如何选择和审查洪水资料？

2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：G2.2.1.1洪水资料的选样洪水频率计算是把河流每年发生的洪水过程作为一次随机事件，实际上它包含若干次不同的洪水过程，到目前为止还无法直接对洪水过程线进行频率计算。G2.2.1.2洪水资料的审查与展延1.洪水资料的审查可靠性审查。一般情况洪水资料包括实测洪水和调查洪水。洪水资料的代表性审查和年径流资料的代表性审查相类似。一般可用设计流域所在地区参证站的长短洪水资料系列的统计参数对比来审查。

G2.2.1.1　洪水资料的选样

洪水频率计算是把河流每年发生的洪水过程作为一次随机事件，实际上它包含若干次不同的洪水过程，到目前为止还无法直接对洪水过程线进行频率计算。因此常用的做法是按照一定的原则对洪水特征值进行选样，构成样本系列进行频率计算。所谓选样，是指从每年的全部洪水过程中，选取洪水特征值组成样本系列。

《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44—2006）中指出，对于洪峰流量，采用年最大值法选样。即每年挑选一个最大的瞬时洪峰流量，若有n年资料，则可得到n个最大洪峰流量构成样本系列：Qm1，Qm2，…，Qmn。

对于洪量，采用固定时段年最大值法独立选样。首先根据当地洪水特性和工程设计的要求确定洪量相应的时段，称为统计时段或计算时段（包括洪水总历时和控制时段），然后在每年的洪水过程中，分别独立地选取不同时段的年最大洪量，组成不同时段的洪量样本系列。

固定时段的确定，应根据汛期洪水过程变化特性、水库调洪能力和调洪方式以及下游河段有无防洪要求等因素综合确定。首先是根据流域洪水特性和工程要求确定设计洪水的总历时，然后在其中确定几个控制时段（即洪水过程对调洪后果起控制作用的时段）。一般常用的时段为：1h、3h、6h、12h、24h（或1d）、3d（或72h）、5d、7d、10d、15d、30d等。对具体工程而言，根据流域洪水特性和工程设计要求，一般以2～3个计算时段为宜。

所谓独立选样，是指同一年中最大洪峰流量及各时段年最大洪量的选取互不干扰，各自都取全年最大值。例如，洪量计算时段为1d、3d、5d，每年选取的这3个洪量特征值有可能在同一场洪水中，也有可能不在同一场洪水中，如图G2.1所示，如果有n年资料即可得到3组不同时段的年最大洪量系列：

图G2.1　洪量独立选样示意图

W11，W12，…，W1n

W31，W32，…，W3n

W51，W52，…，W5n

年最大瞬时洪峰流量值和各种时段的年最大洪量值，可由水文年鉴上逐日平均流量表或洪水水文要素摘录表统计求得，或者直接从水文特征值统计资料上查得。

需要指出，许多地区的洪水常由不同成因（如融雪、暴雨）、不同类型（如台风、锋面）的降水形成，选样时要注意区分，不宜把它们混在一起作为一个洪水系列。

G2.2.1.2　洪水资料的审查与展延

1.洪水资料的审查

（1）可靠性审查。一般情况洪水资料包括实测洪水和调查洪水。对于实测洪水资料，其审查的重点应放在观测质量比较差的年份，如新中国成立前和“文革”期间等。审查的内容包括：了解测站的变迁、水尺零点的变化、测站基面的沿革、河道的冲淤、改道等情况。一般可通过历年水位流量关系曲线（高水部分）的对照，上下游、干支流的水量平衡及洪水过程线的对照，暴雨径流关系分析等途径来进行检查。对于调查历史洪水，应重点分析洪峰流量的数值及其重现期的可靠性。

（2）一致性审查与还原计算。洪水资料的一致性主要指两层意思：①洪水的类型必须相同，即选样时不能将不同成因、不同类型（例如暴雨洪水、融雪洪水或溃坝洪水）的洪水特征值选在同一系列中；②不同时期的洪水必须是在同一条件下产生，即流域的产汇流条件不能有大的变化。对于第一层含义可以在选样时加以区分，以满足频率计算的要求；而对于流域的产汇流条件，由于人类活动或自然因素的影响，如水利水电工程建设、水土保持措施的实施，河道发生溃堤、改道等，都会导致洪水资料的前后不一致，因此是审查的重点。一般需要将资料还原到同一基础之上，使现有的资料来自同一总体。

对于一致性不好的资料系列，通常是根据水量平衡原理和洪水运动规律进行还原计算，具体方法可参考有关书籍。至于还原到什么基础，要视资料情况和计算要求而定。一般原则是把人类影响以后的资料还原到原来的天然状况。

（3）代表性审查。洪水资料的代表性审查和年径流资料的代表性审查相类似。一般可用设计流域所在地区参证站的长短洪水资料系列的统计参数对比来审查。另外，暴雨资料系列往往比洪水资料系列长，当暴雨洪水关系较为密切时，也可以用暴雨资料作为参证变量来审查。当洪水资料系列的代表性不高时，可通过系列的插补延长和加入特大洪水来提高系列的代表性。

2.洪水资料的插补延长

根据《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44—2006），洪峰流量、洪量频率计算要求具有30年以上实测和插补延长的洪水特征值资料。插补延长是提高洪水系列代表性的重要手段之一。洪水资料的插补延长可采用以下方法：

（1）利用上、下游站或邻近站的流量资料进行插补延长。当设计站的上游、下游或邻近相似河流具有较长流量观测资料，且又符合插补延长要求时，可以此作为参证站，建立同期资料的洪峰或洪量的相关图进行插补延长。如若两站之间的区间面积较大，有较大支流汇入，使得相关点分布较乱时，可加入其他因子（如区间支流的洪峰或洪量、区间雨量等）作参数，建立三变量的相关图。

（2）利用本站的峰量关系进行插补延长。若本站的洪峰与洪量间的关系比较密切，可每年选择几次较大的洪水资料，点绘同次洪水的洪峰与洪量的相关图。利用峰量关系，可由洪峰插补洪量，也可由洪量插补洪峰。当同次峰量关系不够密切时，常用峰型（单峰或复峰）、暴雨中心位置或暴雨历时等作参数，来改善峰量关系，达到插补延长的目的。

（3）利用本流域的暴雨资料插补延长。当设计流域具有较充分的暴雨资料，且暴雨和洪水径流的关系密切，可利用G2.3所介绍的方法，利用暴雨资料通过产汇流计算分析推求洪水流量过程线，然后再摘录洪峰和各时段的洪量。

如何选择和审查洪水资料？

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