第四章　由流量资料推求设计洪水

第一节　概述

在河流上修建水库，通过其对洪水的拦洪削峰，可防止或减轻甚至消除水库下游地区的洪水灾害。但是，若遇特大洪水或调度运用不当，大坝失事也会形成远远超过天然洪水的溃坝洪水，如板桥水库1975年8月入库洪峰13100m3/s，溃坝流量竟达79000m3/s，造成了下游极大的损失。由此可知，在河流上筑坝建库能在防洪方面发挥很大的作用，但是，水库本身却直接承受着洪水的威胁，一旦洪水漫溢坝顶，将会造成严重灾害。因此，防洪设计中除考虑下游防护对象的防洪要求外，更应确保大坝安全。

为了处理好防洪问题，在设计水工建筑物时，必须选择某一洪水作为依据，即设计洪水。设计洪水是指水利水电工程设计所依据的设计标准的洪水，包括洪峰流量、洪水总量和洪水过程线3个组成部分。

若此洪水定得过大，会使工程造价增多而不经济，但工程却比较安全；若此洪水定得过小，虽然工程造价降低，但遭受破坏的风险增大。如何选择对设计的水工建筑物较为合适的洪水作为依据，涉及一个标准问题，称为设计标准（常用洪水发生频率或重现期表示）。由此可见，设计洪水与设计标准有着密切的关系。确定设计标准是一个非常复杂的问题，一方面要处理好经济与安全的相互关系；另一方面许多随机因素也很难确切估计。

我国现行的办法是按照工程的重要性，选定不同频率作为设计标准。这样，把洪水作为随机现象，以概率形式估算未来的设计值，同时，以不同的频率来处理安全和经济的关系。通过防洪设计标准来体现大坝等水工建筑物本身和下游防洪安全要求。

水利水电工程建筑物的设计标准取决于建筑物的等级，并分为正常运用（设计标准）和非常运用（校核标准）两种情况。按正常运用的洪水标准（见表4-1）算出的洪水称为设计洪水，用它来决定水利水电枢纽工程的设计洪水位、设计泄洪流量等。水库自身安全标准是指设计水工建筑物所采用的洪水标准。一般包括水工建筑物本身洪水标准和防洪保护区（对象）的防洪标准两类。

水工建设物的洪水标准应按水利枢纽工程的“等”及建筑物的“级”，参照中华人民共和国行业标准DL　5180—2003《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》与中华人民共和国住房和城乡建设部和中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合分布的中华人民共和国国家标准GB　50201—2014《防洪标准》的规定，确定其相应的洪水标准。根据工程的规模、效益和在国民经济中的重要性将其划分为5等；又根据水工建筑物所属的工程等别及其在工程中的作用和重要性划分为5级。表4-1即为该标准中根据工程等别及永久性建筑物在工程中的作用确定级别的规定。根据水工建筑物的级别，该标准中还规定了相应的洪水标准。表4-2列出了水库工程水工建筑物正常运用的设计洪水和非常运用的校核洪水相应的防洪标准（洪水重现期）。此外，在国家标准GB　50201—2014《防洪标准》中，对水电站工程、拦河水闸工程、灌溉与排水工程、供水工程及提防工程等的主要建筑物的防洪标准都有明确的规定。

防洪保护区（对象）的防洪标准，应根据防护对象的重要性、历次洪水灾害及其对政治经济的影响，按照国家规定的防洪标准范围，经分析论证后，与有关部门协商选定。表4-3为2014年颁布的国家标准GB　50201—2014《防洪标准》中关于城市、乡村和工矿企业的防护等级和防洪标准的有关规定。

必须指出，对于水库安全标准一般应采用入库洪水，如因资料等方面的原因而改用坝址洪水时，应估计二者的差异对水库调洪计算结果的影响。防护对象防洪标准应采用防洪保护区相应河段控制断面的设计洪水，该设计洪水由水库坝址以上流域及坝址至控制断面之间的区间两部分洪水组成，应考虑二者的不同组合类型及其对水库调洪计算结果的影响。

设计永久性水工建筑物所采用的非常运用的校核洪水标准，按下述原则确定。

1）失事后对下游将造成较大灾害的大型水库，重要的中型水库以及特别重要的小型水库的大坝，当采用土石坝时，应以可能最大洪水作为非常运用洪水标准；如采用混凝土坝、浆砌石坝时，根据工程特性、结构形式、地质条件等，其非常运用洪水标准较土石坝可适当降低。

2）失事后对下游不致造成较大灾害的水利水电枢纽工程的大坝和其他影响水库安全的水工建筑物，其非常运用洪水标准应根据工程规模、重要性及基本资料等情况，按不低于表4-2中规定的数值分析确定。

3）水利水电枢纽工程中不影响水库安全的建筑物，如引水式、坝后式水电站厂房等其非常运用洪水标准可较表4-2规定的数值适当降低。

推求设计洪水（包括设计洪峰、设计洪量和设计洪水过程线）的方法有两种类型，即由流量资料推求设计洪水和由暴雨资料推求设计洪水。后者又分为由实测暴雨资料推求一定频率的设计暴雨然后计算设计洪水和由水文气象资料推求可能最大暴雨，然后计算可能最大洪水。