水文学 设计洪峰流量与水位

m为一般洪水在n中的排序。
即考证期、调查期、实测期单独应用公式计算。
考证期、调查期、实测期 特大洪水 用以下公式计算：
pM
M N 1
M 1,2,.....a.
M为特大洪大在 N中 的排序。
实测期 一般洪水 用以下公式计算：
m pm n 1 m l 1,l 2,.....n.
m为一般洪水在n中的排序。
4．2．1 设计洪峰流量的推求
1．资料审查
(1)资料可靠性审查：鉴定资料的可靠程度，对观测、调查、考 证资料逐一检查。
①特别审查观测和整编质量较差的年份，如建国前及“文革” 期间的资料。
②注意了解水尺位置、零点高程、水准基面的变动情况； ③汛期是否有观测中断的情况； ④测流断面有否冲淤变化； ⑤水位流量关系曲线的延长是否合理等。
2．选 样
我国则规定采用年最大值法，即从 n 年 资料中 每年选一个最大的洪峰流量，组 成 n 年样本系列。
3．洪峰流量频率计算——特大洪水处理
(1)问题的提出
如果利用历史文献和调查的方法来确定出历史上很早以 前发生过的特大洪水，即可把样本资料系列年数增加到调 查期的长度，从而使资料的代表性大大提高。
考证及实测(包括空位)的总年数： N 2 年
调查及实测(包括空位)的总年数： N 1 年
连续实测期 ：
n年
特大洪水：
a 次 (例： a=4)
实测特大洪水； l 次 （例： l =1）
历史特大洪水： a-l次（例： a-l =4-1=3）
目前国内有两种 考虑特大洪水的经验 频率计算方法。
1) 独立样本法
设计洪水的内容，随服务对象的不同而有所不同。
洪峰流量和洪水位: 桥梁、涵洞、堤防等排洪工程； 蓄水池洪水总量： 蓄水能力很强的水库。
蓄洪、泄流都有重要作用的，则需推求设计洪峰、洪量和洪水 过程线，称洪水三要素。
4．1．2 洪水的设计标准
洪水设计标准的确定，是一个关系到政治、经济、技 术、风险和安全的极其复杂的问题。
1)与水文条件相似的参证站比较
例如：甲、乙站在 同一条河流上 或在 同一水文分区 内，而且所 控制的集水面积相差不多。
设 甲站 只有1961～1990年30年的资料； 而 乙站 有1876～1990年共115年的资料。
把乙站(参证站)115年的洪峰资料 当作是总体系列，配线得统计 参数；
再求乙站1961～1990年资料 (样本系列) 的统计参数； 如果两者的结果很相近，则参证站1961～1990年的资料有代表 性，即该样本可以代表总体。
多种途径计算，相互比较，充分论证，合理采用。
§4，2 由流量资料推求设计洪水
采用 由流量资料推求设计洪水时，其计算程序：
①洪水资料审查 以取得具有可靠性、一致性和代表性的资料；
②选样 从每年洪水中选取符合要求的洪峰流量，组成各种统计系列；
③频率计算，推求设计洪峰流量
或推求洪水总量。（蓄水能力很强的水库） ④选择典型洪水过程线 根据设计洪峰和设计流量进行放大，推求设计洪水 过程线。（蓄洪、泻洪都重要的工程）
由于甲站与乙站水文条件相似，故可推断甲站1961～1990年 的洪峰资料也有代表性。
2)与本区域较长的雨量资料对照
若该流域内或附近有一个观测时间很长的雨量站， 则可作为参证站（也应判别本站系列的代表性）。
对于代表性不好的洪峰系列，应该设法加以展延。
A．把 同一条河流上下游站 或 邻近河流测站的与设计站 同 一次洪峰建立相关关系。
考证、调查到 N年 中有3次特大洪水Ql、Q2及Q4，则在 N年中，只有n+3次洪峰流量值，称 N 年样本为 不连序样 本，资料在排序上有空位。
特大洪水处理： 不连序样本其经验频
率及统计参数的计算。
(3) 考虑特大洪水时 经验频率的计算
考虑特大洪水后 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。
把包括 历史洪水的长系 列(N年) 和 实测的短系列(n 年) 看做是从总体中随机抽取 的 两个独立样本。
特大洪水(包括系列内的特大值)的经验频率：
pM
M N 1
M 1,2,.....a.
式中， M为特大洪大在 N中 的排序。
一般洪水(n项中除去l 项特大值)的经验频率：
pm
m n 1
m l 1,l 2,.....n.
B．如果 设计流域内的面雨量记录较长，可用 产、汇流计算的 方法由暴雨资料来插补延长洪峰流量资料。
用上述方法确定资料的代表性，往往要求参证变量的年数很长；
实际工作中为保证系列有足够的代表性，规定连续系列长度应 不少于30年，同时必须有一定数量的历史洪水调查资料。（历史洪
水的调查年限可达百年甚至数千年。）
例： l =1，即从第2项开始
两公式其实相同，但考证期、调查期的频率计算只能
计算特大洪水的频率，其它年份的洪水频率无法计算，实测 期每年的洪水频率都能计算。
2）统一样本法
把 特大洪水 和 实测一般洪水系列 共同组成一个不连 序系列，作为总体的一个统一样本，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），从而形成 N2 年的 连续系列。
4．1．3 设计洪水的计算途径
(1)由流量资料推求：当设计断面有足够的实测流量资料；
(2)由暴雨资料推求：当设计断面流量资料不足，但有比较好的雨 量资料，可根据径流形成原理，由设计暴雨推求设计净雨，再由设 计净雨推求设计洪水；
(3)地区综合法推求：当设计流域(主要是小流域)缺乏降雨径流资 料时，可根据水文地区变化规律，采用该类方法推求设计洪水。
发现问题，应进一步审查会同原整编单位和作必要的修改。
(2)资料一致性审查 一个统计系列只能由同一成因的资料所组成。
如测流断面上游修建了引水工程，则工程建成前后下游水文站 所测得的实测资料的一致性就被破坏。
由于上游分洪、决堤等影响到下游站的洪水。 对于前后不一致的资料，应wenku.baidu.com原为同一性质的系列。
(3)资料代表性审查： 样本资料 的 统计特性 能否很好地反映总 体的统计特性。
调查期间每一年的洪水(主要是一般洪水)是不可能都得到 的，这样就使系列资料不连续，因此就要研究有特大洪水 时的频率计算方法，称为特大洪水处理。
(2)连序样本和不连序样本
特大洪水： 比一般洪水大得多；无定 量限制；重现期需考证。
调查、考证 到的历史洪水一 般就是 特大洪水。
某站 ：n年内有连续的实测记录，其中Q3是实测资料内 特大洪水。