水保教材水文分析与洪水计算.
水文分析与计算
水文水利计算是工程水文的重要组成部分，分为水文计算和水利计算。
根本任务水文计算：分析水文要素变化规律，为水利工程的建设提供未来水文情势预估。
水利计算：拟定并选择经济合理和安区可靠的工程设计方案‘规划设计参数和调度允许方式。
一、水文计算的主要研究方法⏹设计标准⏹概率预估（PMP/PMF）⏹研究进展☐基于风险理论的防洪标准研究☐气候变化和人类活动对设计成果的影响☐不确定性新理论二、水利计算的主要研究方法⏹水量调节⏹洪水调节⏹枯水调节⏹水能调节一、水文过程的随机特性水文现象同时存在“确定性过程”和“随机性过程”。
确定性因素和随机因素共同作用下的模型，统称为“随机模型”。
二、纯随机模型对水文过程的适用性采用随机方法解决水文计算问题时，依据的是概率统计理论中的纯随机模型，即假设所研究的水文变量是独立随机地抽自同一客观总体，而这个总体是通过概率分布函数（或概率密度函数）来描述的。
水文频率分析计算的任务，就是根据水文变量的样本对总体进行统计（如参数估计、推求制定标准的设计值等）和推断（如假设检验、推求置信限等）。
一、洪水资料的选样指导思想：保证纯随机模型的适用性，独立同分布。
洪水三要素：洪峰、洪量、洪水过程。
选样方法：（1）年最大值法；（2）年多次法；（3）超定量法；（4）超大值法。
二、洪水资料的审查和分析1.可靠性审查2.一致性审查3.代表新审查三、洪水资料的插补延长1. 根据上下游测站的洪水特征相关关系进行插补延长⏹点绘相关图；⏹设计站洪水由上游几个干支流测站的洪水组成，应错时叠加；⏹因受洪水展开和区间来水影响，考虑能反映上述影响因素的参数；三、洪水资料的插补延长1. 根据上下游测站的洪水特征相关关系进行插补延长若设计断面资料短，甚至无资料，则无法直接建立相关关系，需要修正，其做法如下：（1）两者集水面积之差小于3%，中间无天然或认为分滞洪，可直接移用；（2）面积之差大于3%，但不大于10%～20%，且暴雨分布均匀，用面积进行修正；（3）若在上下游均有参证站满足要求，则可进行内插。
浅析水文分析计算
浅析水文分析计算摘要：地下水是一种重要的水资源，其水文地质参数在地下水评价、溶质运移模拟和防洪减灾等方面具有重要意义。
本文重点对目前国内水位和水文地质的主要计算方法进行了分析，为实际工程中的水文地质参数提供了理论基础，并对这些计算方法在具体的工程中的利弊进行了阐述，以期能够对有关人员有所帮助。
关键词：水文地质；分析计算；动态分析法一、准备工作其准备工作主要有：选定控制剖面、确定计算流域面积、确计算流域的蓄水面积、收集暴雨洪水资料等。
（一）选择控制断面控制剖面的选取宜以干流河口为主要研究对象，以拦河坝轴线为轴线，以主支流汇合处下游的平直河道为研究对象。
控制剖面的具体布置，应根据所规划的河道条件来决定。
（二）计算流域面积和控制集水面积流域面积是指沿分水岭划出的河口区或控制区之上的整个河口区；根据城市（城镇）的规划，在该河流的典型控制剖面之上，实际汇入规划河段的集水面积。
（三）收集暴雨洪水资料采用野外观测、调查和分析的方法，搜集了该地区的暴雨、洪涝资料。
对于暴雨洪水数据，应以该地区实际观测的洪水数据为佳，或以历史洪水数据为准。
二、水文分析计算（一）设计洪水计算设计洪峰的计算工作主要有如下几个方面：一是选定了暴雨洪峰的计算基础或参考站，然后按照代表站的数据状况进行数据处理；二是要依据河床的实际状况，依据设计洪峰的实际应用，选用与设计洪峰相一致的计算或估算方法；三是对设计洪水的计算结果作了合理的分析，并作了相应的修改。
（1）水文资料收集整理1.在收集整理河流水位、流量等基础数据时，对数据条件差的河流（河段），应进行暴雨洪水调查，或在附近的流域或地区，收集暴雨洪水的主要参数数据，在参照站的径流序列不能很好地表达和展开困难的情况下，可以通过参照站和短时间序列的统计参数来调整参照站的径流，或者通过区域合成来调整参照站的径流。
2.对长时间观测的水情资料，可用频度分析方法，按以下程序计算：①收集、整理、考证所需的基本水情资料，并作有代表性的分析；②运用频率分析方法，对某一水文资料进行频率分析；③以频率为依据，对频率进行分析，找到符合设计要求的水流数量；④选择符合设计条件的时空分布作为代表性指标，放大或缩小设计值，得到设计条件下各种水文参数的时空变化规律。
无实测水文资料地区洪水计算与分析
无实测水文资料地区洪水计算与分析杨菊香【摘要】引供水工程线路穿越山洪沟道区域大多为无实测水文资料地区，需要由设计暴雨间接推求设计洪水。
以推理公式法计算设计洪水，并在分析雨洪特性、调查历史洪水的基础上，进行合理性检查与综合分析，最终认为推理公式法洪水计算成果是合理的。
%The pipelines pass through the mountain river mostly without hydrologic data in the project for diverting and supplying water. It needs to indirectly calculate design flood by design rainstorm.The paper uses reasoning formula method to compute design flood, the reasonableness check and comprehensive analysis is made on the base of analysing the char-acteristcs of storms and investigateing historical flood.Finally the design flood computation results by reasoning formula method is reasonable.【期刊名称】《水科学与工程技术》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】3页(P33-34,35)【关键词】暴雨;设计洪水;推理公式法;合理性分析【作者】杨菊香【作者单位】山西省水利水电勘测设计研究院，太原 030024【正文语种】中文【中图分类】TV211在工程设计中，大多数引供水工程输水线路较长，其输水线路经过山区河道、沟道时，考虑防洪、冲刷，需要计算一定防洪标准的设计洪水，以保护输水管道的防洪安全。
工程水文及水利计算
小 结
3、次洪水的分割方法 、 退水曲线法 4、水源的划分方法 、 直线法、 直线法、斜线法 5、前期影响雨量 a的计算方法 、前期影响雨量P 逐日递推法（掌握）、经验公式法（了解） ）、经验公式法 逐日递推法（掌握）、经验公式法（了解）
3、设计暴雨时程分配的计算
（1）有实测资料情况下典型暴雨过程的选择原则 （2）设计暴雨时程分配计算方法——同频率放大法 设计暴雨时程分配计算方法——同频率放大法 ——
4、由设计暴雨推求设计洪水
经验法、扩展暴雨过程法、同频率法） （1）设计Pa的计算方法（经验法、扩展暴雨过程法、同频率法） 设计
（2）产、汇流方案的应用（外延问题、移用问题） 汇流方案的应用（外延问题、移用问题）
小 结
由流量资料推求设计洪水就是对年最大流量及各种历时的年最 大洪量作频率分析，并按典型放大法求出某一重现期的作为设 大洪量作频率分析， 计依据的洪水流量过程线。 计依据的洪水流量过程线。
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、 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
小 结
1、 概述 设计洪水、设计洪水三要素、校核洪水、 设计洪水、设计洪水三要素、校核洪水、水利水电工程枢纽的等级划 分 2、设计洪峰流量及设计洪水总量的推求
本章的主要内容为： 本章的主要内容为： 洪水资料的选样，包括洪峰及洪量的选样。 1. 洪水资料的选样，包括洪峰及洪量的选样。要掌握各种历时的洪 量选样和计算方法。 量选样和计算方法。 特大洪水处理：什么是不连序样本？ 2. 特大洪水处理：什么是不连序样本？不连序样本的经验频率如何 计算？用矩法确定不连序样本的统计参数，只是初步估算， 计算？用矩法确定不连序样本的统计参数，只是初步估算，仍要在适 线中调整C 甚至可调整均值。 线中调整 v和Cs，甚至可调整均值。 求设计洪水过程线，重点是同频率放大法。 3. 求设计洪水过程线，重点是同频率放大法。 资料的“三性审查” 成果的“合理性分析” 4. 资料的“三性审查”，成果的“合理性分析”，都是水文学的重 要内容，它们贯穿于各章之中，应加以重视，反复体会。 要内容，它们贯穿于各章之中，应加以重视，反复体会。
水文分析与计算(20110801)
水文分析与计算1 旧石马河基本概况旧石马河位于石马河西侧，原为石马河河道，1966年东深供水工程建设时兴建了部分新河道，现该河道主要排除区内西侧大部分地区的雨水，为天然土渠。
全流域面积17.8km2，干流河长6.3km，河道加权平均坡降1‰，旧石马河排站以上面积16.8km2，干流河长5.6km，河道加权平均坡降1.4‰。
建塘水闸至环城路段长约3.8km，河底宽约30～90m。
主要支流有东岸涌、湖头水、新湖水、面前湖水等。
旧石马河部分跨河建筑物过水断面狭窄，还有很多地段房屋建在渠道上，严重缩窄了渠道断面，影响泄洪。
2 水文资料情况桥头镇没有水文观测站及气象观测站，仅在镇水利所设有雨量观测设施。
本次收集了镇水利所1993～2007年共15年的日降雨观测资料和东莞市气象局1957～2005年降雨观测资料及历年最大1日降雨量。
因镇水利所观测资料序列较短，且没有经过整编，本次仅采用收集到的东莞市气象局观测的1957～2005年资料分析桥头镇的降雨特征。
3 暴雨及洪水特性暴雨类型主要有锋面雨和台风雨，锋面雨一般发生在4～6月，降雨范围和强度大、历时长；台风雨一般出现在7～9月，降雨范围小、历时短，强度大。
一次降雨持续时间多在三日以内，以一日为主。
从降雨量及降雨过程特征分析可知，造成局部地区洪涝灾害的降雨主要为短历时暴雨，其特点是暴雨历时短而强度大。
本地区洪水由暴雨形成，洪水出现时间与暴雨出现时间相一致，也大多发生于4～9月。
4 设计暴雨计算（1）实测暴雨成果根据东莞市气象局资料，以及东莞其他站点最大1日与最大24h 暴雨，分析得最大24h暴雨与最大1日暴雨换算系数为1.1，求得东莞市1957～2005年历年最大24h暴雨系列，采用PIII型曲线进行适线分析，得到设计暴雨参数和设计结果（表1）。
表1 东莞市最大24h暴雨频率分析成果（2）等值线成果设计洪水分析计算需要有不同历时暴雨，但短历时暴雨的实测资料一般完整性较差，也难于收集，因此，采用《广东省暴雨参数等值线图》（2003年版）（以下简称《等值线图》查算不同历时的暴雨参数。
水文水资源分析计算-第三章洪水分析计算
防护对象的防洪标准：
三、设计洪水计算的基本方法和内容
1.我国推求设计洪水的发展 （1）历史最大洪水加成法 以历史上发生过的最大洪水再加上一个安 全值作为设计洪水。 缺点： ① 对未来洪水超过历史最大洪水的可能 性考虑不足，降低了工程的安全程度； ② 对大小不同，重要性不同的工程采用 同一个标准，显然不合理。
Q(m3/s)
QmLeabharlann W1W3 W5T=1天
T=3天 T=5天
t(d)
在洪水资料审查中，样本的代表性 要求洪水系列长20～30年，并有特大洪 水加入。
那么下面主要讲什么是特大洪水、为 什么要加入特大洪水、加入特大洪水进 入后如何进行处理等问题
三、特大洪水的处理
1.概述
(1)什么是特大洪水? 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。 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. 特大洪水可以发生在实测流量期间之内,也可以发生在实测流 量期之外,前者称资料内特大洪水,后者称资料外特大洪水(历史特 大洪水).
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。
年最大值法选样 可靠性、一致性、代表性审查 特大洪水处理 峰、量频率计算 安全修正值 设计洪峰和设计洪量 成果合理性检验 选择典型洪水
同倍比或同频率缩放
设计洪水过程线
水文分析计算方法说明
⽔⽂分析计算⽅法说明1.1防洪标准根据《GB 50201-2014防洪标准》、《GB 50707-2011河道整治设计规范》，以及项⽬区影响⼈⼝1.1万、影响耕地⾯积1.3万亩，确定项⽬区内除朱仑⽔库外乡村防护区设计洪⽔标准为20年⼀遇。
具体防护等级和防洪标准如下表所⽰。
4.1.3 整治河段的防洪、排涝、灌溉或航运等的设计标准，应符合下列要求：1.整治河段的防洪标准应以防御洪⽔或潮⽔的重现期表⽰，或以作为防洪标准的实际年型洪⽔洪⽔表⽰，并应符合经审批的防洪规划2.整治河段的排涝标准应以排除涝⽔的重现期表⽰，并应符合经审批的灌溉规划1.2⽔⽂分析计算由于项⽬区缺乏实测⽔⽂资料，本次设计洪峰流量推求采⽤2015暴⾬洪⽔查算⼿册上的推理公式。
本项⽬位于xx市xx县xx镇附近，新墙河⼀级⽀流沙港河的中下游，项⽬区内东仑⽔库上游约1.3km处⽣态拦截坝控制流域⾯积F=17.75km^2，⼲流长度L=5.64km，⼲流平均坡降j=0.0031。
（⼀）设计暴⾬的查算①求⼆⼗年⼀遇24⼩时点暴⾬根据项⽬区的地理位置查得流域中⼼点24H=105mm，Cv=0.42。
由设计频率p=1%和Cs=3.5Cv ，查得Kp=1.82。
则百年⼀遇点⾬量点24H =点24H ×Kp=105×1.82=191.1mm 。
②求百年⼀遇24⼩时⾯暴⾬查表得该流域属暴⾬⼀致区第⼀区。
依据F=17.75km^2，查得α=0.990。
则⼆⼗年⼀遇⾯⾬量⾯24H =点24H×α=191.1×0.990=189.19mm 。
③求设计暴⾬24⼩时的时程分配按以下公式推求1-24⼩时各种历时的暴⾬量。
1-6⼩时：23231124*6*24*n n n n t t H H ---=⾯6-24⼩时：331124*24*n n t t H H --=⾯根据⾯24H =189.19mm ，F=17.75km^2，查得2n =0.660，3n =0.790。
水文分析计算-第4章课件-2015年
XB=EXB+（ XA-EXA）*sB/sA
（5）利用雨量~~洪峰（量）关系插补
条件：两者关系较好，可由实测或调查的Q去推X。
（三）频率计算－－ 经验适线法
地区 Cs/Cv
Cv>0.6地区 3.0
Cv<0.45地区 4.0
一般地区 3.5
（四）合理性分析
1、同站、 不同历 时间协调
1）频率曲线不交叉（适用范围内） 2）不同历时的频率曲线变化平缓，
(3) 指标暴雨法（index-rainfall）
假设：气候一致区内各站暴雨的模比系数（变量）同分布； （各站均值不同，但Cv，Cs/Cv相同。）
Ki xi, j / xi
Ki 模比系数变量，i 1,..., m个站
xi, j 第i站样本系列，j 1,..., ni , ni样本容量
对模比系数变量Ki，用均值法（或中值法） 推求出该分区综合模比系数频率曲线；
➢点面折减系数=0.92
最大1日 XP,f=296*0.92=272mm
2、设计暴雨时程分配及净雨划分
时段序号
1
2
3
（Dt=6h）
占最大1天分
11
63
17
配百分比
设计面暴雨
29.9
171.3
46.2
量（mm）
设计净雨量
7.9
171.3
46.2
（mm）
地面净雨量
5.5
162.3
37.2
（mm）
地下净雨量
（2）移用区域的平均值
域内本年
主要是对发生一般暴雨的年份而言。即流
份未发生特大暴雨的情况。
（3）用等值线插补
点较多，
第7章洪水分析计算教学辅导.
第7章洪水分析计算教学辅导.第一篇：第7章洪水分析计算教学辅导.第7章洪水分析计算教学辅导25．什么是洪水三要素，洪水分析计算的主要任务是什么？如前述，洪涝灾害、水资源不足、水污染是我国的三大水问题。
1998年大水以后，虽然中央和地方都加大了防洪的投入，重点堤防的工程状况有了比较大的改善，但从总体上来看，目前我国江河的防洪工程系统还没有达到规划标准，许多城市的防洪标准还很低，防治洪涝灾害是我们面临的重大课题。
另外，在当前水资源紧缺的形势下，如何调蓄洪水，利用洪水的水量，变水害为水利，也具有重大意义。
正因为这样，洪水分析计算成为水资源管理课程的重要内容。
洪峰流量、洪水总量以及洪水过程线可全面地描述洪水，称为洪水的三个要素。
洪水分析计算的主要任务，就是按照一定的标准，推求洪水的三要素，掌握洪水的规律。
26．什么是防洪标准，我国现行的防洪标准怎样？为防治洪水灾害，需要采取工程措施和非工程措施。
工程措施即修建各种防洪工程。
非工程措施是指像防洪立法，推行防洪保险等的措施。
在采取防洪措施的时候，必须以一定标准的洪水作为依据，这种依据称为防洪标准。
当采取一定的防洪措施时，采用的防洪标标准越高，防护地区受洪水危害的风险越小，但同时采取措施的投入就越大。
由此可知防洪标准取得过高和过低都是不合理的。
防洪标准应依照国家有关规范，按照防洪工程和防护地区的重要性确定。
我国现行的防洪标准是从1995年1月开始实施的中华人民共和国国家标准《防洪标准》（GB 50201—94）。
文字教材的第7章和第15章对此规范作了比较详细的介绍。
概括地说，工程规划设计中防洪设计标准分为两类。
第一类是保证水工建筑物自身安全的防洪设计标准，第二类是保障下游防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准。
水工建筑物的防洪标准又可以分为设计标准（对应正常运用情况）和校核标准（对应非常运用情况）。
工程遇到设计标准洪水时应能保证正常运用，遇到校核标准洪水时，主要建筑物不得发生破坏，但是允许部分次要建筑物损坏或失效。
设计洪水分析与计算水文与水资源学实验指导
（3）利用简化公式或地区等值线图估算设计洪水
对于缺乏实测资料地区，通常只能利用暴雨等值 线图和一些简化公式等间接方法估算设计洪水。 有关这类图、公式或一些经验数据，在各省（自 治区）编印的暴雨洪水图集（或称暴雨洪水查算 手册）中均有刊载，可供中小流域无资料地区查 用。
我国计算小流域洪水的途径和方法可归纳为两种： 即经验公式与推理公式。
设计洪水计算的目的是通过对暴雨、洪水等资料 的分析，寻求它们的规律，从而对未来长期内的 洪水情势作出切实可靠的预估，推求出在设计地 点将来可能出现的符合设计标准的洪水，为水利 水电工程、水土保持以及其他如铁路、公路、桥 涵、港口、城市等防洪措施的规划设计提供必要 的水文依据。
5.1.2设计洪水的涵义和设计标准
（4）利用水文随机模拟法推求设计洪水
随机模拟法是利用实测资料建立数学模型，然后 模拟出大量的洪水序列，模拟序列的统计参数与 实测序列统计参数一致。
5.2 由流量资料推求设计洪水
当设计流域具有一定数量的实测洪水资料时，可 直接由流量资料通过频率计算推求设计洪水。表 征洪水流量的特征值有洪峰流量和各种时段的洪 水总量。洪水资料的选择原则是应满足频率计算 关于独立随机选择的要求，并符合安全标准。
对无调蓄能力的工程，因对工程起控制作用的是 洪峰流量。所以，只要计算设计洪峰流量；蓄洪 区主要计算设计洪水总量；水库工程洪水的峰、 量、过程对它都有影响，因此，不仅需要计算设 计洪峰及不同时段的设计洪量，而且还需计算出 设计洪水过程线。
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要素。
目前，我国计算设计洪水的方法，根据不同资料条 件和设计要求，可大致分为以下几种类型：
（1）由流量资料推求设计洪水 这种方法与由径流资料推求设计年径流量及其年
水文学设计洪水计算
概述： 水利工程的防洪问题可归纳为二类：
水利工程下游地区的防洪问题 水工建筑物本身的安全防洪问题
设计洪水 (Flood design)
上述的二个问题都需要对有关河段/地点按指 定标准选择出将来水利工程运行期间可能发生的 一次洪水，作为设计的依据。这种用以设计水利 工程所依据的各种标准的洪水的总称为设计洪水。 设计洪水包括设计洪峰流量、设计洪量和设计洪 水过程，常称为设计洪水三要素。
非常运用的洪水标准用以确定水利水电工 程的校核洪水位，这种标准的洪水称为校核洪 水。
实例
北京密云水库：
设计洪水标准：P=1/1000，Q =15,200 m3/s 校核洪水标准：P=1/10,000， Q =216,00 m3/s
三峡工程：
设计洪水标准：P=1/1000，Q =98,800 m3/s 校核洪水标准：P=1/10,000， Q =113,000 m3/s
① 连续系列的经验频率计算 按前述的方法计算：
m Pm n 1
式中， Pm : 大于或等于某一变量的经验频率; m : 变量由大到小排列的序号; n : 连序系列中的总项数。
② 不连续系列的经验频率计算
分别处理法
将实测系列与含特大值的系列看作从总体中 抽出的二个随机ห้องสมุดไป่ตู้序样本，各项分别在各个系列
3） 洪水资料的延展
洪峰洪量频率计算一般要求系列容量n30 ,否
则必须进行系列的插补以及尽可能地利用历史洪 水和暴雨资料展延系列，以增加洪水系列的信息 量以提高代表性，减少频率分析的抽样误差。
利用上下游测站或邻近的测站流量资料进 行插补延长；
❖ 利用本站洪峰和洪量的关系进行展延；
利用本流域暴雨资料插补延长。
文献考证期：
水文分析与计算知识重点
1.洪水资料的分析处理：洪水资料的选样→洪水资料的审查→洪水资料的插补延长→洪水资料代表性分析方法。
（一）洪水资料的选样：（1）年最大值法：每年选取一个最大值，n年资料可选出 n项年极值，包括洪峰流量和各种时段的洪量。
（2）年多次法：每年选取最大的k项，则由n年资料可选出n*k项样本系列，k对各年取固定不变，如k=3、5等。
（3）超定量法：选定洪峰流量和时段洪量的阀值Q mo、W to，超过该阀值的洪水特征均选作为样本，每年选出的样本数目是变动的。
（4）超大值法：将n年资料看作一连续过程，从中选出最大的n项。
（相当于以第n项洪水为阀值的超定量法）对一般水利工程：采用年最大取样；对城市雨洪排水和工矿排洪工程：年多次法。
（二）洪水资料的审查（“三性审查”）（1）可靠性分析：主要审查由于人为或天然原因的造成的资料错误或时空不合理现象。
审查的具体内容一般包括：1）水位资料的审查：了解水位基准面的情况，水尺零点高程有无变化，检查施测断面有无变动。
2）检查流量测验情况：检查测验方法、仪器等情况。
如断面布设是否合理、浮标测流系数是否合理、水位流量关系有无问题，特别是水位流量关系曲线的延长部分是否合理。
3）检查上下游河岸整治、溃堤、分洪、改道、堵口等情况及人类活动的情况。
（2）一致性分析：样本是否来自同一总体。
不一致原因：1）上游修建水库蓄水，改变原天然洪水、径流过程；2）大洪水情况下分洪或发生决口、溃堤；3）气候变化、下垫面覆被/土地利用变化。
分析方法：水量平衡原理修正、相关关系修正、水文模型修正。
（3）代表性分析：代表性是指样本与总体接近的程度。
其他条件相同时，样本容量越小，抽样误差愈大；提高样本代表性的主要途径是增加样本长度；方法：历史洪水调查、插补延长、古洪水探测。
（三）洪水资料的插补延长（1）根据上下游测站的洪水特征值进行插补延长（2）利用本站峰量关系进行插补延长（3）利用降雨径流关系进行插补延长（4）根据相邻河流测站的洪水特征值进行延长注意事项：1）参证站和设计站在成因上有密切的联系，参证站具有充分长的资料，两站有一段相当长的平行观测资料2）插补系列的项数一般不宜超过实测项数n，最好不超过n/23）外延不宜太远：对洪水，一般不超过实测资料的30％4）相关密切, ρ＞02.洪水调查的意义：（1）增加样本容量，提高代表性。
水文分析计算
⽔⽂分析计算1⽔⽂分析计算⽔⽂分析计算是规划的重要环节，是确定临⽔控制线、外缘控制线、划定河道管理范围的主要技术依据。
⽔⽂分析计算，包括准备⼯作、设计洪⽔计算、⽔⾯线计算等步骤。
应逐条河流、分段计算。
1.1准备⼯作准备⼯作包括选择控制断⾯，计算流域⾯积和控制集⽔⾯积，收集暴⾬洪⽔资料等。
1.选择控制断⾯。
控制断⾯应选择⼲流河⼝、拦河建筑物坝轴线、主要⽀流汇合⼝下游的顺直河段。
控制断⾯具体位置，根据规划河段的具体情况确定。
2.计算流域⾯积和控制集⽔⾯积。
流域⾯积为河⼝断⾯或控制断⾯以上，沿着分⽔岭勾绘的流域总⾯积；控制集⽔⾯积为规划河段典型控制断⾯以上，按照城市（城镇）规划，实际汇⼊规划河段的集⽔⾯积。
流域⾯积100km2及以上河流的流域⾯积，可直接采⽤《重庆市主要河流和城镇河道岸线保护与利⽤管理规划汇编》（2013年版）和区县政府已批准的集⽔⾯积1000-100km2以上河流的《河道岸线利⽤管理规划》（2008-2020）中的数据。
流域⾯积100km2以下河流的流域⾯积和控制集⽔⾯积，可在1:10000地形图上⽤求积仪计算。
流域地形图，以能画出分⽔岭和便于⾯积计算为准，要求图纸清晰。
3.收集暴⾬洪⽔资料。
通过实测、调查、分析等⽅式收集暴⾬洪⽔资料。
暴⾬洪⽔资料最好是本流域的实测洪⽔资料，或历史洪⽔调查资料。
1.2设计洪⽔计算设计洪⽔计算主要包括以下⼯作：⼀是选择暴⾬洪⽔计算依据或参证站，再根据代表站的数据资料情况；⼆是根据河道流域情况和设计洪⽔计算⽅法的适⽤条件选择与之符合的计算或推算⽅法；三是对设计洪⽔计算成果进⾏合理性分析，对设计洪⽔计算成果进⾏修订。
1.2.1依据站和参证站的选择依据站，应该为本河道的暴⾬洪⽔实测站点。
参证站，为与⽔⽂计算流域相关的站点。
应是邻近河流或邻近区域的站点，或与⽔⽂计算流域同属⼀个⾬区或产汇流关系相近的站点。
1.2.2计算⽅法1.2.2.1⽅法选择根据河段的具体情况，按《⽔利⽔电⼯程设计洪⽔计算规范》（SL44-2006）要求选⽤洪⽔计算⽅法。
水文分析计算方法说明
1.1防洪标准根据《GB 50201-2014防洪标准》、《GB 50707-2011河道整治设计规范》，以及项目区影响人口1.1万、影响耕地面积1.3万亩，确定项目区内除朱仑水库外乡村防护区设计洪水标准为20年一遇。
具体防护等级和防洪标准如下表所示。
4.1.3 整治河段的防洪、排涝、灌溉或航运等的设计标准，应符合下列要求：1.整治河段的防洪标准应以防御洪水或潮水的重现期表示，或以作为防洪标准的实际年型洪水洪水表示，并应符合经审批的防洪规划2.整治河段的排涝标准应以排除涝水的重现期表示，并应符合经审批的灌溉规划1.2水文分析计算由于项目区缺乏实测水文资料，本次设计洪峰流量推求采用2015暴雨洪水查算手册上的推理公式。
本项目位于xx市xx县xx镇附近，新墙河一级支流沙港河的中下游，项目区内东仑水库上游约1.3km处生态拦截坝控制流域面积F=17.75km^2，干流长度L=5.64km，干流平均坡降j=0.0031。
（一）设计暴雨的查算①求二十年一遇24小时点暴雨根据项目区的地理位置查得流域中心点24H=105mm，Cv=0.42。
由设计频率p=1%和Cs=3.5Cv ，查得Kp=1.82。
则百年一遇点雨量点24H =点24H ×Kp=105×1.82=191.1mm 。
②求百年一遇24小时面暴雨查表得该流域属暴雨一致区第一区。
依据F=17.75km^2，查得α=0.990。
则二十年一遇面雨量面24H =点24H ×α=191.1×0.990=189.19mm 。
③求设计暴雨24小时的时程分配按以下公式推求1-24小时各种历时的暴雨量。
1-6小时：23231124*6*24*n n n n t t H H ---=面6-24小时：331124*24*n n t t H H --=面根据面24H =189.19mm ，F=17.75km^2，查得2n =0.660，3n =0.790。
水文分析计算
1水文分析计算水文分析计算是规划的重要环节，是确定临水控制线、外缘控制线、划定河道管理范围的主要技术依据。
水文分析计算，包括准备工作、设计洪水计算、水面线计算等步骤。
应逐条河流、分段计算。
1.1准备工作准备工作包括选择控制断面，计算流域面积和控制集水面积，收集暴雨洪水资料等。
1.选择控制断面。
控制断面应选择干流河口、拦河建筑物坝轴线、主要支流汇合口下游的顺直河段。
控制断面具体位置，根据规划河段的具体情况确定。
2.计算流域面积和控制集水面积。
流域面积为河口断面或控制断面以上，沿着分水岭勾绘的流域总面积；控制集水面积为规划河段典型控制断面以上，按照城市（城镇）规划，实际汇入规划河段的集水面积。
流域面积100km2及以上河流的流域面积，可直接采用《重庆市主要河流和城镇河道岸线保护与利用管理规划汇编》（2013年版）和区县政府已批准的集水面积1000-100km2以上河流的《河道岸线利用管理规划》（2008-2020）中的数据。
流域面积100km2以下河流的流域面积和控制集水面积，可在1:10000地形图上用求积仪计算。
流域地形图，以能画出分水岭和便于面积计算为准，要求图纸清晰。
3.收集暴雨洪水资料。
通过实测、调查、分析等方式收集暴雨洪水资料。
暴雨洪水资料最好是本流域的实测洪水资料，或历史洪水调查资料。
1.2设计洪水计算设计洪水计算主要包括以下工作：一是选择暴雨洪水计算依据或参证站，再根据代表站的数据资料情况；二是根据河道流域情况和设计洪水计算方法的适用条件选择与之符合的计算或推算方法；三是对设计洪水计算成果进行合理性分析，对设计洪水计算成果进行修订。
1.2.1依据站和参证站的选择依据站，应该为本河道的暴雨洪水实测站点。
参证站，为与水文计算流域相关的站点。
应是邻近河流或邻近区域的站点，或与水文计算流域同属一个雨区或产汇流关系相近的站点。
1.2.2计算方法1.2.2.1方法选择根据河段的具体情况，按《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）要求选用洪水计算方法。
水保教材水文分析与洪水计算
第四章水文分析与水利计算4.1. 概述水文水利计算是淤地坝工程设计最重要的工作过程之一，计算成果的准确与否直接关系到工程规模、工程投资及工程的正常运行，通过水文水利计算就可以确定淤地坝工程诸如坝高、溢洪道尺寸等工程规模。
4.1.1.水文水利计算的任务和内容淤地坝工程水文水利计算的任务就是根据已有的水文资料，预估未来工程运行期间可能发生的洪水特征值。
洪水的特征值是指洪水的洪峰、洪量、洪水过程线及输沙量等。
根据国家有关规范及淤地坝工程特点，淤地坝工程水文水利计算的主要内容包括：（1）设计、校核标准洪水的洪峰、洪量及过程线；（2）工程断面多年平均输沙量计算。
设计标准洪水是指按工程规模，国家规范规定的以一定频率出现的洪水，在该洪水条件下，淤地坝工程应能正常运行；校核标准洪水是比设计洪水还要大的一定频率的洪水，在该洪水来临的时候，淤地坝工程主体如大坝、溢洪道等不应破坏，但附属建筑物如工作桥等可以破坏。
设计标准洪水与校核标准洪水的频率取多大，视工程规模、重要程度等按国家相关规范确定，淤地坝一般大多属于Ⅳ或Ⅴ等工程，主要建筑物的大坝、溢洪道等工程级别为4或5级。
4.1.2.水文水利计算时应注意的事项水文水利计算要以实测资料、历史洪水调查资料为基础，以统计、相关、频率分析等为主要手段，推求洪水、泥沙的特征值为主要目标。
在资料的收集、分析、计算时应注意以下问题：（1）基本资料的收集、整理、采用要慎重，对资料来源、可靠性、代表性、一致性等要重点审查，特别是调查历史洪水不能盲目采用，要看其可信度。
（2）对于一些流域虽有部分洪水、泥沙资料，但资料系列较短，代表性差，应通过相关展延等手段延长资料系列，增强资料的代表性。
（3）对洪水、泥沙特征值计算，一般宜采用多种方法计算，经分析、论证后，根据具体情况选用。
（4）当流域特征、下垫面条件等影响计算的一些重要因素无法准确确定时，计算参数的选择宜选对工程运行偏于安全（对工程不利）的参数。
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第四章水文分析与水利计算4.1. 概述水文水利计算是淤地坝工程设计最重要的工作过程之一，计算成果的准确与否直接关系到工程规模、工程投资及工程的正常运行，通过水文水利计算就可以确定淤地坝工程诸如坝高、溢洪道尺寸等工程规模。
4.1.1.水文水利计算的任务和内容淤地坝工程水文水利计算的任务就是根据已有的水文资料，预估未来工程运行期间可能发生的洪水特征值。
洪水的特征值是指洪水的洪峰、洪量、洪水过程线及输沙量等。
根据国家有关规范及淤地坝工程特点，淤地坝工程水文水利计算的主要内容包括：（1）设计、校核标准洪水的洪峰、洪量及过程线；（2）工程断面多年平均输沙量计算。
设计标准洪水是指按工程规模，国家规范规定的以一定频率出现的洪水，在该洪水条件下，淤地坝工程应能正常运行；校核标准洪水是比设计洪水还要大的一定频率的洪水，在该洪水来临的时候，淤地坝工程主体如大坝、溢洪道等不应破坏，但附属建筑物如工作桥等可以破坏。
设计标准洪水与校核标准洪水的频率取多大，视工程规模、重要程度等按国家相关规范确定，淤地坝一般大多属于Ⅳ或Ⅴ等工程，主要建筑物的大坝、溢洪道等工程级别为4或5级。
4.1.2.水文水利计算时应注意的事项水文水利计算要以实测资料、历史洪水调查资料为基础，以统计、相关、频率分析等为主要手段，推求洪水、泥沙的特征值为主要目标。
在资料的收集、分析、计算时应注意以下问题：（1）基本资料的收集、整理、采用要慎重，对资料来源、可靠性、代表性、一致性等要重点审查，特别是调查历史洪水不能盲目采用，要看其可信度。
（2）对于一些流域虽有部分洪水、泥沙资料，但资料系列较短，代表性差，应通过相关展延等手段延长资料系列，增强资料的代表性。
（3）对洪水、泥沙特征值计算，一般宜采用多种方法计算，经分析、论证后，根据具体情况选用。
（4）当流域特征、下垫面条件等影响计算的一些重要因素无法准确确定时，计算参数的选择宜选对工程运行偏于安全（对工程不利）的参数。
4.2. 水文调查淤地坝工程多修建在小的河沟、河槽内，一般在附近没有水文站，甚至没有雨量站，因此，水文水利计算所需的资料就要通过水文调查等手段取得。
淤地坝工程设计前，水文水利计算收集的资料主要包括两类：一是拟建工程控制断面以上流域的地形特征参数，如流域面积、流域长度、流域平均宽度、河道纵坡、植被条件、流域地貌、地质等；二是通过各种途径收集暴雨、洪水、泥沙等资料。
4.2.1.流域主要特征（1）流域面积（也称集水面积）是指河流某断面以上的集水面积。
即凡降落在该集水面积上的降雨形成的地表径流，一定通过该断面流出。
当不指明断面时，流域面积就是该河流总的流域面积。
流域的周边称为分水线，每个流域的分水线通常由流域四周的山脊线（分水岭）和工程控制断面围成。
在不致引起混淆时，有时对河流流域面积和工程控制流域面积不加区分，通称流域面积（或集水面积）。
（2）流域长度和平均宽度流域的长度就是流域的轴长，即以流域出口断面为中心，作一系列的同心圆，交于流域分水线并将交点相联作割线，一直做到流域最远分水线并与最远分水线相切，各割线中点连线（最远点连到切点）的长度就是流域长度。
流域面积与流域长度的比值称流域的平均宽度。
（3）流域纵坡是指流域最远点分水岭到流域出口断面的平均坡度。
不可与河流的纵坡混淆，河流纵坡是指河道纵坡，即从河源到流域出口的河道平均坡度。
以上流域特征参数是水文水利计算的关键参数，必须保证有足够的精度。
这些特征参数通常采用实地测量地形图的方法，在地形图上勾画出分水线，然后用求积仪或数方格的办法量出流域面积。
流域长度用上述方法在图中量出，流域平均宽度按定义算出。
当没有实测地形图时，可根据1/10000比例的地形图在图中量测，极个别流域没有1/10000地形图时可以采用1/50000地形图量测，但后者量测的精度比较低。
在图中量测流域特征参数时，要特别注意地形图的比例，以免比例换算错误导致成果错误。
随着GPS全球定位系统技术的普及和应用，利用全球定位仪进行流域特征值测量，速度快、效果好、效率高。
4.2.2.资料的收集资料的收集除了上述流域特征参数的收集外，另一重点是水文数据、参数的收集。
水文资料的收集途径主要有：附近水文站、雨量站的实测系列资料；通过实地调查得到的洪水、泥沙资料；通过省级或各地、市水文手册、暴雨洪水计算图集等查用相关数值与参数；邻近流域水文站、雨量站的资料收集；邻近或相似流域洪水、泥沙资料或计算成果的收集。
收集资料的项目主要有：不同时段暴雨、洪水的洪峰、洪量、蒸发强度、输沙量或流域泥沙侵蚀模数、已建工程淤积量调查等。
4.2.3.历史洪水调查（原稿35页4.2.3～38页表4－2－4内容）表的编号为（4－1），公式编号为（4－1）、（4－2），例题编号为例4－1）4.3. 设计洪水洪峰流量计算流域上洪水的形成过程概括起来包括两个阶段，第一阶段称为产流阶段，第二阶段称为汇流阶段。
当暴雨降落到地面后，一部分降雨渗入土壤，补充土壤水份，当地表土壤水份饱和以后，再降落的雨量满足土壤的稳定入渗后，其余部分形成地表径流，这些径流一部分可能填充流域坡面上的洼地，最后剩下的雨量才是形成洪水的雨量，水文上也称为净雨，形成净雨的过程称为流域的产流过程。
当流域坡面产生净雨后，这些净雨就会沿着坡面向附近小的沟道方向流动，流入各小沟道的水流汇集以后向流域出口断面处流动，在流域出口断面处形成洪水过程，这一过程称为流域的汇流过程。
稳定渗入地下的降雨或消耗于以后的蒸发，或形成地下径流。
反映洪水特征可以用洪水三要素来描述——洪峰、洪量和历时。
小流域面积上设计洪水洪峰流量计算方法主要有三种方法，一是推理公式法，二是地区经验公式法，三是水文比拟法。
设计洪峰流量计算应从实际出发，深入调查，注重基本资料的可靠性；当有满足设计要求的实测洪水资料时，可以通过对实测资料的频率分析，直接求取设计洪水的洪峰、洪量等；当无实测资料或虽然有实测资料，但资料系列短，代表性、可靠性不高，无法直接使用这些资料，这时应根据资料条件及工程设计要求，采用多种方法计算设计洪水洪峰流量，经论证后选用；当洪水资料缺乏时，也可利用同类地区或工程附近地区的水文站实测资料，或调查洪水，通过综合分析来计算设计洪水洪峰流量；计算时应根据当地或类似地区试验数值确定梯田、邻草地对洪水的影响；小型的淤地坝、塘坝、谷坊等沟道工程对设计洪水的影响一般可不予考虑。
如果流域上的暴雨资料、流域几何参数如流域长度、平均宽度、流域纵坡、流域汇流参数等容易取得，一般推荐采用推理公式法。
如果不具备上述详细资料，并且有适合当地的水文手册、暴雨洪水计算手册等，可以考虑采用地区经验公式法。
如果仅知道流域面积等基本参数，但邻近流域或相似流域有资料或洪水计算成果，则可以考虑采用水文比拟法。
无论采用哪一种方法，首先需进行暴雨的分析计算，然后利用暴雨计算成果计算洪峰流量。
通常认为，暴雨和洪水具有同频率特性，即如果一场暴雨经分析计算其频率为2％，那么它所产生的洪峰流量的频率也是2％。
4.3.1.推理公式法推理公式又称合理化公式，公式是从线形汇流理论出发，即假定暴雨在流域上的产流强度在时间上、空间上分布是均匀的，流域上平均产流强度与一定面积的乘积即为流域出口断面的流量，其最大值就是洪峰流量。
洪峰流量计算公式见式（4－3）：F S Q n pp τψ278.0= （4－3）vL 278.0=τ （4－4） 式中的常数0.278为单位换算常数；Q p ——频率为p 的洪峰流量，m 3/s ；ψ——洪峰径流系数，反映流域内降雨损失大小的一个参数，其意义是暴雨转变成洪水，需进行折减。
它的大小与地形、地貌、植被、水土保持情况等下垫面因素有关，其大小通常在0.9～0.95间。
下垫面条件越差，一般选值越大。
S p ——频率为p 的1h 暴雨，也称雨力，mm /h 。
如果有1h 暴雨的长系列资料，可以通过对其进行频率分析，求得不同频率的雨力值。
如果没有长系列资料，可以查阅省、地市水文手册，按各水文手册中提供的参数、公式进行计算得出。
τ——流域汇流时间， h 。
L ——流域长度，也叫流程。
即沿主沟道从流域出口断面至分水岭的最长距离，km 。
V ——流域平均汇流速度，需通过试算确定，一般可以取经验值1.0～2.0m /s ，流域地形平缓时取小值，反之取大值。
n ——暴雨递减指数，随地区不同而变化，可以从省或当地水文手册查用。
F ——流域面积，也称集水面积，km 2。
（例4－2，见原稿45页例题）4.3.2. 地区经验公式法地区经验公式是根据该地区河道上已有的水文站、雨量站等实测的暴雨、洪水、流域特征、流域下垫面等资料，经分析、计算总结出来的一套适合在本地区使用的洪峰流量计算的公式和参数，由于地区差异，这些公式及参数不经过严格论证，不能推广或移用到其他地区。
该方法的思路是先进行不同频率的暴雨分析，然后在地形图上或实地量测流域的几何特征参数，如流域面积、流域长度、河道纵坡等，然后利用公式进行设计洪峰流量的计算。
一般的洪峰流量计算公式分为单因素公式和多因素公式。
单因素计算公式的一般形式如下：n p p F C Q = （4－5）所谓单因素公式，是认为洪峰流量主要与流域面积有关，式中的C p 是随地区和频率而变化的综合系数，n 是经验系数。
由于该公式仅考虑流域面积一个因素，无法考虑地区暴雨、河道特征等的影响，该公式有一定的局限性，故现在一般不常用。
目前多采用多因素公式，常用的公式形式如下：32.241F H C Q p p = （4－6）或 3235.0.241F f H C Q p p p η= （4－7） 式（4－6）考虑了工程控制流域面积、不同频率暴雨对洪峰流量的影响，式（4－7）除了考虑工程控制流域面积、暴雨外，还考虑了流域形状系数f 和流域上产流分布影响η系数，考虑因素较全面，是目前常用公式。
还有一些形式的公式考虑因素更多，但工程实际及理论研究均表明，并非考虑因素越多，公式计算结果就越准确、可靠。
上式中的f 为流域形状系数，L F f =，其中F 为工程控制流域面积，以km 2计；L 为流域长度，以km 计；η为面积折减系数，含义是流域面积越大，暴雨在流域上分布大小差异就越大，面积越大，折减系数应选小值，该系数可按当地水文手册提供的曲线、公式等求得。
需要注意的是地区经验公式使用的范围和条件，流域面积太小将导致计算结果误差较大，因此，使用这类公式时要注意公式的使用条件。
山西省不同地区水文手册采用的公式略有不同，但不外乎上述两种多因素公式。
需要说明的一点是，这些水文手册编制时间较早，大多编于70年代，随着人类活动的增加，流域下垫面条件发生较大变化，而目前使用的公式参数仍是依据原有的资料求出的，没有反映近些年的资料和情况变化，使用时要慎重，最好通过多种计算方法经分析比较后选用。