设计洪水 水文学.ppt

第六章 由流量资料推求设计洪水 第一节 概述 一、问题的提出 在河流上兴建水库，目的在于兴利除害。为了兴利（灌溉、发电等），需要设置一定的兴利库容，调节年、月径流，使之符合人们的要求。 但水库单单有兴利库容是否就行了呢？ 为水利水库自身安全和下游防护区的安全，还必须设置一定的库容拦蓄洪水。 设计洪水——拦洪库容——设计洪水位； 校核洪水——调洪库容——校核洪水位; 水库泄洪——泄洪建筑物； 二、设计洪水的涵义和设计标准 水库防洪设计的依据。 两类水库防洪问题： 1. 水库本身安全防洪问题，是确定在某一特大Q～t情况下，为了不使洪水漫溢坝顶造成毁坝灾害，所需要的坝顶高程等工程规模数据。 如何设计调洪库容和泄洪建筑物？ ——水工建筑物的设计洪水 2. 下游地区防洪问题，一般是水库下游河道要求水库下泄流量不超过某一流量值。 如何设计防洪库容？ ——防护对象的设计洪水。 设计洪水定义：为解决各类防洪问题，所提供的作为规划设计依据的各种设计标准的洪水。 如何选择水工建筑物的设计洪水，涉及一个标准问题，即设计标准。 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。 我国：SDJ12-78《水利水电枢纽工程等级划分及设 计标准（山区、丘陵区部分）（试行）》 GB50201-94《防洪标准》 水工建筑物的防洪标准： 防护对象的防洪标准： 三、设计洪水计算的基本方法和内容 1.我国推求设计洪水的发展 （1）历史最大洪水加成法 以历史上发生过的最大洪水再加上一个安全值作为设计洪水。 缺点： ① 对未来洪水超过历史最大洪水的可能性考虑不足，降低了工程的安全程度； ② 对大小不同，重要性不同的工程采用同一个标准，显然不合理。 （2）频率计算法 以符合某一频率的洪水作为设计洪水，如百年一遇、千年一遇等。 此法将洪水作为随机事件，根据概率理论由已发生的洪水来推估未来可能发生的符合某一频率标准的洪水作为设计洪水。 此法克服了历史加成法存在的缺点，根据工程的重要性和工程规模选择不同的标准，适用面较宽，在我国水利、电力、交通设计中应用广泛。 （3）水文气象法 因频率计算缺乏成因概念，如果资料太短，用于推求稀遇洪水根据就很不足。且近年来，我国一再出现超标准的特大洪水，设计标准一再提高。水文气象法从物理成因入手，根据水文气象要素推求一个特定流域在现代气候条件下，可能发生的最大洪水作为设计洪水。 2. 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，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。 一般水库都以峰和量同时控制。 第二节 设计洪峰流量及设计洪量的推求 一、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： 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。 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。 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。 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。 当实测洪水资料缺乏代表性时，应插补延