水利水电工程设计洪水计算规范SL44—93_土地整理
1 总则
1.0.1 为满足水利水电工程设计需要，统一设计洪水计算的原则和方法。特制订本《规范》。
1.0.2 本《规范》适用于大中型水利水电工程各设计阶段的设计洪水计算。河流规划或小型水利水电工程的设计洪水计算可参照本《规范》执行。
1.0.3 水利水电工程设计所依据的各种标准的设计洪水，包括洪峰流量、时段洪量、洪水过程线等，可根据工程设计要求计算其全部或部分内容。
1.0.4 水利水电工程设计洪水一般可采用坝址洪水。对具有水库的工程，当建库后产汇流条件有明显改变，采用坝址设计洪水对调洪结果影响较大时，应以入库设计洪水作为设计依据。
1.0.5 计算设计洪水必须重视基本资料。当实测水文资料缺乏时，应根据设计需要，设立水文站或水位站。
1.0.6 计算设计洪水，应充分利用已有的实测资料，并重视、运用历史洪水、暴雨资料。
1.0.7 根据资料条件，设计洪水可采用以下一种或几种方法进行计算。
(1)坝址或其上、下游邻近地点具有30年以上实测和插补延长洪水流量资料，并有调查历史洪水时，应采用频率分析法计算设计洪水。
(2)工程所在地区具有30年以上实测和插补延长暴雨资料，并有暴雨洪水对应关系时，可采用频率分析法计算设计暴雨，推算设计洪水。
(3)工程所在流域内洪水和暴雨资料均短缺时，可利用邻近地区实测或调查暴雨和洪水资料，进行地区综合分析，估算设
技洪水。
1.0.8 当工程设计需要时，可用水文气象法估算可能最大暴雨，再推算可能最大洪水。
1.0.9 对设计洪水计算过程中所依据的基本资料、计算方法及其主要环节、采用的各种参数和计算成果，应进行多方面分析检查，论证其合理性。
1.0. 10 计算短缺资料地区设计洪水和可能最大洪水时，应尽可能采用几种方法。对各种方法计算的成果，应进行综合分析，合理选定。
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1.0 .11 对大型工程或重要的中型工程，用频率分析法计算的校核标准设计洪水，应计算抽样误差。经综合分析检查后，如成果有偏小的可能，应加安全修正值，一般不超过计算值的20%。
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2 基 本 资 料
2.1 资料搜集与复核
2.1.1 根据设计洪水计算的需要，应搜集和整理流域自然地理概况、流域和河道特征、流域的暴雨和洪水特性、流域内水利和水土保持措施等资料。
2.1.2 对计算设计洪水所依据的暴雨洪水资料和流域特征资料应重点复核，必要时进行现场调查和比测试验。资料复核中发现对计算成果影响较大或系统性的问题，应于改正，并写出说明备查。
2.1.3 水位、流量资料应重点复核以下内容。
(1)水位资料应了解水准基面的变动情况和换算关系，并重点复核观测精度较差、水尺位置和水尺零点高程变动较多和大洪水时期的资料。
(2)流量资料应重点复核大洪水年份的浮标系数、水面流速系数、计算流量时借用断面的合理性，以及水位流量关系曲线的可靠性。
2.1.4 洪水系列应具有一致性。当流域内修建蓄水、引水、分洪、滞洪等工程，或发生决口、溃坝等情况，明显影响各年洪水的一致性时，应将资料还原到同一基础，对还原资料应进行合理性检查。
2.2 洪水和暴雨资料的插补延长
2.2.1如实测洪水系列较短或实测期内有缺测年份，可用下列方法进行洪水资料的插补延长。
(1)当上、下游或邻近流域测站有较长实测资料，且与本站同步资料具有较好的关系时，可据以插补延长。
(2)当洪峰和洪量关系以及不同时段洪量之间的关系较好时，
可相互插补延长。
(3)本流域暴雨与洪水的关系较好时，可根据暴雨资料插补延长洪水资料。
2.2.2 如实测暴雨系列较短或实测期内有缺测年份，可用下列方法进行暴雨资料的插补延长。
(1)邻站与本站距离较近，地形差别不大时，可直接移用站资料。
(2)本站邻近地区测站较多时，大水年份可绘制同次暴雨等值线图进行插补，一般年份可采用邻近各站的平均值。
(3)本流域暴雨与洪水的相关关系较好时，可利用洪水资料插补延长面平均暴雨资料。
2.2.3 对插科延长的洪水、暴雨资料，应进行多方面分析论证，检查其合理性。
2.3 历史洪水和暴雨的调查与考证
2.3.1 计算设计洪水时，对搜集的历史洪水、暴雨调查资料及其汇编成果，应进行复核，必要时应补充调查和考证。
2.3.2 历史洪水调查应着重调查洪水发生时间、洪水位、洪水过程、主流方向、断面冲淤变化及影响河道糙率的因素，并了解雨情、灾情、洪水来源、有无漫流、分流、壅水、死水，以及流域自然条件变化等情况。
2.3.3 调查洪水的洪峰流量可采用下列方法估算。
(1)当调查河段附近有水文站时，可将调查洪水位推算至水文站，用水位流量关系曲线推求洪峰流量。
(2)当调查河段无水文测站、洪痕测点较多、河床稳定时，一般可用比降法推算洪峰流量。
(3) 当调查河段较长、洪痕点较少、河底坡降及过水断面变化较大时，一般可采用水面曲线法推算洪峰流量。
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有条件时，可采用几种方法估算洪水的洪峰流量，经综合比较，合理确定。
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2 .3.4 历史洪水的洪量，可根据调查的洪水过程估算，也可根据历史文献中有关雨情和灾情的描述，判断洪水类型，参照同类型实测洪水的峰量关系估算;
2.3.5 对历史洪水的洪峰和洪量，应与上下游、干支流及相邻流域的洪水进行对比分析，检查其合理性。
2.3.6 对近期发生的特大暴雨和特大洪水，应根据设计洪水计算需要，及时进行调查。
2.3.7 历史洪水、暴雨的重现期，应根据调查资料和历史文献、文物等资料，分析调查期或考证期内大洪水、暴雨发生的次数和量级，合理确定。
3 根据流量资料计算设计洪水
3.1 洪水系列
3.1.1 频率计算中的洪峰流量和不同时段的洪量系列，应由每年最大值组成。当洪水特性在一年内随季节或成因明显不同时，可别进行选样统计，但划分不宜过细。
3.1.2 对洪水系列，应在可靠性和一致性分析的基础上，进行代表性分析。
3.2 经验频率、统计参数及设计值
3.2.3频率曲线的线型一般应采用皮尔逊3型。特殊情况，经分析论证后也可采用其它线型。
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3.2.4频率曲线的统计参数采用均值了、变差系数Cr和偏态系数Cs表示。统计参数的估计可按下列步骤进行。
(1 )采用矩法或其它参数估计法.初步估算统计参数。
(2)采用适线法调整初步估算的统计参数。调整时，可选定目标函数求解统计参数，也可采用经验适线法。当采用经验适线法时，应尽可能拟合全部点据，拟合不好时，可侧重考虑较可靠的大洪水点据。
(3)适线调整后的统计参数应根据本站洪峰。不同时段洪量统计参数和设计值的变化规律，以及上下游、干支流和邻近流域各站的成果进行合理性检查，必要时可作适当调整。
3.2.5 当设计流域的洪水和暴雨资料短缺时，可利用邻近地区分析计算的洪峰、洪量统计参数，或相同频率的洪峰模数等，进行地区综合，用于设计流域。
3.2.6 对设计洪水标准较低的工程，如设计流域缺乏洪水和暴雨资料，但工程地点附近已调查到可靠的历史洪水，其重现期又与工程的设计洪水标准接近时，可直接采用历史洪水或进行适当调整，作为该工程的设计洪水。
3.3 设计洪水过程线
3.3.1 设计洪水过程线应选资料较为可靠、具有代表性、对工程防洪运用较不利的大洪水作为典型，采用放大典型洪水过程线的方法推求。
3.3.2 放大典型洪水过程线时，可根据工程和流域洪水特性，采用下列方法。
(1)同频率放大法。按设计洪峰及一个或几个时段洪量频率控制放大典型洪水，也可按几个时段洪量同频率控制放大，所选用的时段以2～3个为宜。
(2)同倍比放大法。按设计洪峰或某一时段设计洪量控制，以同一倍比放大典型洪水。
3.4 人库设计洪水
3.4.1 历年或典型年的人库洪水，可根据资料条件选用下列方法分析计算。
(1)流量叠加法。当在水库周边附近有水文站，其控制面占坝址以上面积的比重较大、资料较完整可靠时，可分干支流区间陆面和库面分别推算分区的入库洪水，再叠加为集中的入库洪水。
(2)流量反演法。当汇入库区的支流洪水所占比重较小时，可采用马斯京干法或槽蓄曲线法推算人库洪水。
(3)水量平衡法。对于已建水库，可根据水库下泄流量及水库蓄水量的变化反推入库洪水。
3.4.2 根据资料条件及工程设计需要，可采用下列方法计算集中的或分区的入库设计洪水。
(1)当有较长的入库洪水系列时，可采用频率分析法计算入库设计洪水。
(2)当入库洪水系列较短，不能采用频率分析法时，可采用坝址设计洪水的放大倍比，放大典型入库洪水，作为入库设计洪水。
(3)当汇入库区的支流洪水所占比重较小时，可将坝址设计洪水采用流量反演法推求入库设计洪水。
3.5 分期设计洪水
3.5.1 计算分期设计洪水时，分期既要考虑工程的设计要求，又要使起讫日期基本符合洪水的季节性变化规律及成因特点，分期不宜太短，一般以不短于1个月为宜。
3.5.2 分期洪水系列一般由规定分期时段内选取的年最大值组成。年最大值也可适当跨期选取，跨期不宜超过5～10日。
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3.5.3 采用不跨期选样计算的分期设计洪水，可跨期使用;跨期选样计算的分期设计洪水，不宜跨期使用。
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3.5.4 对计算的分期设计洪水，应分析各分期洪水的统计参数和同频率设计值的年内变儿规律，并与年最大洪水的统计参数和同频率设计值进行比较，检查其合理性，必要时可适当调整。
4 根据暴雨资料推算设计洪水
4.l 设计暴雨
4.1.1 水利水电工程各种标准的设计暴雨包括设计流域各种历时面平均暴雨量、暴雨的时程分配和面分布等。根据计算设计洪水的需要，可计算其全部或部分内容。
4.1.2 流域各种历时设计面平均暴雨量，根据流域面积大小和资料条件，可采用以下方法计算。
(1)当流域各种历时面平均暴雨量系列较长时，应采用暴雨频率分析的方法直接计算。
(2)当流域面积较小，各种历时面平均暴雨量系列短缺时，可用相应历时的设计点暴雨量和暴雨点面关系间接计算。
暴雨点面关系，一般应采用本地区综合的定点定面关系，当资料条件不具备时也可借用动点动面关系，但应设法作适当修正。
t3)当流域面积很小时，可用设计点暴雨量作为流域设计面平均暴雨量。
4.1.3 各种历时设计点暴雨量可采用以下方法计算。
(1)在流域内及邻近地区选择若干个测站，对所需的各种历时暴雨作频率分析，并进行地区综合。根据测站位置、资料系列的代表性等情况，合理确定流域的设计点暴雨量。
(2)从经过审批的暴雨统计参数等值线图上查算工程所需历时的设计点暴雨量。当本地区及邻近地区近期发生大暴雨时，应对查算成果进行检查，必要时作适当调整。
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4.1.4 设计点暴雨量和面暴雨量的频率分析，可按本《规范》3和以下规定进行。
(1)特大暴雨的重现期可根据该次暴雨的雨情、水情和灾情以及邻近地区的长系列暴雨资料分析确定。
(2)当设计流域缺乏大暴雨资料，而邻近地区已出现大暴雨
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时，可移用邻近地区的暴雨资料加入设计流域暴雨系列进行频率分析。但对移用的可能性及重现期应进行分析，并注意地区差别，作必要的改正。
(3)设计暴雨的统计参数及设计值必须进行地区综合分析和合理性检查。
4.1.5 设计暴雨量的时程分配应根据符合大暴雨雨型特性的综合或典型雨型，采用不同历时设计暴雨量同频率控制放大;
4.1.6 设计暴雨量的面分布，应根据符合大暴雨面分布特性的综合或典型面分布，以流域设计面雨量为控制，进行同倍比放大计算。也可采用几种面积的设计面雨量同频率控制放大计算。
4.1.7 分期设计暴雨计算可按本《规范》3.5的有关规定执行。
4.2 可能最大暴雨
4.2.1 采用水文气象法推求可能最大暴雨，应分析流域和邻近地区暴雨特性及成因，根据资料条件和设计要求一般可采用下列方法。
(1)设计流域有特大暴雨资料时，可用当地暴雨法
(2)邻近地区有特大暴雨资料时，可用暴雨移置法。
(3)流域面积大、设计历时长时，可用暴雨组合法。
(4)设计流域及气候一致区内有较多特大暴雨资料时，可用暴雨时面深概化法。
4.2.2 放大暴雨时，应根据所选暴雨的具体情况，确定放大方法和放大指标。
(1)当所选暴雨为罕见特大暴雨时，可只作水汽因子放大。以地面露点作为水汽因子指标，应分析地面露点在时间和地区上的代表性。
(2)当所选暴雨为非罕见特大暴雨，动力因子与暴雨有正相关趋势时，可作水汽和动力因子放大。放大时应分析上述因子的合理组合。对风速指标应分析代表站风速在时间及空间上的代表性。
放大时应根据因子的物理特性，选用暴雨过程中实测资料的最大值或重现期为50年的数值作为放大指标。
4.2.3 移置暴雨时必须研究移置的可能性。设计流域与移置暴雨发生地区应有相似的天气、气候、地形条件。暴雨移置时，应根据地理位置、地形条件的差异对暴雨进行移置改正。
4.2.4 组合暴雨时必须分析暴雨的大环流形势及天气系统衔接演变的可能性，并分析论证组合方式的合理性。
4.2.5 应用暴雨时面深概化法时，应分析分区综合的可能最大暴雨时面深外包线的合理生。转换为设计流域可能最大暴雨时，应符合设计流域的暴雨特性。
4. 2 .6 当流域面积小于 1000km2，暴雨资料又较缺乏时，可根据本地区的可能最大24小时点暴雨等值线图和点面关系查算设计流域的可能最大暴雨。如本地区及邻近地区近期发生特大暴雨，应对查算的成果进行检查，必要时作适当调整。
4.2.7 当设计流域所在地区有一定数量的大暴雨资料而缺乏气象资料时，也可采用统计估算法推求可能最大暴雨。
4.2.8 资料条件具备，天气、气候和暴雨的季节变化明显，工程设计需要时，可推求分期可能最大暴雨。
4.2.9 可能最大暴雨的时程分配和流域面分布，可采用典型或综合概化的雨型放大确定。
4.3 产流和汇流计算
4.3.1 由设计暴雨推算设计洪水，应充分利用设计流域或邻近地区实测的暴雨、洪水对应资料、对产流与汇流计算方法中的参数进行率定，并分析参数在大洪水时的特性及变化规律。参数率定与使用方法必须一致。洪水过程线的分割与回加必须一致。不同方法的产流汇流参数不得任意移用。
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4.3.2 产流和汇流计算应根据设计流域的水文特性、流域特征和资料条件，选用不同的方法。产流计算可采用暴雨径流相关与扣损等方法。汇流计算可采用单位线、河网汇流曲线等方法。如流
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地面积较小可用推理公式计算。当资料条件允许时，也可采用流域模型进行计算。
4.3.3 当流域面积小于1000km2，资料短缺时，可采用经审批的暴雨径流查算图表作为计算设计洪水的一种依据。如当地或邻近地区近期发生大暴雨洪水，应对查算的产流汇流参数进行合理性检查，必要时可对参数作适当修正。
4.3.4 如单位线的峰值、滞时或汇流参数有随雨强或暴雨中心位置而变化的趋势，应作非线性校正。校正时应分析高水位的河槽蓄泄关系的变化规律，拟定控制非线性外延的临界雨强或临界流量。
4.3.5 当流域面积较大，暴雨在面上的分布不均匀，产流汇流条件有较大差异时，可将流域划分成几个计算单元，分别进行产流汇流计算，再经河道演算、并与底水组合叠加为设计断面的洪水过程线。
4.3.6 用推理公式计算设计洪峰流量后，如工程设计需要，可采用概化方法推算设计洪水过程线。
4.3.7 由设计暴雨推算的设计洪水成果，应与本地区实测和调查的特大洪水以及设计洪水成果进行对比分析，以检查其合理性。
5 设计洪水的地区组成
5.0.1 设计洪量的地区组成可采用下列方法拟定。
(1)典型洪水组成法。从实测资料中选择几次有代表性的大洪水作为典型，以设计断面的设计洪量作为控制，按典型洪水的各区洪量组成的比例，计算各分区相应的设计洪量
(2)同频率组成法。指定某一分区发生与设计断面同频率洪量，其余分区发生的相应洪量用典型洪水的组成比例进行分配。
5.0.2 各分区的设计洪水过程应采用同一次洪水过程线为典型。以分配到各分区的洪量控制放大。
5.0.3 对拟定的设计洪量地区组成和各分区的设计洪水过程线，应从洪水地区组成规律、水量平衡及洪水过程线形状等方面进行合理性检查。必要时，可适当调整。
5.0.4 当设计断面上游有调蓄作用较大的工程时，一般应拟定设计洪量的地区组成，计算工程以上和区间的洪水过程线，经工程调洪后的洪水与区间洪水组合，推求受上游工程调蓄影响的设计洪水。
5.0.5 有条件时，可采用地区洪水频率组合法或洪水随机模拟法推求受上游工程调蓄影响的设计洪水。
采用地区洪水频率组合法时，一般以各分区对工程调节起主要作用的时段洪量作为组合变量，分区不宜太多。
采用洪水随机模拟法时，应合理选择模型，并对模拟成果进
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行统计特性及合理性检验。
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6 干旱、岩溶、冰川地区设计洪水
6.0.1 当工程位于干旱、岩溶、冰川地区时，应根据流域特殊的自然条件和水文特性计算设计洪水。
6.0.2 用流量资料计算干旱地区设计洪水时，应充分搜集设计流域及邻近地区的洪水、暴雨资料，采用地区综合分析方法进行论证，合理确定设计洪水。
用暴雨资料推算设计洪水时，应合理选定计算时段，分析产流期雨强与下渗的关系，当流域面上产流汇流条件差异较大时，可采用局部产流与局部汇流方法计算设计洪水。
6.0.3 计算岩溶地区设计洪水时.应调查了解设计流域与相邻流域之间的水量交换，伏流暗河区的范围及滞洪与泄流情况。
用流量资料计算设计洪水时，应分析明流区与伏流暗河区出流组成及其在设计条件下的变化，检查设计洪水成果的合理性。
用暴雨资料推算设计洪水时，应分析确定设计条件下的造洪面积，按明流区、伏流暗河区分别计算。也可采用反映岩溶特征的产流汇流综合参数计算。
6.0.4 计算冰川地区设计洪水时，应了解降水和冰雪混合洪水组成的类型、季节特征，并分析降雨洪水和融冰雪洪水组成的变化规律。
当资料条件较好，洪水的类型、成因可明显划分时，可按不同类型洪水进行计算。如洪水的类型、成困难以区分，可采用年最大洪水进行计算。
冰川湖等溃泄形成的洪水，不应直接加人频率计算。
7 水利和水土保持措施对
设计洪水的影响
7.0.1 当设计流域内大量的水利和水土保持措施使产流、汇流条件有明显改变时，应估算其对设计洪水的影响。
7.0.2 水利和水土保持措施及暴雨在流域面上分布不均匀时，可分区估算其对设计洪水的影响。
7.0.3 水利和水土保持措施对不同洪水的影响不同，应估算其对中小洪水的削减作用，也应估算遇大洪水时水利和水土保持措施损毁对下游设计洪水的影响。
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7.0.4 估算水利和水土保持措施对设计洪水的影响，应以对洪水影响较大的已建、在建工程措施为主，适当考虑近期的发展。
