当前课程知识点:水文水利计算 > 第三章 防洪安全设计与设计洪水 > 3.2 设计洪水概念 > 3.2 设计洪水概念
同学们
今天我们来学习设计洪水概念
我们将从防洪安全设计中面临的两类课题
洪水设计标准 设计洪水的含义
等三个方面进行学习
我们先来看一张
某流域防洪工程措施布置图
流域上游有两个水库
分别为A和B水库
流域下游为防洪区
防洪区的控制断面为C
第一类课题为工程下游防洪安全设计
分析上游水库建成后
下游防洪区可能出现的洪水过程
以A水库为例
按照不同的设计方案建造水库
为保证下游防洪区安全
从中选取最佳设计方案
第二类课题为工程本身防洪安全设计
例如预估A水库和B水库的
坝址处可能出现的洪水情况
来核算工程本身的安全情况
分析建筑物各部件的应力状况和工作条件
考虑上述两类课题
为了设计B水库
则须给出坝址B处 A处
以及断面A B以下
防洪断面C以上区间面积可能的洪水情况
从而推求断面C的洪水过程
因此 需要预估的
不仅是工程所在地的洪水过程
而且需要预估有关地区的洪水
以及地区洪水遭遇情况
对于工程的功能单一
其防洪设计工作可以简化
例如 不承担下游防洪任务的水库
则只需给出坝址断面处的洪水过程
无调洪作用的水利工程措施
如堤防或泄洪闸
则只需要预估工程所在地点的洪峰流量即可
对于蓄洪区或蓄洪塘坝
则仅要求预估可能出现的洪水总量
下面来学习洪水设计标准
为解决上述两种防洪安全问题
原则上可以通过风险分析法
来选取最优设计方案
即 防洪风险为风险率与损失的函数
通常用两者的乘积来表示
然而 对于风险率的计算
由于水利工程防洪安全事故造成损失巨大
一般要求风险率极低
目前针对小概率事件的水文频率分析方法
精度不高
对于损失的计算
在人员伤亡的经济价值及洪灾的间接损失
难以量化
因此 目前在防洪安全设计中
仍采用统一规定的风险率或洪水频率
作为选用设计方案的依据
称为设计标准
2014年修订了统一的GB50201-2014
《防洪标准》作为强制性的国家标准
在《防洪标准》中
针对城市防洪标准如表1所示
不同等级城市取用不同防洪标准
如特别重要的城市
防洪标准的重现期不小于200年
针对水利水电工程本身的防洪标准
是先根据工程规模 效益
和在国民经济中的重要性
将其划分为5个等级
如表2所示
由于水利水电工程包括永久性建筑物
和施工期的临时性建筑物
永久性建筑物又分为主要和次要建筑物
洪水对不同建筑物可能造成危害不同
因此
不同工程等级的建筑物共划分5个级别
如表3所示
不同级别的水工建筑物对应不同的防洪标准
如表4所示
其中 设计标准表示水库正常运行情况的标准
校核标准为非常运用情况下的标准
即为主要水工建筑物不允许破坏
仅允许一些次要建筑物损毁
或失效的运行情况
例如针对平原区
水工建筑等级为1等级时
设计标准的重现期介于100~300年
校核标准为1000~2000年
需要说明的是
表中的PMF为气象上的
可能最大降雨(PMP)推算的可能最大洪水
在后续章节中会详细学习
根据表4所列
土石坝1级建筑物校核防洪标准的上限PMF
或重现期为5000~10000年
其含义是这两者并列
比较频率分析法所求的重现期和PMF
哪种方法求得的结果更可靠 更合理
即采用其对应的标准
接着我们来学习
设计洪水的含义
一般情况
一次洪水过程的洪峰 洪量出现的频率
是互不相等的
其过程本身没有频率的概念
因此
针对任何一场现实洪水过程的频率是无法定义的
所谓设计洪水是具有规定功能的
一场特定洪水
其具备的功能是
以频率等于设计标准
进行洪水频率分析计算
求得相应设计洪水
以此为据而规划设计的工程
其风险率恰好等于指定的设计标准
例如
安康水库大坝的设计标准为千年一遇
是指采用千年一遇的设计洪水
进行调洪演算所推求的水库设计洪水位
在未来水库长期运行中
每年库水位超过该设计洪水的概率为1/1000
从上面分析可以看出设计洪水具有两个性质
1)具有实际洪水的样式
是在时间上和空间上的一个连续过程
2)又区别于实际洪水
是与一定的出现频率相联系的
而且是其防洪后果的出现概率
即风险率
所以设计洪水是一种概化的洪水
本节课的内容就学习到这里
再见
-1.1 水资源开发利用及洪水灾害治理
--1.1 小节测试
--1.1 课后讨论
-1.2 水文水利计算的任务与内容
--1.2 小节测试
--1.2 课后讨论
-1.3 水文水利计算的主要研究方法
--1.3 小节测试
--1.3 课后讨论
-2.1 洪水资料的分析处理
--2.1 小节测试
-2.2 历史洪水的调查和考证
--2.2 小节测试
-2.3 考虑历史洪水资料信息的洪水频率计算方法
--2.3 小节测试
--2.3 课后讨论
-2.4 设计成果的合理性分析
--2.4 小节测试
-2.5 设计洪水值的抽样误差和安全修正值问题
--2.5 小节测试
--2.5 课后讨论
-3.1 防洪安全设计
--3.1 小节测试
-3.2 设计洪水概念
--3.2 小节测试
-3.3 设计洪水过程线的拟定
--3.3 小节测试
--3.3 课后讨论
-3.4 设计洪水的地区组成
--3.4 小节测试
-3.5入库设计洪水
--3.5 小节测试
--3.5 课后讨论
-4.1 暴雨特性分析
--4.1 小节测试
-4.2 点暴雨量频率计算
--4.2 小节测试
-4.3 面暴雨量频率计算
--4.3 小节测试
--4.3 课后讨论
-4.4 设计暴雨量的时空分布计算
--4.4 小节测试
-4.5 由设计暴雨推求设计洪水
--4.5 小节测试
--4.5 课后讨论
-5.1 小流域设计暴雨
--5.1 小节测试
-5.2 由推理公式推求设计洪水
--5.2 小节测试
--5.2 课后讨论
-5.3 由地区经验公式推求设计洪水
--5.3 小节测试
-5.4 城市化对水文的影响
--5.4 小节测试
-5.5 城市排水管网设计流量计算
--5.5 小节测试
--5.5 课后讨论
-6.1 可能最大暴雨的基础理论
--6.1 小节测试
-6.2 可能最大暴雨的估算
--6.2 小节测试
-6.3 可能最大洪水
--6.3 小节测试
-7.1 年径流及其表征指标
--7.1 小节测试
-7.2 影响年径流的要素
--7.2 小节测试
-7.3 具有长期实测资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.3 具有长期实测资料时的设计年径流量及年内分配计算与分析
--7.3 具有长期实测资料时的设计年径流量及年内分配计算与分析
--7.3 小节测试
--7.3 课后讨论
-7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 具有短期实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算
--7.4 小节测试
--7.4 课后讨论
-8.1 用水户分类及其层次结构
--8.1 小节测试
-8.2 工业需水量的计算与预测
--8.2 小节测试
--8.2 课后讨论
-8.3 灌溉用水量的计算与预测
--8.3 小节测试
-8.4 生态需水的计算与预测
--8.4 小节测试
--8.4 课后讨论
-8.5 其他用水的计算与预测
--8.5 小节测试
-9.1 径流调节的定义及分类
--9.1 小节测试
--9.1 课后讨论
-9.2 水库特性
--9.2 水库特性
--9.2 水库特性
--9.2 小节测试
--9.2 课后讨论
-9.3 水库的水量损失
--9.3 小节测试
-9.4 设计保证率
--9.4 小节测试
-9.5 径流调节计算基本原理
--9.5 小节测试
--9.5 课后讨论
-9.6 根据用水过程确定水库的兴利库容
--9.6 小节测试
-9.7 根据兴利库容确定调节流量
--9.7 小节测试
-9.8 根据既定兴利库容和水库操作方案推求水库运用过程
--9.8 小节测试
--9.8 课后讨论
-10.1 水能利用与电力系统负荷
--10.1 小节测试
-10.2 保证出力与多年平均发电量计算
--10.2 小节测试
-10.3 水电站装机容量的选择
--10.3 小节测试
-10.4 正常蓄水位与死水位选择
--10.4 小节测试
-11.1 灌溉工程水利计算概述
--11.1 小节测试
-11.2 引水灌溉工程水利计算
--11.2 小节测试
-11.3 蓄水灌溉工程水利计算
--11.3 小节测试
-11.4 提水灌溉工程水利计算
--11.4 小节测试
-11.5 地下水灌溉工程水利计算
--11.5 小节测试
-12.1 水库调洪的任务
--12.1 小节测试
-12.2 水库调洪计算的原理
--12.2 小节测试
-12.3 水库调洪计算的列表试算法
--12.3 小节测试
-12.4 水库调洪计算的半图解法
--12.4 小节测试
-12.5 其他情况下的水库调洪计算
--12.5 小节测试