水文频率在水利工程设计中的作用研究

【摘要】水利工程属于具有一定难度的综合性的工程。修建水利工程能够有效控制水流，起到防洪抗灾的作用，可以有效对于水量进行调节工作与分配工作，能够更好地满足人们正常生产生活的要求。伴随我国经济的发展，水利工程变得越来越多，对其要求也变得越来越高，在水利工程设计中水文频率有着十分重要的作用，因此，本文从水利工程的设计标准着手，分析了水文频率在水利工程设计中的作用，希望对于促进水利工程的发展起到一定积极的作用。

【关键词】水文频率；水利工程；设计作用

水文频率指的是水文在规定的时间范围内起伏的次数。在自然条件下，水文频率的产生通常是没有规律的，次数是比较随机的，属于一种比较常见的情况，例如降雨现象，倘若降雨是进行水文频率研究的相关对象，那么降雨量的多少、降雨的大小、降雨量的峰值、降雨量的谷值、年降雨量等变量就是进行水文频率研究的有效内容。研究地区内的水文频率，能够有效起到防洪抗灾的作用，能够让人们及时的发现险情，并且及时做出相应的应对策略，避免人们的人身安全和财产安全受到损害，按照水文频率得出的数据信息进行推导工作，就能够确定水利工程施工的规模等级，进一步对水利工程的结构图纸进行设计。所以，水文频率是进行水利工程设计的一项重要的依据。

1.水文频率等级的确定

水文频率有20%、10%、1%、0.1%、0.01%這五个等级，通常使用这些等级来衡量不同的洪水，水文频率一般使用百分号进行表示，水文频率和洪水等级产生频率是成正相关的，水文频率越高，那么在这一量级上发生洪水的频率也越大，相反的，倘若水文频率越低，那么发生洪水的频率也就越小。

使用频率进行衡量并不是水文频率用来衡量洪水等级的唯一标准，还可能使用到重现期来进行洪水等级的衡量，在某一量级的洪水，其重现期倘若是十年，那么可以称为十年难遇的洪水，通常代表在这个量级中，洪水在时间范围内大概每十年会出现一次。而实际情况是，在十年内可能出现超过一次，或者有可能不会出现。

水文频率与重现期都是衡量洪水等级的重要标准，它们是确认水利工程的设计规模大小与施工等级高低的有效依据。联系我国的抗洪技术，洪水等级包含了重现期小于等于10年的，通常称为一般洪水，重现期在10到20年内的，称为较大洪水，重现期在20到50年内的，称为大洪水，重现期超过50年的，称为特大洪水。

2.频率计算方法

绘制出水文频率的曲线，能够用来处理频率曲线延长问题，在水文工程中，理论频率的曲线属于一种p―m型的曲线，其中包含了3个变量，这三个变量在很大程度上决定了p―m型曲线的变化趋势和大致走向。但是水文变量的具体数值是不知道的，一般只有通过使用样本资料才可以推测出三个统计需要的数值，因为三个统计所需的数值具有一定的随机性，所以抽样工作可能存在一定的误差，导致根据样本资料推测得出的三个统计数值进行绘制的p―m型的曲线不能够很好的表现出分布的规律。在实际工作进行的过程中，技术人员通常使用抽样得出的统计数值以及p―m型的曲线样本来进行实验，通过多次的实验来减少存在的误差，进一步获得更准确的p―m型的曲线频率分布图表。

在进行水文频率计算的过程中，比较常使用到的方法是适点配线方法，也能够称为适线法。但是使用适线法进行p―m型的曲线频率分布图的计算，还是会存在一定的误差，目前，这样的误差还是很难进行计算。因此，在水利工程进行设计的时候，有关工程的技术人员就需要结合多个方面的因素进行考虑，不仅仅需要对于统计数值变量情况进行观察，还需要结合水文条件、地质情况等环境因素，只有从整体方面进行详细的考虑，才可以计算得到最为准确的p―m型的曲线频率相关分布图。

3.水利工程设计标准

3.1、修建标准

修建水利工程，对于促进社会的发展能够起到很大的作用，在一定程度上促进我国经济的发展，其能够对于养殖畜牧产业、航空运输行业、电厂发电项目、农民灌溉区域、人类生活供水等起到很大的帮助。倘若水利工程的修建规模十分大，与此同时，相对来讲水文频率比较小的时候，就可以把水利工程自身的优势充分的发挥出来，但是因为所需的投资成本比较大，所需可行性不高。为了确保工程的有效投资和收益回报，不可避免的需要进行有关的分析以及论证，并且通过研究和探讨得出结果。倘若投资金额超过了收益回报，那么扩大水利工程的规模就不具有可行性，以往的设计观念觉得，在水利工程设计的过程中，需要确保一个地区的供水用量能够充足，这其实不是必要的，而应该在供水用量值内选择一个最佳值，把供水适度值与区域用水进行协调统一，将两者相互进行结合，才可以确保供水范围变得更加广泛，供水时间变得更长，这也是保证设计用水的科学性、有效性的措施。倘若设计保证率太高，就会导致投资金额过大、效益回报不断减少。所以，在进行水利工程设计的过程中，水文频率是需要进行考虑的重点。

3.2、防洪标准

防洪抗灾是水利工程需要做到的一项重要的任务，把现有的人力物力财力与科学技术进行相互的结合，是有效实现防洪抗灾的重要设计标准。防洪对象通常比较多，例如农村、机场、城市等场所，在这些地方，通常没有有效的防洪抗灾的措施，因此，国家需要努力修建大坝堤防、水库项目等水利工程，目的是有效达到防洪抗灾的功能，避免人们的人身安全和财产安全受到损害。对于防洪标准进行设计，需要结合不同地区具体的地形地貌条件进行设计工作，对于水利工程进行有效的利用。在长时间降雨以及洪水等级比较高的地区，需要积极修建大型的水利工程。相关设计人员进行防洪工程设计的时候，还需要考虑水利工程自身的经济性，联系水文条件、地质情况等环境因素，使水利工程的后期预期收益回报能够超过投资金额，提高工程的经济效益，不断促进我国水利工程施工的发展。

4.结束语

水文频率是指在水利工程流域发生的过程中，在将来期间内能够使用到的水文过程，在这个过程中，需要对于水文频率进行有效的调节工作和计算工作，通过对于水文频率进行调节，计算出在规定范围内的水流量，进一步计算修建水利工程规模的大小。水文频率使用到最多的计算方法就是适线法，这个方法对于样本数据的估算工作、统计总的参数与探求总的概率的分布都有十分明显的效果。适线法能够使用于对未来发生的水文过程进行计算，在水利工程的设计过程中，需要联系水文样本信息数据的计算工作，使用适线法计算得出水文的适线，最终得到的频率曲线能够做成水文总体概率的分布近似值。现今，我国水利工程的发展已经给人们带来了许多的好处，能够起到灌溉农电、航运运输、满足人民生活用水等一系列的作用。水文频率给水利工程施工带来了有效的水文数据信息，例如径流量的变量等，给修建水利工程提供了很多有效的依据，工程设计人员在实践的过程中需要给予重视，加强相关工作的研究，从而促进我国水利工程的发展。

参考文献：

[1]高艳梅.水文频率在水利工程设计中的作用[J].黑龙江科技信息，2013（10）：37-39.

[2]宋文献，张红艳.水文频率在水利工程设计中的作用[J].东北水利水电，2011（10）：131-132.

[3]石高扬，包波，郑晓波.解析水文频率在水利工程设计中的作用[J]. 城市建筑，2014（06）：338-340.

作者简介：田宇（1988年7月1日）男，汉族，吉林省双辽市卧虎镇人；本科学历，水利助理工程师，主要从事水文与水资源专业工作，