最新《工程水文学》第6章 由流量资料推求设计洪水
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WUHEE
三峡工程，正常蓄水位175m，防洪限制水位145m，枯 季消落最低水位155m，100年一遇洪水位166.9m，设 计洪水位（1000年一遇）175m，校核洪水位180.4m， 坝顶高程185m。总库容393亿m3（175m以下），兴利 库容165m3，防洪库容221.5m3，水库库面面积 WUHEE 1084km2。
《工程水文学》第6章 由流量资 料推求设计洪水
WUHEE
为水利水库自身安全和下游防护区的安全 ，还必须设置一定的库容拦蓄洪水。
设计洪水——拦洪库容——设计洪水位； 校核洪水——调洪库容——校核洪水位; 水库泄洪——泄洪建筑物；
WUHEE
死水位Z死和死库容V死；正常蓄水位Z蓄和兴利库容V兴 ； 防洪限制水位Z限和结合库容V结；防洪高水位Z防和防洪库容V防； 设计洪水位Z设和拦洪库容V拦；校核洪水位Z校与调洪库容V调； 水库总库容：V总= V死+ V兴 + V调 - V结
WUHEE
（2）频率计算法
以符合某一频率的洪水作为设计洪水，如百年一遇、 千年一遇等。
此法将洪水作为随机事件，根据概率理论由已发生的 洪水来推估未来可能发生的符合某一频率标准的洪水 作为设计洪水。
此法克服了历史加成法存在的缺点，根据工程的重要 性和工程规模选择不同的标准，适用面较宽，在我国 水利、电力、交通设计中应用广泛。
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。
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
一般水库都以峰和量同时控制。
WUHEE
第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求 一、资料审查
“三性”审查： 可靠性、一致性、代表性
1.资料可靠性的审查与改正
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。
WUHEE
Q(m3/s)
WUHEE
Qm
W1
W3 W5
t(d)
T=1天
T=3天
T=5天
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
WUHEE
三、特大洪水的处理
1百度文库概述
(1)什么是特大洪水?
WUHEE
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。
如果发生了较大的变化，需要将变化后的资料还原到 原先天然状态的基础上，以保证抽样的随机性（减少 人为的干扰），和能与历史资料组成一个具有一致性 的系列。
例如上游建了比较大的水库，则应把建库后的资料通 过水库调洪计算，修正为未建库条件下的洪水。
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
二、样本选取
河流上一年内要发生多次洪水，每次洪水具有不同历 时的流量变化过程，如何从历年洪水系列资料中选取 表征洪水特征值的样本，是洪水频率计算的首要问题 。
目前采用年最大值法选样：即从资料中逐年选取一个 最大流量和固定时段的最大洪水总量，组成洪峰流量 和洪量系列。
固定时段一般采用1、3、5 、7、15、30天。大流 域，调洪能力大的工程，设计时段可以取得长些；小 流域、调洪能力小的工程，可以取得短一些。
WUHEE
防护对象的防洪标准：
WUHEE
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。
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。
二、设计洪水的涵义和设计标准
水库防洪设计的依据。
两类水库防洪问题：
1. 水库本身安全防洪问题，是确定在某一特大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
WUHEE
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。
设计洪水三要素： 设计洪峰流量、设计洪量、设计洪水过程线
对于桥梁、涵洞、调节性能小的水库，一般可只推求设 计洪峰流量，如葛洲坝电站，其泄洪闸以设计洪峰流量控 制（Qm=110000m3/s)。
对于大型水库，调节性能高，可以洪量控制，即库容大 小主要由洪水总量决定。如三峡水库，拦洪库容300.2亿 m3。
三峡工程，正常蓄水位175m，防洪限制水位145m，枯 季消落最低水位155m，100年一遇洪水位166.9m，设 计洪水位（1000年一遇）175m，校核洪水位180.4m， 坝顶高程185m。总库容393亿m3（175m以下），兴利 库容165m3，防洪库容221.5m3，水库库面面积 WUHEE 1084km2。
《工程水文学》第6章 由流量资 料推求设计洪水
WUHEE
为水利水库自身安全和下游防护区的安全 ，还必须设置一定的库容拦蓄洪水。
设计洪水——拦洪库容——设计洪水位； 校核洪水——调洪库容——校核洪水位; 水库泄洪——泄洪建筑物；
WUHEE
死水位Z死和死库容V死；正常蓄水位Z蓄和兴利库容V兴 ； 防洪限制水位Z限和结合库容V结；防洪高水位Z防和防洪库容V防； 设计洪水位Z设和拦洪库容V拦；校核洪水位Z校与调洪库容V调； 水库总库容：V总= V死+ V兴 + V调 - V结
WUHEE
（2）频率计算法
以符合某一频率的洪水作为设计洪水，如百年一遇、 千年一遇等。
此法将洪水作为随机事件，根据概率理论由已发生的 洪水来推估未来可能发生的符合某一频率标准的洪水 作为设计洪水。
此法克服了历史加成法存在的缺点，根据工程的重要 性和工程规模选择不同的标准，适用面较宽，在我国 水利、电力、交通设计中应用广泛。
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。
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
一般水库都以峰和量同时控制。
WUHEE
第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求 一、资料审查
“三性”审查： 可靠性、一致性、代表性
1.资料可靠性的审查与改正
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。
WUHEE
Q(m3/s)
WUHEE
Qm
W1
W3 W5
t(d)
T=1天
T=3天
T=5天
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
WUHEE
三、特大洪水的处理
1百度文库概述
(1)什么是特大洪水?
WUHEE
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。
如果发生了较大的变化，需要将变化后的资料还原到 原先天然状态的基础上，以保证抽样的随机性（减少 人为的干扰），和能与历史资料组成一个具有一致性 的系列。
例如上游建了比较大的水库，则应把建库后的资料通 过水库调洪计算，修正为未建库条件下的洪水。
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
二、样本选取
河流上一年内要发生多次洪水，每次洪水具有不同历 时的流量变化过程，如何从历年洪水系列资料中选取 表征洪水特征值的样本，是洪水频率计算的首要问题 。
目前采用年最大值法选样：即从资料中逐年选取一个 最大流量和固定时段的最大洪水总量，组成洪峰流量 和洪量系列。
固定时段一般采用1、3、5 、7、15、30天。大流 域，调洪能力大的工程，设计时段可以取得长些；小 流域、调洪能力小的工程，可以取得短一些。
WUHEE
防护对象的防洪标准：
WUHEE
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。
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。
二、设计洪水的涵义和设计标准
水库防洪设计的依据。
两类水库防洪问题：
1. 水库本身安全防洪问题，是确定在某一特大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
WUHEE
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。
设计洪水三要素： 设计洪峰流量、设计洪量、设计洪水过程线
对于桥梁、涵洞、调节性能小的水库，一般可只推求设 计洪峰流量，如葛洲坝电站，其泄洪闸以设计洪峰流量控 制（Qm=110000m3/s)。
对于大型水库，调节性能高，可以洪量控制，即库容大 小主要由洪水总量决定。如三峡水库，拦洪库容300.2亿 m3。