第六章 由流量资料推求设计洪水
§ 6.1 概述
§ 6.2 设计洪峰流量及设计洪量的计算
§ 6.3 设计洪水过程线的推求
6.1 概 述
一、设计洪水和设计标准
1、基本工程
蓄洪滞洪工程：湖泊、库、分滞洪区
挡水防潮工程：闸、坝、堤防、防洪墙
排水泄洪工程：河道、排水渠、管道、泵站
伴水工程,桥梁、码头、沿河建筑
长江三峡水利枢纽
拱 坝
2、设计标准（防洪标准）
工程设计运营期内遭受洪水
破坏的概率。用洪水发生的频率
或重现期来定义。
3、设计洪水
符合设计频率并用于
工程设计的一次洪水。
4,设计洪水的三要素
设计洪峰流量 Qm（ m3/s），为设计洪水过
程线的最大流量。
设计洪水总量 W（ m3），为设计洪水的径流
总量，从起涨点 A上涨，到达峰顶 B后流量
逐渐减小，到达 C点退水结束，流量过程线
ABC下的面积就是洪水总量 W。
设计洪水过程线，洪水从 A到 B点的时距 t1
为涨水历时，从 B到 C点的时距 t2为退水历
时，一般情况下,t2>t1。 T=t1+t2，称为 洪
水历时 。
Q(m 3/s )
t 1 t
2
A
B
C
t (h)
5,设计洪水的审查
（ 1）资料可靠性的审查与改正
（ 2）资料一致性的审查与还原
（ 3）资料代表性的审查与插补延长
二、设计洪水的计算方法
? 由流量资料推求设计洪水
? 由雨量资料推求设计洪水
? 由气象资料推求设计洪水
由流量资料推求设计洪水,先求符合一定频率的
设计洪峰流量和时段设计洪量,然后通过典型缩放
法构成一个完整的设计洪水过程线。
由暴雨资料推求设计洪水,假定暴雨与对应的
洪水同频率,先推求设计暴雨,经流域产流计算与
汇流计算,最后求得设计洪水。
由气象资料推求设计洪水,根据天气形势和风速、
露点、降水等气象资料,分析和推求可能最大暴雨,
然后经流域产流与汇流计算求出可能最大洪水
三、频率计算中的选样方法
洪水或暴雨资料选样的原则,应满足独立随机选
样的要求,并符合防洪设计标准的含义。而每年有多
个洪峰、时段洪量、时段雨量,国内外常见的有四种
选择方法。
? 年最大值法
? 一年多次法
? 年超大值法
? 超定量法
（１）年最大值选样法
每年只选一个最大的量值,如年最大洪峰流
量,年最大一天洪量,年最大三小时连续降雨量
等等。这样,若有ｎ年实测资料就可以选出ｎ
个年最大值组成一个ｎ年系列,作为频率计算
年最大值法一般适用于设计频率较小的情况,
（ 2）一年多次选样法
一年多次法是每年选出最大 Ｋ 个数值,因而 ｎ 年
资料可以选出 Ｋｎ 个值组成一个样本。
（ 3）年超大值法
从ｎ年资料中选出最大ｎ个值组成一个样
本系列。
（ 4）超定量法
这一方法首先确定最低选择数值,然后把ｎ
年资料大于这一选择数值的Ｍ个值选入,组成一
个样本。这一选样方法在我国城市排水设计中
应用较为广泛。
可靠性、一致性、代表性审查
年最大值法选样
峰、量频率计算 特大洪水处理
安全修正值
设计洪峰和设计洪量
选择典型洪水
同倍比或同频率缩放
设计洪水过程线
成果合理性检验
四、由流量资料推求设计洪水的流程
2.2 设计洪峰和设计洪量计算
1、连序样本频率计算
m = 1,2,…, n
1?
?
n
m
P m
２．特大洪水加入时频率计算
洪水特大值,对于已有的 ｎ 年实测洪
水系列。若经调查考证得到 Ｎ（Ｎ >>ｎ）
年内的最大 α 次洪水,则这 α 次洪水称特大
洪水,Ｎ 是调查考证期。 Ｎ 用作为计算特大
洪水经验频率的依据。特大洪水可以是实
测系列中的（ L个）洪水,也可以是调查的
频率计算,
特大值频率 M =1,2,…, α
独立系列 m =1,2,…, n
不连序系列 m =1,2,…, n
1?? N
MP
M
1?n
mP
m ＝
1)1( ??
???
ln
lmPPP
m ??＝
2,配线法估计统计参数
特大洪峰频率,
实测资料洪峰流量频率 （ 独立系列法 ）,
%1.1193 11 ＝＋＝?? N MP
,n,m n mP m ??? 211＝
频率配线结果,
＝ 7738m3/s ； Cv＝ 0.35； Cs＝ 1.75
3、查算设计洪峰流量
Q0.1%＝ 22823 m3/s ；
Q1%＝ 17136m3/s ；
Q5%＝ 13087 m3/s
Q
6.3 设计洪水过程线的推求
1,选择典型洪水过程线；
2,对典型洪水过程线进行缩放，
得出设计洪水过程线。
1、选择典型过程
选择典型洪水的原则,
（ 1）洪水峰高量大, 洪水特性比较接近
设计条件。
（ 2）洪水的特性具有代表性, 发生季节、
地区组成、洪峰次数、洪水历时、峰量关系、
主峰位置代表流域大洪水一般特性。
（ 3）洪量集中、洪峰偏后, 洪水过程对工
程不利。
2,同倍比缩放法
同倍比法采用按同一倍比对典型洪水过程
线的纵标值 （ 流量值 ） 进行缩放来推求设计洪
水过程线 。
缩放倍比,
或
同倍比法保证得出的设计洪峰或洪量符合
设计频率 。
md
mp
Q
Q
k ?
TD
TP
W
Wk ?
Q p ( t ) ＝ k Q D（ t）
按 3d洪量放大
按洪峰放大
按 1d洪量放大
QP
(m3/s)
3,同频率缩放法
按不同历时采用不同倍比对典型洪水过程
线的纵标值进行缩放, 得出的设计洪峰及不同
历时设计洪量均符合设计频率 。
洪峰缩放倍比,
洪量缩放倍比,
md
mp
Q
Qk ?
0
DTDT
pTpT
TT
ii
ii
ii WW
WWk
1
1
1
?
?
? ?
??
?
推求设计洪水过程线
Qp ( t ) ＝ k0 QD（ t）
Qp ( t ) ＝ QD（ t） t（ ti-1,ti）
在缩放后流量过程线时段交界面上，由
于缩放倍比的差别，流量过程线不连续，需
加以修正。修正的原则是：修正后各时段洪
量满足设计值。
1?? ii TTk
本章小结,
?⑴ 掌握洪水资料的分析处理，洪水峰、量
频率计算和设计洪水过程线推求的基本原
理。
?⑵理解设计洪水的涵义。
?⑶设计洪水中的其它问题可作一般了解。
设计洪水的成果分析为自学内容。
?⑷重点难点：历史洪水加入系列的频率计
算
§ 6.1 概述
§ 6.2 设计洪峰流量及设计洪量的计算
§ 6.3 设计洪水过程线的推求
6.1 概 述
一、设计洪水和设计标准
1、基本工程
蓄洪滞洪工程：湖泊、库、分滞洪区
挡水防潮工程：闸、坝、堤防、防洪墙
排水泄洪工程：河道、排水渠、管道、泵站
伴水工程,桥梁、码头、沿河建筑
长江三峡水利枢纽
拱 坝
2、设计标准（防洪标准）
工程设计运营期内遭受洪水
破坏的概率。用洪水发生的频率
或重现期来定义。
3、设计洪水
符合设计频率并用于
工程设计的一次洪水。
4,设计洪水的三要素
设计洪峰流量 Qm（ m3/s），为设计洪水过
程线的最大流量。
设计洪水总量 W（ m3），为设计洪水的径流
总量，从起涨点 A上涨，到达峰顶 B后流量
逐渐减小，到达 C点退水结束，流量过程线
ABC下的面积就是洪水总量 W。
设计洪水过程线，洪水从 A到 B点的时距 t1
为涨水历时，从 B到 C点的时距 t2为退水历
时，一般情况下,t2>t1。 T=t1+t2，称为 洪
水历时 。
Q(m 3/s )
t 1 t
2
A
B
C
t (h)
5,设计洪水的审查
（ 1）资料可靠性的审查与改正
（ 2）资料一致性的审查与还原
（ 3）资料代表性的审查与插补延长
二、设计洪水的计算方法
? 由流量资料推求设计洪水
? 由雨量资料推求设计洪水
? 由气象资料推求设计洪水
由流量资料推求设计洪水,先求符合一定频率的
设计洪峰流量和时段设计洪量,然后通过典型缩放
法构成一个完整的设计洪水过程线。
由暴雨资料推求设计洪水,假定暴雨与对应的
洪水同频率,先推求设计暴雨,经流域产流计算与
汇流计算,最后求得设计洪水。
由气象资料推求设计洪水,根据天气形势和风速、
露点、降水等气象资料,分析和推求可能最大暴雨,
然后经流域产流与汇流计算求出可能最大洪水
三、频率计算中的选样方法
洪水或暴雨资料选样的原则,应满足独立随机选
样的要求,并符合防洪设计标准的含义。而每年有多
个洪峰、时段洪量、时段雨量,国内外常见的有四种
选择方法。
? 年最大值法
? 一年多次法
? 年超大值法
? 超定量法
（１）年最大值选样法
每年只选一个最大的量值,如年最大洪峰流
量,年最大一天洪量,年最大三小时连续降雨量
等等。这样,若有ｎ年实测资料就可以选出ｎ
个年最大值组成一个ｎ年系列,作为频率计算
年最大值法一般适用于设计频率较小的情况,
（ 2）一年多次选样法
一年多次法是每年选出最大 Ｋ 个数值,因而 ｎ 年
资料可以选出 Ｋｎ 个值组成一个样本。
（ 3）年超大值法
从ｎ年资料中选出最大ｎ个值组成一个样
本系列。
（ 4）超定量法
这一方法首先确定最低选择数值,然后把ｎ
年资料大于这一选择数值的Ｍ个值选入,组成一
个样本。这一选样方法在我国城市排水设计中
应用较为广泛。
可靠性、一致性、代表性审查
年最大值法选样
峰、量频率计算 特大洪水处理
安全修正值
设计洪峰和设计洪量
选择典型洪水
同倍比或同频率缩放
设计洪水过程线
成果合理性检验
四、由流量资料推求设计洪水的流程
2.2 设计洪峰和设计洪量计算
1、连序样本频率计算
m = 1,2,…, n
1?
?
n
m
P m
２．特大洪水加入时频率计算
洪水特大值,对于已有的 ｎ 年实测洪
水系列。若经调查考证得到 Ｎ（Ｎ >>ｎ）
年内的最大 α 次洪水,则这 α 次洪水称特大
洪水,Ｎ 是调查考证期。 Ｎ 用作为计算特大
洪水经验频率的依据。特大洪水可以是实
测系列中的（ L个）洪水,也可以是调查的
频率计算,
特大值频率 M =1,2,…, α
独立系列 m =1,2,…, n
不连序系列 m =1,2,…, n
1?? N
MP
M
1?n
mP
m ＝
1)1( ??
???
ln
lmPPP
m ??＝
2,配线法估计统计参数
特大洪峰频率,
实测资料洪峰流量频率 （ 独立系列法 ）,
%1.1193 11 ＝＋＝?? N MP
,n,m n mP m ??? 211＝
频率配线结果,
＝ 7738m3/s ； Cv＝ 0.35； Cs＝ 1.75
3、查算设计洪峰流量
Q0.1%＝ 22823 m3/s ；
Q1%＝ 17136m3/s ；
Q5%＝ 13087 m3/s
Q
6.3 设计洪水过程线的推求
1,选择典型洪水过程线；
2,对典型洪水过程线进行缩放，
得出设计洪水过程线。
1、选择典型过程
选择典型洪水的原则,
（ 1）洪水峰高量大, 洪水特性比较接近
设计条件。
（ 2）洪水的特性具有代表性, 发生季节、
地区组成、洪峰次数、洪水历时、峰量关系、
主峰位置代表流域大洪水一般特性。
（ 3）洪量集中、洪峰偏后, 洪水过程对工
程不利。
2,同倍比缩放法
同倍比法采用按同一倍比对典型洪水过程
线的纵标值 （ 流量值 ） 进行缩放来推求设计洪
水过程线 。
缩放倍比,
或
同倍比法保证得出的设计洪峰或洪量符合
设计频率 。
md
mp
Q
Q
k ?
TD
TP
W
Wk ?
Q p ( t ) ＝ k Q D（ t）
按 3d洪量放大
按洪峰放大
按 1d洪量放大
QP
(m3/s)
3,同频率缩放法
按不同历时采用不同倍比对典型洪水过程
线的纵标值进行缩放, 得出的设计洪峰及不同
历时设计洪量均符合设计频率 。
洪峰缩放倍比,
洪量缩放倍比,
md
mp
Q
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0
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ii
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1
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推求设计洪水过程线
Qp ( t ) ＝ k0 QD（ t）
Qp ( t ) ＝ QD（ t） t（ ti-1,ti）
在缩放后流量过程线时段交界面上，由
于缩放倍比的差别，流量过程线不连续，需
加以修正。修正的原则是：修正后各时段洪
量满足设计值。
1?? ii TTk
本章小结,
?⑴ 掌握洪水资料的分析处理，洪水峰、量
频率计算和设计洪水过程线推求的基本原
理。
?⑵理解设计洪水的涵义。
?⑶设计洪水中的其它问题可作一般了解。
设计洪水的成果分析为自学内容。
?⑷重点难点：历史洪水加入系列的频率计
算
