水文频率在水利工程设计中的作用

   【摘 要】水利工程建设是我国大力开展的一项基础设施建设，为我国社会经济、水利水电、
农业灌溉等方面都做出了很大贡献。而在针对不同的地区进行水利工程设计时，为了在满足
需求的情况下尽可能的降低工程成本，减少不必要的资金浪费和材料浪费，提高水利工程
的运行效率，就必须要合理确定水利工程的规模大小以及结构形式。而要确定这些工程设计
参数，必须要在分析当地水文频率的基础上进行。由此可见，水文频率对于水利工程建设的
设计起到了关键的作用。现本文就来详细探讨水文频率在水利工程设计中的具体作用。

 

　　【关键词】水文频率；水利工程；设计标准；作用

 

　　所谓水文频率，主要是针对自然环境下，水文要素具有很大随机性而言的。例如，降雨
是大自然的一种最常见的自然现象，是必然会发生的，但若具体到何时发生降雨，降雨量
的大小，某个时间段内降雨的次数，年降雨量、最大洪峰流量、枯季最小流量等随机性水文
变量，都是水文频率需要研究的主要内容。研究一个地区的水文频率，可以为预测当地发生
洪水的频率以及灾害程度提供判断依据。而根据这些预测和判断，可以帮助水利工程设计人
员确定当地水利工程建设规模的大小，根据河流的水文频率统计信息，可以确定水利工程
的结构设计形式。为此，水文频率在水利工程设计中是具有非常重要的作用的。

 

　　

1、水文频率等级的确定 

　　水文频率常以

%表示，水文上一般采用 0.01%，0.1%，1%，10%，20%来衡量不同量

级的洪水。频率越小，表示这一量级以上的洪水出现的机会越少。水文上除采用频率衡量洪
水的大小外，也常用重现期（以年为单位）来表示，重现期是指某量级的洪水在很长时期
内平均多少年出现一次。如某一量级的洪水的重现期为百年（俗称百年一遇洪水），是指这
个量级的洪水在很长时期内平均每百年出现一次的可能性，但不能理解为每隔百年出现一
次。实际情况是这种洪水可能

100 年内不止出现一次，也可能一次都不出现。 

　　频率和重现期实际上是衡量洪水量级的一个标准，是确定水利工程设计规模和等级的
重要依据。结合实际防洪能力，对洪水的等级划分如下：重现期在

10 年以下的洪水，为一

般洪水；重现期

10 年至 20 年的洪水，为较大洪水；重现期 20 年至 50 年的洪水，为大洪

水；重现期超过

50 年的洪水，为特大洪水。 

　　对洪水的等级，是综合考虑各种因素后由主管部门审定并发布的，是针对某一流域或
水系而言的，不是指某个单一测站而言的。

 

　　

2、频率计算方法 

　　绘制理论频率曲线，主要目的是为了解决经验频率曲线的延长问题。水文行业目前普遍
选用的理论频率曲线为

p

—m 型曲线，它是由 3 个统计参数决定的。3 个参数从理论上讲应

是总体的统计参数，但水文变量的总体是未知的，通常只能由样本资料求出其

3 个统计参

数，而样本统计参数都具有抽样误差，这就使由样本统计参数确定的

p

—m 型曲线不能很

好地反映总体的分布规律。实际工作中，通常采用调整样本的统计参数及相应

p

—m 型曲线

拟合样本的经验频率点据，以尽可能减少参数估计的抽样误差和系统误差，进一步探求总
体的概率分布，这个过程在水文计算中称为适点配线法，简称适线法。适线法得到的成果仍
具有抽样误差，而这种误差目前还难以精确估算，因此对于工程上最终采用的频率曲线和
相应的统计参数，不仅要从水文统计方面分析，而且还要密切结合水文现象的物理成因及
地区分布规律进行综合分析。

 

　　

3、工程设计标准 

　　在水利工程的设计中，对于工程的设计标准要控制在当地所能允许的破坏范围内，即
水利工程建设要满足一定的洪水防护功能，以保证当地以及下游地区的安全。而这种工程设