根据暴雨资料推导设计洪水

当实测流量资料短缺，或流量资料系列受到人类活动（如修建大量水利工程）的干扰，一致性遭到破坏时，该法就显得相当重要了。

（一）设计暴雨

水利水电工程各种标准的设计暴雨包括设计流域各种历时面平均暴雨、暴雨的时程分配和面分布等。根据计算设计洪水的需要，可计算其全部或部分内容。

（1）当流域各种历时面暴雨量系列较长时，应采用暴雨频率分析方法直接计算。

（2）当流域面积较小，各种历时面平均暴雨量短缺时，可用相应历时的设计点暴雨量和暴雨点面关系间接计算。

（3）当流域面积很小时，可用设计点暴雨量作为流域设计面平均暴雨量。

缺乏实测雨量资料的各种历时设计点暴雨量可采用以下方法计算。

（1）在流域内及邻近地区选择若干个测站，对所需的各种历时暴雨作频率分析，并进行地区综合，合理确定流域的设计点暴雨量。

（2）从经过审批的暴雨统计参数等值线图上查算工程所需历时的设计点暴雨量。

设计暴雨的计算原理和方法如下。

1.暴雨特性

在设计暴雨的计算过程中，需要结合大暴雨成因条件，分析各次大暴雨在时间和空间上的分布特性，作为拟定设计暴雨过程的依据。分为对暴雨空间和时间上分布的特性分析。

（1）暴雨在空间上分布的特性。在暴雨等值线图上，环绕暴雨中心，量测逐条等雨深线所笼罩的面积f（Pi），绘制面均雨量P面与所笼罩面积f 的关系曲线，对于同一次暴雨过程，选取不同的统计时段，得出若干幅雨量等值线图，也可得出各自的笼罩面积f 与面均雨量、时段T 三者的关系曲线，即历时—面积—雨深曲线。

（2）暴雨的时间分配特性。选取若干个暴雨站的观测资料作为代表，统计各代表站各种不同时段t 的最大暴雨pt，及长、短时段雨量所占的百分比p（t1）／p（t2），并绘出各站暴雨强度在时间上的变化过程。

2.雨量系列较长时设计面雨量的推求

一般采用直接法，它要求设计流域雨量站较多，分布比较均匀，能求出比较可靠的流域面雨量。

（1）样本系列的选取。采用定时段年最大值独立选样，按规定，日雨量以8时为日分界，求取流域年最大1h、6h、24h（1d）、3d、7d最大雨量的选样，其方法如下。

1）若该流域内雨量站分布均匀，取用算术平均法对年内汛期时段雨量进行面雨量的计算。

2）得出某年某月的暴雨为该年最大。

3）根据某年某月逐时段的面雨量进行选样。(www.xing528.com)

（2）特大暴雨值的处理，包括实测特大暴雨和历史调查的特大暴雨，特大值的暴雨系列经验频率计算与洪水频率计算方法雷同，此处不再重复。

（3）面暴雨量的频率计算。采用暴雨频率分析方法直接计算。

3.短缺暴雨资料时设计面雨量的推求

当流域内的雨量站较少，或各雨量站资料长短不齐时，往往是先求出流域中心处的设计雨量，再通过点面雨量关系，将点设计雨量转化为面设计雨量。这种方法叫间接法。

（1）流域中心处设计点面雨量推算。如果在流域中心处有雨量站且系列足够长，则通过该站暴雨资料的频率计算求得设计点雨量。如果流域中心附近没有长系列雨量站，可利用流域内外各个雨量站的设计点雨量，绘制相同时段的设计点雨量的等值线图，用地理插值法求出流域中心处的设计点雨量。亦可利用点暴雨统计参数（如年最大暴雨的均值，Cv 值及Cs／Cv）等值线图。

（2）点面雨量关系。视资料情况亦有2种作法：定点定面关系及动点动面关系。

1）定点定面关系。若流域内具有短期面雨量资料系列，可采用一年多次法来绘制中心雨量Po、P面分别按递减次序排列，由同序号雨量建立相同图，求得点、面雨量的换算系列，就可由设计点雨量推得相应的设计面雨量。

2）动点动面关系。由于动点动面关系的确定过程中引进了一些假设，这些假设缺乏实际资料的验证，因而该法缺乏理论依据，目前极少采用。

4.设计面雨量的时程分配

（1）典型暴雨过程的选择。在暴雨特性一致的气候区内，选取暴雨量大，强度也大，主雨峰集中且靠后的作为典型。

（2）同频率分时段控制放大。设计暴雨的时程分配应选择大暴雨典型雨型，采用同频率控制放大。设计暴雨的面分布，应根据大暴雨典型面分布，以流域设计面雨为控制，进行同倍比放大计算。

（二）产流和汇流计算

产流和汇流计算应根据设计流域的水文特性、流域特征和资料条件，选用不同的方法。产流计算可采用降雨径流相关与初损后损等方法。汇流计算可采用单位线、河网汇流曲线等方法，如流域面积较小可用推理公式计算。当资料允许时，也可采用流域水文模型进行计算。

（1）当流域面积小于1000km2，资料短缺时，可采用经审批的暴雨径流查算图表作为设计洪水的一种依据。

（2）当流域面积较大、暴雨在面上的分布不均匀，产流汇流条件有较大差异时，可将流域划分成几个单元，分别进行产汇流计算，再经河道演算，并与地下水组合叠加为设计断面的洪水过程线。

（3）用推理公式计算洪峰流量后，如工程设计需要，可用概化法推算设计洪水过程线。

（三）成果合理性分析

洪水成果分析，主要采用设计洪峰流量在面上平衡分析法，对设计洪水成果进行合理性分析。采用相邻流域集水面积相差不太大的已建大中型水利工程，在同一设计频率条件下的设计洪峰模数进行对比，并在双对数纸上点绘同一频率下的设计洪峰流量与其集水面积的关系图，来分析本工程坝址设计洪水成果的合理性。