由流量资料推求设计洪水
由流量资料推求设计洪水
二、设计原则
怎样选择水工建筑物旳设计洪水，涉及一种原则 问题，即设计原则。
我国现行原则：
GB50201-94《防洪原则》 SL252-2023 《水利水电工程等级划分及洪水原则》
水利水电工程等别拟定
水利水电工程建筑物级别拟定
水库工程建筑物防洪原则拟定
水利水电工程防洪原则：
正常利用原则—设计洪水：拟定水库旳设计洪水 位、设计泄洪流量等。不超出这种原则旳洪水来临时， 水库枢纽一切工作维持正常状态。
5、考虑特大洪水时统计参数旳拟定
（1）初步估计参数—矩法
假设系列中n-l年旳一般洪水旳均值为
、均方差为σn-l，在假设它们与除去特大洪水后旳N-
a年总旳一般洪水系列旳均值
、均方差
σN-l 相等，即:
旳条件下可导出： 其中：xj—特大洪水；xi—一般洪水。
Cs值： 对于Cv≤0.5旳地域，Cs=(3～4）Cv； 对于0.5<Cv≤1.0旳地域，Cs=(2.5～3.5） Cv： 对于Cv>1.0旳地域，Cs=(2～3）Cv； 另外，还能够采用权函数法来估计Cs。
目前采用年最大值法选样。
年最大值法选样： 即从资料中逐年选用一种最大流量和固定时段旳 最大洪水总量，构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、调洪能力大旳工程，设计时段能够取得长些； 小流域、调洪能力小旳工程，能够取得短某些。
三、特大洪水旳处理
1. 特大洪水
某站洪峰流量频率曲线
序号
Ⅰ Ⅱ
合计
特大洪峰流量
2520 2200
4720
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
第二章由流量推求设计洪水
——有历史文献资料可以考证的时期
§2.4 考虑历史洪水资料信息的洪水频率计算方法
❖ §2.4.1连序和不连序样本系列
连序系列（没有特大洪水值）：大→小排列，无空缺 不连序系列（有特大洪水值）：有空缺
§2.4.2不连序样本系列的经验频率计算
❖计算目的：
估计样本的经验分布，再根据洪水样本点距及
（5）x 、CV、CS对频率曲线的影响
① CV、CS固定，x 改变频率曲线的高低位置 x ↑， 频率曲线位置抬高，且变陡。
x2 x1
（5）x 、CV、CS对频率曲线的影响
② x 、CS固定
CV变大，使频率曲线顺时针旋转
Cv2 Cv1
xx
x CV
则：
x p x (C v 1 ) x (1 pC v)
应用时，根据指定的设计频率p和估计的Cs值查表求 p ，代入
上式即可求得Xp
例：x 800mm，CV=0.5，CS= 1.0 求千年一遇（P=0.1%）的年雨量值。 查表 CS→1，得 =4p.53
x 0 . 1 % x (p C v 1 ) 8 ( 0 4 . 5 0 . 5 3 1 ) =2612mm
Q入Q出W t Q跨 引
§2.2.3 洪水资料的插补展延
❖ 插补展延的目的： 样本容量越大，包含总体分布的信息越多，样本的代
表性越高，当设计站点或断面的洪水资料较少时，就需要 参证本站其他资料、或上下游、干支流其他测站资料或流 域中的暴雨资料，对洪水资料进行插补和展延。
插补展延的方法：
⑴根据上下游测站的洪水特 有实测资料时——相关分析法 征相关关系进行插补展延 无实测资料时——移用法
⑵利用本站峰量关系进行插补展延 洪峰流量→洪水总量；洪水总量→洪峰流量；
第四章由流量资料推求设计洪水
第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求
资料审查 年最大值法选样 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
一、资料审查 1、可靠性 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。而且洪水系列中 各项洪水相互独立，且服从同一分布等。 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。
设：N——历史调查期年数； n——实测系列的年数； l——n年中的特大洪水项数； a——N年中能够确定排位的特大洪水项数 （含资料内特大洪水l项）； m——实测系列在n中由大到小排列的序号， m=l+1，l+2，...，n； Pm——实测系列第m项的经验频率； PM—— 特 大 洪 水 第 M 序 号 的 经 验 频 率 ， M=1，2，...，a
1153
1870
n
1992
N
说明确定特大洪水的重现期具有相当大的 不稳定性。要准确地确定重现期就要追溯到更 远的年代，但追溯的年代愈远，河道情况与当 前差别越大，记载愈不详尽，计算精度亦愈差。 一般地，以明、清两代六百年为宜。
（3）经验频率的计算 连序系列中各项经验频率的计算方法， 已在前面论述，不予重复。 不连序系列的经验频率，有以下两种 估算方法： 1、独立样本法 2、统一样本法
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。
连序系列：洪水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； 不连序系列：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，由大到 小是不连序的。
第七章由流量资料推求设计洪水
1921 1949 1903
统一样本法：
同独立样本法
1949
1832
1903
N2=141
N1=70
1935
n=33
1972
计算分析
调查期N1=70： 独立样本法：
1921年 1949年
1903年
已抽到上面排序
PM 12
2 70 1
0.0282
3 PM13 70 1 0.0423
1867
1852 1832 1921
特大洪水类型
类型：实测特大洪水、历史特大洪水
2、为什么要考虑特大洪水？
在样本系列不长时，一般频率计算方法的成果变动很大。 系列愈短，抽样误差愈大。若用于推求千年一遇、万年一 遇的稀遇洪水，根据就很不足。
如果能调查到 N年（N>>n）中的特大洪水，就相当于 把n年资料展延到了N年，提高了系列的代表性，使计算 结果更合理、准确、稳定。
1、什么是特大洪水？
定义：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，通过历史洪水调查，能知 其数量大小和重现期的洪水。
类型：实测特大洪水、历史特大洪水 注释：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。
防护对象的防洪标准： 下游遭遇这种标准洪水时，通过水库及其它防洪措施
的调蓄，使控制点的洪水不超过河道允许的安全泄量。
水利水电枢纽工程分等指标
水工建筑物级别划分
水工建筑物防洪标准
下游防护对象的防洪标准
六、设计洪水
定义：工程规划设计依据的洪水，或符合防洪标
准的洪水。 为了保证工程安全，规划设计时，以某一标 准的洪水作为防御对象，使建筑的工程遇到不超 过这种标准的洪水时不会被破坏。工程规划设计 中所依据的一定标准的洪水，即为设计洪水。
由流量资料推求设计洪水部分测试题
由流量资料推求设计洪水部分测试题一、填空题1.设计洪水的标准高时，其相应的洪水数值就____,则水库规模亦____；造价亦____；水库安全所承担风险则____。
2.目前我国的防洪规划及水利水电工程设计中采用先选定_____________，再推求与此__________相应的洪峰、洪量及洪水过程线。
3.通常用_______________、__________________、_____________三要素描述洪水过程。
4.洪水资料系列有两种情况，一是系列中没有特大洪水值，称为______________系列，二是系列中有特大洪水值，称为______________________。
5.在洪水峰、量频率计算中，洪水资料的选样采用________________ 法。
6.对特大洪水进行处理时，洪水经验频率计算的方法有_____________和____________。
7.入库洪水包括___________________、___________________和___________________。
8.在进行设计洪水成果合理性分析时，将1天、3天和7天洪量系列的频率曲线画在同一张频率格纸上，它们不应_____________，且间距________________。
9.典型洪水同频率放大法推求设计洪水时，其放大的先后顺序是____________、____________、______________。
10.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___________________。
二、简答题1.用矩法计算不连续系列统计参数时的假设条件是什么？2.什么叫设计洪水？其包括的三要素是什么？3.选择典型洪水的原则是什么？4.典型洪水放大有哪几种方法？它们各有什么优缺点？5.设计洪水和设计年径流频率计算有哪些异同点？三、计算题1.某水库坝址处有1950-1992年实测洪水资料，其中最大的两年洪峰流量为1560m3/s、1250m3/s，此外洪水资料如下：（1）经实地洪水调查，1935年曾发生过流量为5100m3/s的大洪水，1896年曾发生过流量为5000m3/s的大洪水，依次为1896年以来的首两项大洪水，（2）经文献考证，1802年曾发生过流量为6500m3/s 的大洪水，为1802年以来的最大一次洪水。
第6章习题_由流量资料推求设计洪水
第六章由流量资料推求设计洪水本章学习的内容和意义：在进行水利水电工程设计时，为了建筑物本身的安全和防护区的安全，必须按照某种标准的洪水进行设计，这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水。
设计洪水包含三个要素，即设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。
按工程性质不同，设计洪水分为：水库设计洪水; 下游防护对象的设计洪水; 施工设计洪水; 堤防设计洪水、桥涵设计洪水等。
推求设计洪水有多种途径，本章研究由流量资料推求设计洪水,目的是解决水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。
本章习题内容主要涉及：防洪标准及其选择；洪峰、洪量样本系列的选样，资料的可靠性、一致性、代表性审查；特大洪水的处理，即不连续系列的经验频率和统计参数的计算方法；典型洪水的选择及放大方法；入库洪水、分期洪水、洪水地区组成等内容。
一、概念题（一）填空题1.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类：第一类为保障的防洪标准；第二类为确保水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准。
2.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类：第一类为保障防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准；第二类为确保的洪水标准。
3.设计洪水的标准高时，其相应的洪水数值就；则水库规模亦，造价亦；水库安全所承担风险则。
4.目前我国的防洪规划及水利水电工程设计中采用先选定，再推求与此相应的洪峰、洪量及洪水过程线。
5.设计永久性水工建筑物需考虑及两种洪水标准，通常称前者为设计标准，后者为校核标准。
6.目前计算设计洪水的基本途径有三种，它们分别是、、。
7.通常用、及三要素描述洪水过程。
8.洪水资料系列有两种情况：一是系列中没有特大洪水值，称为系列；二是系列中有特大洪水值，称为系列。
9.用矩法计算不连续系列(N年中有a次特大洪水) 统计参数时，假定实测洪水(n年) 除去实测特大洪水( l次)后构成的(n-l)年系列的和与除去特大洪水后的(N-a)年系列的相等。
10.在设计洪水计算中，洪峰及各时段洪量采用不同倍比，使放大后的典型洪水过程线的洪峰及各历时的洪量分别等于设计洪峰和设计洪量值，此种放大方法称为 法。
5第五章河道工程设计水位及流量推求
水位级别
29.99~29.30 29.89~29.80
… 12.09~12.00
发生历时（天）
次数
合计
5
5
9
9
…
…
11
11
累计天数
5 14
保证率
0.07 0.19
7305
100.00
③以水位为纵坐标，以保证率为横坐标绘制综合历时曲 线（保证率曲线）。
（2）平均法（n年n线， H 同历时取平均）
频率分析法（资料充分时）
相关分析法（资料短缺时）
移用邻近站资料（资料缺乏时）
通航保证 正 全 率常 年通 总航 日 1日 数 0% 数 0
保证率是指统计年限内能正常通航天数占总天数 的百分比，是多年平均概念。
设计最高 通航水位 设计最低 通航水位
一、有长期观测资料条件下设计通航水位及流量推求
3）简化计算问题：当用水位资料推求设计最高通航水位时， 为便于计算和减少误差，又不致于出现过小的Cv值，常将原 水位系列中各项数值都减一个常数H0（H0取低于该系列中最 枯水位的整数值），然后进行频率计算，最后求得的结果需 要再加上H0。
例：某水位站有41年水位资料，试求该站P=5%的设计最高通航 水位。
R733 28 5 7 61 23 58 89 715 4.49
其次，将典型洪水过程线的洪峰和不同时段的洪量乘以相应的 放大倍比值，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，最后得所 求的设计洪水过程线。
修匀时注意保持设计洪峰和各种时段的设计洪量不变。
学会宽恕他人
有几个知心朋友
第五章 河道工程设计水位及流量推求
设计洪水计算
项目二：设计洪水计算由流量资料推求设计洪水一、填空题1．洪水的三要素是指、、。
2．防洪设计标准分为两类，一类是、另一类是。
3．目前计算设计洪水的基本途径有三种，它们分别是、、。
4．在设计洪水计算中，洪峰及各时段洪量采用不同倍比，使放大后的典型洪水过程线的洪峰及各历时的洪量分别等于设计洪峰和设计洪量值，此种放大方法称为。
5．在洪水峰、量频率计算中，洪峰流量的选样采用、时段洪量的选样采用。
6．连序样本是指。
不连序样本是指。
7．对于同一流域，一般情况下洪峰及洪量系列的C V值都比暴雨系列的C V值，这主要是洪水受＿和影响的结果。
二、问答题1．什么是特大洪水？特大洪水在频率计算中的意义是什么？2．对特大洪水进行处理时，洪水经验频率计算的方法有哪两种？分别是如何进行计算的？3．洪水频率计算的合理性分析应从几个方面进行考虑？4．采用典型洪水过程线放大的方法推求设计洪水过程线，典型洪水过程线的选择原则是什么？5．采用典型洪水过程线放大的方法推求设计洪水过程线的两种放大方法是什么？分别是如何计算的？6．在洪水峰、量频率计算工作中，为了提高资料系列的可靠性、一致性和代表性，一般要进行下列各项工作，试在下表的相应栏中用“+”表明该项措施起作用，用“-”表明该项措施不起作用。
三、计算题1．某水库坝址断面处有1958年至1995年的年最大洪峰流量资料，其中最大的三年洪峰流量分别为 7500 m3/s、 4900 m3/s和 3800 m3/s。
由洪水调查知道，自1835年到1957年间，发生过一次特大洪水，洪峰流量为 9700 m3/s ，并且可以肯定，调查期内没有漏掉 6000 m3/s 以上的洪水，试计算各次洪水的经验频率，并说明理由。
2．某水文站根据实测洪水和历史调查洪水资料，已经绘制出洪峰流量经验频率曲线，现从经验频率曲线上读取三点（2080，5%）、（760，50%）、（296，95%），试按三点法计算这一洪水系列的统计参数。
由流量计算的设计洪水
3 由水文气象资料推求可能最大洪水
从物理成因入手，推求可能最大暴雨，然后经产流、汇流计算，得到可能发 生的最大洪水作为设计洪水。
9
第二节 设计洪峰、洪量的计算
现行水文计算方法 把实际连续的洪水过程离散成洪峰流量、各种时段的洪量等洪水特征值， 并以其作为独立随机变量，采用频率计算的方法估计各洪水特征值总体的 概率分布，并由此推求指定频率的洪水特征值，即设计洪峰流量和设计时 段洪水总量。 选一实测洪水过程，按设计特征值控制放大的方法推求设计洪水过程。
2 校核标准（非正常运用标准） 校核洪水起校核作用,当其来临时,其主要建筑物要确保安全,但工程可处在非 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。
三、设计洪水三要素
1.设计洪峰流量 Qm（m3/s） 2.设计洪水总量 W（m3） 3.设计洪水过程线：
7
第一节 概 述
四、设计洪水的内容和计算途径 （一）设计洪水的内容 1.设计洪峰流量； 2.不同时段的设计洪水总量； 3.设计洪水过程线 [说明]：工程特点和设计要求不同，需计算的内容和重点也不同。 无调蓄能力的堤防和桥涵工程: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:需要计算完整的设计洪水过程线； 施工设计:要求计算分期(或分月)的设计洪水。
洪库容相对较大的情况，时段宜取长些。
独立取样：年内各次洪水中，分别独立选取各自的年最大值.即不要求年最 大瞬时洪峰流量和各时段的年最大洪量一定要发生在同一次洪水中 。
12
第二节 设计洪峰、洪量的计算
13
Байду номын сангаас
第二节 设计洪峰、洪量的计算
三、特大洪水的处理 （一）特大洪水 1 特大洪水的定义 比系列中一般洪水大得多的洪水称为特大洪水, 并且通过洪水调查可以确定 其量值大小及其重现期。 资料内特大洪水:发生在实测期间的n年之内;
6-由流量资料推求设计洪水
（2）洪水三要素 一次洪水过程可用3个控制性要素加以描
述，常称为洪水三要素，即
1、洪峰流量 Qm（m3/s），为洪水过程线 的最大流量。
2、洪水总量 W（m3），为一次洪水的 径流总量。
3、洪水过程线，洪水从A到B点的时距t1为
涨水历时，从B到C点的时距t2为退水历时， 一般情况下，t2>t1。T=t1+t2，称T为洪水历时。
第19页，共48页。
三 洪水资料的插补延长方法
如实测洪水系列较短或实测期内有缺测年份，可用下列几种方法进行 洪水资料的插补延长，以便扩大样本容量，减少抽样误差。 （1）上下游站或邻近流域测站洪水特征值移用
若设计站和参证站流域面积相差不超过3%，且区间无分洪、滞洪设 施时，直接将具有较长洪水资料的参证站洪峰流量和洪水总量直接移用到 设计站。
对调查的历史洪水资料主要审查调查计算的洪峰流量及其发生年份的可靠 性。关于前者，主要审查洪水痕迹是否可靠，上下游痕迹是否一致以及流量推 算是否合理。对于后者，应主要了解确定发生年份的依据是否充分，河流上下 游和邻近流域是否一致等。
第16页，共48页。
二 洪水资料审查
2.洪水资料一致性审查
资料系列的一致性是指资料系列具有同一成因，就是说，组成该系 列的流量资料都是在同样的气候条件、同样的下垫面条件和同一测流断 面条件下获得的。
第六章 由流量资料推求设计洪水
研究内容：防洪标准及其选择；洪峰、洪量样本系列的选样； 资料的三性审查；特大洪水的处理；典型洪水的选择及放大方 法 研究目的：研究由流量资料推求设计洪水，以解决水库、堤防、桥
涵等工程设计洪水的计算问题
学习要求：了解防洪标准的选择；洪水选样；熟悉特大洪水的处 理、成果的合理性分析；掌握由流量资料推求设计洪水的基本步 骤
工程水文学 第六章由流量资料推求设计洪水
二、设计洪水
1、 定义：符合一定设计频率P的洪水图式称设计洪 水。Q p (t ) 2、特点：
〈1〉具有实际洪水图式，具有时空分布。 〈2〉它总是与某一个P相联系。
3、研究方法： 〈1〉以峰控制，无调蓄能力； Q m , p 〈2〉以量控制，有调蓄； W t , p
设计标准P 频率计算
设计洪峰 Q m , p
设计洪量 W t , p
选典型洪水 缩放
设计洪水
Q p(t)
@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。
频率计算
分开法
合并法
1/（141+1） 2/（141+1） 3/（141+1）
同分开法
4/142=0.0282
已抽上去
已抽上去
2/（70+1） 3/（70+1）
已抽上去
PM12 0.028 2(10.028)2 21 0.042 7011
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。
➢ 具有永久性和临时性、正常运 用和非正常运用之分。
ห้องสมุดไป่ตู้
二、设计标准
➢ 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。
CH5-工程水文学河道工程设计水位及流量推求
与设计洪水 有关的概念
1．洪水过程特征要素
洪峰流量 洪水过程总量
洪水历时
设计洪峰流量 Qm（m3/s）:为设计洪水过程线的最大流 量。 设计洪水总量 W（m3）:为设计洪水的径流总量，从起涨 点A上涨，到达峰顶B后流量逐渐减小，到达C点退水结
束，流量过程线ABC下的面积就是洪水总量 W。
设计洪水过程线:洪水从A到B点的时距t1为涨水历时，从 B 到 C 点 的 时 距 t2 为 退 水 历 时 ， 一 般 情 况 下 ， t2>t1 。 T=t1+t2，称为洪水历时。
如此洪水为1870年以来为最大，则N=1992-1870+1＝123 （年）。这么大的洪水平均123年就发生一次，可能性不大。
Qm＝110000m3/s
1870
N
n
1992
又经调查，在四川忠县长江北岸2km处的选溪山洞中 调查到宋绍兴23年（南宋赵构年号）即1153年一次大洪 水。 该洪水小于1870年洪水，通过调查还可以肯定自 1153年以来1870年洪水为最大，则1870年洪水的重现 期为 N＝1992-1153+1＝840（年）。
由此可见加入特大洪水有助于提高样本的代表性和设计洪水的可靠 性。但应注意的是，年代越久，由于河流演变等原因，推算的洪峰流量 可能存在较大误差，必须尽可能的从多方面考察、论证。
4.2 考虑特大洪水时经验频率的估算
加入特大洪水后，资料系列的特征： （1）连序系列和不连序系列： 如何处理不 连续系列？
①从发生年代至今为最大 N=设计年份 - 调查期发生年份 + 1 ②从调查考证的最远年份至今为最大 N=设计年份 - 文献考证期最远年份 + 1
[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。
6_由流量资料推求设计洪水
式中：x j ――特大洪水， j 1,2,, a ；
,n 。 x i ――一般洪水， i l 1, l 2,
【例 4 】某水文站有 1960 ～ 1995 年的连续实测流量记录，系列年最大洪峰流量之和为 3 3 3 350098m /s，另外调查考证至 1890 年，得三个最大流量为 Q1895=30000m /s、Q1921=35000m /s、 3 Q1991=40000m /s，求此不连续系列的平均值。
WT[（m3/s）h] 1d 1525 1083 3d 2874 1895 7d 3873 2565
六、设计洪水过程线的推求
解：（1）计算洪峰和各时段洪量的放大倍比
K Qm
2610 1.44 1810
K1
K 31
1525 1.41 1083 2874 1525 1.66 1895 1083
【例 2】某水库坝址处有 1954 年至 1984 年实测年最大洪峰流量资料，其中最大的四年洪峰 3 3 3 3 流量依次为：15080m /s，9670m /s，8320m /s 和 7780m /s。此外，调查到 1924 年发生过一 3 次洪峰流量为 16500m /s 的大洪水， 是 1883 年以来最大的一次洪水， 且 1883 年至 1953 年间 3 其余洪水的洪峰流量均在 10000m /s 以下，试考虑特大洪水处理，用用独立样本法和统一样 本法推求上述五项洪峰流量的经验频率。 解：考证期系列长度N=1984-1883+1=102年，实测系列长度n=1984-1954+1=31年 各次洪水经验频率计算表
（七）考虑特大洪水时的统计参数估算
考虑特大洪水时统计参数的确定仍采用目估配线法，参数值的初始值可用矩法进行计 算。对于不连序系列，假设系列中 n-L 年一般洪水的均值为 Qn l 、均方差为 n l 与除去特 大 洪 水 后 的 N-a 年 的 洪 水 系 列 的 均 值 QN a 和 均 方 差 N a 相 等 ， 即 Qn l = QN a 和
第6章习题_由流量资料推求设计洪水
第六章由流量资料推求设计洪水本章学习的内容和意义：在进行水利水电工程设计时，为了建筑物本身的安全和防护区的安全，必须按照某种标准的洪水进行设计，这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水。
设计洪水包含三个要素，即设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。
按工程性质不同，设计洪水分为：水库设计洪水; 下游防护对象的设计洪水; 施工设计洪水; 堤防设计洪水、桥涵设计洪水等。
推求设计洪水有多种途径，本章研究由流量资料推求设计洪水,目的是解决水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。
本章习题内容主要涉及：防洪标准及其选择；洪峰、洪量样本系列的选样，资料的可靠性、一致性、代表性审查；特大洪水的处理，即不连续系列的经验频率和统计参数的计算方法；典型洪水的选择及放大方法；入库洪水、分期洪水、洪水地区组成等内容。
一、概念题（一）填空题1.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类：第一类为保障的防洪标准；第二类为确保水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准。
2.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类：第一类为保障防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准；第二类为确保的洪水标准。
3.设计洪水的标准高时，其相应的洪水数值就；则水库规模亦，造价亦；水库安全所承担风险则。
4.目前我国的防洪规划及水利水电工程设计中采用先选定，再推求与此相应的洪峰、洪量及洪水过程线。
5.设计永久性水工建筑物需考虑及两种洪水标准，通常称前者为设计标准，后者为校核标准。
6.目前计算设计洪水的基本途径有三种，它们分别是、、。
7.通常用、及三要素描述洪水过程。
8.洪水资料系列有两种情况：一是系列中没有特大洪水值，称为系列；二是系列中有特大洪水值，称为系列。
9.用矩法计算不连续系列(N年中有a次特大洪水) 统计参数时，假定实测洪水(n年) 除去实测特大洪水( l次)后构成的(n-l)年系列的和与除去特大洪水后的(N-a)年系列的相等。
10.在设计洪水计算中，洪峰及各时段洪量采用不同倍比，使放大后的典型洪水过程线的洪峰及各历时的洪量分别等于设计洪峰和设计洪量值，此种放大方法称为 法。
第6章习题由流量资料推求设计洪水
第6章习题由流量资料推求设计洪水第六章由流量资料推求设计洪水本章学习的内容和意义：在进行水利水电工程设计时，为了建筑物本身的安全和防护区的安全，必须按照某种标准的洪水进行设计，这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水。
设计洪水包含三个要素，即设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线。
按工程性质不同，设计洪水分为：水库设计洪水; 下游防护对象的设计洪水; 施工设计洪水; 堤防设计洪水、桥涵设计洪水等。
推求设计洪水有多种途径，本章研究由流量资料推求设计洪水,目的是解决水库、堤防、桥涵等工程设计洪水的计算问题。
本章习题内容主要涉及：防洪标准及其选择；洪峰、洪量样本系列的选样，资料的可靠性、一致性、代表性审查；特大洪水的处理，即不连续系列的经验频率和统计参数的计算方法；典型洪水的选择及放大方法；入库洪水、分期洪水、洪水地区组成等内容。
一、概念题（一）填空题1.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类：第一类为保障的防洪标准；第二类为确保水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准。
2.设计洪水的标准按保护对象的不同分为两类：第一类为保障防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准；第二类为确保的洪水标准。
3.设计洪水的标准高时，其相应的洪水数值就；则水库规模亦，造价亦；水库安全所承担风险则。
4.目前我国的防洪规划及水利水电工程设计中采用先选定，再推求与此相应的洪峰、洪量及洪水过程线。
5.设计永久性水工建筑物需考虑及两种洪水标准，通常称前者为设计标准，后者为校核标准。
6.目前计算设计洪水的基本途径有三种，它们分别是、、。
7.通常用、及三要素描述洪水过程。
8.洪水资料系列有两种情况：一是系列中没有特大洪水值，称为系列；二是系列中有特大洪水值，称为系列。
9.用矩法计算不连续系列(N年中有a次特大洪水) 统计参数时，假定实测洪水(n年) 除去实测特大洪水( l 次)后构成的(n-l)年系列的和与除去特大洪水后的(N-a)年系列的相等。
《工程水文学》(第4版)第8章 由流量资料推求设计洪水
三、洪水资料的分析处理
1、洪水样本的选取
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，如何从 历年洪水系列资料（包括实测洪水资料和调查的历史洪水资料）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。
年最大值法选样示意图
实测洪水：n年 洪水系列有两类：洪峰流量与不同时段 洪水总量 洪峰系列：年最大值法，即从收集的洪 水系列资料中逐年选取一个最大瞬时洪 峰流量组成洪峰流量系列。 洪量系列：固定时段年最大值法，即从 收集的洪水系列资料中逐年选取固定时 段最大洪量组成洪水总量系列。 固定时段T：1、3、5、7、15、30d 。
1000~500
2000~1000
50~20 300~100
4
50~30
500~200
1000~300
20~10 100~50
5
30~20
200~100
300~200
10
50~20
二、设计洪水的含义
1、洪水： 由于流域内降雨或冰川溶雪，大量径流汇入河道，导 致流量激增，水位上涨，这种水文现象称为洪水。
别
设计
山区、丘陵区
校核
混凝土坝、浆砌石坝及 其他水工建筑物
土坝、堆石坝
平原区、滨海区
设计
校核
1 1000~500
5000~2000
可能最大洪水（PMF） 或10000~5000
300~100
2000~1000
2
500~100
2000~1000
5000~2000
100~50 1000~300
3
100~50
设计时根据建筑物的级别选定不同频率作为防洪标准。设计永久性建筑物所 采用的洪水标准，分为正常运用和非常运用两种情况，分别称为设计标准和校核 标准。
工程水文学 第6章答案_由流量资料推求设计洪水
第六章由流量资料推求设计洪水一、概念题（一）填空题1. 防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准2. 水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准3. 大，大，高，小4. 设计频率，设计频率5.正常运用标准，非常运用标准6.由流量资料推求设计洪水，由暴雨资料推求设计洪水，小流域用推理公式法、地区经验公式法。
7.洪峰流量，洪水总量，洪水过程线8.连续系列，不连续系列9.均值，均方差10.同频率放大法11.包含特大值的矩法公式，三点法12.年最大值法13.独立样本法，统一样本法14.同倍比放大法，同频率放大法15.大，产流过程，汇流过程16.小于，大于17.入库断面洪水，区间洪水，库面洪水18.大，提前19.设计流域洪水季节性变化规律和工程要求20.分期内的年最大值法21.大22.典型年法，同频率法23.相交，合理24.大25.大26.历史洪水调查和考证27.大28.洪峰，短历时洪量，长历时洪量29.设计流域洪水特性和水库的调节性能30. 0.01%（二）选择题１.[b] ２.[a] 3.[d] 4.[a] 5. [c] 6. [b] 7. [b] 8. [d]9. [c] 10.[a] 11.[c] 12.[d] 13.[a] 14.[b] 15.[a] 16.[c]17.[a] 18.[b] 19.[a] 20.[b] 21.[b] 22.[c] 23.[c] 24.[a]25.[c] 26.[d] 27.[c] 28.[a] 29.[c] 30.[a] 31.[b] 32.[a]33.[b] 34.[d]（三）判断题１.[T] ２.[T] 3.[T] 4.[F] 5. [T] 6. [F] 7. [F] 8. [F]9. [F] 10.[T] 11.[F] 12.[T] 13.[F] 14.[T] 15.[F] 16.[F]17.[T] 18.[F] 19.[T] 20.[T] 21.[F] 22.[T] 23.[F] 24.[F]25.[T] 26.[T] 27.[T] 28.[T] 29.[F] 30.[F]（四）问答题1、答：一次洪水，涨水期短，落水期长。
由流量资料推求水库设计洪水
由 流 量 资 料 推 求 水 库 设 计 洪 水
靳 玉 芹
（ 黑 龙 江 省 绥 滨农 场水 务局 ， 黑 龙 江 绥 滨 １ ５ ６ ２ ０ ３ ）
［ 摘 要］ 由流量 资料推 求设 计 洪峰及 不 同 时段 的设 计 洪量 ， 一般 使 用数 理 统计 方 法 ， 计算 负
图１ 年最 大值 法选 样 示 意 图
使洪水 资料换算 到天然状态 的基础上 。洪 水资料 的代表 性， 反映在样本系列能否代 表总体分 布上 ， 而洪水 的总体
又难 以 获得 。一 般认 为 ， 资 料 年 限越 长 ， 并 能包括 大 、 中、
一
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 ， 有必要 的精 度 ， 而且具备频 率分析所 必需 的一 些统计 特性 ， 例 如 洪 水 系 列 中 各 项 洪 水 相 互 独
立， 且 服从 同 一 分 布 等 。 资料审查 的内容 和年径 流量 资料 相似 ， 对资料 的可 靠性 、 一致性和代表性进行审查。洪水资料包括实测 和涮
件 。 所 谓 选样 ， 是指从每年 的全部洪水 过程 中， 选 取 那 些
在规划设计各种 水利一 Ｔ 程时， 为 了处 理 好 防 洪 问题 ，
必须选 择一个相应 的洪水标 准会使工程造价 增多而不 经济 ， 但工程却 比较 安全 ； 若此洪水 标 准定得 过小 ， 虽 然工程 造价 降低 ， 但遭 受 洪 水 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 ， 结 合我 国 国情 ， 在 水 利 水 电工 程 等 级 划 分 及 洪 水 标 准 中 做 了 规 定 ， 作为强制性 国家标准。
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）。
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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
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。
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
（2）频率计算法
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
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 1084km2。
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。 一般水库都以峰和量同时控制。
/ / / / / / / /
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。
第六章 由流量资料推求设计洪水
第一节 概述
一、问题的提出 在河流上兴建水库，目的在于兴利除害。为 了兴利（灌溉、发电等），需要设置一定的兴 利库容，调节年、月径流，使之符合人们的要 求。 但水库单单有兴利库容是否就行了呢？
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；
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。
/ / / / / / / /
我国： SDJ12-78《水利水电枢纽工程等级划分 计标准（山区、丘陵区部分）
及设
水工建筑物的防洪标准：
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。
工程水文学
/ / / / / / / 推求
“三性”审查： 可靠性、一致性、代表性
一、资料审查
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：
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。
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。
（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。
2. 设计洪水的内容
设计洪水三要素：