水利工程施工设计洪水及汛期分期设计洪水的分析

刘嘉超

摘 要： 所谓的设计洪水，实际上是对每一年的洪水抽样分析的最大值，但在样品分析实际过程中并不对洪水发生时间和日期进行任何考虑。如果所进行分析的洪水在每年的每一个时期内都会发生不同的变化，那就必须根据实际的情况以及从不同角度对不同时期内的设计洪水进行推求。除此之外，在进行水利工程的具体施工建设阶段，还必须对施工期范围内的设计洪水进行推求，并以此作为导流围堰以及泄洪等一些临时性工程的主要设计，以及对相应的施工进度计划进行详细制定。

关键词：分期设计洪水； 施工设计洪水； 水利工程； 汛期施工； 水库

1 概 述

在进行水利工程设计施工阶段，一般需要对实际施工时期内的设计洪水进行详细推求计算，并以此作为施工阶段围堰、泄洪等临时工程以及各项进度计划的主要研究依据。所以分期设计洪水以及施工设计洪水的成果直接影响着施工安全以及工程造价。

一般情况下，所谓的设计洪水是针对某个建筑建成完工后，对整个服务期所进行的实际考虑，所以，在進行施工的实际过程中，一般不会发生任何变化。而所谓的分期设计洪水及施工设计洪水则不同，它贯穿在整个施工设计过程中的每一个方面，必须根据实际要求的不同而进行变化，有的只需要洪峰的实际流量，而有的还需要对洪量以及过程进行一定程度的控制。

2 分期设计洪水一般方法与原则分析

2.1 分期的原则

对于划分洪水分期的主要原则，既要满足对不同季节洪水防范以及分期蓄水的相关要求，同时也要满足暴雨及洪水本身的季节性变化等特点，为使分析便捷，一般情况下根据目标流域的基本资料，并且将每一年每次洪水最大值发生的具体日期以及最大洪水量日期的中间值作为横坐标，将相应的峰量值作为纵坐标，再以此为基准点绘洪水各项数据的年内分布图，同时必须结合当地气象报告中的暴雨、降雨特征以及环流形势的实际趋势，进行对照分析，对相应的分期界限进行划定。

在分期后，同一分期时间段的暴雨洪水特征应该基本相同，而对于不同分期的洪水而言，其在量级或者是频率上可能有些微差。

而对于施工设计洪水而言，其具体的时段划分主要的决定因素在于工程设计的实际要求，但是，同时也要顾及相应的水文季节性。为了选择合适的施工时间，对施工进度进行准确安排，一般情况下需要对洪水期、平水期的设计洪水进行区分，在特殊性较大时，还需要将时间划分的更短。但是，如果时间划分的过短，会导致相邻的设计洪水之间的成因差距性不大，而处于统一使其洪水会因为年际变差而变得更大，而相应的频率抽样过程中也会加大误差的存在 所以，一般情况下，分期时间段应该保持在>30d。

2.2 选 样

对于分期洪水的选样，一般情况下是按照规定的时间段内的最大值进行选择。但是，洪水本身具有一定的偶然性，每年的洪水最大值并不是都出现在规定的分期时间段内，所以，在进行选样时，一般有跨期以及不跨期两种方法。

一般情况下，洪水的过程主要分为两个分期内进行，确定其洪峰的主要部分处在哪个分期内，就将所处分期作为该期的样本进行计算。而对于另一个分期而言，一般不进行重复选样，这就是不跨期的选样原则。而所谓的跨期选样，指的是临期中较为靠近本期的洪峰也有一定可能在本期内发生，所以在进行选样过程中，一般也可以适当选择跨期选样，将其选择作为目标分期的样本系列。

3 施工设计洪水及分期设计洪水的计算方式

3.1 有相关数据的地区进行计算

当所处水利工程附近有水文站，并且对流域的控制面积之间的差保持在3%之内，可以通过相关的数据，对设计洪水进行准确计算，一般情况下，采取矩法公式对分期洪水进行实际计算。

3.2 没有相关数据的地区进行计算

如果所在水利工程并没有相关的水文资料进行参考计算式，可通过附近的水文站设置为参证站，先对这些参证站进行分期洪水计算其次再对水利工程所在区域进行分期洪水计算。

以某水库A为计算设计实例，以参证站B为辅助计算。

3.2.1 面积比拟法

计算公式为：

（ 1）式中： 为水库A的春秋汛期的设计洪水洪峰流量值， ； 为参证站的春秋汛期内设计洪水的洪峰值， ； 为水库A的流域面积， ； 为参证站的流域面积， ； 为大汛洪水的综合线坡度（ =0.82） ； （ 此公式在辽宁省彰武县地区适用条件： 2/3）。计算成果，见表1。

3.2.2 洪峰流量值比拟法

计算公式为：

=[ （ 大汛） ]×

（ 2）

式中： 为A大坝设计洪峰的主要流量值， ； 而 为参证站B的计洪水的峰流值， ； 而 为参证站B的流域面积， 。计算结果，见表2。

根据表3可得施工期对应月份来水量，从而进行设计洪水计算。

4.施工分期洪水实际统计参数的合理性应用及分析

1） 将每个施工分期洪水的平均值以及每个频率的设计值点绘在相应的洪水年内实际分布图上，并且对其季节性变化进行合理性分析，如果在分析过程中发现有任何不合理的地方，必须究其原因，并且按照相应的变化趋势对相应的光滑曲线进行勾绘。

2） 将每个施工分期洪水的洪水峰量实际频率曲线与目标年1a中最大的洪水峰量实际频率曲线在同一张纸（ 几率格纸） 上进行描绘，并且对相互间的关系进行合理性检查。如果发现两者在实际频率的范围内出现了交叉现象，必须根据相关的资料情况以及洪水的季节性变化对其进行调整。

一般情况下，调整的原则是： 一般以分期历时较长的洪水频率曲线为准，如以年控制、月控制等，进行合理性分析，最后确定施工分期洪水成果，供施工组织设计中使用。

5 结 语

综上所述，对于分期设计洪水及施工设计洪水的计算，虽然在国内通常情况下的这几种方式，是笔者根据实际经验以及相关规范要求，并且集合工程的设计总结出来的，希望相关设计人员以作参考，如果发现什么不当之处，希望大家提出宝贵意见，分期设计洪水，和施工设计洪水计算方法在中国更完整。

参考文献：

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