1-2 水文计算
1-2-1 《水利水电工程设计洪水计算规范》 SL 44—2006
为满足水利水电工程设计需要，统一设计洪水计算的基本原则和方法，制定本标准。本标准适用于大、中型水利水电工程各设计阶段设计洪水计算和运行期设计洪水复核，江河流域规划阶段和小型水利水电工程设计洪水计算可参照执行。本标准主要技术内容包括总则、基本资料、根据流量资料计算设计洪水、根据暴雨资料计算设计洪水、设计洪水的地区组成以及干旱、岩溶、冰川、平原及滨海地区设计洪水计算、水利和水土保持措施对设计洪水的影响。
a） 1.0.9 对设计洪水计算过程中所依据的基本资料、计算方法及其主要环节、采用的各种参数和计算成果，应进行多方面分析检查，论证成果的合理性。
【摘编说明】
设计洪水成果是水利水电工程设计的重要依据，若成果偏小，将造成工程失事；若成果偏大，将造成经济上的浪费。在同一条河流的上、下游或同一地区的洪水具有一定的水文共性，因而应对采用的各种计算参数和计算成果进行地区上的综合分析，多方面检查、论证其合理性。
【检查要点和方法】
主要检查内容包括：在审查过程中要检查采用成果合理性分析内容；应对采用的各种计算参数和计算成果进行地区上的综合分析；比较同流域和邻近流域的已建和拟建工程采用的洪峰模数等成果，或点绘集水面积与洪峰流量的对数关系线进行分析。
【案例分析】
某防洪工程，参证站1964年和1994年发生大洪水，为实测资料最大洪水，两次洪峰流量成果对设计频率曲线定线作用很大。设计报告直接应用水文年鉴成果，未对原成果进行复核。审查要求，了解两次洪水测验方式，如采用浮标法测流，应了解使用的浮标系数和借用断面情况，并分析采用成果的可靠性和一致性。
b） 2.1.2 对计算设计洪水所依据的暴雨、洪水、潮位资料和流域、河道特征资料应进行合理性检查；对水尺零点高程变动情况及大洪水年份的浮标系数、水面流速系数、推流借用断面情况等应重点检查和复核，必要时还应进行调查和比测。
【摘编说明】
计算设计洪水所依据的暴雨、洪水资料一般为不同历史时期所积累，其精度各异，因此对有关资料进行合理性检查是必要的，特别是应重点检查和复核测验精度较差的资料、大暴雨洪水资料及明显受自然和人为因素影响时期的资料。当大洪水采用浮标测流，且缺乏高水流速仪比测资料时，应组织进行比测，以分析所采用的浮标系数的合理性。大暴雨洪水资料应着重进行地区上的暴雨洪水的综合分析比较，以论证观测成果的合理性。明显受自然和人为因素影响时期的资料，应分析影响因素和程度。
计算设计洪水采用的水（潮）位、流量资料其重点复核内容如下：
（1）水（潮）位观测资料。由于不同时期引用的水准基面、水尺断面、水尺零点高程可能不完全一致，以至影响水（潮）位精度。在汛期，特别是大洪水时，有时存在缺测、漏测以及失真等问题，因此对上述情况应逐项进行了解复查，对存在的问题应进行改正。
（2）流量测验资料。由于受测站控制条件、测验设施及方法的影响，存在的问题比较复杂。如高水测洪能力不够，采用浮标测流，浮标系数往往是假定或者根据中低水位的系数加以外延确定；采用水面一点法测流，也存在水面流速系数的确定问题；还有计算流量断面的借用问题等，因此大洪水的浮标系数、水面流速系数、借用断面、水位流量关系曲线的高水延长及其变化规律等问题应作为复查重点。
【检查要点和方法】
主要检查内容包括：检查不同时期引用的水准基面、水尺断面、水尺零点高程；检查缺测、漏测资料插补方法和成果合理性，对存在的问题应进行改正。对大洪水采用浮标测流包括人工浮标和天然浮标的测流方法，重点检查采用的浮标系数、借用断面的合理性，重点复查水位流量关系曲线的高水延长及其变化规律等问题。一些水文站在不同时期浮标系数采用值不同，应检查对这些资料的处理。
c） 2.2.1 洪水系列应具有一致性。当流域内因修建蓄水、引水、提水、分洪、滞洪等工程，大洪水时发生堤防溃决、溃坝等，明显改变了洪水过程，影响了洪水系列的一致性；或因河道整治、水尺零点高程系统变动影响水（潮）位系列一致性时，应将系列统一到同一基础。
【摘编说明】
洪水系列的一致性是必要，对不同时期的资料如不加分析地直接采用势必造成系列资料的混乱，严重时会直接影响到设计洪水成果的质量。
【检查要点和方法】
影响洪水系列一致性的因素复杂多变，应重点检查洪水系列的一致性。具体处理方式和方法应根据影响因素的特点和工程设计需要确定。
（1）水库溃坝、堤防溃决、分蓄洪工程启用等都具有突发性，对下游洪水影响较大，应将受这些因素影响的洪水还原到天然状况。
（2）实测洪水系列受上游已建的大、中型蓄水工程，引水和提水工程等影响较大时，应将受这些工程影响的洪水还原至天然状况。设计洪水计算时，一般都有历史洪水，而历史洪水发生时往往上游还没有已建工程的影响，属天然洪水，应与还原的洪水系列组成不连序系列，以保持洪水系列的一致性。
（3）对已建水库工程进行设计洪水复核时，建库前的坝址洪水系列和建库后的入库洪水系列不一致，应将两者处理为具有一致性的洪水系列。处理的基本原则是水量平衡，常用的处理方法是假定建库前后入库与坝址的某一时段洪量相等，分别建立坝址洪峰流量、入库洪峰流量与该时段洪量的相关关系，利用两者洪量相等，从相关线上分别获得入库与坝址洪峰流量或者短时段洪量，从而插补出入库洪峰、短时段洪量的入库或坝址洪水系列。
（4）随着堤防防洪标准及防洪能力的逐步提高，原来堤防遇一般洪水就漫溃，目前遇超标准洪水才有可能漫溃，在时间序列中，洪水系列就存在不一致性。因此，一方面，应将漫溃洪水还原为受堤防约束的归槽洪水，其还原方法可采用马斯京根法或槽蓄曲线法，将上游入流演进至设计断面，演算时应选用归槽洪水时的参数；另一方面，也应将归槽洪水按一定的堤防标准或全部漫溃的堤防水平，将洪水系列还原为无堤防约束的天然洪水，具体还原时，可将演算河段的槽蓄量当做有一定调蓄能力的调蓄容积曲线，用水量平衡方法或马斯京根法演算成天然洪水。事实上，需要还原为归槽洪水或天然洪水的年份一般不多，只有比较大的洪水才存在归槽与不归槽的问题，中小洪水可不考虑归槽与还原问题。
d） 2.3.5 对插补延长的洪水、暴雨和潮位资料，应进行多方面的分析论证，检查其合理性。
【摘编说明】
对插补的洪水、暴雨和潮位资料应进行合理性分析。插补延长的洪水、暴雨和潮位资料的可靠程度，受基本资料的精度、实测点据的数量及变幅、相关程度以及外延幅度等多种因素的影响，因此任何一种因素都可能影响插补延长的成果质量。为保证所采用资料的精度，应对相关关系的突出点据进行分析，合理采用。对插补延长的洪水成果，应从上、下游的水量平衡，上、下游洪峰流量或时段洪量相关关系，上、下游相应水位相关关系，本站洪峰流量和洪量、长短时段洪量相关关系，以及降雨径流关系的变化规律等方面进行综合分析，检查插补成果的合理性。对插补的暴雨成果，应从暴雨成因、暴雨地区分布规律等方面进行合理性分析。对插补延长的潮位资料，应从潮汐过程、逐日、逐月、逐年高低潮位的变化规律、涨落潮差等方面进行合理性分析。
【检查要点和方法】
对于暴雨和洪水资料的插补和延长应重点关注（特）大暴雨和（特）大洪水资料，由于特大洪水发生时，水文设施可能发生破坏，资料的连续过程不完整，断面的冲刷和淤积过程不能施测到，对特大洪水的成果应做认真分析，不宜直接采用水文年检的刊印成果。由于特大洪水和特大暴雨的采用成果可能对频率曲线产生影响。因此，分析确定洪水和暴雨的重现期是十分重要的。潮位站资料的插补延长应检查与参证站的关系，并分析滩涂工程和岸线调整等工程对潮位站系列的影响。
【案例分析】
当前随着经济发展，沿海的海堤和入海河口的堤防和防潮闸建设项目增多，用到潮位站资料较多，但水利部门的站点不足，需要延长插补潮位系列。某工程用到潮位资料，其中依据站只有3个月潮位资料，相关站具有1957年以来资料。两者建立相关认为相关系数0.932。审查认为，因相同时段资料太短，相关线代表性只能说明当时的河口情况、相应时段的潮位情况，随着工程影响的变化、潮位尺度的限制，不能确定其很好的相关性。建议加强调查和高潮位的观测，并了解堤防、滩涂开发等工程对潮位相关线的影响。
e） 2.4.1 对搜集的历史洪水、潮位、暴雨资料及其汇编成果，应进行合理性检查；对历史洪水洪峰流量应进行复核，必要时应补充调查和考证；对近期发生的特大暴雨、洪水及特大潮，应进行调查。
【摘编说明】
设计洪水分析计算要求具有较长系列的水文资料作基础。用短期资料计算设计洪水，成果可靠度较差，当充分考虑历史洪水资料后，计算成果可以得到显著改善。根据我国早期50座大型水库统计，在使用了历史洪水以后的设计洪水数据经多次复核计算，始终比较稳定。在设计洪水计算中应充分运用历史洪水资料，这是我国水利水电工程实践所得到的一条重要经验。
全国大多数河流都进行过历史洪水调查，并取得了大量的调查成果。1979年后，原水利电力部组织有关单位将以往调查的洪水资料进行了全面的搜集、整理、汇编。经筛选、率定，全国共有6500个河段的调查洪水成果，并由各省（自治区、直辖市）和流域机构分别刊布。
在使用调查洪水资料汇编成果时，应当注意不同河段或同一河段不同年份，洪峰流量的精度往往不同，因此在使用之前应对河段资料整编情况进行全面了解，对重大的历史洪水调查成果应做进一步检查、核实。复核的重点应侧重在所选用估算流量的方法及各项计算参数是否适当和合理。有条件时，应根据近期所发生的大洪水，对原采用的水位流量关系曲线、高水糙率、比降等参数进行率定。
除掌握调查洪水资料外，还应通过历史文献、文物资料的考证，进一步了解更长历史时期内大洪水发生的情况和次数，以便合理确定历史洪水的重现期。
由于我国雨量站网密度总体较稀，且分布不均匀，暴雨中心的雨量往往不易观测到，尤其是在干旱地区，经常发生局地性大强度暴雨，而这些地区站网密度更稀，因此用暴雨计算设计洪水时，暴雨调查更有必要。国内一些点暴雨极值也是通过调查获得的。因此，对近期发生的大暴雨进行调查是非常必要的。对近期发生的大洪水，在没有水文测站的河段或由于水文测验设施等限制没有观测到时，还应及时进行洪水调查。对滨海地区近期发生的特大潮也应及时进行调查。
【检查要点和方法】
各省（自治区、直辖市）大多开展过历史洪水、潮位、暴雨资料调查并汇编成册，但调查成果在量级、重现期和可靠性方面可能存在矛盾和差异。主要检查使用的历史洪水成果量级和重现期的可靠性。对于近期发生的大暴雨、大洪水、风暴潮是否进行了调查，以及采用情况。
【案例分析】
历史洪水的加入可以提高设计洪水的可信度，但对历史特大洪水的重现期确定以及实测系列特大洪水的处理问题应引起重视。同一次洪水根据不同考证期提出不同的重现期，如福建沙溪沙县水文站调查1800年洪峰流量9880m3/s，报告提供了3个起点：
（1）1556年迄今，1556年大于1800年，考证期454年，重现期223年。
（2）1800年迄今，1800年最大，考证期210年，重现期210年。
（3）1764年迄今，1800年最大，考证期246年，重现期246年。
报告采用重现期220年，审查认为根据分析，采用了合理的重现期成果。
f） 3.4.5 分期设计洪水计算时，历史洪水重现期应在分期内考证，其重现期不应短于在年最大洪水系列中的重现期。
【摘编说明】
历年分期洪水选样原则为分期内最大值，因此在考虑历史洪水时，其重现期应遵循分期洪水系列的选样原则，在分期内考证。分期考证的历史洪水重现期应不短于其在年最大洪水系列中的重现期。
【检查要点和方法】
首先应分析分期洪水分期的合理性，检查分期内历史洪水的重现期及在年最大洪水系列中的重现期。检查是否满足上述条文要求。
g） 4.3.1 由设计暴雨计算设计洪水或由可能最大暴雨计算可能最大洪水时，应充分利用设计流域或邻近地区实测的暴雨、洪水对应资料，对产流和汇流计算方法中的参数进行率定，并分析参数在大洪水时的特性及变化规律。参数率定与使用方法应一致；洪水过程线的分割与回加应一致。不同方法的产流和汇流参数不应任意移用。
【摘编说明】
在由设计暴雨计算设计洪水或由可能最大暴雨计算可能最大洪水时，参数率定方法应与使用方法一致。例如在率定瞬时单位线的滞时（m）时，采用汇流时间内的平均雨强与m建立关系，在使用时，就不能根据其他时段的雨强查用m值。不同方法中的产流和汇流参数不得任意移用，如经验单位线的滞时不能移用瞬时单位线的滞时。暴雨洪水的量级会对计算参数产生影响，故应重视分析大洪水的参数。在评估参数时，应当着重考虑较大洪水的拟合程度，即使在采用流域模型进行连续模拟时，亦应着重检查较大洪峰的拟合程度。
当发现流域内水利与水保措施对参数有明显影响时，则应利用近年内发生的较大洪水分析确定参数。
【检查要点和方法】
设计暴雨计算设计洪水或可能最大暴雨计算可能最大洪水时，用到设计暴雨资料，对使用的雨量站应检查是否在流域内或邻近流域，并检查下垫面条件，如海拔、迎风坡背风坡等是否接近。在做水汽放大时，应考虑不同地区的天气和下垫面影响条件。
h） 4.3.7 由设计暴雨计算的设计洪水或由可能最大暴雨计算的可能最大洪水成果，应分别与本地区实测、调查的大洪水和设计洪水成果进行对比分析，以检查其合理性。
【摘编说明】
由暴雨计算设计洪水或由可能最大暴雨推算可能最大洪水受到多因素及多环节的影响，如雨量与洪水资料的代表性、暴雨与洪水同频率的假定、设计雨型的选定、设计暴雨发生前的流域下垫面干湿程度的确定等。这样计算出来的设计洪水成果难免带有误差，因此应强调将当地和邻近地区的实测和调查的特大洪水以及地区内设计洪水，与本流域设计洪水成果进行对比分析，以检验其合理性。
【检查要点和方法】
设计暴雨计算的设计洪水或由可能最大暴雨计算的可能最大洪水成果，应分别与本地区实测、调查的大洪水和设计洪水成果进行对比分析，以检查其合理性。应从设计暴雨和设计洪水两个方面进行分析，可能最大暴雨取值，是否大于当地实测降雨量成果，如果小于实测值，则采用设计最大可能降雨成果可能偏小。可能最大洪水应大于实测或调查的设计洪水成果。一般情况下，1000年一遇的洪峰流量不应小于考证期在500年以内的调查洪水或实测系列中的最大洪水。
1-2-2 《水利水电工程水文计算规范》 SL 278—2002
为适应水利水电工程设计需要，统一水文计算的技术要求，保证成果质量，制定本标准。本标准适用于大中型水利水电工程可行性研究和初步设计阶段的水文计算，大中型水利水电工程项目建议书阶段、小型水利水电工程及江河流域规划的水文计算可参照执行。本标准分为总则，基本资料，径流，泥沙，水位和流量关系，气象要素、水面蒸发、水温和冰情，水文自动测报系统等。
a） 2.2.1 水文计算依据的流域特征和水文测验、整编、调查资料，应进行检查。对重要资料，应进行重点复核。对有明显错误或存在系统偏差的资料，应予改正，并建档备查。对采用资料的可靠性，应作出评价。
【摘编说明】
流域特征和水文测验、整编、调查等资料是水文计算的依据，对有明显错误或存在系统偏差的资料，要会同有关单位共同分析研究，必要时需到现场调查，以取得改正依据。
【检查要点和方法】
主要检查内容包括：检查分析用于水文分析的依据站和参证站的代表性，资料条件，测站断面的变化情况，高程系统的采用和变更情况，水文站流量测验方式，水位流量关系，悬移质含沙量测验方式和分析方法，上下游已建蓄水、引水工程分布和蓄水引水能力信息。对分析历年资料发现问题应及时处理修正，如：个别年份水位流量关系不合理，采用浮标测流或比降法测流时相关参数不合理，冰期的流量测验不合理，缺测资料插补方法使用不当，水准点基准发生变动未及时修正，上游工程对下游水沙条件产生影响未进行改正，测站迁站前后资料衔接出现不合理等。
【案例分析】
河北省双峰寺水库水文分析的依据站是武烈河承德水文站，由于近年断面上游修建橡胶坝，造成泥沙观测成果较小，系列明显不一致，为推求水库断面输沙量，故采用未受橡胶坝影响的泥沙系列进行推算。
b） 5.3.1 根据工程设计要求，应拟定设计断面工程修建前天然河道的水位流量关系。水位高程系统应与工程设计采用的高程系统一致。
【摘编说明】
设计断面天然河道的水位流量关系是水利水电工程规划设计的基本依据。我国各地水位观测和洪、枯水调查采用的高程系统较多，同一水准点基面平差前后的数值也有差异，水文站、水位站多采用冻结基面和假定基面。拟定水位流量关系曲线时，要查明水位高程的基面系统、平差情况及其换算关系，如与工程设计采用的基面不一致，要予以转换。
【检查要点和方法】
主要检查内容包括：除个别工程点恰在水文站断面附近，绝大部分工程断面需要新建专用水文站或临时水位站，率定工程设计断面的水位流量关系成果；包括工程修建前的天然断面和工程修建过程及修建后的水位流量关系；水文测验采用高程系在工程勘测设计前可能采用假定基面，因此换算到与工程采用高程系是十分重要的；应检查换算关系。
c） 5.3.7 水位流量关系曲线的高水外延，应利用实测大断面、洪水调查等资料，根据断面形态、河段水力特性，采用多种方法综合分析拟定。低水延长，应以断流水位控制。
【摘编说明】
实测水位流量关系曲线的范围不能满足工程设计要求而需要高水外延时，可用史蒂文斯法、水位面积与水位流速关系曲线法、水力学法、顺趋势外延等方法。低水延长时，断流水位可用图解法、试算法推求，也可从河道纵断面图上的河床凸起处的高程确定。低水延长产生的相对误差一般较大，应特别慎重。
【检查要点和方法】
主要检查内容包括：工程断面水文测验一般是专用水文站或水位站，设站时间一般较短，测验范围不能满足设计要求，需要进行高水和低水外延，应检查外延方法和采用成果的合理性。尤其是高水外延一般采用两种以上方法进行分析，合理确定采用成果。