第3章 由流量资料推求设计洪水

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。
特大洪水一般指的是历史洪水，但是在实测洪水系列 中，若有大于历史洪水或数值相当大的洪水，也作为特大 洪水。
洪水系列(洪峰或洪量)有两种情况，一是系列中没有 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，称为连序 系列，如图2(a)所示；二是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
水利水电枢纽工程的水工建筑物，根据所属 枢纽工程的等别，作用和重要性分为五级，其级 别见表2。
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水利水电工程建筑物防洪标准分为正常运用和非常运
用两种。按正常运用洪水标准算出的洪水称为设计洪水，
用它来决定水利水电枢纽工程的设计洪水位、设计泄洪流
量等，宣泄正常运用洪水时，泻洪设施应保证安全和正常
运行。GB50201-94规定的设计洪水标准见表3。
大到小是不连序的，称为不连序系列，如图2(b)所示。
特大洪水处理的关键是特大洪水重现期的确定和经验 频率计算。所谓重现期是指某随机变量的取值在长时期内 平均多少年出现一次，又称多少年一遇。特大洪水中历史 洪水的数值确定以后，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。
实测期是从有实测洪水资料年份开始至今的时期。调 查期是在实地调查到若干可以定量的历史大洪水的时期。 文献考证期是从具有连续可靠文献记载历史大洪水的时期。 调查期以前的文献考证期内的历史洪水，一般只能确定洪 水大小等级和发生次数，不能定量。
经验适线法是在经验频率点据和频率曲线线型确定之 后，通过调整参数使曲线与经验频率点据配合得最好，此 时的参数就是所求的曲线线型的参数，从而可以计算设计 洪水值。
• 在设计时段以内，还必须确定一些控制时段，即洪水过程 对工程调洪后果起控制作用的时段，这些控制时段洪量应 具有相同的设计频率。同一年内所选取的控制时段洪量， 可发生在同一次洪水中，也可不发生在同一次洪水中，关 键是选取其最大值。例如，图l中最大1天洪量与3天、5天 洪量不属于同一次洪水。
三、特大洪水的处理
我国曾采用皮尔逊Ⅲ型和克里茨基一曼开里型作为洪 水特征的频率曲线线型，为了使设计工作规范化，自60年 代以来，一直采用皮尔逊m型曲线，作为洪水频率计算的 依据。在SL44—93中规定“频率曲线线型一般应采用皮尔 逊Ⅲ型。特殊情况，经分析论证后也可采用其他线型”。
五、频率曲线参数估计
适线法有两种：一种是经验适线法(或称目估适线法)， 另一种是优化适线法。
大洪水作为非常运用洪水标准时，则由水文气象
资料推求可能最大暴雨，然后计算可能最大洪水。
第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求
一、资料审查
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，具有必要的精度，而且，具备频率分析所必须的某些统计特 性，例如洪水系列中各项洪水相互独立，且服从同一分布等。
二、样本选取
• 根据SL44—93规定，应采用年最大值原则选取洪水系列， 即从资料中逐年选取一个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l、3、 5、7、15、30天。大流域、调洪能力大的工程，设计时段 可以取得长一些；小流域、调洪能力小的工程，可以取得 短一些。
历史洪水包括实测期内发生的特大洪水，都要在历史 洪水代表年限中进行排位，在排位时不仅要考虑已经确定 数值的特大洪水，也要考虑不能定量但能确定其洪水等级 的历史洪水，并排出序位。
在洪水频率计算中，经验频率是用来估计 系列中各项洪水的超过概率，以便在机率格纸 上点绘洪水点子，构成经验分布，因此，首先 要估算系列的经验频率。
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当河流发生比设计洪水更大的洪水时，选定一个非常
运用洪水标准进行计算，算出的洪水称为非常运用洪水或
校核洪水。GB50201-94规定的校核洪水标准见表3。
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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。推求设计洪水
的方法有两种类型，即由流量资料推求采用可能最
P2 2 /(30 1) ＝0．0645。
(2)将实测系列与特大值系列共同组成一个不连序系 列，作为代表总体的一个样本，不连序系列各项可在历史 调查期N年内统一排位。
四、频率曲线线型选择
样本系列各项的经验频率确定之后，就可以在机率格 纸上确定经验频率点据的位置。点绘时，可以不同符号分 别表示实测、插补和调查的洪水点据，其为首的若干个点 据应标明其发生年份。通过点据中心，可以目估绘制出一 条光滑的曲线，称为经验频率曲线。
不连序系列的经验频率，有以下两种估算 方法：
(1) 把实测系列与特大值系列都看作是从总 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
当实测系列内含有特大洪水时，此特大洪水 亦应在实测系列中占序号。
例如，实测为30年，其中有一个特大洪水，则 一般洪水最大项应排在第二位，其经验频率
除审查资料的可靠性之外，还要审查资料的一致性和代表性。 为使洪水资料具有一致性，要在调查观测期中，洪水形成条件相 同，当使用的洪水资料受人类活动如修建水工建筑物、整治河道等的 影响有明显变化时，应进行还原计算，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的统计特性， 而洪水的总体又难获得。一般认为，资料年限较长，并能包括大、中、 小等各种洪水年份，则代表性较好。由此可见，通过古洪水研究，历 史洪水调查，考证历史文献和系列插补延长等增加洪水列的信息量方 法，是提高洪水系列代表性的基本途径。
第三章 由流量资料推求设计洪水
第一节 概 述
设计洪水是指水利水电工程规划、设计中所指定的各 种设计标准的洪水。合理分析计算设计洪水，是水利水电 工程规划设计中首先要解决的问题。
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，称为设计标准。
GB50201—94根据工程规模、效益和在国民经济中的 重要性，将水利水电枢纽工程分为五等，其等别见表l。