设计洪水计算方法研究进展与评价_郭生练.pdfVIP

水 利 学 报 2016年3月 SHUILI XUEBAO 第47卷 第3期 文章编号：0559-9350（2016）03-0302-13 设计洪水计算方法研究进展与评价 郭生练，刘章君，熊立华 （武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉 430072） 摘要：设计洪水是确定水利工程建设规模及制定运行管理策略的重要依据，国内外已经开展了大量深入的研究。 本文系统总结了国内外洪水频率分析方法，包括抽样方法、分布线型、经验频率公式、参数估计方法、设计洪水 过程线、历史洪水、区域洪水频率、PMP/PMF、分期和梯级水库设计洪水等方面的研究进展，重点阐述了中国近 30年来的主要研究成果，并讨论了存在的主要问题和不足。从四个方面归纳了当前设计洪水研究的前沿与热点 问题：即多变量设计洪水计算、非一致性洪水频率分析、基于水文物理机制的洪水频率分析和设计洪水不确定性 研究，并展望了中国设计洪水计算未来的研究重点和方向。 关键词：设计洪水；洪水频率分析；PMP/PMF；历史洪水；多变量概率分布；非一致性；不确定性 中图分类号：TV122 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb 1 研究背景 设计洪水是确定水利工程建设规模及制定运行管理策略的重要依据。推求设计洪水的途径和方 法是随着资料信息的积累、计算理论技术的提高、工程建设和运行经验的增加以及人们对洪水规律 认识的不断深化而逐步发展和完善的。国外设计洪水研究较早，Fuller于1914年首次在频率格纸上点 绘洪水经验频率曲线，推求设计洪水。美国20世纪30年代以前普遍采用统计途径（频率分析）估计设 计洪水，经过20世纪30年代特大洪水考验，发现了统计频率计算的局限性以及使用中存在的一些问 题，因而促进了对水文气象成因途径，即可能最大暴雨（PMP）与可能最大洪水（PMF）的研究。前苏联 ［1］ 一向沿用统计途径估计设计洪水，并且大中型水库的防洪安全设计以设计洪水过程线为依据 。 新中国成立以来，我国设计洪水的标准和计算方法经历了从历史洪水资料加成法逐步过渡到频 率分析计算方法，以及20世纪70年代引入PMP/PMF的发展过程。1979年水利部和电力工业部颁发 ［2］ 了《水利水电工程设计洪水计算规范SDJ22-79（试行）》，使我国设计洪水有了统一的标准，对指导 设计洪水计算、保证设计成果质量起了重要作用。90年代初修编颁发了《水利水电工程设计洪水计算 ［3］ 规范SL44-93》 ，增加有关设计洪水地区组成及干旱、岩溶和冰川地区设计洪水计算方面的内容， ［4］ 同时相应地出版了《水利水电工程设计洪水计算手册》 。2006年又修编颁布了《水利水电工程设计洪 ［5］ 水计算规范SL44-2006》 ，增加分期设计洪水、平原河网区设计洪水、滨海及河口地区设计潮位计 算等内容。至此我国设计洪水计算在内容和方法上，已经形成了一套比较完整的体系。 设计洪水的研究已有近百年的历史，从初期的简单分析计算发展到目前含有丰富内容的研究与 实践，走过了一条不平凡的道路。尽管已经取得了很多研究成果，并积累了较丰富的工程实践经 验，但是仍存在不少需要继续深入探讨的问题。本文在综述比较国内外设计洪水计算方法的基础 上，重点回顾我国近年来的主要研究进展，分析讨论存在的主要不足，同时归纳梳理设计洪水研究 的几个前沿与热点问题，并展望我国设计洪水未来的研究重点和方向。 收稿日期：2015-08-30 基金项目：国家自然科学基金重点和重大项目51190094） 作者简介：郭生练（1957-），男，福建龙岩人，博士，教授，主要从事水文学及水资源开发利用研究。E-mail：slguo@whu.edu.cn