河道治理工程设计洪水计算方法探讨
和静县防洪工程洪水计算方法探析
2021年3月第43卷第2期地下水Ground waterMar. ,2021Vol.43 NO.2D O I：10. 19807/ki.D X S.2021 -02 -058和静县防洪工程洪水计算方法探析马越(新疆巴音郭愣水文勘测局，新疆库尔勒84丨000)[摘要]为了确保和静县巩乃斯河防洪工程顺利进行，文章分析了巩乃斯河流域概况及洪水特征，以下游不 远处某水文站为参证站，采用曲线适线法、水文比拟法、洪峰模数法分别对参证站洪水、堤防工程处设计洪水和施工分期9 - 3月洪水进行了探求，提出堤防工程处10年一遇洪水为129 m3/S,分期9 - 3月洪水均值为33.7 m3/s,为无 水文资料区设计洪水计算提供了借鉴[关键词]水文；洪水；水文比拟法；堤防；巩乃斯河[中图分类号]P333.2 [文献标识码]B[文章编号]1004 -1184(2021)02 -0173 -02发源于天山东部依连哈比尔尕山的巩乃斯河，是新疆第 一大河——伊犁河上的第三大支流，河流全长为274. 5 k m,流域集水面积为4 123 k m2。
巩乃斯河上游为峡谷段，河床狭 窄、陡峻、水流湍急；下游河滩宽阔，水流平稳集中。
春夏季 水量丰沛，秋冬季为枯水期。
巩乃斯河上游的和静县巩乃斯镇，共有农牧民8 230人，当地河道没有堤防，经常遭受洪水 灾害。
为了防洪保安需要，规划此处新建堤防4. 225 k m,为 此，需对工程处洪水进行探讨。
1概况巩乃斯河流域东、南、北三面环山，地势东高西低，东窄 西宽，由东向西倾斜敞开呈喇叭状。
境内山脉呈东西走向，绵延起伏，巩乃斯河及其支流恰甫河自东向西横贯其中，构 成三山夹两川的独特地形。
巩乃斯河属寒温带大陆高原气候，降水主要集中在春夏两季，多年平均降水量827.3 m m,年最大、最小降水量分别为1139.7 m m和653 m m,分别发 生在1970年和1974年。
年蒸发量为1 025.7 m m。
河坝设计规范中的洪水容量计算方法探析
河坝设计规范中的洪水容量计算方法探析河坝设计中的洪水容量计算是确定河坝设计洪水位的重要一环。
它主要基于对洪水频率、流量和历史资料的分析，以确保河坝能够安全地承受洪水冲击，保证河道和周边地区的安全。
本文将探析河坝设计规范中常用的洪水容量计算方法，以及其在设计中的应用。
一、设计洪水设计洪水是指河坝设计中所采用的洪水流量，通常是根据历史洪水资料进行统计分析得出的。
在计算洪水容量时，需要考虑洪水的频率、流量和洪水过程。
常用的设计洪水包括一定概率的洪水，如百年一遇洪水或千年一遇洪水等。
1. 洪水频率分析洪水频率分析是根据历史洪水资料对洪水的发生频率进行统计分析。
常用的方法包括经验公式法、统计分析法和概率分析法等。
这些方法基于不同的假设和原理，通过将洪水资料进行统计处理，确定不同概率水位对应的设计洪水流量。
2. 洪水流量计算洪水流量计算是确定设计洪水流量的重要一环。
常用的方法包括常规法、统计法和水文模型法等。
常规法主要基于斯托姆风暴方程，通过对设计雨量和流域特征参数进行计算，得出设计洪水流量。
统计法则通过对观测资料和历史洪水资料的统计分析，得到设计洪水流量的概率分布。
水文模型法则基于水文模型，通过模拟雨量-径流过程，得到设计洪水流量。
二、洪水容量计算方法洪水容量计算是根据设计洪水流量和洪水过程，确定河坝所需具备的抵抗洪水能力。
常用的洪水容量计算方法包括洪水位-流量曲线法、水槽试验法和数值模拟法等。
1. 洪水位-流量曲线法洪水位-流量曲线法是根据洪水位和设计洪水流量之间的关系，绘制一条曲线描述抵抗洪水过程。
该曲线反映了河坝的洪水容量，提供了关于洪水超越河坝的高度和持续时间的信息。
通过该曲线可确定河坝在不同洪水频率下的容量。
2. 水槽试验法水槽试验法是通过在实验水槽中模拟洪水过程，测量不同洪水流量条件下的水位，从而得出河坝的洪水容量。
这种方法具有实验数据直观、可视化的优点，能够更好地理解洪水过程和河坝的抵抗洪水能力。
河道系统治理设计洪水计算分析
河道系统治理设计洪水计算分析摘要：在河道治理防洪设计过程中，设计洪水计算是必不可少的，其结果为河道断面尺寸拟定、建筑物布置、岸坡防护等各项参数的确定提供依据，洪水分析成果的合理性对整个项目影响甚大。
不同于水库设计洪水计的计算，河道系统治理需要对一条河从河源至入河口的整条河道进行分析。
由于河道水面线的推求一般采用河道分段恒定非均匀流方法，河道的设计流量相应地根据沿流程支流汇入的情况分段给出，汇总各段河道的设计流量得到整条河的设计流量。
本次以清水河设计洪水分析计算为例，分析计算河道设计流量和水面线的计算步骤、方法及成果。
关键词：河道;系统治理;设计洪水;水面线引言清水河流域无长系列的流量及降雨资料，因此无法直接推求河道设计洪水，本次分析流域特点及情况，采用经地方刊布的洪水计算办法进行间接计算。
1、流域划分及流域参数根据清水河流域及支流情况，将清水河分为水库、余家河渡槽、枣木河口及清水河口四个节点，并根据流域1:10000地形图及实测流域1:1000地形图分析计算各节点流域参数。
经分析水库坝址以上流域面积 5.4km2；水库至余家河渡槽区间流域面积37.4km2；水库至枣木河口流域面积73.0km2；支流枣木河流域面积67.2km2；清水河口以上流域面积145.6km2。
2、设计洪水分析根据《安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法》以及流域参数查图及表格确定流域1h及24h时段点雨量均值及Cv、Cs，以及模比系数Kp及点面折减系数等，由此推求流域设计面暴雨量。
本次工程流域属于江淮地区浅山～丘陵区，利用该办法计算面净雨量时，应扣除相应损失量。
成果见表1。
表1清水河洪水计算主要参数成果表分析河道流域内水工建筑物情况，河道上游建有一座小1型水库，故河道洪水主要由两部分组成，分别为：①水库下泄洪水；②河道自身区间汇水，包括干流汇水及其支流枣木河汇水。
因此需对水库调洪后的下泄流量及河道自身区间流量分别进行分析计算，之后对成果进行叠加方得最终洪水流量。
山东省中小河流治理工程初步设计设计洪水计算分析
化 ，采 用原 产流 关 系计算 的设 计洪 水成果 明 显偏 大 。本文根据 相 关规 范、标 准对 设计 洪 水计算 方 法进行 了分析 。 关 键词 设 计洪 水 ；暴 雨资料 ；流 量
重要 因素 ，客观 、科 学、合理 地确 定 设计 洪 水成果 尤 为重要 。 由于我省 众 多的 中小河流 缺乏 实测 洪水流量 系列 资料 ，其 设计 洪水 多 采用 由暴 雨资料 间接 推 求 的办 法， 因该办 法 中的 降雨产 流 关 系是 上世 纪七十 年代初期 根 据 当时的 情况拟 定 的，经过 近４ ０ 年 的水利 及
系。
４ 施工 期设计 洪水 计算
（ １ ）施工 导流 期的确 定 施 工 导 流期 应 选 择 在 非 汛 期 ，根 据 需 要 导 流 施 工 的工 程 量 的 大 小 和 施 工 设计 安 排 ，合理确 定导流 期 的时 间。 （ ２ ）施 工期设 计洪水 标准 施 工导 流期 设 计洪 水标 准 一般 为 ５ 年 一 遇。 （ ３ ）施 工导流 期设 计洪水 计算 方法 。 施 工 导 流 期 设计 洪 水 计 算 一 般 采 用 实 测 流量法 直接 计算或 由暴 雨资料 间接 计算 。 直接 流量 法计算 内容 同设计 洪水 计算 部分 ； 由暴雨资料推求设计洪水计算方法中设计暴 雨 计算 、点面 关系 、设计 暴雨 的 日程 、时 程 分 配 、产 流及 汇流 计算都 与设 计洪水 计算 部 分 相同 ，但无 论采 用哪种 方法计 算 ，都应 明 确 和注意 以下 几个 问题 ： ① 应 明 确 采 用 的 水 文 站 或 雨 量 站 名 称 、系 列起讫 年份 ，并附 流量 或雨量 系列 。 ②无论采用何种办法计算 ，都应该在 施 工 期 内 选 样 ，跨 期 选 样 不 宜 超 过 ５ ～ｌ ０ 天 ，跨 期选样 计算 的施 工期设 计洪 水不 宜跨 期 使用 。 ③ 由数 理 统 计 法 计 算 ，应 明确 适 线 原 则 ，给 出统 计参数 ，附 频率 曲线 图及设 计成 果。 ④ 由 暴 雨 资 料 间 接 计 算 设 计 洪 水 时 ，净 雨 计 算 中应 注 意 设 计Ｐ ａ 采 用值 应 取 ２ ０ ｍｍ ～２ ５ ｍｍ Ｉ或 根 据 实 测 雨 量 资 料 计 算 ，但计算时间不宜小于１ ５ 天，应明确前期 影响 系数Ｋ及最 大初 损Ｉ ｍａ ｘ 值。 ⑤ 如 治 理 河 段 上 游 有 大 、 中 型 水 库 时 ，计 算过 程 中应 扣 除 其 流 域 面 积 ，如 在 大 、 中型水 库 与设 计河 段 区 间有 小 （ １ ） 型 水库 时也应 扣除 其流域 面积 。
河道治理水文计算的分析与应用
河道治理水文计算的分析与应用摘要：本文结合工程实例，介绍了河道的设计洪水计算方法—洪痕法。
这种方法对相关的勘测设计中的流量计算具有参考意义。
关键词：洪痕法；河道治理；设计洪水一、前言生态文明建设是我国社会主义现代化建设的重要内容之一。
河道治理作为人与自然相互影响的重要环节，将其与生态文明建设有机地结合起来，充分体现人与自然和谐共生、持续繁荣的生态治理理念是现代河道治理的主要目标。
河流生态治理是指以现代水利工程学、环境科学、生态学以及美学等多学科为指导，在保证河道防洪安全的基础上，以维护河流生态系统平衡为出发点和落脚点，结合河流原生态状况，因地制宜、因河施治、因势利导地构筑具有自然河岸水土循环的生态河流，营造人与自然和谐相处的水域空间。
保障防洪安全。
防洪治水是中小河流治理的首要任务。
中小河流治理要合理确定防洪标准，明确治理范围和建设内容，科学拟定治理措施，切实提高中小河流治理河段的防洪减灾能力，保障区域防洪安全、经济安全和粮食安全。
根据国务院《关于切实加强中小河流治理和山洪地质灾害防治的若干意见》、水利部财政部《中小河流治理工程初步设计指导意见》，结合云南省中小河流治理实施现状，为指导全省中小河流生态治理设计工作，顺应自然，科学规划工程布局，合理确定治理方案，实现“安全、生态、自然、和谐”的治理目标，拟定指导意见。
指导意见中指出，在计算河道设计洪水时，应参照《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006），结合具体资料情况，选择相应的方法分析计算河道的设计洪水。
二、洪痕法当不具备（天然流域河道洪水计算）其它几种方法的分析条件时，应调查治理河段或附近河段常遇洪水洪痕或近年较大洪水洪痕并估算相应的洪峰流量；采用洪水调查成果综合分析法估算各防洪控制断面设计洪水。
三、实例分析（五洛河河道治理工程）（一）概况1、自然地理五洛河是南盘江左岸的一级支流，自西北向东南流，河流发源于师宗县五龙乡西北山鹿，由茨园子板江、江龙、小河沟、牛尾、腊门五条河汇集，故名五洛河。
河道治理防洪工程设计洪水计算分析
第14卷02期2016年6月南水北调与水利科技South-ter North W a te r T ransfers and Water Science &T echnologyVol.14 No.02Jun.2016河道治理防洪工程设计洪水计算分析鲍海霞(赤峰市水利规划设计研究院，内蒙古赤峰024000)摘要：针对内蒙古某河道地质岩溶十分发育、两岸土坡垮塌淤积河道影响行洪等问题，为准确掌握防洪加固工程设计断面水位流量关系，便于采取合理防洪加堤加固措施提高河道的防洪标准，确保河道行洪安全。
在规划设计阶段，根据防洪治理河道的暴雨洪水特性，结合参证站57年逐月降雨资料和历史洪水数据，对治理河段河道洪水进行水文比拟推算。
分析结果表明：设计洪水计算值与历史洪水记录值相一致，计算成果比较合理。
关键词：参证站;水文比拟法;设计洪水；防洪治理中图分类号：T V122 文献标识码:A文章编号：1672 1683(2016) 002 0026 03The calculation and analysis of design flood for river flood control projectBAO Ha-xia(C hif e ng H y draulic Investigation Design Institure of Inner Mongolia,Chif eng 024000, China)Abstract：Aiming at the complex conditions of hydrogeological condition with various complete development karst forms,big impact for the river flood carrying capacity with two sides slope collapse a^id siltation at certain river section in Inner Mongolia,in order to accurately grasp the d(r sign sectional s stage discharge relation in the reinforcing flood control project and adopt the reasonable strengthening levees measures for improving the river flood control sta^idard a^id ensuring the river flood carrying capacity,combing benchmark station s 57 years monthly rainfall and historical flood data,the hydrological analogy calculation for flood data in the governance reach has been done.The analysis results show that the calculated design flood data is accord with the historical flood record,and the calculation results are rational,which can provide the detailed reference data for optimum design.Key words: benchmark station;hydrological analogy method;design flood;flood control内蒙古某河流防洪工程，包括I河段和I I河段治理两部 分。
商洛市山区中小河流治理设计洪水计算方法探讨
商洛市山区中小河流治理设计洪水计算方法探讨作者：曹菀寇龙来源：《城市建设理论研究》2013年第28期摘要：设计洪水的分析与计算对于工程设计有着十分重要的影响，是工程建设的基本依据，文中结合实际工作，探讨了商洛市中小河流设计洪水的计算方法。
提出采用综合论证的途径,以适线法为主,辅以地区综合规律、推理公式法等方法,相互印证,从而提高计算成果精度,满足使用要求。
并用武关支流铁河流域推求P=5%设计洪水为例,作详细说明。
关键词：中小河流；防洪工程；洪水计算.中图分类号：TV87 文献标识码：A1 基本情况商洛市地处陕西省东南部，与豫、鄂两省接壤。
自然环境山水交融，岭谷相间排列，地势西北高，东南低，由西北向东南伸展，呈掌状分布。
商洛境内沟壑纵横，河流密布，共有大小河流及其支流72500多条。
河网密度平均每平方公里为1.3公里。
境内河道多为流程短、流速急的山区河道，干支流易遭遇洪水，形成峰高量大、暴涨、急落的洪水过程。
因此，商洛市历史上是一个“大雨大灾，小雨小灾，无雨旱灾”的多灾地区。
目前商洛市中小河流治理普遍滞后，主要存在防洪基础设施薄弱、河道淤积萎缩严重，治理投入不足等突出问题，部分中小河流仍处于自然状态，每遇暴雨，河流沿岸都会造成洪涝灾害，国家及民众的损失惨重，频繁的洪灾是制约地区国民经济可持续发展的重要障碍，修建防洪工程已成为迫在眉睫的大事。
2 设计洪水计算方法2.1水文比拟法（1）水文站实测资料设计洪峰流量推求此方法适用于治理河流设有水文站，且有多年观测记录资料的河流或河段。
以武关河支流铁河重点段设计洪水计算为例：依据武关水文站1959～2010年52年实测洪峰流量资料，以及《水文手册》1919年洪水调查成果，将1987年、2007年、2010年实测值与1919年调查值作为特大值处理。
按不连续系列进行频率计算；特大洪水的经验频率采用《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）公式3.1.3-1计算，连续洪水的经验频率采用公式3.1.3-2计算。
河道改建设计洪水计算
河道改建设计洪水计算河道改建设计洪水计算是指在河道改建设计过程中，根据不同的洪水情景对河道进行洪水计算，以确定适当的改建措施和设计标准。
该计算是很重要的一项工作，可以预测河道在洪水期间的水位变化和流量，从而为改建设计提供有力的依据。
在进行河道改建设计洪水计算时，需要考虑以下几个方面：1.洪水情景选择：根据河道所处的地域特点和历史洪水资料，选择不同的洪水情景，如5年一遇、10年一遇、50年一遇、100年一遇等。
这些情景代表了不同洪水频率的洪水事件，可以评估不同设计标准下的河道能否满足洪水的承载能力。
2.水文数据收集：收集河道流域的水文数据，包括降雨数据、河道入流量数据和河道水位流量关系数据等。
这些数据是进行洪水计算的基础，可以通过气象局、水利部门、历史记录等途径获取。
3.模型选择：根据具体情况选择适当的洪水模型进行计算。
流域尺度上常用的模型有定量降雨极值法、单位线法和概率频率分析法等，河道尺度上常用的模型有水动力模型和水文模型等。
根据具体任务和可用数据的情况，选择合适的模型进行洪水计算。
4.洪水计算：根据收集到的数据和选择的模型，进行洪水计算。
根据洪水情景和水文数据，计算不同设计标准下的河道水位和流量。
根据计算结果，评估河道目前的洪水防御能力，确定是否需要进行改建，并确定改建的设计标准和措施。
5.改建设计：根据洪水计算结果，进行河道的改建设计。
根据河道水位和流量的变化情况，设计合适的河道剖面和河床布置，以提高河道的洪水容量和稳定性。
根据洪水情景选择的设计标准，确定河道的尺寸和几何形态。
最后，需要指出的是，河道改建设计洪水计算并不仅仅是进行水位和流量的数值计算，更重要的是对计算结果进行合理的分析和评估。
只有通过对计算结果的深入分析，才能确保河道改建设计能够满足洪水的要求，并提供科学的依据。
因此，在进行河道改建设计洪水计算时，需要充分考虑各个因素，并采用适当的方法和工具，以确保计算结果的准确性和可靠性。
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河道治理工程设计洪水计算方法探讨
摘要：文章采用水文比拟法、推理公式法、淮上法三种不同的方法对内乡县黄水河的设计洪水进行计算，通过合理性比较分析，确定采用水文比拟法的计算成果，为河道治理下一步的设计工作提供了扎实的水文基础。
关键词：黄水河；设计洪水；水文比拟法；推理公式法；淮上法1基本资料
黄水河属长江流域唐白河水系，系湍河右岸支流，发源于西峡县田关西北鸡笼山北侧五斗凹，盘山绕岭而下，自西北向东南流经西峡、内乡县，于内乡县徐坡村汇入湍河。
主河道全长43km，流域面积219km2，河道平均比降1/350，河床一般宽50～100m。
带状河流，河道弯曲，局部切割严重。
黄水河在内乡境内全长19.50km，流经赵店、湍东、大桥三个乡镇。
黄水河流域内多年平均降雨量为780mm，降雨年内分配极不均匀，降雨主要集中在6-9月，约占全年降雨量的61.80%。
流域洪水变化主要受暴雨特性及地形等因素影响，洪水涨落陡峭，一场洪水历时单峰约2d，连续洪峰一般约为4d。
一场局部暴雨形成的洪水，是峰形尖瘦的孤峰，若全流域普降暴雨，将形成峰高、量大、持续时间长的复式洪峰，往往给下游带来严重的洪涝灾害。
根据有关历史文献记载，黄水河在建国前发生较大洪水的年份有1632、1919年，建国后生较大洪水十余次，其中1964、1979、1996、2010年的4次洪水灾害较为严重。
根据《防洪标准》《堤防工程设计规范》，结合黄水河段防洪保护对象（人口11万人，耕地1.60万hm2，内乡
县城及2个乡镇及重要通讯设施）的重要性及发展趋势，确定防洪标准为20a一遇，临时工程洪水标准为非汛期洪水5a一遇。
2设计洪水计算
根据《水利水电工程设计洪水计算规范》，确定设计洪水推求方法。
因黄水河入河口上游2.70km处湍河干流设有内乡县水文站，可利用实测流量成果采用水文比拟法计算设计洪水；根据《河南省中小流域暴雨洪水图集》的规定，流域面积200km2以下时，可采用推理供水法计算设计洪水，流域面积在200~5000km2时可采用淮上法计算设计洪水。
因黄水河入湍河口以上流域面积219km2，略>200km2，可采用推理公式法、淮上法来计算验证设计洪水，三种不同方法的计算成果如下。
2.1利用水文站资料计算设计洪水
黄水河流域内无水文站，在黄水河入河口上游2.70km处湍河干流设有内乡县水文站。
现收集到内乡站1979-2011年实测洪水资料，资料系列长度33a，满足规范要求的系列长度30a的要求。
根据河南省水利厅水文水资源总站1987年7月出版的《河南省洪水调查资料》整编成果，湍河1919年发生特大洪水，分析内乡站洪峰流量为8540m3/s。
根据《南水北调中线一期工程陶岔至沙河南渠段总干渠河渠交叉建筑物防洪评价报告》（河南省水利勘测设计院，2005）中分析，其重现期相当于200a一遇。
将加入1919年特大洪水的系列进行按不连续系列进行频率分析。
根据经验频率计算成果绘制经验频率曲线，然后采用目估适线法选定拟合较好的理论频率曲线（皮尔逊Ⅲ型），
根据频率分析计算（详见表1），湍河内乡水文站20a一遇设计流量为3263m3/s。
根据河南灵捷水利勘测设计研究有限公司2012年编制的《河南省内乡县湍河北园至徐坡村段段河道治理工程初步设计报告》，内乡水文站20a一遇设计流量为3030m3/s。
由洪峰模数比较表可以看出：黄水河20a一遇洪峰模数为2.17m3/s/km2；湍河河道治理中20a一遇洪峰模数为2.01m3/s/km2。
洪峰模数相对误差为7.69%。
两者计算方法相同，河道设计中采用的是1979-2006年共28a内乡水文站实测洪水资料系列，黄水河设计中对以上洪水资料系列进行延长，采用的是1979-2011年共33a内乡水文站实测洪水资料系列，并考虑了1919年特大洪水。
从计算结果可以看出，资料系列延长后，洪峰模数约增大了7.69%，变化不大。
因此，工程设计洪水计算成果是合理的。
考虑到河道治理计算成果已经河南省水利厅审批通过并应用于湍河治理中，为保持水文成果一致性，采用河道治理的洪水成果：即湍河内乡水文站20a一遇设计流量为3030m3/s。
根据内乡水文站的洪水计算结果，以内乡水文站为参证站采用水文比拟法推求得设计断面洪峰流量，即黄水河入湍河口处20a一遇设计流量为1155m3/s。
2.2利用推理公式法计算设计洪水
黄水河入湍河口以上流域面积219km2，略>200km2，故可以用推理公式法来计算验证设计洪水。
主要根据《河南省中小流域设计暴雨洪水集》（1984年10月）及配套的推理公式法进行计算，暴雨参数查2005年河南省水文水资源局《河南省暴雨参数图集》。
3设计洪水成果比较
水文比拟法、推理公式法、淮上法三种算法的计算结果见表2。
由计算成果可以看出，推理公式法与水文比拟法的计算成果的相对误差为1.39%，淮上法与水文比拟法计算成果的相对误差为20.35%。
4结论
结合以上三种计算方法得到的设计洪水结果分析，并根据水规总院中小河流治理工程初步设计指导意见，“参照《水利水电工程设计洪水计算规范》，结合具体资料情况，选择合适的设计洪水计算方法。
当工程地址及上、下游附近有较长实测洪水流量资料时，可优先采用频率分析计算方法，直接推求设计洪水”，设计洪水采用水文比拟法计算成果，即黄水河入湍河口20a一遇洪水洪峰流量1155m3/s。
同时也验证了如设计河段处无实测洪水资料或者不适宜移用水文站洪水资料时候，对于流域面积略>200km2的山丘区河道，也可用推理公式法计算设计洪水。
作者:吴沛郭晓丽张国辉贾鹏生单位:南阳市水利建筑勘测设计院河南灵捷水利勘测设计研究有限公司。