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1、第六章由流量资料推求设计洪水第一节概述第二节设计洪峰流量及设计洪量的推求第三节设计洪水过程线的推求第四节分期设计洪水第五节入库设计洪水第六节设计洪水的地区组成思考题及习题第一节概述一、设计洪水的定义由于流域内降雨或溶雪，大量径流汇入河道，导致流量激增，水位上涨，这种水文现象，称为洪水。在进行水利水电工程设计时，为了建筑物本身的安全和防护区的安全，必须按照某种标准的洪水进行设计，这种作为水工建筑物设计依据的洪水称为设计洪水。二、水工建筑物的等级和防洪标准国家根据工程效益、政治及经济各方面的综合考虑，颁布了按工程规模分类的工程等别和按建筑物
2、划分的防洪标准，这就是国家《防洪标准》（GB50201-94）和水利部2000年颁发的编号为SL252-2000的《水利水电工程等级划分及洪水标准》。分别见表6.1.1至表6.1.4。第一节概述表6.1.1水利水电工程分等指标注：1.水库总库容指水库最高水位以下的静库容；2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。第一节概述表6.1.2永久性水工建筑物级别表6.1.3山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准［重现期（年）］第一节概述表6.1.3平原区水利水电工程永久性水工建筑物洪水标准［重现期（年）］建国以来,我国推求设计洪水经历了三个
3、阶段: (1)历史最大洪水加成法以历史上发生过的最大洪水再加一个成数作为设计洪水。此法有二个缺点:①没有考虑未来洪水超过历史最大洪水的可能性,使人们产生不安全感;②对大小不同,重要性不同的工程采用一个标准,显然不合理。如葛洲坝枢纽:选用1788年洪水作为设计洪水Qm=8600m3/s;选用1870年洪水作为校核洪水Qm=110000m3/s。(2)频率计算法以符合某一频率的洪水作为设计洪水,如百年一遇洪水、千年一遇洪水等。此法把洪水作为随机事件,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,它可以克服
4、上法存在的缺点,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、公路桥涵、航道、堤防设计中广泛应用。(3)水文气象法因频率计算缺乏成因概念,如资料系列太短,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,使设计标准一再提高。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。第一节概述设计标准是一个关系到政治、经济、技术、风险和安全的极其复杂的问题,要综合分析,权衡利弊、根据国家规范合理选定。1。水工建筑物的洪水设计标准在工程设计中,设
5、计标准由国家制定,以设计规范给出。规划中按工程的种类、大小和重要性,将水工建筑物划分为若干等级,按不同等级给出相应的设计标准。对永久性建筑物,采用二级标准:正常运用情况，即设计标准；非正常运用情况，即校核标准。建筑物的尺寸由设计洪水确定,当这种洪水发生时,建筑物应处于正常运用状态。校核洪水起校核作用,当其来临时,其主要建筑物要确保安全,但工程可处在非常情况下运行,即允许保持较高水位，电站、船闸等正常工作允许遭到破坏。第一节概述第一节概述2.下游防护对象的防洪标准下游防护对象的防洪标准根据防护对象的重要性选取。因为没有水库的安全，也就谈不
6、上下游防护对象的安全，因此上述水库洪水标准一般都高于防护对象的防洪标准。水库及其防护区关系见图6.1.1。第一节概述三、设计洪水三要素一次洪水过程可用3个控制性要素加以描述，常称为洪水三要素，即设计洪峰流量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，如图6.1.2，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
7、洪水历时。第一节概述四、推求设计洪水的途径按工程性质不同，设计洪水分为：水库设计洪水;下游防护对象的设计洪水;施工设计洪水;堤防设计洪水；桥涵设计洪水等。按所用资料不同，设计洪水的推求方法分为:由流量资料推求设计洪水;由暴雨资料推求设计洪水。对于桥涵、堤防、调节性能小的水库,一般可只推求设计洪峰,如葛洲坝电站为低水头(设计水头H=18.6m)径流式电站,调节库容(15.8亿m3)很小,只能起抬高水头的作用,故其泄洪闸以设计洪峰流量(Qm=110000m3/s)控制。 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。
8、 如三峡水库,拦洪库容300.2亿m3,龙羊峡总库容247亿m3,丹江总库容209亿m3。一般水库都以峰和量同时控制。第一节概述第一节概述十三陵水库第一节概述潮白河向阳闸第一节概述长江荆江达堤第一节概述长江
