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合理性检查中的可能最大洪水分析

【摘要】:可能最大洪水成果的合理性检查是计算工作的重要环节。在比较时应考虑气候、地理位置及地形的差异,定性分析本流域可能最大洪水的合理性。如三峡可能最大洪水,在对宜昌河段大量洪水及其相应的暴雨过程、天气成因、影响系统的承替演变规律等全面分析的基础上,采用暴雨组合、1870年洪水模拟放大等方法和6个方案估算可能最大洪水,取其中3个相对合理的方案,其最大日平均流量为122000~127000m3/s。

可能最大洪水成果的合理性检查是计算工作的重要环节。所谓合理性,就是成果应同时具有可能性和最大性。目前要从理论上论证合理性,尚有一定的困难,可根据各方面的分析结果来综合评定,一般可从以下几方面进行分析比较。

(1)与本流域历史或实测的特大暴雨洪水比较。我国历史文化悠久,文物和文献资料十分丰富,尤其是大江大河干支流沿江两岸有大量的碑石壁刻、山庙碑志和其他形式记述的暴雨、洪水资料,这些丰富的资料,有的详细记述了灾情范围和程度,描述了洪水的过程和暴雨起止时间、程度、范围等。20世纪50年代以来,为水利事业的发展,各流域及各省份都进行了历史洪水调查、洪痕测量及洪水峰、量的推算工作,现已汇编成册,为可能最大洪水计算和分析工作提供了宝贵的依据。可能最大暴雨的点、面雨量、时空分布及可能最大洪水的峰、量、洪水特性等,都应比实测或历史上出现过的最大值大且恶劣。

(2)与邻近流域资料比较。比较可能最大暴雨计算的各气象因子及计算成果、可能最大洪水计算成果是否符合地区规律;建立可能最大洪峰流量与面积的关系,分析其在地区上的合理性。

(3)与国内外最大洪水记录比较。稀遇的特大暴雨洪水,在某一固定的区域出现的几率较小,但从大范围看,其出现几率则较大,有可能在大范围内观测到稀遇的特大暴雨洪水。在比较时应考虑气候、地理位置及地形的差异,定性分析本流域可能最大洪水的合理性。

(4)与国内外已有的可能最大暴雨及可能最大洪水成果比较。主要比较相似地区的成果,比较时需考虑地理位置和地形的差异。

(5)与频率计算成果比较。水文气象法计算的可能最大洪水与频率法计算的稀遇频率的洪水比较,计算途径虽不同,又无确定的关系与固定的比例可供遵循,但可能最大洪水应属于小概率事件,两者可以进行客观分析和对比,以检查成果的合理性。两种途径比较的基础,首先是计算采用的基本资料系列较长;有可靠的实测或调查的概率较小的历史大洪水为基础,计算成果较稳定、精度较高时才能进行比较,否则,将失去比较的意义。

三峡可能最大洪水,在对宜昌河段大量洪水及其相应的暴雨过程、天气成因、影响系统的承替演变规律等全面分析的基础上,采用暴雨组合、1870年洪水模拟放大等方法和6个方案估算可能最大洪水,取其中3个相对合理的方案,其最大日平均流量为122000~127000m3/s。长江干、支流11次较大规模历史洪水调查,仅宜昌以上地区查阅、抄录地方志760多种,宫廷档案600多件,历史洪水资料翔实可靠,推得宜昌1870年历史洪水洪峰流量为105000m3/s,考证期为830年,又经河段古洪水研究分析,其考证期可延长至2500年,可能最大洪水比1870年历史洪水洪峰大16%~21%,专家审查认为,三峡可能最大洪水计算成果是合理的。

三峡工程规模大,安全标准高,其校核洪水根据数理统计万年一遇洪水,考虑样本的抽样误差,需要加上一个安全保证值。根据抽样误差公式计算,最大日平均流量及3天、7天、15天洪量的抽样误差均小于0.09,即万年一遇洪水的9%。水文气象途径推算的可能最大洪水3方案各时段洪量的平均值相当于万年一遇的1.10~1.15倍。根据两种途径计算成果,综合考虑,三峡枢纽校核洪水采用万年一遇加10%的安全保证值,专家审查认为是合理和合适的。