流量误差对推求设计洪水的影响

刘云福

摘?要：洪水是我国存在的主要自然灾害之一，通过对各种水利工程的建设来实现对洪水的控制是防洪工程规划中的重要内容，而在防洪水利工程建设的过程中，设计洪水起着重要的依据作用，提高设计洪水计算的精确性确保水利工程安全的重要需求。本文对设计洪水的概念作出了阐述，同时以流量资料推求设计洪水为依据对流量误差对推求设计洪水的影响作出研究，同时对当前我国针对流量误差影响设计洪水推求的研究现状以及努力方向作出探讨。

关键词：设计洪水?流量资料?流量误差?影响

中图分类号：TV12 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）10（a）-0141-01

1设计洪水的概念

设计洪水被广泛的应用于水文计算中，虽然设计洪水并没有一个十分明确的定义，但是它的设定是为了防洪等水利工程服务的，是指水利工程或水工建筑物预计设防以及在防洪规划等工作中的最大洪水。无论是在水库大坝的设计还是溢洪道的设计中都要重视防洪问题的解决，所以保证这些水工建筑物在遭遇洪水的过程中能够保证自身的安全是水工建筑物设计与建设中必须要考虑的重要问题，所以在这些水工建筑物的设计过程中要将一种洪水当做水工建筑物的设计标准，而这个被当做标准的洪水则被称为设计洪水。由此也可以看出设计洪水直接决定着水利工程的设计泄洪流量以及设计洪水位，在水工建筑物的设计与建造中处于至关重要的地位。设计洪水不仅包括分期设计洪水、设计洪水过程线，也包括不同时段的设计洪量以及设计洪峰等，这些内容需要以水工建筑物的工程特点以及本身的设计要求为依据进行部分内容的计算或者全部内容的计算，从而确保水工建筑物以及下游防洪的安全。

2流量误差对推求设计洪水的影响

2.1 利用流量资料对设计洪水的推求

流量资料是对江河湖泊等水体和水资源水量变化的调查与记录得出的，它不仅反映着特定水体中重要的水文特征，同时也是对水资源进行开发利用的重要依据，如在各种水利工程的设计、施工、运行，特定流域或跨流域的水利工程规划、水质监测以及防洪调度和水资源保护中都发挥着重要的参考作用。同时通过流量资料来进行设计洪水的推求也是我国在计算设计洪水方法中重要类型之一。通过流量资料推求设计洪水首先要以洪峰流量的频率分析为依据得到与设计频率相符的特征值，然后通过将某一条实测洪水过程线设定为洪量分布的典型，再将此洪水过程线按照相关设计要求进行调洪计算，并且设计频率与所得的调洪库容的频率是相同的，从而实现将计算调洪库容的频率曲线向计算多个洪水特征值的频率取向转换。一般当所运用的流量资料记录时间较短时，通过差不延长后可以通过频率分析法进行推求，而当所运用的流量资料记录时间较长时则通过对历史洪水的考证与调查后就可以直接使用频率分析法来对设计洪水进行推求。在流量资料的监测、记录与整理中会出现系统性误差、随即误差、粗大误差、独立误差、费独立误差等各种误差，而推求设计洪水需要以流量资料为依据，所以推求所得的设计洪水会因为不同的误差产生不同的影响。

2.2流量误差对推求设计洪水的影响

在利用流量资料推求设计洪水的计算中，会由于误差出现与真实值相偏离的结果。在公式推导法中，如果将E表示含有误差的流量值，而q表示真值，则EQ表示为实测资料Q的数学期望，而Eq则表示为真值q的数学期望，在含有误差的情况下EQ=Eq；在随机模拟法中如果将Cvq表示为系列qi的变差系数，则会出现实测的CvQ大于真值的Cvq。在用实测资料计算设计洪水的过程中，由于实测资料会与真值之间存在一定的偏差，这些偏差会使所得的设计洪水值大于实际真值，并且两者之间的偏差会随着流量资料中先对误差的均方差变大。在一般情况中，科学测量得到的流量资料中的相对误差的均方差小于10%甚至低于5%，所以由流量误差所推求得到的设计洪水的偏大误差也小于5%，由此可见在科学的收集流量资料的基础上，流量资料的测验误差只会对设计洪水的推求产生较小的影响，但是在实际工作中仍旧应当最大限度的减少流量资料产生的误差，从而通过提高流量资料的精度来得到相对准确的设计洪水来满足不同部门、不同工程的需求。

3流量误差对推求设计洪水影响的研究现状及努力方向

当前我国国内针对流量资料推求设计洪水方面的流量误差对设计洪水的影响研究并不广泛，这与我国的水文科研部门与其他部门的工作存在脱节的现象是密不可分的，主要表现为水文监测单位比较重视水文监测过程以及水文监测成果，而对监测误差对水文相关资料的使用单位所做的研究与分析较少进行考虑，同时水利工程建设中的水文资料分析将极值的影响作为主要的考虑对象，而对所使用的水文资料中存在的误差则存在重视不够的现象。这就需要水文监测单位强化服务意识，通过对水文资料的不断完善并提高其精准度来适应各个单位对水文资料的需求，同时水利工程设计单位要重视对资料的审查，避免水文资料中存在的不必要误差对设计洪水的推求产生影响，并尽量减小误差来降低流量误差对设计洪水推求的影响。在这个过程中要认识到流量资料是推求设计洪水的基础，通过对水文资料开展可靠性审查、一致性审查以及代表性审查的“三性审查”来确保水文资料相关数据的精确性，从而为设计洪水的推求以及相关水工建筑物的安全使用奠定坚实的理论基础。另一方面，在进行设计洪水的推求中，相关部门往往重视特大洪水流量的流量误差审查，而忽略了对中等、低等水流量中的误差，特大洪水流量值在适线中的重要性是不可否认的，但是同时流量测量产生的误差尤其是中、低水流量中存在的测量误差会对设计洪水的推求也可能产生较大的影响，所以流量测量误差尤其是中、低水流量的测量误差对提高设计洪水值计算的精确性具有重要的意义，并且在制定测站测流方案时将已知的推求设计洪水值产生影响的流量测验误差的极限值作为重要的考虑对象可以在确保测验精度的基础上实现对更为经济的测流方案的选择。需要注意的是水体流量的变化是相当复杂的，所以必须通过持续的、长期的流量测量并将所得的流量资料与其他水文要素建立起相关关系才能够实现对逐日流量的推求以掌握水体流量变化的规律，从而通过对河流流量变化规律的探求与探究提高设计洪水值计算的精确性。

参考文献

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