設(shè)計洪水歷線

目前流域匯流計算常用的方法是等流時線法和單位線法，而其中又以單位線法的應(yīng)用最為廣泛。

設(shè)計洪水歷線等流時線法

地面徑流的匯集過程，包括坡面匯流與河棺匯流兩個相繼發(fā)生的過程。在分析計算地面徑流的匯集過程時，經(jīng)常把坡面匯流過程和河槽匯流過程作為一個整體，即流域匯流過程來處理。

流域上降雨以后，當(dāng)滿足了初損，凈雨開始時，離出口斷面最近坡面上的凈雨首先注人河槽并流達出口斷面，這時出口斷面的流量起漲。當(dāng)流域較遠處的凈雨也通過流域坡面與河槽流達出口斷面，近處的漫流雨水仍在繼續(xù)注人河槽時，出口斷面的流量就逐漸增大。

設(shè)計洪水歷線經(jīng)驗單位線法

單位線法匯流計算，在水文預(yù)報和水文計算中應(yīng)用得較為普遍，效果也較好，在單位線上加上經(jīng)驗二字，主要是與用數(shù)學(xué)方程表達的瞬時單位線相區(qū)別。

單位過程線（簡稱單位線）是一種特定的地面徑流過程線，反映暴雨和地面徑流的關(guān)系，它是指一個單位時段內(nèi)，均勻地降落到一特定流域上的單位凈雨深，所產(chǎn)生的出口斷面的地面徑流過程線。單位時段常選為3h、6h、12h、24h等，單位凈雨深一般采10mm。

當(dāng)采用流量資料計算設(shè)計洪水時，一般采用典型洪水歷線模擬放大的方法。典型的含義是根據(jù)流域形成洪水的條件，在模擬放大后可能發(fā)生并能保證工程安全。一般選擇峰高、量大、峰型集中、主峰偏后的洪水過程作為放大的模式;典型洪水過程線的選擇與放大的方法，與工程調(diào)節(jié)徑流的能力和泄水能力有關(guān)。如果工程調(diào)節(jié)能力較強，泄水能力較弱，則應(yīng)選擇洪水總量較大的洪水過程，放大時，必須采用以水量放大為主的方法;反之，則應(yīng)選擇以洪峰流量較大的洪水過程，放大時，采用以洪峰流量放大為主的方法。 2100433B

要進一步解決流域匯流的問題，也就是如何根據(jù)設(shè)計凈雨過程推求流域出口斷面的設(shè)計洪水流量歷線，這種推算稱為匯流計算。流域出口斷面的洪水過程，包括地面徑流和地下徑流兩部分，由設(shè)計凈雨通過流域匯流推求設(shè)計洪水歷線時，首先應(yīng)將凈雨劃分為地面、地下凈雨兩部分，然后分別進行流域匯流計算，推求出設(shè)計地面徑流過程和設(shè)計地下徑流過程，兩者同時疊加，就得到總的設(shè)計洪水歷線。

山區(qū)河流洪水流量歷線洪水漲落過程因洪水成因不同而異。暴雨型洪水歷線依流域面積大小不同其形狀各異。小河的面積小、河槽匯流快、河網(wǎng)的調(diào)蓄能力低，因此洪水多為陡漲陡落型。而大河的流域面積大，不同場次的暴雨在不同支流形成的多次洪峰先后匯集到大河時，各支流的洪水過程往往相互疊加，又由于河網(wǎng)、湖泊、水庫的調(diào)蓄，洪峰的次數(shù)減少，而歷時則加長，漲落較為平緩。

當(dāng)采用流量資料計算設(shè)計洪水時，一般采用典型洪水過程線模擬放大的方法。典型的含義是根據(jù)流域形成洪水的條件，在模擬放大后可能發(fā)生并能保證工程安全。一般選擇峰高、量大、峰型集中、主峰偏后的洪水過程作為放大的模式;典型洪水過程線的選擇與放大的方法，與工程調(diào)節(jié)徑流的能力和泄水能力有關(guān)。如果工程調(diào)節(jié)能力較強，泄水能力較弱，則應(yīng)選擇洪水總量較大的洪水過程，放大時，必須采用以水量放大為主的方法;反之，則應(yīng)選擇以洪峰流量較大的洪水過程，放大時，采用以洪峰流量放大為主的方法。

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設(shè)計洪水簡介

指當(dāng)河流設(shè)計斷面發(fā)生設(shè)計頻率的洪水時，其上游各控制斷面和區(qū)間相應(yīng)的洪峰、洪量和洪水過程線，它表示下游斷面的設(shè)計洪水和上游各個控制斷面設(shè)計洪水之間的關(guān)系。在制定流域開發(fā)方案、分析單一水庫的防洪作用和研究梯級水庫或水庫群的聯(lián)合調(diào)洪作用時，需分析設(shè)計洪水的地區(qū)組成。為了分析和比較設(shè)計洪水不同地區(qū)組成的防洪效果，常需擬定若干種地區(qū)組成方案，經(jīng)調(diào)洪演算和綜合分析，從中選取能滿足工程設(shè)計要求的，作為設(shè)計的依據(jù)。

設(shè)計洪水計算方法

設(shè)計洪水的地區(qū)組成的計算方法有：

①典型年法。即從實測資料中選出若干次在地區(qū)組成上具有一定代表性的（如洪水主要來自上游,或主要來自區(qū)間,或在全流域均勻分布）、對防洪不利的大洪水作為典型洪水，以設(shè)計斷面某一時段設(shè)計洪量為控制，按同一倍比對各斷面及區(qū)間同一時段的典型洪水進行放大，求得各斷面及區(qū)間相應(yīng)的洪量或洪水過程線。

②同頻率地區(qū)組成法。指根據(jù)防洪要求，選定某一時段一個分區(qū)的洪量與設(shè)計斷面的洪量為同頻率，其余各分區(qū)的相應(yīng)洪量和某一次洪水的地區(qū)組成作為典型，進行分配，并以同頻率洪量和分配的時段洪量作為控制，放大典型過程線作為設(shè)計洪水和各地區(qū)的相應(yīng)洪水過程線。

根據(jù)流量資料計算 依據(jù)實測或調(diào)查洪水流量資料，分析洪水的某些特征值的出現(xiàn)頻率，推求設(shè)計洪水的頻率分析方法，已被許多國家廣泛采用。中國現(xiàn)行設(shè)計洪水計算規(guī)范規(guī)定，當(dāng)設(shè)計斷面或其上下游有20年以上實測洪水資料，并有歷史洪水調(diào)查和考證資料時，可根據(jù)流量資料分析計算設(shè)計洪水。其主要步驟如下：

（1）資料的搜集整理及插補延長。流量資料的插補延長多采用與長系列站的資料建立相關(guān)的方法。此外，還要重點復(fù)核大洪水資料的可靠性。

（2）歷史洪水調(diào)查及考證。包括野外洪痕、洪水發(fā)生年代、時間的調(diào)查，以及洪峰、洪量的推算；進行歷史文獻記載的考證，借以確定歷史洪水的排位順序，估計其重現(xiàn)期。

（3）系列代表性分析。一般通過與鄰近地區(qū)長系列站資料的對比分析，以及根據(jù)實測及調(diào)查考證的歷史洪水資料，分析洪水豐枯年變化情況、大洪水出現(xiàn)的周期、不同年段大洪水出現(xiàn)的頻次以及分段計算的統(tǒng)計參數(shù)的變化情況等，以判別系列代表性的好壞。

（4）進行洪水頻率計算。

（5）成果的合理性檢查。常用的檢查方法：①本站洪峰流量及不同時段洪量的頻率分析成果相互比較；②與上下游及鄰近地區(qū)河流的頻率分析成果相比較，以分析判斷統(tǒng)計參數(shù)和設(shè)計值是否符合地區(qū)變化規(guī)律；③與通過暴雨推求的設(shè)計成果和比較。

（6）根據(jù)設(shè)計要求，推求設(shè)計洪水過程線、分期設(shè)計洪水或施工設(shè)計洪水、擬定設(shè)計洪水的地區(qū)組成等。

根據(jù)雨量資料計算 暴雨是形成洪水的主要因素，許多流域暴雨觀測年限大于流量觀測年限。中國現(xiàn)行設(shè)計洪水計算規(guī)范規(guī)定，當(dāng)設(shè)計斷面所在流域及鄰近地區(qū)的雨量站有20年以上實測暴雨資料，并且有實測或調(diào)查大暴雨和多次可供產(chǎn)流匯流分析用的暴雨洪水對應(yīng)觀測資料時，可根據(jù)暴雨資料，采用頻率分析方法，計算流域設(shè)計暴雨，通過流域產(chǎn)流匯流計算（參見暴雨徑流關(guān)系、單位線），推求相應(yīng)頻率的設(shè)計洪水。

此外，對于短缺暴雨洪水資料的小流域，可采用推理公式（參見小流域設(shè)計洪水）、經(jīng)驗公式或單位線等推求設(shè)計洪水。

經(jīng)驗表明，在有條件的情況下，采用幾種方法推算設(shè)計洪水，并根據(jù)資料的長短與可靠程度，有側(cè)重地對計算成果綜合分析，合理確定具體工程的設(shè)計洪水?dāng)?shù)據(jù)，是提高成果精度的有效方法。

以實際年洪水作為設(shè)計洪水 世界各地大江大河較多地采用某一實際發(fā)生過的大洪水作為設(shè)計洪水。如1954年長江洪水是近百年長江中下游出現(xiàn)的一次最嚴重的全流域型大洪水。在《長江流域綜合規(guī)劃簡要報告》（1990年修訂）中，長江中下游平原區(qū)以1954年實際洪水作為主要防御對象?？紤]上游水庫建設(shè)情況、中下游防洪情況和中下游防洪狀況，確定以1954年洪水實際最高洪水位為基礎(chǔ)，適當(dāng)提高堤防設(shè)計水位。