邻站与本站距离较近，地形差别不大距离较近，地形差别不大时，可时，可直接移用邻站资料直接移用邻站资料，这种，这种方法只适用于插补点暴雨。方法只适用于插补点暴雨。 本站本站邻近地区测站较多邻近地区测站较多时，大水年份可时，大水年份可绘制同次暴雨等值线图绘制同次暴雨等值线图进行插进行插补，一般年份可补，一般年份可采用邻近各站的平均值采用邻近各站的平均值。这种方法直接从等值线图上查该处。这种方法直接从等值线图上查该处点暴雨，也可量算出面暴雨。点暴雨，也可量算出面暴雨。 本流域本流域暴雨与洪水的相关关系较好暴雨与洪水的相关关系较

52、好时，可时，可利用洪水资料插补延长面平利用洪水资料插补延长面平均暴雨资料均暴雨资料。这种方法直接求出的是面暴雨，通过点面暴雨的换算关系，也。这种方法直接求出的是面暴雨，通过点面暴雨的换算关系，也可求出点暴雨。可求出点暴雨。 设计洪水设计洪水 插补延长的暴雨、洪水资料的可靠程度，受基本资料的精插补延长的暴雨、洪水资料的可靠程度，受基本资料的精度、实测点据的数据及幅度、相关程度以及外延幅度等多种因素度、实测点据的数据及幅度、相关程度以及外延幅度等多种因素的影响，因此任何一个因素都可能影响插补延长的质量，的影响，因此任何一个因素都可能影响插补延长的质量，应从上应从上下游的水量平衡，本站长短时段洪量变

53、化及降雨径流关系的变化下游的水量平衡，本站长短时段洪量变化及降雨径流关系的变化规律规律等方面进行综合分析，检查插补成果的合理性。等方面进行综合分析，检查插补成果的合理性。 设计洪水设计洪水二、二、 历史暴雨、洪水调查与考证历史暴雨、洪水调查与考证 调查历史洪水、考证历史文献和洪水系列的插补延长调查历史洪水、考证历史文献和洪水系列的插补延长是增进系是增进系列代表性的重要手段。列代表性的重要手段。 被选入洪水系列的历史洪水，无论发生在水文观测之前（即所被选入洪水系列的历史洪水，无论发生在水文观测之前（即所谓历史时期），或是发生在实测系列中，都应有相应的、确切的调谓历史时期），或是发生在实测系列中，

54、都应有相应的、确切的调查期及它（们）在其中的确切排位。查期及它（们）在其中的确切排位。历史洪水应是当地发生过的特历史洪水应是当地发生过的特大或大洪水，它（们）的量值应明显大于实测洪水系列中为首的几大或大洪水，它（们）的量值应明显大于实测洪水系列中为首的几次洪水，它们参加排位的调查期也应比实测系列年数长得多次洪水，它们参加排位的调查期也应比实测系列年数长得多。 在选取历史洪水加入洪水系列时，应仔细分析它们的误差。不在选取历史洪水加入洪水系列时，应仔细分析它们的误差。不应把情况不明、没有把握定量的历史洪水资料随便加入洪水系列。应把情况不明、没有把握定量的历史洪水资料随便加入洪水系列。 设计洪水设计

55、洪水（一）历史洪水和暴雨的调查（一）历史洪水和暴雨的调查 全国共有全国共有65006500个河段的调查洪水成果，并由各省（市、自治区）和个河段的调查洪水成果，并由各省（市、自治区）和流域机构分别刊布。流域机构分别刊布。 复核的重点应侧重在所选用的复核的重点应侧重在所选用的估算流量的方法及各项计算参数估算流量的方法及各项计算参数是否适是否适当和合理。当和合理。 历史洪水调查应历史洪水调查应着重调查洪水发生时间、洪水位、洪水过程、主流方着重调查洪水发生时间、洪水位、洪水过程、主流方向、断面冲淤变化及影响河道糙率向、断面冲淤变化及影响河道糙率的因素，并了解雨情、灾情、洪水来的因素，并了解雨情、灾情、

56、洪水来源、有无漫流、分流、壅水、死水，以及流域自然条件变化等情况。源、有无漫流、分流、壅水、死水，以及流域自然条件变化等情况。 设计洪水设计洪水（1 1）历史洪峰流量调查）历史洪峰流量调查 调查洪水的洪峰流量可采用下列方法估算：调查洪水的洪峰流量可采用下列方法估算： 当当调查河段附近有水文站调查河段附近有水文站时，可将调查洪水位推算至水文站，时，可将调查洪水位推算至水文站，用用水位流量关系曲线推求洪峰流量水位流量关系曲线推求洪峰流量。用水位流量关系推求历史洪水。用水位流量关系推求历史洪水洪峰流量，一般都需要将水位流量关系曲线外延。洪峰流量，一般都需要将水位流量关系曲线外延。外延时应注意分外延时

57、应注意分析水面比降、河床糙率、断面形态等因素随水位升高而变化的情况析水面比降、河床糙率、断面形态等因素随水位升高而变化的情况，如外延幅度较大，需应用其它方法进行验算。如外延幅度较大，需应用其它方法进行验算。 设计洪水设计洪水 当当调查河段无水文测站、洪痕测点较多、河床稳定调查河段无水文测站、洪痕测点较多、河床稳定时，一般时，一般可用比降法推算洪峰流量可用比降法推算洪峰流量。比降法是历史洪水洪峰流量估算中应用。比降法是历史洪水洪峰流量估算中应用较多的一种方法。当河段顺直，河段内断面变化不大时一般均采用较多的一种方法。当河段顺直，河段内断面变化不大时一般均采用稳定均匀流公式计算。如河段内断面沿水流

58、方向逐渐扩散或逐渐收稳定均匀流公式计算。如河段内断面沿水流方向逐渐扩散或逐渐收缩时应采用非稳定定均匀流计算。应用缩时应采用非稳定定均匀流计算。应用比降法推算流量时应注意河比降法推算流量时应注意河床糙率、过水断面面积和水面比降等计算参数的合理确定床糙率、过水断面面积和水面比降等计算参数的合理确定。稳定均。稳定均匀流公式曼宁公式如下：匀流公式曼宁公式如下： 设计洪水设计洪水（1-2-141-2-14）式中式中 Q Q洪峰流量，洪峰流量，m m3 3/s/s； n n河道糙率；河道糙率； A A洪痕高程以下河道断面面积，洪痕高程以下河道断面面积，m m2 2； R R水力半径，水力半径，m m； I

59、 I水面比降。水面比降。 设计洪水设计洪水 用比降法计算，糙率对成果影响很大，选用时要特别慎重。用比降法计算，糙率对成果影响很大，选用时要特别慎重。 一般是通过曼宁公式用实测流量、断面比降反算而后分析确定一般是通过曼宁公式用实测流量、断面比降反算而后分析确定 。 当当调查河段较长、洪痕点较少、河底坡降及过水断面变化较大调查河段较长、洪痕点较少、河底坡降及过水断面变化较大时，一般可时，一般可采用水面曲线法推算洪峰流量采用水面曲线法推算洪峰流量。采用水面曲线法推算洪。采用水面曲线法推算洪峰流量时，应对河段流态的变化进行调查了解，同时应注意各分段峰流量时，应对河段流态的变化进行调查了解，同时应注意各

60、分段糙率值的合理选用。糙率值的合理选用。 洪水调查资料，受历史条件的限制，不确定的因素较多，需要通过洪水调查资料，受历史条件的限制，不确定的因素较多，需要通过多种途径进行合理性分析多种途径进行合理性分析。 （2 2）历史洪量调查）历史洪量调查 历史洪量可采用下列方法估算：历史洪量可采用下列方法估算： 当有调查的历史洪水位过程时，可根据其当有调查的历史洪水位过程时，可根据其水位过程推求流量过水位过程推求流量过程程，求得各时段洪量。，求得各时段洪量。 设计洪水设计洪水 根据历史文献中有关雨情和灾情的描述，判断洪水类型，根据历史文献中有关雨情和灾情的描述，判断洪水类型，参照同类型实测洪水的峰量关系估