水文学设计洪水计算

5
灌溉 面积 (104 亩)
150 150 ~ 50 50 ~ 5 5 ~ 0.5
0.5
GB50201-94《防洪标准》，1995年1月1日起实施
水电站装 机容量 (104KW)
120 120 ~ 30 30 ~ 5
5~1 1
其次根据工程的等级、作用和重要性确定建筑物 的级别（1～5）：
工程等别
重大城镇 重大工业区 >500 重要城市 重要工业区 100~500
1~0.33 2~1
100~300 50~100
中等城市 中等工业区 2~100
5~2
20~50
一般城市 一般工业区 5~10
10~5
10~20
第二类防洪标准:
按水利水电工程的等级确定设计洪水：
首先根据工程规模、效益和在国民经济中的重要性， 确定水利水电枢纽工程等级（如下表所示）：
设计洪水有二个待解决的问题：
1) 按什么标准（设计标准）来选择设计洪水； 2) 确定标准后，如何确定设计洪水的三要素。
对于第一个问题： 设计标准：
一般按工程规模、工程重要性及社会经济 等综合因素，来确定不同的频率洪水作为设计 标准。
1） 防洪设计标准
防洪设计标准：
▲ 第一类：为保障防护对象免除一定洪水 灾害的防洪标准；
2）推求设计洪水的途径：
有以下四种方法： 由流量资料推求设计洪水; 由暴雨资料推求设计洪水; 由水文气象资料推求设计洪水; 利用暴雨等值线图和一些简化公式 估算设计洪水
10. 3. 1 由流量资料推求设计洪水
当设计流域具有一定数量(n30)的实测洪水 资料时，可采用该法推求设计洪水，其推求的思 路和步骤大体与推求设计年径流类似：
洪水资料的审查，以保证资料的可靠性、 一致性和代表性；
❖ 选样，从每年洪水中选取符合要求的洪峰 流量和洪量，组成各自的统计系列；
频率计算，求出设计洪峰和设计洪量（与 设计径流的不同之处是要对特大值洪水进行相应 的处理）
求设计洪水过程线
1. 计算步骤：
1）洪水样本的选择
河流一年内要发生多次洪水，每次都不同， 因此如何从历年的洪水系列资料中选取表征洪水 特征值的样本，是设计洪水的一个首要问题。对 水利水电工程而言，一般采用“年最大值法”， 即每年只选一最大的特征值作为样本点。
一 二 三 四 五
永久性建筑物级别
临时性建筑
主要建筑物 次要建筑物 物级别
1
3
4
2
3
4
3
4
5
4
5
5
5
5
主要建筑物：
系指失事后将造成下游灾害，严重影响工程 效益的建筑物。如大坝、溢洪道、输水管道、电 站厂房等。
次要建筑物：
非挡水和泄水建筑物，如引水式和坝后式水 电站厂房，一旦破坏不至于影响水利工程的安全。
水利水电枢纽工程的分级指标：
工 工程
程 规模 等 级
水库
总库容 (108m3)
一 大(1)型
> 10
二 大(2)型 10 ~ 1
三 中 型 1 ~ 0.1
四 五
小(1)型 小(2)型
0.1 ~ 0.01 0.01~0.001
分等 防洪 保护城镇及工矿区 的重要性
特别重要 重要 中等 一般
指标
保护农田 (104 亩) 500 500 ~ 100 100 ~ 30 30 ~ 5
▲ 第二类：为确保水库大坝等水工建筑物 自身安全的防洪标准。
1994 年 水 利 部 会 同 其 它 部 门 共 同 制 定 GB50201-94《防洪标准》中作了有关的规定。
1
2
第一类防洪标准:
保护防洪对象的防洪标准表
保护农田 保护城镇 保护工业区 面积
（104万亩）
防洪标准
洪水频率 重现期 （％） （年）
Q(m3/s)
Qm
B
W A E
t1
t2
T
洪水过程示意图
Qm：洪峰流量(m3/s)， 一次洪水过程中的最大 流量；
W ：一次洪水的总径 流量(m3)，即ABCDE所 包围的面积；
C A：洪水起涨点； D B：洪峰点； t C：退水结束点；
t1：涨水历时； t2：退水历时； T：洪水总历时
(T= t1+ t2)
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。
临时性建筑物：
水利工程施工期使用的建筑物如导流建筑物 等。
水利水电工程建筑物洪水标准又分为： 正常运用和非常运用两种：
表10-4 永久性挡水和泄水建筑物正常运用的洪水标准:
建筑物级别
1
2
3
4
5
洪水重现期 1000－500 500－100 100－50 50－30 30－20
表10-5 永久性挡水和泄水建筑物非常运用的洪水标准:
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
不同坝型的 枢纽工程
建筑物级别
1
2
3
4
5
防洪标准[ 重现期（年）]
土坝 堆石坝
可能最大洪水 或10000－5000
5000－ 2000－ 1000－
2000
1000
300
300－ 200
混凝土坝 浆砌石坝
5000－2000
2000－ 1000
1000－ 500
500－ 200
200－ 100
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正常运用的洪水标准(设计标准)：
遇到正常运用洪水时，泄洪设施应保证安 全和正常运行，即遇到不超过这种设计标准的 洪水时，水利工程的一切工作能维持正常状态。
按正常运用洪水标准计算的洪水称为设计 洪水，用它确定水利水电工程的设计洪水位， 设计泄流量等。
非常运用的洪水标准(校核标准) ：
出现超过这种标准的洪水，水利工程的某 些正常工作可以暂时破坏，如允许消能设施和 一些次要建筑物部分损坏，但必须确保主要水 利工程建筑物安全或不允许发生河流改道等重 大灾害性后果，则这种情况为“非常运用条 件”。