历史调查系列洪水重现期实例分析

王秋媛　张磊　孙侃

【摘要】：洪水频率分析是水利工程水文计算的重要内容之一，是各项水利工程规划设计标准的基础依据。针对存在历史调查洪水或特大洪水的设计断面，目前针对其频率的计算目前还无较权威的方法。本文以实例流域水文断面历年洪峰流量为例，利用独立样本分析法对该断面洪水频率进行了分析计算，并对该方法在实际工作中的使用优点进行论述。

【关键词】：历史洪水；不连续洪水系列；实测洪水系列；经验频率；频率成果对比

洪水频率一般指某洪水特征值（如洪峰流量等）出现的累计频率。即在多年时期内，该特征值等于或超过某定量的可能出现次数，以百分数表示，其倒数即为“重现期”。例如百年一遇即在一百年内可能重现一次，也可能多次出现，但在截至目前现有资料系列分析出其累计频率为1%。按照自然规律，特大洪水出现次数少，一般洪水出现次数多，须根据长期实测资料及运用数理统计方法求得。通俗讲洪水频率只是说明某一量级洪水发生几率的情况，也就是出现的可能性是多少，具有较宽泛的意义，其重现期不代表绝对性和唯一性，仅表示在该量级洪水出现的平均时间范围。水利工程设计中涉及的洪水频率是工程前期设计标准的重要指标，是各项工程指标的主要设计依据。连续系列一般性洪水频率计算比较简单，按照皮尔逊Ⅲ型曲线的适线方法定线即可。本文对资料系列中存在连续（不连续）实测或调查特大洪水时，其洪水频率的计算方法进行分析论述。

1、不连续特大洪水系列频率实例分析

在洪水系列中加入特大洪水时的经验频率，目前存在着基于两种不同概念的计算方法，谁优谁劣，目前尚无定论。二者主要差别在于是否将特大洪水系列计入一般系列样本中，也就是说是按一个还是两个样本来进行计算的差别。本文按两个独立样本的方法来处理特大洪水系列。特大洪水系列的经验频率计算公式为p（Q_M）=M/（N+1）；一般洪水系列的经验频率按下式计算；p（Q_m）=（m+L）/（n+1）；以上二式中，M为特大洪水按递减顺序从大到小排列的序号；N为特大洪水系列中首项的重现期，实现由历史洪水调查考证时确定；m为实测一般洪水按递减顺序排列的序号；L为实测洪水中特大洪水的数目；n为实测洪水的年数。文中将对数据系列按无特大洪水和有特大洪水两种方法对计算结果进行对比分析。

1.1 实例断面洪水频率计算

选择汤旺河出口控制站晨明站为例，该站共有4次历史调查洪水，其中1961年洪水有部分实测过程，本次将其列入实测历史洪水。

位于大洪水系列第1位的是1911年洪水，洪峰流量7290 m3/s，位于第2位的是1961年洪水，洪峰流量5280 m3/s，位于第3位的是1945年洪水，洪峰流量5034 m3/s，位于第4位的是1951年洪水，洪峰流量3424 m3/s。该站洪水系列共64年，特大洪水系列为以上4年的历史大洪水，其余60年按一般系列连续洪水，其中1960年洪水因缺测，按上下游站面积比例法插补计算，面积比指数取0.67，即〖Q_晨明1960=Q_伊新1960 （F_晨明/F_伊新 ）〗^0.67。加入历史洪水后系列均值和Cv

值计算公式如下：

Q ?=1/N[∑_（i=1）^a?〖Q_i+〗 ∑_（j=1）^b?〖Q_j+〗 （N-a-b）/（n-L） ∑_（k=1）^（n-L）?〖Q_k]〗

本次采用加入历史洪水与仅利用实测洪水数据分别计算该站洪水频率，并进行对比分析。经适线后计算结果见软件截图，对比情况见表1。

结语

經以上分析计算可知，年最大洪水频率计算时是否加入历史洪水对计算结果影响较大，且重现期越长误差越大，本例中最大误差达25.7%。实际在洪水频率计算工作中往往忽视调查历史大洪水，有时也存在对历史调查洪水不认可的现象，但经文献刊印的历史调查洪水其可信度还是较高的，不应轻易舍弃，否则洪水频率分析结果会偏小很多，对水利工程设计存在不利影响。

【参考文献】：

[1]水利部主编.水文情报预报规范SL250-2000[M].北京：中国水利水电出版社，2000.

[2]李慧珑.水文预报[M].北京：中国水利水电出版社，1993.

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