设计洪峰流量与水位计算
湖泊防洪设计水位计算公式
湖泊防洪设计水位计算公式在湖泊防洪设计中，确定合理的水位是至关重要的。
合理的水位设计可以有效地减少洪水对周边地区的影响，保护人们的生命和财产安全。
因此，湖泊防洪设计水位计算公式的确定对于防洪工程的设计和实施具有重要意义。
湖泊防洪设计水位计算公式是通过对湖泊的水文特征、流域特征以及洪水特征进行分析和计算得出的。
一般来说，湖泊防洪设计水位计算公式可以通过以下几个步骤来确定：1. 确定湖泊的水文特征。
水文特征是指湖泊的水位变化规律、水位变化范围、水位变化周期等。
通过对湖泊的水文特征进行分析，可以确定湖泊的水位变化规律，为后续的水位计算提供依据。
2. 确定流域特征。
流域特征是指流域的降雨情况、径流情况等。
通过对流域特征的分析，可以确定流域的洪水情况，为后续的水位计算提供依据。
3. 确定洪水特征。
洪水特征是指洪水的发生频率、洪峰流量、洪水过程等。
通过对洪水特征的分析，可以确定湖泊在不同洪水情况下的水位变化规律，为水位计算提供依据。
基于以上分析，可以得出湖泊防洪设计水位计算公式。
一般来说，湖泊防洪设计水位计算公式可以表示为：H = H0 + Q/K。
其中，H表示湖泊的水位，H0表示湖泊的基本水位，Q表示洪水的流量，K表示湖泊的水位-流量关系系数。
在实际应用中，湖泊防洪设计水位计算公式还需要考虑到湖泊的水位-面积关系、湖泊的水位-容积关系等因素，进一步完善和修正水位计算公式，以确保水位计算的准确性和可靠性。
通过湖泊防洪设计水位计算公式的确定，可以为防洪工程的设计和实施提供科学依据，为湖泊防洪工作的开展提供技术支持。
同时，水位计算公式的确定也可以为湖泊的水位管理和调度提供依据，为湖泊的生态环境保护和水资源利用提供支持。
总之，湖泊防洪设计水位计算公式的确定对于防洪工程的设计和实施具有重要意义。
通过科学合理地确定水位计算公式，可以有效地保护人们的生命和财产安全，促进湖泊的可持续发展和利用。
希望未来在湖泊防洪工作中，能够不断完善和优化水位计算公式，为湖泊防洪工作的开展提供更加科学和可靠的技术支持。
第十一章 桥涵设计流量及水位推算
2011-1-7
L
ντ
=
0.278L mபைடு நூலகம் Q
1 3 1 4 m
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
②
由①、②联立
τ = τ 0ψ
τ0 =
−( 1 ) 4− n
3 4− n
0.278
1 mJ 3 L
4 4− n
( AF )
1 4− n
L ：主河沟长度（km） τ 0 ：汇流历时参数（h） J ：主河沟平均比降
2011-1-7
§11.2.2 历史洪水流量推算方法
1、确定形态断面：按形态调查所得的河谷断面及洪 水痕迹高程可得,将同次历史洪痕垂直投影于计算 河段中泓线上 2、绘制纵剖面图： 3、测得水面比降J及河底比降i
2011-1-7
§11.2.2 历史洪水流量推算方法
v = C RJ h 4、按谢才公式计算所查洪峰流量： J = f l Q = vA = AC RJ = K J
0 1 2
入渗
降雨
径流 形成
t
3
t
4
H τ = τ ⋅ iτ = Aτ 1− n = f (τ )
hτ max = hR = Hτ − µτ
所以 ψ 2011-1-7
hτ max Hτ − µτ µ n = = = 1 − τ = ψ (τ , µ ) Hτ Hτ A
2）τ>当净雨历时tc hτ max = hR = H tc − µtc hR：产生洪峰时的净雨量 瞬时强度： = dH t = (1 − n) At −n = (1 − n)i it
3、 位于同一河流上、下游的两个水文站（参证站与分析站）， 若两站之间无较大支流汇入，而且两站已有的流量观测资料中， 相同年份的年最大洪峰流量大致成比例关系，则可利用两站对 应的（同一年份）年最大洪峰水位（流量），绘制两站的水位 （流量）关系曲线，进行插补和延长。 4、若上游的两支河流河道均有水文站，可以作为参证站，分析 站位于它们合流后的河道上，则可利用两支流的流量过程线叠 加方法，求算合流后的洪峰流量。 三、资料中有特大值（特大洪水）的处理 1、分别排队法 2、补齐法
防洪工程常用计算公式
(式中：Qm设——洪水设计流量；Fs——设计控制面积；Fz——附近典型水文站的控制面积；Qmz——水文站的标准流量。)
⑵经验公式设计洪水：经验公式有两种计算公式。
一是洪水面积相关法：Qm=KnFn
(式中：Qm——洪水设计流量；Kn——不同重现期的8个洪水频率系数和不同分区的6个地形系数，洪水设计计算系数是28-48个系数；Fn——控制面积，F上面的n是面积系数。面积系数是12-24个，根据地形地貌状况确定。这种计算方法在1000平方公里内可以应用，超过1000平方公里控制面积慎用。在《XXX水文手册》里面可以查到。)
洪水的类型：洪水的类型一般分为六种，一是暴雨洪水，暴雨洪水又分为山洪和泥石流两种。二是融雪洪水，三是冰川洪水，四是冰凌洪水，五是雨雪混合洪水，六是溃坝洪水。
洪水分级：根据国家《水文情报预报规范》，按洪水重现期的大小，把洪水分为常见洪水（8-10年一遇）、较大洪水（10-50年一遇）、大洪水（50-150年一遇）、特大洪水（大于50年一遇
明渠等速流洪水的类型和水力计算要素：
①梯形断面的过水断面面积计算公式：ω=（b+mh）h
(式中：ω——过水断面面积，单位：平方米；b——底宽，单位：米；h——水深，单位：米；m——边坡系数，表示斜坡的垂直距离每增加1米，则水平距离相应增加m米；)
过水断面宽度计算公式：B=b+2mh
⑷蓄满产流：年降雨量充沛，地下水位高，包气带土层不厚，下层容易常达田间持水量，缺水量不大，不容易形成超渗产流，在土壤缺水量满足后全部产生径流的蓄流方式，称为满蓄产流。
⑸汇流过程：降雨或者溃坝形成的洪水，从产生的地点到流域出口断面的汇集过程，称为汇流过程。也可以称为流域汇流。流域汇流分为坡地汇流和河网汇流两个阶段。
第十一章 桥涵设计流量及水位推算 水力学与桥涵水文(第二版) 教学课件
11-3 按暴雨资水料力学推与算桥(涵t水uī文su叶镇à国n彭文)波设编著 计流量
Ψ 解算公式(gōngshì)
n,
f
0n
n
4n
4
4n
A24 p
n
n,
f
0n
A24 p
(1 n)n1n
3n
(1n)(4n)
(11 28) (11 28)
27
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11-3 按暴雨资水料力学推与算桥设涵水计文(s叶h镇国è彭j文ì波)编流著 量
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编箸
第十一章 桥涵设计流量(liúliàng)及水位推算 水力学与桥涵水文 （第二版） 教学课件
第一页，共38页。
水力学与桥涵水文 叶镇国 彭文波 编著
11-1 按实测(shícè)流量资料推算
按实测流量资料推算 设计流量及其工程意义 频率标准[ P ]——见表10-2，由国家公布，表示各种等
18
第十八页，共38页。
11-3 按暴雨资水料力学推与算桥(涵t水uī文su叶镇à国n彭文)波设编著 计流量
按等流时线原理论证 Qm形式
ttc c ， ， Q Q m m K Kiiffm ax (118)
暴雨洪峰流量实用公式(gōngshì)——推理公式(gōngshì)
面积。 流域最大汇流历时τ——流域最远点雨水流至出口断面的
时间。 净雨历时tc——产生净雨量的时段。 汇流历时τ——流域最远点雨水流至出口断面的时间
17
第十七页，共38页。
11-3 按暴雨资水料力学推与算桥(涵t水uī文su叶镇à国n彭文)波设编著 计流量
按等流时线原理论证(lùnzhèng) 流域汇流图
设计流量和设计水位
排位，实测系列仍按式(3-6)计算。若在实测系列中出现特大洪
水，当提出特大洪水项后，计算其余各项洪水频率时,其样本容
量n及序号m仍保持不变，即不重新排位。而在调查期N年中的
前a项特大洪水(包括出现在实测系列中的特大洪水)，序位为M
(M＝1，2, 3, …a)的经验频率为： 若某项洪水可以同时在两个连序
例4-l
某站有1941年-1970年的30年实测资料，还调查到自1911年以来 的60年中，发生过于1913年、1917年、1923年、1933年、1939 年、1943年等6次较大的历史洪水，而实测的1956年洪水则为60 年中首位的特大洪水。
此外，还有1926年、1960年两个大早年份。另外从文献资料中 了解到自公元1500年以来的470年中，发生严重水旱灾害的次数 为：特大洪水8年，较大洪水47年，大早年份15年。
三、设计洪水标准 当河道中出现规定的某量级的洪水时，建筑物不破坏， 这级洪水便是该建筑物的设计洪水标准。设计洪水标淮 愈高，建筑物遭洪水破坏的可能性就愈小。
日前，我们利用数理统计原理．将洪水的大小用它出现 的可能性——频率表示。设计洪水标准愈高，该级洪水 流量出现的可能性愈小(洪水频率愈小)．建筑物遭破坏的 可能性愈小，就愈安全。
§4-1 桥涵洪水频率标准
一、洪 水
由于降雨、融雪、融冰等原因，河床内水量剧增， 水位猛涨，这种水文现象叫洪水。
洪水包括洪峰、洪量及其 洪水过程线。
由于影响水文现象的因素(气象、地理、地貌等因素) 非常复杂，一次洪水是众多因素组合的结果．所以各 条河流的洪水不同，同一条河流各次洪水也不相同。
根据《桥渡规范》(TBJ17-86的《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60－2004)规 定的公路桥涵洪水频率标准如表4－2所示．
滹沱河北郭下河段洪峰流量及设计洪水位计算
通过以上分析 ． 考虑到上游蓄水工程都属 中小型 水库 ， 其中中型水库所控制的流域面积达 ２１０ｋ ２ ０ ， ｍ 虽 占界河铺水文站集水面积的 ３ ５％， 但位置分散。在滹 沱河流域局部暴雨多 、洪水来源一般不集 中的情况 下， 这些蓄水工程总 的调蓄影响不会太大 。 相比之下 ， 系列的代表性却不容忽视 。故采用 ２０ 年以前的全 ０２ 部实测洪水系列资料 ， 上游蓄水工程 的影响 ， 在适线
＼
・
０ ＿ １
．Ｓ Ｏ Ｉ ２
５ Ｉ
２
３
１ １ ０ ３ ０ ０ ６ ７ ｇ ５ ９ ９ ０ ５ ２ ０ ４ ５ ０ ０ Ｏ８ ｏ ５
９ ９ ８ ９
频 率 １０ １ ０％
时期的样本单独ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为随机样本均缺乏代表性。
图 Ｉ 滹沱河界河铺站洪峰流量频率曲线 图
次 洪水调 查数 值全 部采用 。 ｌ 洪峰 流量 频率计 算 － ３
Ｉ体｝ 圭● Ｉ 卜 ｒ
通过对实测资料的分析 ，适当进行一些人为修 正 ， 以 满足防洪计算的要求。
１ ． 代表性 ．２ １ １５ 年至 ２０ 年实测洪水系列资料 ，大体上可 ９３ ０２ 为两个时期 ： 一是 １５ 年至 １７ 年上游大规模修建 ９３ ９６ 水库时 ， 为偏丰水时期 。该时期 界河铺水文站出现了 １５ 年 、９ ９ 、９４年 、９ ７ ９ ４ １５ 年 １６ １６ 年大水年 ，最 大实测 洪峰流量为 ｌ ３ ３（ ６ ０ｍ／ １ ４年）这 ２ 年平均洪峰流 ７ ｓ９ ， １ 量为 ５ ２ｍ／ ５ ３。二是上游修建水库 以后的 １７ 年至 ｓ ９４ ２０ 年 ． ０ ２ 为偏枯水时期 。该时期界河铺水文站实测洪 峰 流量 除 １７ 年 达 到 ６ ６ｍ／外 ，其 他年 份均在 ９７ ７ ３ ｓ ５ ０ｍ３ ０ ／ ｓ以下 ， 小 为 ４ １ Ｔ （ ０ １ ）这 ２ 最 ．８ｍ ｓ ２ ０ 年 ， ９年 平
水文计算算例-(2)
20.12
8.8
0.0189
462.7
252.3
548.8
141.4
548.8
2.计算设计水位以及设计流速
计算采用桥位设计信息软件系统2.0版本，河床断面形态、河流比降根据现场测量数据输入软件，糙率结合现场实测情况，根据规范规定进行选取。
根据前文的流量计算，确定百年一遇的设计流量Q1%=548.8m3/s；河槽以黄土沙石为主，并根据从当地水利部门搜集的资料，确定糙率取1/n=45；根据现场实测以及相关资料，确定河床比降J=0.015，利用计算软件可以求得：
Q=ω×V
式中：ω为过水面积(㎡)
V为流速(m/s)
左滩流量Q1=ω1×V1=0×0=0(m3/s)
河槽流量Q2=ω2×V2=64.87×4.275=277.299(m3/s)
右滩流量Q3=ω3×V3=0×0=0(m3/s)
全断面流量Qs=Q1+Q2+Q3=0+277.299+0=277.299(m3/s)
…………………………………（3）
式中：Qp——某频率洪峰流量（米3/秒）.
SP——某一频率雨力即最大1小时暴雨强度（毫米/小时）.
τ——流域汇流时间（小时）.
μ——损失参数（毫米/小时）.
F——流域面积（平方公里）.
n——暴雨递减指数.
0.278：单位换算系数.
4全国水文分区经验公式：
公式的基本形式： 。…………………………（4）
13
2.2断面桩号及标高数据列表
桩号(m)
标高(m)
0
1016
12
1010
17
1008
18
1006
设计洪峰流量与水位计算
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；
2、按典型放大
（1）同倍比放大
1）按洪峰控制的放大倍比：K Q
Q mP Q mD
2）按洪量控制的放大倍比：K Wt
WtP 。
注意： 1. 用峰控制还是用量控制，要看峰、量哪
个其主要作用； 2. 设计洪水过程线的峰或量偏离设计值。
“以峰控制”，则洪峰等于设计值，洪 量不一定等于设计值；“以量控制”， 则时段洪量等于设计值，而洪峰不一定 等于设计值。
P 1-PMa
PM
M N 1
P mP M a(1P M)anm l l1
上述两种方法，我国目前都在使用 。一般说，独立样本法把特大洪水与实 测一般洪水视为相互独立，这在理论上 有些不合理，但比较简单。在特大洪水 排位可能有错漏时，因不互相影响，这 方面讲则是比较合适的。当特大洪水排 位比较准确时，理论上说，用统一样本 法更好一些。
为宜； 2. 对于放大后过程线的不连续现象，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。
四、计算成果的合理性检验 （1）检查洪峰、各时段洪量的统计参数与历时
之间的关系； 历时增长，均值增大，Cv、Cs一般减小。
QW 7d
5d 3d
P
(2)根据上下游、干支流及邻近地区各河流洪水 频率分析成果进行比较。
1867
1852 1832 1921
桥涵水文 第四章 设计洪水流量
7 0.76 0.66 0.63 0.20 0.18 0.17 0.15 0.01 0.00 0.00 0.01 0.01 0.02 0.03 0.05 0.06 0.08 0.09 0.09 0.14 0.14 0.23 0.33 0.39
2016/4/26
设计洪水流量
4.1 根据流量观测资料推算设计流量
19000 17000
Qm (m3/s)
15000 13000 11000 9000 7000 5000 3000 1000 0.01 0.1 0.5 1 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 99 99.9 99.99
P (%)
2016/4/26
设计洪水流量
桥涵水文
10
4.1 根据流量观测资料推算设计流量
水也加入样本，得千年一遇设计洪峰流量Qm=23500m3/s。这次计算的洪峰流量
只变化了4%，显然设计值已趋于稳定。
2016/4/26
设计洪水流量
桥涵水文
13
4.1 根据流量观测资料推算设计流量
特大值处理时，目前国内有独立样本法和统一样本法两种方法。 资料条件：设有a年特大洪峰流量资料Qmi（i＝1，2，…，a），其中可能 有ℓ项实测大洪水；n年实测洪峰流量资料Qmj（j＝ℓ＋1，ℓ＋2，…，n）。 假设： N —— 历史调查期年数； n —— 实测系列的年数； ℓ—— 为n年中的特大洪水项数； a —— 为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 —— 为实测系列在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。
水利工程设计常用计算公式
水利常用专业计算公式一、枢纽建筑物计算1、进水闸进水流量计算：Q=B0δεm（2gH03）1/2式中：m —堰流流量系数ε—堰流侧收缩系数2、明渠恒定均匀流的基本公式如下：流速公式：u＝RiC流量公式Q＝Au＝A RiC流量模数K＝A RC式中：C—谢才系数，对于平方摩阻区宜按曼宁公式确定，即C ＝6/1n 1RR —水力半径（m ）；i —渠道纵坡；A —过水断面面积（m 2）；n —曼宁粗糙系数，其值按SL 18确定。
3、水电站引水渠道中的水流为缓流。
水面线以a1型壅水曲线和b1型落水曲线最为常见。
求解明渠恒定缓变流水面曲线，宜采用逐段试算法，对棱柱体和非棱柱渠道均可应用。
逐段试算法的基本公式为△x=f21112222i -i 2g v a h 2g v a h ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ 式中：△x ——流段长度（m ）；g ——重力加速度（m/s ²）；h 1、h 2——分别为流段上游和下游断面的水深（m ）；v 1、v 2——分别为流段上游和下游断面的平均流速（m/s ）；a 1、a 2——分别为流段上游和下游断面的动能修正系数；f i ——流段的平均水里坡降，一般可采用⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-2f 1f -f i i 21i 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆=3/4222224/312121f f v n R v n 21x h i R 式中：h f ——△x 段的水头损失（m ）； n 1、n 2——分别为上、下游断面的曼宁粗糙系数，当壁面条件相同时，则n 1=n 2=n ； R 1、R 2——分别为上、下游断面的水力半径（m ）；A 1、A 2——分别为上、下游断面的过水断面面积（㎡）；4、各项水头损失的计算如下：（1）沿程水头损失的计算公式为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∆=3/4222223/412121f v n v n 2x h R R （2）渐变段的水头损失，当断面渐缩变化时，水头损失计算公式为：L f 2122c f c i g 2v g 2v f h h h -+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ω 5、前池虹吸式进水口的设计公式（1）吼道断面的宽高比：b 0/h 0=1.5—2.5；（2）吼道中心半径与吼道高之比：r 0/h 0=1.5—2.5；（3）进口断面面积与吼道断面面积之比：A 1/A 0=2—2.5；（4）吼道断面面积与压力管道面积之比：A 0/A M =1—1.65；（5）吼道断面底部高程（b 点）在前池正常水位以上的超高值：△z=0.1m —0.2m ；（6）进口断面河吼道断面间的水平距离与其高度之比：l/P=0.7—0.9；6、最大负压值出现在吼道断面定点a 处，a 点的最大负压值按下式确定：γανp *w 20a h g 2h h -+++Z +∆Z =∑、B式中：Z —前池内正常水位与最低水位之间的高差（m ）；h 0—吼道断面高度（m ）；∑w h —从进水口断面至吼道断面间的水头损失（m ）； γ/p *—因法向加速度所产生的附加压强水头（m ）。
防洪工程常用计算公式
防洪工程常用计算公式在抗洪抢险中，经常遇到一些技术问题，也就是暴雨、洪水、河道、水库的设计洪水、校核洪水、河道过洪能力计算问题，本人把一般常用的水利水电工程计算公式摘录如下，以供大家在抗洪抢险中参考、探讨：㈠暴雨洪水设计⑴暴雨设计：暴雨：12小时降雨量达到30毫米或者24小时降雨量达到50毫米时称为暴雨。
每小时以内的降雨量达到20毫米也称为暴雨。
设计暴雨的计算公式：①设计点雨量计算公式：Htp=KpHt(式中：Ktp——设计点雨量；Kp——皮尔逊曲线值；Ht——最大雨量均值；t——欲求时间；)②设计面雨量计算公式：Ht面=atHt（式中：Ht面——设计面雨量；at——暴雨线性系数；Ht——设计历时点雨量；at、bt——暴雨线性拟合系数；）③暴雨系数计算公式：at=（式中：at、bt——线性拟合参数；F——流域面积；）④多年平均径流量计算公式：Wp=1000yF(式中：Wp——多年平均径流量；y——多年平均径流深；F——流域面积；)⑤设计频率年径流深计算公式：yp=yKp(式中：y——多年平均径流深；Kp——频率模比系数；)⑥多年平均年径流系数计算公式：α=y/x =W/1000Fx（式中：α——多年平均年径流系数；y——年径流深；x——多年平均降雨量；）⑵洪水设计：①洪水特征：一般常用洪峰流量、洪水总量、洪水过程线三个要素表示。
洪水设计的概念：一次降雨形成的洪水过程线，反映洪水的外形，过程线上的最大值就是洪峰流量，用Q表示。
洪峰最高点就是洪峰水位，用Z表示。
洪水过程线和横坐标所包围的面积，经过单位面积换算求得，就是洪水总量，用W表示。
洪水过程线的底宽是洪水总历时，用T表示。
从开始涨水到洪峰流量的历时称为涨水历时，用t1表示。
从洪峰到洪水下落到终止的历时称为落水历时，用t2表示。
洪水总历时等于涨水历时和落水历时之和。
即T=t1 t2。
一般情况下，一次降雨形成的洪水过程称为单式洪水过程。
相邻两次以上的降雨，前面降雨形成的洪水没有泄完，后面降雨形成的洪水接踵而来，称为复式洪水过程。
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：
设计洪峰流量与水位计算
Qm
W1
W3 W5
T=1天
T=3天 T=5天
t(d)
WUHEE
1. 洪量的选样
年最大值法： 最大1天洪量系列：W11、...、W1n 最大3天洪量系列：W31、...、W3n 最大7天洪量系列：W71、...、W7n 最大30天洪量系列：W301、...、W30n 最大90天洪量系列：W901、...、W90n
x N a xnl
N a nl
1a N a n 则可导出： x x j xi N j 1 n j i l 1
1 Cv x
2 2 1 a N a n xj x xi x N 1 j 1 n l i l 1
解算设计洪峰流量1试算法tt2图解法三经验公式法计算设计洪峰流量四综合瞬时单位线法推求设计洪水过程根据地区内其他中小流域实测暴雨径流资料分析单位线建立决定单位线形状的一些要素例如瞬时单位线的nk值与流域特征和暴雨特征的综合关系称综合单位线
第四章
设计洪峰流量与水位计算
第一节 概述 一、设计洪水的意义及内容 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。
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
三、设计洪水的计算途径 1.由流量资料推求设计洪水
桥梁涵洞设计洪峰流量计算(形态调查法)
桥梁涵洞设计洪峰流量计算（形态调查法）本项目为小桥，按《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2015，设计洪水频率采用1/25，拟采用1孔13米跨板桥，桥高3米左右，桥下净空0.5米，采用形态调查法计算设计洪水频率1/25的天然河面洪峰流量和修建1孔13米板桥后桥孔过水流量和能力。
一、调查资料通过测量河床断面（见后附图）、河床比降，向当地村民、寨老调查历史水位标高、冲洪线等，得出1/25洪水频率时的水洪位标高约为1152.200m，2011年发生的“6.06”洪水频率＞1/100，其概率远小于1/25，不作为本次设计参考依据。
河床位于山区土质小卵石河段，糙率系数取0.04，测量河床比降J=4.81%。
二、未修建桥梁时糙率：n=0.041/25时洪水断面积：A=12.61m2湿周：X=19.3洪水比降：J=4.81%（取河床比降）水力半径：R=A/X=12.61/19.3=0.6533采用曼宁公式：河段流速：V=1/nR2/3J1/2＝1/0.04*(0.6533) 2/34.81%1/2=4.13m/s。
洪峰流量：Q=A V=12.61*4.13=52.08m3/s。
三、修建单孔13米板桥后，桥孔最大设计流量糙率：n=0.04桥孔设计过水断面：A=22.21m2湿周：X=13.675（12.2+（1.4+1.55）/2）洪水比降：J=4.81%水力半径：R=A/X=22.21/13.675=1.534采用曼宁公式：桥下设计流速V=1/nR2/3J1/2＝1/0.04*(1.624) 2/34.81%1/2=7.575m/s。
桥下设计洪峰流量Q=A V=22.21*7.292=168.24m3/s。
四、修建单孔13米板桥后，桥孔1/25洪水频率设计流量糙率：n=0.04桥孔设计过水断面：A=10.69m2湿周：X=13.33洪水比降：J=4.81%水力半径：R=A/X=10.69/13.33=0.802采用曼宁公式：桥下设计流速V=1/nR2/3J1/2＝1/0.04*(0.802) 2/34.81%1/2=4.732m/s。
第4章 设计洪峰流量与水位
1 a [ Q j （N a） 实测一般洪水的平均值] N j 1 1 a 1 n [ Q j （N a） Qi ] N j 1 n l i l 1 1 CV Qm
i a 1 2 i l 1 [ (Q j Qm ) (N a) N 1 j 1 nl
在调查期N1年内特大洪水频率：
N1年内，除去为首的 l 2 项大洪水以外（ l 2项大洪水的频 率已在考证期中计算），第M1位洪水的经验频率：
p M 1 p( M 2 a2 ) (1 p( M 2 a2 ) )( M 1 l2 ) N1 l 2 1
(M1=l2+1, l 2+2,……a1 。例 l 2=1)，调查期内有的特大洪水在考 证期内排得上号的，在考证期范围已经算过，不再另算。 调查期 N1 年内为首的大洪水： a1 个， 例 a1 =3； 同时也是实测期n 年之内发生的大洪水：l个， 例 l=1。
如果要根据例4-1的资料，求某设计频率对应的 设计流量，则需用适线法推求洪峰流量理论频率 曲线与设计值。
(4)考虑特大洪水时统计参数的确定
参数值的初估可用 矩法 或 三点法。
当用矩法时，考虑特大洪水和 系列不连续影响，空缺部分按 一般洪水填补，分布情况与实 测的一般洪水相似 。
Qm
1 ( 特大洪水 （a个） 其它年的洪水) N
3、在实测期33年内，除去为 首的1个大洪水以，计算其它32 个洪水的频率，与调查期最后 一个的频率有关。
p m p( M1 a1 ) ml (1 p( M1 a1 ) )( ) n l 1
例4-1，只求了频率，没有画经验频率曲线，也 没有配理论频率曲线（没有求总体的统计参数） 。
水利水电工程设计洪水计算规范S048
理性 对近期发生的特大暴雨和特大洪水 应根据设计洪水计算需要 及时进行调查 历史洪水 暴雨的重现期 应根据调查资料和历史文献 文物等资料 分析调查期或考证期
内大洪水 暴雨发生的次数和量级 合理确定
水利部 中华人民共和国
能源部
关于发布 水利水电工程设计
洪水计算规范
的通知
水规
号
ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ
根据部水利水电技术标准制 修 订计划的要求 由水利水电规划设计总院委托长江水
利委员会等单位 对 水利水电工程设计洪水计算规范
在调查考证期 年中有特大洪水 个 其中有 个发生在 项连序系列内 这类不连序洪水 系列中各项洪水的经验频率可采用下列数学期望公式计算
个特大洪水的经验频率为
个连序洪水的经验频率为
或
ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ－ＹＮＤ
频率曲线的线型一般应采用皮尔逊 型 特殊情况 经分析论证后也可采用其它线型 频率曲线的统计参数采用均值 变差系数 和偏态系数 表示 统计参数的估计可按 下列步骤进行 采用矩法或其它参数估计法 初步估算统计参数 采用适线法调整初步估算的统计参数 调整时 可选定目标函数求解统计参数 也可采用 经验适线法 当采用经验适线法时 应尽可能拟合全部点据 拟合不好时 可侧重考虑较可靠的大 洪水点据 适线调整后的统计参数应根据本站洪峰 不同时段洪量统计参数和设计值的变化规律 以 及上下游 干支流和邻近流域各站的成果进行合理性检查 必要时可作适当调整 当设计流域的洪水和暴雨资料短缺时 可利用邻近地区分析计算的洪峰 洪量统计参数 或 相同频率的洪峰模数等 进行地区综合 用于设计流域 对设计洪水标准较低的工程 如设计流域缺乏洪水和暴雨资料 但工程地点附近已调查到 可靠的历史洪水 其重现期又与工程的设计洪水标准接近时 可直接采用历史洪水或进行适当调 整 作为该工程的设计洪水
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实测一般洪水，n-l项 m=l+1,l+2,...,n
缺测 ..
..
.
.
T
n
N
2）独立样本法
把实测一般洪水系列与特大洪水系列都看作是从 总体中独立抽出的两个随机连序样本，各项洪水可分 别在各个系列中进行排位，实测系列的经验频率仍按 连序系列经验频率公式计算：
m Pm n 1
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).
WUHEE
QN
QN
实测期 历史调Байду номын сангаас期
资料内特大洪水
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
（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。
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
WUHEE
Q(m3/s)
a项特大洪水 M=1,2,...,a
实测期内特大洪水，l项
WUHEE
.. .. ..
WUHEE
（3）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：
缺测
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。
WUHEE
所以特大洪水加入系列后，样本成 为不连序系列，其经验频率和统计参数的计算 与连序系列不同。这样就要研究有特大洪水时 的经验频率和统计参数的计算方法，称为特大 洪水处理。
一般水库都以峰和量同时控制。
WUHEE
三、设计洪水的计算途径 1.由流量资料推求设计洪水 2.由暴雨资料推求设计洪水 2.地区综合法推求设计洪水
WUHEE
第二节 由流量资料推求设计洪水 一、设计洪峰流量的推求 1.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：
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
WUHEE
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
3、特大洪水的处理
(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。
考虑特大洪水时经验频率的计算基本 上是采用将特大洪水的经验频率与一般洪水的 经验频率分别计算的方法。
目前国内有两种计算特大洪水与一 般洪水经验频率的方法：独立样本法、统一样 本法。
WUHEE
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
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
我国：SDJ12-78《水利水电枢纽工程等级划分
及设
试行）》
计标准（山区、丘陵区部分）（
GB50201-94《防洪标准》
水工建筑物的防洪标准：
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
2、选样
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 一个最大流量组成洪峰流量。
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。
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。
防护对象的防洪标准：
WUHEE
设计洪水的内容：
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 推求设计洪峰流量和设计水位，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。
实测期
历史调查期
资料外特大洪水 (历史特大洪水)
一般 KN QN / Q 2 时，QN可以考虑作为特大洪水处理。
WUHEE
（2）为什么要考虑特大洪水？
目前我们所掌握的样本系列不长，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。
第四章 设计洪峰流量与水位计算
第一节 概述 一、设计洪水的意义及内容
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。
WUHEE
如何推算工程的设计洪水，涉及一个标准问题 ，即设计标准。