分期设计洪水频率与防洪标准关系研究-水科学进展.PDF

第 19 卷 第 1 期 水 科 学 进 展 Vol19 ,No1 2008 年 1 月 　　 ADVANCES IN WATER SCIENCE 　 J an . , 2008 　 分期设计洪水频率与防洪标准关系研究 1 ,2 1 1 1 1 肖　义 , 郭生练 , 刘 　攀 , 熊立华 , 方 　彬 ( 1 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室 , 湖北 武汉 　430072 ; 2 湖南省水利厅 , 湖南 长沙 　410007) 摘要 : 现行分期设计洪水模式估算的分期设计洪水值均小于或等于年最大设计值 , 达不到规定的防洪标准 。采用 GumbelHougaard Copula 函数描述两个分期的分期最大洪水之间的相关性结构 , 并构造边缘分布为 P Ⅲ分布的分期最 大洪水联合分布 , 建立分期最大洪水与年最大洪水的关系式 , 讨论分期设计洪水频率与防洪标准应满足的关系 , 探 讨能够满足防洪标准的新的分期设计洪水模式 。应用示例表明 , 新模式主汛期设计值相对年最大设计值小幅度增 加 , 而非主汛期设计值则小于年最大设计值 , 既满足不降低防洪标准的要求又能够起到优化设计洪水的作用 , 为分 期设计洪水研究提供了一条新的思路 。 关 　键 　词 : 分期设计洪水 ; 防洪标准 ; 联合分布 ; Copula 函数 ( ) 中图分类号 : TV122 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 2008 分期设计洪水是确定分期汛限水位的重要依据 , 利用分期汛限水位调控洪水资源已成为洪水资源化利用的 重要技术手段[ 1] 。现行的分期设计洪水模式是在分析流域洪水季节性规律的基础上 , 按照设计和管理要求 , 把 整个年内划分为若干个分期 , 然后在分期的时段内进行分期最大值选样 , 对分期最大洪水采用单变量的 P Ⅲ 型分布进行描述 , 通过频率计算求得各设计频率的分期设计洪水 , 其中 , 分期设计洪水的频率通常假定为设计 标准对应的重现期的倒数[2 ,3 ] 。 [4 ] 国家防洪标准 规定的水库防洪标准以年为重现期单位 , 反映的是年最大设计值被超过的概率 。现行的分 期设计洪水模式假定分期设计洪水频率均等于防洪标准的倒数 , 其分期设计洪水值均小于等于年最大设计洪水 值 , 不能保证分期设计洪水能够真正达到规定的防洪标准 。分期设计洪水都较年最大值设计洪水小 , 会导致包 括主汛期在内的各分期的分期汛限水位较原设计汛限水位抬高 , 必定降低水库的防洪标准 。为避免这种现象的 发生 , 很多规范与设计手册中都将主汛期设计洪水值强制等于年最大设计洪水值[2 ,3 ]