chap7由流量资料推求设计洪水-第11讲
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最新《工程水文学》第6章 由流量资料推求设计洪水
我国：SDJ12-78《水利水电枢纽工程等级划分及设 计标准（山区、丘陵区部分）（试行）》 GB50201-94《防洪标准》
WUHEE
水工建筑物的防洪标准：
WUHEE
正常运用标准——设计洪水：确定水库的设计洪水位、设 计泄洪流量等。不超过这种标准的洪水来临时，水库枢纽一 切工作维持正常状态。
非常运用标准——校核洪水：确定水库的校核洪水位。这 种标准的洪水来临时，水库枢纽的某些正常工作可以暂时破 坏，次要建筑物允许损毁，但主要建筑物必须确保安全。
设计洪水定义：为解决各类防洪问题，所提供的 作为规划设计依据的各种设计标准的洪水。
WUHEE
如何选择水工建筑物的设计洪水，涉及一个标准问 题，即设计标准。
设计标准定得过高，工程投资增大而不经济，但工 程比较安全；
设计标准定得过低，工程造价降低，但工程遭受破 坏的风险增大。
确定设计标准是一个非常复杂的问题。
WUHEE
（3）水文气象法
因频率计算缺乏成因概念，如果资料太短， 用于推求稀遇洪水根据就很不足。且近年来， 我国一再出现超标准的特大洪水，设计标准一 再提高。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。
WUHEE
2. 设计洪水的内容
WUHEE
3. 资料代表性的审查与插补延长
当洪水资料的频率分布能近似反映洪水的总体分布时 ，则认为具有代表性；否则，则认为缺乏代表性。实 际工作中要求连续实测的洪水年数一般不少于20～30 年，并有特大洪水加入。
当实测洪水资料缺乏代表性时，应插补延长和补充历 史特大洪水，使之满足代表性的要求。插补延长主要 是采用相关分析的方法。
WUHEE
WUHEE
水工建筑物的防洪标准：
WUHEE
正常运用标准——设计洪水：确定水库的设计洪水位、设 计泄洪流量等。不超过这种标准的洪水来临时，水库枢纽一 切工作维持正常状态。
非常运用标准——校核洪水：确定水库的校核洪水位。这 种标准的洪水来临时，水库枢纽的某些正常工作可以暂时破 坏，次要建筑物允许损毁，但主要建筑物必须确保安全。
设计洪水定义：为解决各类防洪问题，所提供的 作为规划设计依据的各种设计标准的洪水。
WUHEE
如何选择水工建筑物的设计洪水，涉及一个标准问 题，即设计标准。
设计标准定得过高，工程投资增大而不经济，但工 程比较安全；
设计标准定得过低，工程造价降低，但工程遭受破 坏的风险增大。
确定设计标准是一个非常复杂的问题。
WUHEE
（3）水文气象法
因频率计算缺乏成因概念，如果资料太短， 用于推求稀遇洪水根据就很不足。且近年来， 我国一再出现超标准的特大洪水，设计标准一 再提高。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。
WUHEE
2. 设计洪水的内容
WUHEE
3. 资料代表性的审查与插补延长
当洪水资料的频率分布能近似反映洪水的总体分布时 ，则认为具有代表性；否则，则认为缺乏代表性。实 际工作中要求连续实测的洪水年数一般不少于20～30 年，并有特大洪水加入。
当实测洪水资料缺乏代表性时，应插补延长和补充历 史特大洪水，使之满足代表性的要求。插补延长主要 是采用相关分析的方法。
WUHEE
第3章 由流量资料推求设计洪水
特大洪水是指实测系列和调查到的历史洪水中，比一 般洪水大得多的稀遇洪水。
特大洪水一般指的是历史洪水，但是在实测洪水系列 中，若有大于历史洪水或数值相当大的洪水，也作为特大 洪水。
洪水系列(洪峰或洪量)有两种情况，一是系列中没有 特大洪水值，在频率计算时，各项数值直接按大小次序统 一排位，各项之间没有空位，序数m是连序的，称为连序 系列，如图2(a)所示；二是系列中有特大洪水值，特大洪 水值的重现期(N) 必然大于实测系列年数n，而在N—n年 内各年的洪水数值无法查得，它们之间存在一些空位，由
水利水电枢纽工程的水工建筑物，根据所属 枢纽工程的等别，作用和重要性分为五级，其级 别见表2。
•
水利水电工程建筑物防洪标准分为正常运用和非常运
用两种。按正常运用洪水标准算出的洪水称为设计洪水，
用它来决定水利水电枢纽工程的设计洪水位、设计泄洪流
量等，宣泄正常运用洪水时，泻洪设施应保证安全和正常
运行。GB50201-94规定的设计洪水标准见表3。
大到小是不连序的，称为不连序系列，如图2(b)所示。
特大洪水处理的关键是特大洪水重现期的确定和经验 频率计算。所谓重现期是指某随机变量的取值在长时期内 平均多少年出现一次，又称多少年一遇。特大洪水中历史 洪水的数值确定以后，要分析其在某一代表年限内的大小 序位，以便确定洪水的重现期。
实测期是从有实测洪水资料年份开始至今的时期。调 查期是在实地调查到若干可以定量的历史大洪水的时期。 文献考证期是从具有连续可靠文献记载历史大洪水的时期。 调查期以前的文献考证期内的历史洪水，一般只能确定洪 水大小等级和发生次数，不能定量。
经验适线法是在经验频率点据和频率曲线线型确定之 后，通过调整参数使曲线与经验频率点据配合得最好，此 时的参数就是所求的曲线线型的参数，从而可以计算设计 洪水值。
特大洪水一般指的是历史洪水，但是在实测洪水系列 中，若有大于历史洪水或数值相当大的洪水，也作为特大 洪水。
洪水系列(洪峰或洪量)有两种情况，一是系列中没有 特大洪水值，在频率计算时，各项数值直接按大小次序统 一排位，各项之间没有空位，序数m是连序的，称为连序 系列，如图2(a)所示；二是系列中有特大洪水值，特大洪 水值的重现期(N) 必然大于实测系列年数n，而在N—n年 内各年的洪水数值无法查得，它们之间存在一些空位，由
水利水电枢纽工程的水工建筑物，根据所属 枢纽工程的等别，作用和重要性分为五级，其级 别见表2。
•
水利水电工程建筑物防洪标准分为正常运用和非常运
用两种。按正常运用洪水标准算出的洪水称为设计洪水，
用它来决定水利水电枢纽工程的设计洪水位、设计泄洪流
量等，宣泄正常运用洪水时，泻洪设施应保证安全和正常
运行。GB50201-94规定的设计洪水标准见表3。
大到小是不连序的，称为不连序系列，如图2(b)所示。
特大洪水处理的关键是特大洪水重现期的确定和经验 频率计算。所谓重现期是指某随机变量的取值在长时期内 平均多少年出现一次，又称多少年一遇。特大洪水中历史 洪水的数值确定以后，要分析其在某一代表年限内的大小 序位，以便确定洪水的重现期。
实测期是从有实测洪水资料年份开始至今的时期。调 查期是在实地调查到若干可以定量的历史大洪水的时期。 文献考证期是从具有连续可靠文献记载历史大洪水的时期。 调查期以前的文献考证期内的历史洪水，一般只能确定洪 水大小等级和发生次数，不能定量。
经验适线法是在经验频率点据和频率曲线线型确定之 后，通过调整参数使曲线与经验频率点据配合得最好，此 时的参数就是所求的曲线线型的参数，从而可以计算设计 洪水值。
工程水文学试题 河北工程大学水电学院
二、计
算
题
3
1. 将全球的陆地作为一个独立的单元系统，已知多年平均降水量 Pc=119000km 、多年平均蒸发量 Ec=72000km 、试根据区域水量平衡原理（质量守恒原理）计算多年平均情况下每年从陆地流入海洋的径 流量 R 为多少？、
3
2. 将全球的海洋作为一个独立的单元系统，设洋面上的多年平均降水量 Po=458000km 、多年平均蒸 发量 Eo=505000km 、试根据区域水量平衡原理（质量守恒原理）计算多年平均情况下每年从陆地流入海洋 的径流量 R 为多少？
27.某站 30 年实测洪水系列中有一特大洪水，在进行频率计算时没有进行特大洪水处理，设计洪水计 算结果将会偏 。
5
28.典型洪水同频率放大法推求设计洪水，其放大的先后顺序是 。 29.设计洪水最长历时的选取决定于
、
、
。
30.洪水事件是随机事件，某水库按百年一遇洪水设计，在水库运行期间，连续两年发生等于、大于 该标准洪水的可能性是 。
10. 水文现象的发生、发展，都是有成因的，因此，其变化[ ]。 a. 具有完全的确定性规律 c.具有成因规律 b. 具有完全的统计规律 d. 没有任何规律
（三） 判断题 １.工程水文学是水文学的一个分支，是社会生产发展到一定阶段的产物,是直接为工程建设服务的 水文学。[ ] 2.自然界中的水位、流量、降雨、蒸发、泥沙、水温、冰情、水质等，都是通常所说的水文现象。 [ ] 3.水文现象的产生和变化，都有其相应的成因，因此，只能应用成因分析法进行水文计算和水文预 报。[ ] 4. 水文现象的产生和变化，都有某种程度的随机性，因此，都要应用数理统计法进行水文计算和水 文预报。[ ] 5.工程水文学的主要目标，是为工程的规划、设计、施工、管理提供水文设计和水文预报成果，如
第七章 由流量资料推求设计洪水(23~24)
• 2、同倍比放大法 • 此法是按洪峰或洪量同一倍 比放大典型洪水过程线的各 纵坐标， 纵坐标，从而求得设计洪水 过程线。因此， 过程线。因此，此法的关键 在于确定以谁为主的放大倍 比值。如果以洪峰为控制， 比值。如果以洪峰为控制， 其放大倍比为： 其放大倍比为：
两种方法特点： 两种方法特点： 用同频率放大法求得的洪 水过程线，比较符合设计标准， 水过程线，比较符合设计标准， 计算成果较少受所选典型不同 的影响， 的影响，但改变了原有典型的 雏形，适用于峰量均对水工建 雏形， 筑物防洪安全起控制作用的工 程。 同倍比放大法计算简便， 同倍比放大法计算简便， 适用于峰量关系较好的河流， 适用于峰量关系较好的河流， 以及防洪安全主要又洪峰或某 时段洪量控制的水工建筑物。 时段洪量控制的水工建筑物。
经验配线法是在经验频率点据和频率曲线线型确定之后， 经验配线法是在经验频率点据和频率曲线线型确定之后，通过调整参数使曲线与经验 频率点据配合最好，此时参数就是所求的曲线线型的参数， 频率点据配合最好，此时参数就是所求的曲线线型的参数，从而可以计算设计洪水值
• 假设在历史调查期 年中有特大洪水a项，其中有 项发 假设在历史调查期N年中有特大洪水 项 其中有l项发 年中有特大洪水 生在n年实测系列之内， 年的 年的a项特大洪水的经验频 生在 年实测系列之内，N年的 项特大洪水的经验频 年实测系列之内 来估算。 率P=M/(N+1)来估算。实测系列中其余的 项，则均 来估算 实测系列中其余的n-l项 匀分布在1-P 频率范围内， 匀分布在 Ma频率范围内，PMa为特大洪水第末项 M=a的经验频率， 的经验频率， 的经验频率
概
述
• 洪水经水库调节后，一部分水量暂时停留在库中，下泄洪峰减低，峰现 洪水经水库调节后，一部分水量暂时停留在库中，下泄洪峰减低， 时间延后，洪水过程历时拉长。 时间延后，洪水过程历时拉长。 • 二、水库的两类防洪问题 • 下游地区防洪问题（下泄洪量不超过某一流量——安全池量） 下游地区防洪问题（下泄洪量不超过某一流量 安全池量） 安全池量 • 水库本身安全防洪问题 • 三、设计洪水的涵义和设计标准 • 设计洪水是指水利水电工程规划、设计所指定的各种设计标准的洪水。 设计洪水是指水利水电工程规划、设计所指定的各种设计标准的洪水。 是指水利水电工程规划 • 设计洪水包括设计洪峰流量、不同时段设计洪量及设计洪水过程线三个 设计洪水包括设计洪峰流量、不同时段设计洪量及设计洪水过程线三个 设计洪峰流量 要素。推求设计洪水的方法有两种类型， 要素。推求设计洪水的方法有两种类型，即由流量资料推求设计洪水或 由暴雨资料推求设计洪水。 由暴雨资料推求设计洪水。当必须采用可能最大洪水作为非常运用洪水 标准时，则由水文气象资料推求可能最大暴雨，然后计算可能最大洪水。 标准时，则由水文气象资料推求可能最大暴雨，然后计算可能最大洪水。
工程水文学 第六章由流量资料推求设计洪水[精]
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具有永久性和临时性、正常运 用和非正常运用之分。
@COPY RIGHT 扬大陈平
第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求
一、洪水资料审查 三性检查：可靠性、一致性、代表性。
二、洪水资料选样 1、选样原则：年最大值法或年超大值法、固定时段 （1天、3天、7天、15天。。。）、独立选样。
@COPY RIGHT 扬大陈平
1、无特大值：由大到小排队，P m ，P-Ⅲ型适
线；方法同前。
n 1
@COPY RIGHT 扬大陈平
2、有特大值的处理 （1）特大值：实测或调查到的比一般洪水大的稀遇 洪水。 作用：解决实测资料不足的困难，展延了系列长度。
历史上的一般洪水是没有文字记载和留下洪水 痕迹，只有特大洪水才有文献记载和洪水痕迹可供 查证，所以调查到的历史洪水一般就是特大洪水。
确定设计标准是一个非常复杂的问题。 我国：SDJ12-78《水利水电枢纽工程等级划分及
设计标准（山区、丘陵区部分）（试行）》 《防洪标准》 GB50201-94
@COPY RIGHT 扬大陈平
1、水工建筑物的防洪标准：
等：指工程规模、管理水平、 经济指标，对整体工程而言。
级：指建筑物安全技术指标， 对某一具体建筑物而言。
第六章 由流量资料推求设计洪水 第一节 设计洪水的基本概念
一、洪水 1、 定义：由于暴雨、融雪或其它原因，产生大量径 流，使河道中流量剧增，水位上升。（波状下泄）
2、次洪水过程（次洪）：一次洪水过程线包括洪峰
（Qm）、洪量（W）和洪水过程。
Q
Qm
3、洪量W：一定T内，流过某
一断面的最大水量。
WW
0 T
频率计算
分开法
合并法
@COPY RIGHT 扬大陈平
第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求
一、洪水资料审查 三性检查：可靠性、一致性、代表性。
二、洪水资料选样 1、选样原则：年最大值法或年超大值法、固定时段 （1天、3天、7天、15天。。。）、独立选样。
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1、无特大值：由大到小排队，P m ，P-Ⅲ型适
线；方法同前。
n 1
@COPY RIGHT 扬大陈平
2、有特大值的处理 （1）特大值：实测或调查到的比一般洪水大的稀遇 洪水。 作用：解决实测资料不足的困难，展延了系列长度。
历史上的一般洪水是没有文字记载和留下洪水 痕迹，只有特大洪水才有文献记载和洪水痕迹可供 查证，所以调查到的历史洪水一般就是特大洪水。
确定设计标准是一个非常复杂的问题。 我国：SDJ12-78《水利水电枢纽工程等级划分及
设计标准（山区、丘陵区部分）（试行）》 《防洪标准》 GB50201-94
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1、水工建筑物的防洪标准：
等：指工程规模、管理水平、 经济指标，对整体工程而言。
级：指建筑物安全技术指标， 对某一具体建筑物而言。
第六章 由流量资料推求设计洪水 第一节 设计洪水的基本概念
一、洪水 1、 定义：由于暴雨、融雪或其它原因，产生大量径 流，使河道中流量剧增，水位上升。（波状下泄）
2、次洪水过程（次洪）：一次洪水过程线包括洪峰
（Qm）、洪量（W）和洪水过程。
Q
Qm
3、洪量W：一定T内，流过某
一断面的最大水量。
WW
0 T
频率计算
分开法
合并法
第7章 由暴雨资料推求设计洪水PPT课件
1.如果流域中心或附近有雨量站，且有长系列观测资料 ，可采用频率计算方法直接计算。
2.实际上很少这种情况，一般是求出流域各站的设计点 暴雨，绘制设计点暴雨量等值线图，用地理插值法求出 流域形心的设计点暴雨量。
3.当暴雨资料十分缺乏时,可利用地区水文手册中各时 段年最大暴雨量的均值、Cv等值线图，查算流域中心处 的各时段暴雨的均值和Cv值，Cs=3.5Cv。
E
1. 先求出流域中心出 的设计点暴雨量;
2. 建立点雨量与面雨 量之间的关系曲线(即 点面关系);P101图7-3 。
3. 通过点面关系,由设 计点面雨量推求设计面 雨量。
1950
1960
1970
A
A D E F
1980（年）
WUHEE
(二)设计点雨量的计算
设计点雨量是流域形心处的设计点暴雨量。
2. 间接法：雨量站稀少、或观测系列甚短，或同期观测资 料很少甚至没有，无法直接求得设计面暴雨量。可先求流 域中心附近代表站的设计点暴雨量，然后通过点雨量与面 雨量关系（暴雨点面关系），求得相应设计面暴雨量。即 暴雨资料不充分时，设计面暴雨推求。
WUHEE
二、直接法推求设计面暴雨量 (一)、暴雨资料的收集、审查与统计选样
2. 间接法：雨量站稀少、或观测系列甚短，或同期观测资 料很少甚至没有，无法直接求得设计面暴雨量。可先求流 域中心附近代表站的设计点暴雨量，然后通过点雨量与面 雨量关系（暴雨点面关系），求得相应设计面暴雨量。即 暴雨资料不充分时，设计面暴雨推求。
WUHEE
三、间接法推求设计面暴雨量 F
(一)步骤
D
净雨R(t)
汇流计算
流域出口断面 径流过程Q(t)
1. 由暴雨资料推求设计暴雨
2.实际上很少这种情况，一般是求出流域各站的设计点 暴雨，绘制设计点暴雨量等值线图，用地理插值法求出 流域形心的设计点暴雨量。
3.当暴雨资料十分缺乏时,可利用地区水文手册中各时 段年最大暴雨量的均值、Cv等值线图，查算流域中心处 的各时段暴雨的均值和Cv值，Cs=3.5Cv。
E
1. 先求出流域中心出 的设计点暴雨量;
2. 建立点雨量与面雨 量之间的关系曲线(即 点面关系);P101图7-3 。
3. 通过点面关系,由设 计点面雨量推求设计面 雨量。
1950
1960
1970
A
A D E F
1980（年）
WUHEE
(二)设计点雨量的计算
设计点雨量是流域形心处的设计点暴雨量。
2. 间接法：雨量站稀少、或观测系列甚短，或同期观测资 料很少甚至没有，无法直接求得设计面暴雨量。可先求流 域中心附近代表站的设计点暴雨量，然后通过点雨量与面 雨量关系（暴雨点面关系），求得相应设计面暴雨量。即 暴雨资料不充分时，设计面暴雨推求。
WUHEE
二、直接法推求设计面暴雨量 (一)、暴雨资料的收集、审查与统计选样
2. 间接法：雨量站稀少、或观测系列甚短，或同期观测资 料很少甚至没有，无法直接求得设计面暴雨量。可先求流 域中心附近代表站的设计点暴雨量，然后通过点雨量与面 雨量关系（暴雨点面关系），求得相应设计面暴雨量。即 暴雨资料不充分时，设计面暴雨推求。
WUHEE
三、间接法推求设计面暴雨量 F
(一)步骤
D
净雨R(t)
汇流计算
流域出口断面 径流过程Q(t)
1. 由暴雨资料推求设计暴雨
AB由流量资料推求设计洪水_工程水文学
第一节概述设计洪水是指水利水电工程规划、设计中所指定的各种设计标准的洪水。
合理分析计算设计洪水，是水利水电工程规划设计中首先要解决的问题。
在河流上筑坝建库能在防洪方面发挥很大的作用，但是，水库本身却直接承受着洪水的威胁，一旦洪水漫溢坝顶，将会造成严重灾害。
为了处理好防洪问题，在设计水工建筑物时，必须选择一个相应的洪水作为依据，若此洪水定得过大，则会使工程造价增多而不经济，但工程却比较安全；若此洪水定得过小，虽然工程造价降低，但遭受破坏的风险增大。
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。
确定设计标准是一个非常复杂的问题，国际上尚无统一的设计标准。
我国1978年颁发了SDJ12-78《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（山区、丘陵区部分）（试行）》，通过十余年工程实践经验，结合我国国情，水利部又会同有关部门于1994年共同制订了GB50201-94《防洪标准》作为强制性国家标准，自1995年1月1日起施行。
GB50201-94根据工程规模效益和在国民经济中的重要性，将水利水电枢纽工程分为五等，其等别见表6-1 。
水利水电枢纽工程的水工建筑物，根据其所属枢纽工程的等别、作用和重要性分为五级，其级别见表6-2 。
设计时根据建筑物级别选定不同频率作为防洪标准。
这样，把洪水作为随机现象，以概率形式估算未来的设计值，同时以不同频率来处理安全和经济的关系。
水利水电工程建筑物防洪标准分为正常运用和非常运用两种。
按正常运用洪水标准算出的洪水称为设计洪水，用它来决定水利水电枢纽工程的设计水位、设计泄流量等，宣泄正常运用洪水时，泄洪设施应保证安全和正常运行。
GB50201-94规定的设计洪水标准见表6-3 。
表6-3 水库工程水工建筑物的防洪标准当河流发生比设计洪水更大的洪水时，选定一个非常运用洪水标准进行计算，算出的洪水称为非常运用洪水或校核洪水。
GB50201-94规定的校核洪水标准见表7-3 。
讲义《工程水文学》大学教材课件-由流量资料推求设计洪水(附例题)
可处在非常情况下运行，即允许保持较高水位，电站、船闸等正
常工作允许遭到破坏
第一节
概
述
二、水工建筑物的等级和防洪标准
表6.1
水利水电工程分等指标
防洪
治涝
灌溉
供水
发电
工程 工 程规 总库容 防护城镇及
等别
模
（108m³） 工矿企业的 保护农田 治涝面积 灌溉面积 供水对象 装机容量
（104亩） （104亩） （104亩） 重要性 （104kw）
Q～t 情况下，为了不使洪水漫溢坝顶造成毁坝
灾害，所需要的坝顶高程等工程规模数据。
如何设计调洪库容和泄洪建筑物？
——水工建筑物的设计洪水
第一节
概
述
2. 下游地区防洪问题，一般是水库下游河道
要求水库下泄流量不超过某一流量值。
如何设计防洪库容？
——防护对象的设计洪水
第一节
概
述
一、设计洪水
1. 设计洪水概念
空位，由大到小是不连序的
历史调查期
历史调查期
第二节
设计洪峰、洪量的计算
1. 特大洪水序列
历史特大洪水：通过洪水痕迹，查水位流量关系获得；实测特大洪
水：通过资料观测得到
特大洪水确定以后，要分析其在某一代表年限内的大小序位，以便
确定洪水的重现期
目前我国根据资料来源不同，将与确定特大洪水代表年限有关的年
➢
确定特大洪水重现期实例
[例]1992年长江重庆～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＝110000m3/s。
如此洪水为1870年以来为最大，则N=1992-1870+1＝123（年）。
chap7由流量资料推求设计洪水-第10讲
6-2 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求
1、洪水资料的审查
代表性：反映在样本系列能否代表总体的统计特性。一般 认为，资料年限较长，并能包括大、中、小等各种洪水年 份，则代表性较好。
SL44—93规定坝址或其上下游具有较长期的实测洪水 资料(一般需要30年以上)，并有历史洪水调查和考证 资料时，可用频率分析法计算设计洪水。
4、特大洪水的处理
特大洪水的定义
特大洪水：是指实测系列和调查到的历史洪水中，比一般洪 水大得多的稀遇洪水。
根据短系列资料作频率计算时，当出现一次新的大洪水以后， 设计洪水数值就会发生变动，所得成果很不稳定。如果在频 率计算中能够正确利用特大洪水资料，则会提高计算成果的 稳定性。
6-2 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求
6-2 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求
3、洪水资料的插补延长
根据上下游测站的洪水特征相关关系进行插补延长
（3）面积内插：若设计断面的上、下游不远处各有一参证 站，并且都有实测资料，一般可假定洪峰及洪量随着集水面 积呈线性变化，可以利用面积线性内插：
F设 F参，上 Q设 Q参，上 Q参，下 Q参，上 F参，下 F参，上
1、洪水资料的审查
可靠性：在应用资料之前，首先要对原始水文资料进行审 查，洪水资料必须可靠，具有必要的精度，而且洪水系列 中各项洪水相互独立，且服从同一分布等。 一致性：洪水形成条件要相同，当使用的洪水资料受人类 活动如修建水库、河道整治等的影响有明显变化时，应进 行还原计算，使洪水资料换算到天然状态的基础上。
计算内容
设计洪水类型： ①水库本身的设计洪水; ②水库下游防护对象的设计洪水; ③分蓄洪区的设计洪水; ④堤防设计洪水等。 设计洪水的计算内容： ①设计洪峰； ②设计洪量； ③设计洪水过程线。
第七章由流量资料推求设计洪水
Q(m3/s)
频率计算方法的变量说明
a项特大洪水 M=1,2,...,a
实测期内特大洪水，l项
... ...
实测一般洪水，n-l项 m=l+1,l+2,...,n
缺测 ...
...
T
n
N
频率计算方法——独立样本法
思路：实测和特大值系列分别作为独立样本，各
项洪水在各自样本中分别连续排位计算。
实测系列：特大值参与排位，只取一般洪水成果
连续样本：洪水系列中没有特大洪水值，频率计算时，各项 数值直接按大小次序统一排位，各项之间没有空位，序数m 是连序的。 不连续样本：系列中有特大洪水值，其重现期 N必大于实测 系列年数 n，而在N—n年内各年洪水数值无法查得，中间存 在一些空位，由大到小是不连序的。
所谓“连序”与“不连序”，不是指时间上连续与否 ，只是说所构成的样本中间有无空位。
实测洪水资料： 对测验和整编进行检查，重点放在观测与整编质量较差的 年份。包括水位观测、流量测验、水位流量关系等。 历史洪水资料： 一是调查计算的洪峰流量可靠性； 二是审查洪水发生的年份的准确性。
一、洪水资料审查
（2） 资料一致性的审查与还原
所谓洪水资料的一致性，就是产生各年洪水的 流域产流和汇流条件在调查观测期中应基本相同。
实测期n=33： 独立样本法：
1949年 已抽到上面排序
1940年
Pm,2
2 33 1
0.0588
1968年
Pm,33
33 34
0.969
1867
1852 1832 1921
1921 1949 1903
统一样本法：
Pm,2 0.0559 (1 0.0559 ) 2 1 0.0845 33 11
由流量资料推求设计洪水共75页
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
由流量资料推求设计洪水
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
Байду номын сангаас 41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
由流量资料推求设计洪水
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
Байду номын сангаас 41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
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7-3 设计洪水过程线的推求
例题【6-4】
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天洪量列于下表。要求 用分时段同频率放大法，推求P＝1％的设计洪水过程线。
洪量Ｗ［（m3/s）］
解: (1)计算洪峰和各时段 洪量的放大倍比。
2610 1.44 1810 1525 K1 1.43 1083 K Qm
同倍比放大法 采用同倍比放大时，若放大后洪峰或某时段洪量超过 或低于设计很多，且对调洪结果影响较大时，应另选 典型。
7-3 设计洪水过程线的推求
2、典型洪水过程线的放大
同频率放大法与同倍比放大法的比较
用同频率放大法求得的洪水过程线，比较符合设计标准， 计算成果较少受所选典型不同的影响，但改变了原有典型 的雏形，适用于峰量均对水工建筑物防洪安全起控制作用 的工程。 同倍比放大法计算简便，适用于峰量关系较好的河流，以 及防洪安全主要由洪峰或某时段洪量控制的水工建筑物。
1、典型洪水过程线的选择
典型洪水过程线是放大的基础，从实测洪水资料中选 择典型时，资料要可靠，同时应考虑下列条件： (1)选择峰高量大的洪水过程线，其洪水特征接近于设 计条件下的稀遇洪水情况。 (2)要求洪水过程线具有一定的代表性，即它的发生季 节、地区组成、洪峰次数、峰量关系等能代表本流域 上大洪水的特性。
一般按上述条件初步选取几个典型，分别放大，并经 调洪计算，取其中偏于安全的作为设计洪水过程线的 典型。
7-3 设计洪水过程线的推求
2、典型洪水过程线的放大
目前采用的典型放大方法有峰量同频率控制方法(简称同频 率放大法)和按峰或量同倍比控制方法(简称同倍比放大法)。
同频率放大法
要求放大后的设计洪水过程线的峰和不同时段(1d、3d、…) 的洪量均分别等于设计值。即放大后的过程线，其洪峰流 量和各时段的洪量都符合同一设计频率，这种放大法称为 同频率放大法。 具体做法是先由频率计算求出设计的洪峰值QmP和不同时段 的设计洪量值W1P、W3P、W7P、…，并求典型过程线的洪峰 QmD，和不同时段的洪量W1D、W3D、W7D 、…，然后按洪 峰、最大1d洪量、最大3d洪量、…的顺序，采用以下不同 倍比值分别将典型过程进行放大。
7-3 设计洪水过程线的推求
为了适应工程设计要求，目前仍采用放大典型洪水过 程线的方法，使其洪峰流量和时段洪水总量的数值等 于设计标准的频率值，即认为所得的过程线是待求的 设计洪水过程线。 放大典型洪水过程线时，根据工程和流域洪水特性， 可选用同频率放大法或同倍比放大法。
7-3 设计洪水过程线的推求
7-4 分期设计洪水
1、洪水季节性变化规律分析和分期划分
同时，可根据本流域的资 料，将历年各次洪水以洪 峰发生日期或某一定历时 最大洪量的中间日期为横 坐标，以相应洪水的峰量 数值为纵坐标，点绘洪水 年内分布图，并描绘平顺 的外包线，如有调查的特 大洪水，亦应点绘于图上。
7-4 分期设计洪水
1、洪水季节性变化规律分析和分期划分
7-4 分期设计洪水
2、分期设计洪水的计算方法
(1)分期划定后，分期洪水一般在规定时段内，按年最 大值法选择。当一次洪水过程位于两个分期时，视其洪 峰流量或时段洪量的主要部分位于何期，就作为该期的 样本，不作重复选择，这种选取方法称为不跨期选样。 (2)分期特大洪水的经验频率计算，应根据调查考证资 料，结合实测系列分析，重新论证，合理调整。 分期洪水的统计参数计算和配线方法与年最大洪水相同。 对施工洪水，由于设计标准较低，当具有较长资料时， 一般可由经验频率曲线查取设计值。
项
目
洪峰Ｑm(m3/s) 1天 ３天 2874 1895 ７天 3873 2565
P=1%的设计值 典型过程线的相应值
2610 1810
1525 1083
K 31
2874 1525 1.66 1895 1083
3873 2874 1.49 2565 1895
K 7 3
7-4 分期设计洪水
2、分期设计洪水的计算方法
(4)将各分期洪水的峰、量频率曲线与全年最大洪水的峰量 频率曲线画在同一张频率格纸上，检查其相互关系是否合 理。 如果它们在设计频率范围内发生交叉现象，即稀遇频率的 分期洪水大于同频率的全年最大洪水。此时应根据资料情 况和洪水的季节性变化规律予以调整。 一般来说，由于全年最大洪水在资料系列的代表性、历史 洪水的调查考证等方面，均较分期洪水研究更为充分，其 成果相对较可靠。调整时一般应以历时较长的洪水频率曲 线为准。
7-3 设计洪水过程线的推求
1、典型洪水过程线的选择
(3)从水库防洪安全着 眼，选择对工程防洪 运用较不利的大洪水 典型，如峰型比较集 中，主峰靠后的洪水 过程。这样求得的防 洪库容较大，工程偏 于安全。
7-3 设计洪水过程线的推求
1、典型洪水过程线的选择
(4)如水库下游有防洪要 求,应考虑与下游洪水遭 遇的不利典型。
分期的一般原则：尽可能根据不同成因的洪水，把全 年划分为若干分期。 分期的起讫日期应根据流域洪水的季节变化规律，并 考虑设计需要确定。分期不宜太短，一般以不短于1个 月为宜。由于洪水出现的偶然性，各年分期洪水的最 大不一定正好在所定的分期内，可能往前或往后错 开几天，因此，在用分期年最大选样时，有跨期和不 跨期两种选样方法。跨期选样时，为了反映每个分期 的洪水特征，跨期选样的日期不宜超过5—10日。
7-4 分期设计洪水
1、洪水季节性变化规律分析和分期划分
划定分期洪水时，应对设计流域洪水季节性变化规律
进行分析，并结合工程的要求来考虑。分析时要了解
天气成因在季节上的差异，年内不同时期洪水峰量数 值及特性(如均值、变差系数)的变化，全年最大洪水 出现在各个季节的情况，以及不同季节洪水过程的形 状等。
7-3 设计洪水过程线的推求
例题【6-4】
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天洪量列于下表。要求 用分时段同频率放大法，推求P＝1％的设计洪水过程线。 解： (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 放大系数，得放大的设计洪水 过程线。由于各时段放大倍比 值不同，时段分界处出现不连 续现象，可徒手修匀的虚线， 最后得所求的设计洪水过程线。
7-3 设计洪水过程线的推求
2、典型洪水过程线的放大
同倍比放大法
此法是按洪峰或洪量同一个倍比放大典型洪水过程线的各纵 坐标值，从而求得设计洪水过程线。因此，此法的关键在于 确定以谁为主的放大倍比值。 如果以洪峰控制，其放大倍比为： 如果以洪量控制，其放大倍比为：
7-3 设计洪水过程线的推求
2、典型洪水过程线的放大
工程水文及水利计算
提
纲
第一章 绪论 第二章 气象与水文 第三章 水文观测及其资料收集 第四章 水文统计基本原理与方法 第五章 年径流分析与计算 第六章 水文过程随机模拟 第七章 由流量资料推求洪水 第八章 流域产汇流计算 第九章 由暴雨资料推求设计洪水 第十章 河流泥沙计算 第十一章 水文预报 第十二章 水库兴利调节计算 第十三章 水库防洪计算 第十四章 水库调度
7-3 设计洪水过程线的推求
2、典型洪水过程线的放大
同频率放大法
洪峰放大倍比为： 最大1d洪量放大倍比 为： 最大3d洪量中除最大1d外，其 余两天的放大倍比为：
7-3 设计洪水过程线的推求
2、典型洪水过程线的放大
同频率放大法
时段划分视过程线的长度而 定，但不宜太多，一般以3段 或4段为宜。由于各时段放大 倍比不相等，放大后的过程 线在时段分界处出现不连续 现象，此时可徒手修匀，修 匀后仍应保持洪峰和各时段 洪量等于设计值。
第七章 由流量资料推求设计洪水
7-1 7-2 7-3 7-4 7-5 7-6 概述 设计洪峰流量及设计洪水总量的推求 设计洪水过程线的推求 分期设计洪水 入库设计洪水 设计洪水的地区组成
7-3 设计洪水过程线的推求
设计洪水过程线：具有某一设计标准的洪水过程线。 但是，洪水过程线的形状千变万化，且洪水每年发生 的时间也不相同，是一种随机过程，目前尚无完善的 方法直接从洪水过程线的统计规律求出一定频率的过 程线。
小 结
1、设计洪水过程线的推求
典型洪水过程线的选取原则 同频率放大法、以及与同倍比放大法的区别
2、分期设计洪水
分期设计洪水的概念 分期设计洪水的分期划分 分期设计洪水的计算方法
7-4 分期设计洪水
2、分期设计洪水的计算方法
(3)分期设计洪水过程线仍可按本章第三节所述方法进 行计算。 但是，施工初期围堰往往以抗御洪峰为主，一般只要 求设计洪峰流量；大坝合龙后，则以某个时段的设计 洪量为主要控制，故要求设计洪峰和一定时段的设计 洪量，如进行调洪，则需要设计洪水过程线。 中小型工程的施工设计洪水，一般只需要分期设计洪 峰。
7-4 分期设计洪水
为了水库管理调度运用和施工期防洪的需要，必须计 算分期设计洪水。 分期设计洪水：是指一年中某个时段所拟定的设计洪 水。 计算分期设计洪水的方法：是在分析流域洪水季节性 规律的基础上，按照设计和管理要求，把整个年内划 分为若干个分期，然后在分期的时段内，按年最大值 法选样，进行频率计算。