《水电工程可能最大洪水计算规范》（NB-T 10234-2019）

中华人民共和国能源行业标准

水电工程可能最大洪水计算规范

CodeforProbableMaximumFloodCalculation

ofHydropowerProjects

NB/T１０２３４—２０１９

主编部门水电水利规划设计总院

:

批准部门国家能源局

:

施行日期年月日

:２０２０５１

２０２０北京

NB/T１０２３４—２０１９

前言

根据国家能源局关于下达年能源领域行业标准制

«２０１６

修订计划的通知国能科技号的要求规范

()»(〔２０１６〕２３８),

编制组经广泛调查研究认真总结实践经验并在广泛征求意见

,,

的基础上制定本规范

,.

本规范的主要技术内容是基本资料暴雨洪水特性及暴雨

:、

成因分析可能最大暴雨可能最大洪水成果合理性分析和成

、、、

果确定

.

本规范由国家能源局负责管理由水电水利规划设计总院提

,

出并负责日常管理由能源行业水电规划水库环保标准化技术委

,

员会负责具体技术内容的解释执行过程中如有意见或建议请

.,

寄送水电水利规划设计总院地址北京市西城区六铺炕北小街

(:

号邮编

２,:１００１２０).

本规范主编单位中国电建集团成都勘测设计研究院有限

:

公司

本规范参编单位河海大学

:

本规范主要起草人员张敏赵纪民范瑞琪马崇祥

:

夏传清朱祯程珂王涛

李国芳华家鹏张军良樊明兰

张勇鞠琳

本规范主要审查人员万文功杨百银刘光保晏忠林

:

叶绪纲杨大文张建华刘书宝

徐俊夏建荣张耀宾李晓伟

覃光华段玮高洁朴苓

李仕胜

Ⅲ

NB/T１０２３４—２０１９

目次

总则

１ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ１

术语

２ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ２

基本资料

３ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ４

基本资料收集和整理

３ư１ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ４

基本资料复核和评价

３ư２ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ４

暴雨洪水特性及暴雨成因分析

４ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ６

暴雨洪水特性分析

４ư１ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ６

暴雨成因分析

４ư２ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ６

可能最大暴雨

５ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ８

一般规定

５ư１ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ８

可能最大暴雨计算

５ư２ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ８

短缺资料地区可能最大暴雨计算

５ư３ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ２０

可能最大暴雨的时空分布

５ư４ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ２１

可能最大洪水

６ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ２３

一般规定

６ư１ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ２３

产流计算

６ư２ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ２３

汇流计算

６ư３ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ２７

流域水文模型

６ư４ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ２９

合理性检查

６ư５ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ３０

成果合理性分析和成果确定

７ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ３１

附录气象要素气候学界限值

Aƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ３３

附录温度对数压力图

Bƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ３４

附录地面到指定压力饱和假绝热大气中的可

C１０００hPa

降水量与露点关系表

１０００hPaƺƺƺƺƺƺƺƺƺ３５

附录可能最大洪水计算专题报告目录

Dƺƺƺƺƺƺƺƺ４１

Ⅳ

NB/T１０２３４—２０１９

本规范用词说明

ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ４３

附条文说明

:ƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺƺ４５

Ⅴ

NB/T１０２３４—２０１９

１总则

１ư０ư１为规范水电工程可能最大洪水计算的原则内容方法

、、

和技术要求制定本规范

,.

１ư０ư２本规范适用于水电工程可能最大洪水计算

.

１ư０ư３可能最大洪水计算应着重收集设计流域及邻近地区大暴

雨洪水特大暴雨洪水的资料充分利用历史及调查的暴雨洪水

、,

资料

.

１ư０ư４可能最大洪水计算应根据流域自然地理特征暴雨洪水

、

特性工程特性资料条件等合理确定

、、.

１ư０ư５可能最大洪水计算采用的计算方法及主要环节参数和

、

计算成果应进行合理性分析

,.

１ư０ư６可能最大洪水计算历时应根据设计流域暴雨洪水特性和

工程特性确定可能最大暴雨设计历时应根据设计流域暴雨洪水

.

特性可能最大洪水历时确定

、.

１ư０ư７水电工程可能最大洪水计算除应符合本规范外尚应

,,

符合国家现行有关标准的规定

.

１

NB/T１０２３４—２０１９

２术语

２ư０ư１可能最大暴雨

probablemaximumprecipitation

(PMP)

在现代气候条件下设计流域给定历时内可能发生的最大暴

,

雨它是推算可能最大洪水的重要依据

..

２ư０ư２可能最大洪水

probablemaximumflood(PMF)

设计断面可能发生的最大洪水可能最大洪水一般由可能最

.

大暴雨与设计流域不利的产流汇流条件组合推算

、.

２ư０ư３地表径流

surfacerunoff

沿地表快速向河流某断面汇集的水流

.

２ư０ư４地下径流

groundwaterrunoff

潜水层或隔水层间的含水层向河流某断面汇集的水流

.

２ư０ư５基流

baseflow

由前期降水形成的地下水和壤中流缓慢向河流某断面汇集的

水流

.

２ư０ư６净雨

netrainfall

降水扣除损失后的雨量

.

２ư０ư７持续时段最大露点

maximumpersistingdewpointin

aduration

持续一定历时的露点最大值取值为该历时内的最小露点

,.

２ư０ư８可降水量

precipitablewater

单位面积地面以上整层大气的水汽全部凝结并降至地面的降

水量

.

２ư０ư９假绝热过程

pseudoadiabaticprocess

未饱和的湿空气块干绝热上升至抬升凝结高度后饱和气块

,

继续湿绝热上升上升过程中凝结物形成并全部从气块脱落气

,,

２

NB/T１０２３４—２０１９

块下沉时沿干绝热过程变化该过程为假绝热过程

,.

２ư０ư１０暴雨一致区

stormhomogeneouszone

暴雨机制相同主要水汽来源及其入流方向相近地形特征

、、

类似的区域

.

３

NB/T１０２３４—２０１９

３基本资料

３ư１基本资料收集和整理

３ư１ư１可能最大暴雨和可能最大洪水计算应收集设计流域及邻

近地区的基本资料包括

:

１自然地理资料主要包括地理位置地形地貌土壤

,、、、、

植被气候

、.

２流域及河道特征资料主要包括流域的集水面积海拔

,、

高程水系河流的长度比降

、,、.

３气象资料主要包括测站分布气象观测站和水文测站

,,

的降水调查和历史文献记载的大暴雨特大暴雨资料气象观

,、,

测站气温露点风速和风向蒸发积雪深度气团源地海表

、、、、,

水温天气图卫星云图暴雨区划分布图

,,,.

４水文资料主要包括水文站网分布设计依据站和参证

,,

站的基本情况流量资料调查和历史文献记载的大洪水特大

、,、

洪水资料

.

５水电水利工程资料

.

６冰雪融水补给地区岩溶地区等特殊条件下可能最大洪

、

水设计所需资料

.

７地形图降水反演资料

、.

３ư１ư２收集的基本资料应检查其来源测验方法整编方法

,、、、

资料精度并进行系统整理

,.

３ư２基本资料复核和评价

３ư２ư１可能最大暴雨和可能最大洪水计算应对依据的流域及河

道特征气象水文等基本资料进行检查对各类极值特异值

、、,、

４

NB/T１０２３４—２０１９

资料应进行重点复核对有明显错误或存在系统偏差的资料应予

,

以改正并建档备查对采用资料的可靠性作出评价

,.

３ư２ư２流域及河道特征资料应采用最新的基础地理数据主

,,

要复核流域集水面积流域平均高程河流长度和河道比降

、、.

３ư２ư３气象观测资料应进行质量控制地面气象观测资料应具

.

有代表性准确性比较性气象要素气候学界限值应符合本规

、、.

范附录的规定

A.

３ư２ư４水文资料应对设计依据站和参证站流量资料进行可靠性

、

一致性代表性检查并着重复核大洪水特大洪水资料

、,、.

３ư２ư５收集的水电水利工程资料宜进行复核

.

５

NB/T１０２３４—２０１９

４暴雨洪水特性及暴雨成因分析

４ư１暴雨洪水特性分析

４ư１ư１设计流域及邻近地区暴雨特性分析的主要内容应包括

:

１暴雨概况主要包括暴雨发生季节出现频次常见暴

,、、

雨中心位置强度持续时间暴雨极值分布

、、、.

２暴雨时空分布特性主要包括暴雨笼罩面积等雨量线

,、

图形状雨轴方位暴雨移动规律暴雨时程分配特点时面深

、、、、

关系

.

３历史特大暴雨主要包括暴雨雨区范围量级时空分

,、、

布移动规律暴雨类别和发生几率

、、.

４ư１ư２设计流域及邻近地区洪水特性分析的主要内容及要求应

包括

:

１洪水概况主要包括洪水发生季节及频次历时峰型

,、、、

洪峰流量时段洪量

、.

２洪水成因及时空分布

.

３洪水地区组成的规律性及干支流洪水遭遇特性

、.

４洪水特性应重点分析实测和历史特大洪水主要包括洪

,

峰流量时段洪量及重现期

、.

４ư２暴雨成因分析

４ư２ư１暴雨成因分析的主要内容应包括暴雨环流形势天气系

、

统暴雨物理因子及地形对暴雨的影响

、.

４ư２ư２暴雨环流形势和天气系统分析应包括以下内容

:

１暴雨环流形势主要包括西风带槽脊位置及其移动和发

,

展情况热带和副热带环流的演变

,.

６

NB/T１０２３４—２０１９

２暴雨天气系统主要包括切变线低涡槽台风及热

,、、、

带气旋锋面天气系统的温压场结构强度移动速度方

、,、、、

向路径

、.

３暴雨水汽通道

.

４ư２ư３形成暴雨的物理因子可根据资料条件进行分析计算主

,

要包括露点水汽通量散度涡度垂直速度不稳定能量

、、、、.

４ư２ư４地形对暴雨的影响可从地形的动力作用和云物理作用等

方面进行分析

.

７

NB/T１０２３４—２０１９

５可能最大暴雨

５ư１一般规定

５ư１ư１可能最大暴雨应根据工程特性计算方法适用条件资

、、

料条件选用多种方法进行计算可能最大暴雨成果应经过对比

,.

分析后合理确定

.

５ư１ư２短历时可能最大暴雨计算宜采用当地暴雨放大法暴雨

、

移置法暴雨时面深概化法长历时可能最大暴雨计算宜采用暴

、;

雨组合法

.

５ư１ư３典型暴雨应符合设计流域可能最大暴雨气象特征

.

５ư１ư４流域面平均雨量计算应根据资料条件选用泰森多边形法

、

算术平均法等雨量线法克里金法等方法受地形影响较大

、、.

时降水量应进行修正

,.

５ư２可能最大暴雨计算

Ⅰ当地暴雨放大法

５ư２ư１设计流域有暴雨资料时可能最大暴雨应采用当地暴雨

,

放大法计算当地暴雨放大法主要包括水汽放大水汽效率放

.、

大水汽输送率放大水汽风速联合放大及水汽净输送放大典

、、.

型暴雨放大方法应根据暴雨特性稀遇程度和流域特性等不同情

、

况确定

.

５ư２ư２当典型暴雨为高效暴雨时典型暴雨应采用水汽放大

,.

水汽放大应符合下列规定

:

１水汽放大应按下式计算

:

W

PmP

m＝W(５ư２ư２)

８

NB/T１０２３４—２０１９

式中P可能最大暴雨量

:m———(mm);

W最大可降水量

m———(mm);

W典型暴雨可降水量

———(mm);

P典型暴雨量

———(mm).

２可降水量宜按地面露点推求计算步骤应符合下列规定

,:

１根据温度对数压力图将测站观测场海拔高度的露点

)

按照假绝热过程换算至等压面温度对

１０００hPa.

数压力图应符合本规范附录的规定

B.

２由地面到指定压力饱和假绝热大气中的可

)１０００hPa

降水量与露点关系表查算露点对应

１０００hPa

等压面至对流层顶的可降水量可采用

１０００hPa,

等压面作为对流层顶高度地面到

２００hPa.１０００hPa

指定压力饱和假绝热大气中的可降水量与

１０００hPa

露点关系表应符合本规范附录的规定

C.

３由地面到指定压力饱和假绝热大气中的可

)１０００hPa

降水量与露点关系表查算露点对应

１０００hPa

等压面至设计流域地面平均高程的可降

１０００hPa

水量

.

４等压面至对流层顶的可降水量扣除

)１０００hPa１０００hPa

等压面至设计流域地面平均高程的可降水量

.

３典型暴雨代表性露点选择应符合下列要求

:

１中纬度地区暴雨历时超过典型暴雨代表性露

)６h,

点宜采用持续最大露点局地暴雨历时短于

１２h;

典型暴雨代表性露点宜采用持续最大露

６h,３h

点热带地区典型暴雨代表性露点可采用持续

.２４h

最大露点

.

２露点应在暴雨发生时间前一定时段内选择

).

３降水天气如在地面存在明显锋面露点代表站应在

),

锋面暖区的大雨区边缘选择如地面无明显锋面存

;

９

NB/T１０２３４—２０１９

在露点代表站应在暖湿气流的入流方向上大雨区

,

边缘选择台风雨露点代表站应在暴雨中心附近或

.

台风前进方向的右侧暴雨区边缘选择

.

４代表性露点应取代表站群站同期露点平均值

).

５热带地区宜采用气团源地海表水温

).

６代表性露点不应高于同期最低气温

).

４可能最大露点确定应符合下列要求

:

１可能最大露点持续时间应与典型暴雨代表性露点持

)

续时间基本一致

.

２可能最大露点应取可能最大暴雨露点代表站群站的

)

平均值

.

３当露点资料系列在年以上时可能最大露点应取

)５０,

持续时段历史最大露点该值应在典型暴雨发生的

,

相应季节内在降雨或趋向于降雨的天气中选取

、,

应排除由于局部因素形成的露点高值当露点资料

;

系列不足年时可能最大露点应采用年一遇

５０,５０

的露点当露点资料短缺时可能最大露点可从全

;,

国或各省持续时段历史最大露点等值线图查读应

,

采用编图后新出现的最大值检验可能最大露点不

.

应超过气团源地的最高海表水温

.

４热带地区宜采用最高海表水温

).

５ư２ư３设计流域及邻近地区缺乏特大暴雨资料而有较大的实测

暴雨资料时典型暴雨应采用水汽效率放大水汽效率放大计算

,.

应符合下列规定

:

１水汽效率放大应按下式计算

:

ηW

PmmP

m＝ηW(５ư２ư３１)

式中η可能最大暴雨效率

:m———(１/h);

η典型暴雨效率

———(１/h).

１０

NB/T１０２３４—２０１９

２典型暴雨效率应按下式计算

:

P

η

＝tW(５ư２ư３２)

式中t降水时段

:———(h).

３可能最大暴雨效率估算应在下列方法中选用

:

１取实测暴雨效率的最大值

).

２取不同时段实测暴雨效率的外包值

).

３根据设计流域历史特大洪水资料反推根据历史洪水

).

推求历史时段面雨量通过实测暴雨资料建立P

;η

相关关系推求历史暴雨效率也可采用历史暴雨

,

可降水量或借用典型暴雨可降水量推求历史暴雨

效率

.

４按频率分析确定采用年一遇的暴雨效率

),５０.

５ư２ư４入流指标VW或风速V与相应的典型暴雨量P呈较好的

正相关关系且暴雨期间入流风向和风速较稳定时典型暴雨可

,,

采用水汽输送率放大或水汽风速联合放大水汽输送率放大和水

.

汽风速联合放大计算应符合下列规定

:

１水汽输送率放大应按下式计算

:

VW

P()mP

m＝VW(５ư２ư４１)

式中VW典型暴雨入流指标

:———[m/(sŰmm)];

VW最大入流指标

()m———[m/(sŰmm)].

２水汽风速联合放大应按下式计算

:

æVöæWö

Pçm÷çm÷P

m＝èVøŰèWø(５ư２ư４２)

式中V典型暴雨风速

:———(m/s);

V最大风速

m———(m/s).

３风指标选择应符合下列规定

:

１风代表站应在设计流域暴雨水汽入流方向的测站中

)

１１

NB/T１０２３４—２０１９

选取当水汽入流方向有多个测站时应分析各测

.,

站入流指标VW或风速V与相应典型暴雨量P的相

关关系并结合各测站资料系列长度及资料质量等

,

因素综合选定风代表站

,.

２风代表站的代表层应在离设计流域地面平均高程

)

以内进行选择设计流域地面平均高程低于

１５００m.

应采用高度的风设计流域地面平

１５００m,８５０hPa;

均高程为应采用高度的

１５００m~３０００m,７００hPa

风设计流域地面平均高程超过应采用

;３０００m,

高度的风热带地区宜选择向暴雨区输送

５００hPa.,

水汽的主要大气层作为代表层

.

３代表性风速应选择暴雨发生时间前一个时段的

)２４h

平均风速

.

４极大化指标选择应符合下列规定

:

１VW和VW的选择应保证所选暴雨与实测典

)()mmm

型暴雨环流形势及天气系统的相似性风速可在代

.

表站水汽入流方向一定角度范围内选择

.

２当风和露点资料系列在年以上时VW指标

)５０,()m

应在实测资料中选取与典型暴雨风向接近的实测风

V及其相应的水汽W得VW再从中选取最大值

,,

VW作为极大化指标VW指标应选取与典型

()m;mm

暴雨风向接近的实测风的最大值V再寻找实测最

m,

大值W将其乘积VW作为极大化指标若风

m,mm.

和露点资料系列不足年可采用年一遇的数

５０,５０

值也可分析VW或VW的季节变化曲线由

.()m,

此取用典型暴雨发生时的前后时段之内的最

１５d

大值

.

５ư２ư５设计流域面积大暴雨天气系统稳定时典型暴雨可采

、,

用水汽净输送放大水汽净输送放大计算应符合下列规定

.:

１２

NB/T１０２３４—２０１９

１水汽净输送放大应按下式计算

:

F

PwmP

mF()

＝w５ư２ư５１

式中F最大水汽净输送量

:wm———(g);

F典型暴雨水汽净输送量

w———(g).

２典型暴雨水汽净输送量计算公式及计算步骤应符合下列

规定

:

１典型暴雨水汽净输送量应按下式计算

):

－nm

２

FvkjkjLt

w＝１０qp

gk＝j＝ΔΔΔ(５ư２ư５２)

∑１∑１

式中g重力加速度２

:———(cm/s);

n气层数

———;

m计算周界上的控制点数

———;

vkj第k层计算周界上第个控制点的垂直于周界的风

———j

速分量向内为正向外为负

(m/s),,;

qkj第k层计算周界上第j个控制点比湿

———(g/kg);

L计算周界上控制点所代表的步长

Δ———(km);

p相邻两层气压差

Δ———(hPa);

t计算历时

Δ———(s).

２可将设计流域边界概化为矩形沿边界布设控制点

),

的个数应视概化流域边界长短而定

.

３应根据设计流域地面平均高程对设计流域地面至

)

的空气柱进行分层应采用作为设

４００hPa.８５０hPa

计流域地面至空气柱的代表层应采用

８００hPa,

作为空气柱的代表层应

７００hPa８００hPa~６００hPa,

采用作为空气柱的代

５００hPa６００hPa~４００hPa

表层

.

３实测资料检验应符合下列规定

:

１典型暴雨应按下式计算

):

１３

NB/T１０２３４—２０１９

F

Pw

≈Aρ(５ư２ư５３)

式中A计算周界所包围的面积２

:———(km);

ρ水的密度３