水文频率在水利工程设计中的作用.doc

水文频率在水利工程设计中的作用   摘 要：水利工程是一项除害兴利的工程。兴建水利工程可以达到控制水流，防止洪涝灾害的目的，并能合理的对水量进行调节和分配，更好地满足人类生活所需。随着水利工程行业竞争加剧，水利工程技术要求越来越严苛，所以水文频率在水利工程中起着关键性作用，本文从水利工程设计标准等方面着手概述了在水利工程中的设计中水文频率的作用。 关键词：水文频率;水利工程;设计作用   前言  水文频率顾名思义就是水文在一定时间内的起伏次数。在大自然环境下，水文频率的发生没有规则性，是随机的，是一种很常见的现象，例如降雨现象如果水文频率的研究对象是降雨，那么降雨量的大小、降雨次数、年降雨量、降雨量峰值、降雨量谷值等变量就是水文频率的研究内容。研究一个地区的水文频率，可以起到防止洪涝灾害，以便及时做出应对措施，以免人们生命财产受到威胁，根据水文频率推测出来的数据显示，就能确定水利工程建设规模，进而设计出水利工程的结构图。因此，水文频率是水利工程设计的重要依据。 1 水文频率等级的确定  水文频率有0.01%、0.1%、1%、10%、20%五个等级用以衡量不同量级的洪水，水文频率常用%来表示，水文频率与洪水量级出现频率是呈正比的，频率越小，就指这一量级以上的洪水发生频率越低;反之，水文频率越大，洪水发生频率越高。  频率衡量法并不是水文频率衡量洪水的唯一标准，还会用到重现期（以年为单位）来表示，某一量级的洪水重现期为十年，俗称十年不遇洪水，指的是这个量级的洪水在一段时间里，每十年出现一次的概率。事实上，十年里有可能不止出现一次，有可能不出现。  水文频率和重现期既是衡量洪水量级的一个标准，又是确定水利工程设计规模和等级的重要凭据。结合我国现有的抗洪技术，洪水等级包括重现期10年，视为一般洪水;20年重现期10年，视为较大洪水;50年重现期20年，视为大洪水;重现期50年，视为特大洪水。  洪水等级的划分，并不是特指某一地区，技术人员结合各地水文频率考虑多项因素划分出的等级，结果经相关部门审核通过才发布的，内容真实、可靠。 2 频率计算方法  绘制水文频率曲线，可以用来解决经验频率曲线的延长问题，在水文行业中，理论评论曲线是一种pm型曲线，包括3个变量（X3，Cv，Cs），这三个变量决定pm型曲线的整体走向与变化规律。但水文变量的具体数值是未知的，一般只有通过样本资料才能推出三个统计参数，由于三个统计参数的随机性，所以抽样可能存在误差性，促使由样本资料推测而来的三个统计参数绘制的pm型曲线没有完全反映出整体的分布规律。实践工作的开展过程中，技术人员一般采用抽样的统计参数及pm型曲线的样本来做实验，一般通过多次实验以减少误差，进一步得到更好的pm型曲线频率分布图。  在水文频率计算中用到的方法叫做适点配线法，又称适线法。适线法也不能精确的绘制出pm型曲线频率分布图，目前这种误差还难以计算。所以，技术人员在水利工程设计上就要多方面结合考虑，不仅要观察统计参数的变量，还要结合水文、地质等环境因素，只有整体结合考虑，才能计算出最精确的pm型曲线频率分布图。 3 水利工程设计标准 3.1 兴利标准  水利工程今后可为社会发展、国民经济造福良多、例如养殖畜牧业、航空运输业、电厂发电、农民灌溉、人类生活供水等。水利工程兴建规模足够大，同时水文频率相对较小时，就能将水利工程优势发挥到极致，但由于这样投资成本巨大，可行性不大。例如大众所熟知的三峡大坝水利工程，它作为我国最大的水利发电工程，可实现大规模供电，但相应投资额度也较大。为保证工程的合理投资与投资收益，不可避免要分析论证以及研究与探讨。假如，投资额度大于供电收益，那么工程规模扩大不可行，反之供电效益大于投资额度，那么工程规模可以扩大。所以，传统设计理念认为在工程设计过程中，应保证一个区域供水用量充足，此举大可不必，而应在合适的供水用量值里选一个最佳值，将供水适度值和区域用水协调值，两者结合起来才能保障供水范围更广，用水时间更长，这也是确保设计用水的合理性、科学性的有效措施。如果设计保证率过高就会使投资额度变大、供电效益减少。是以，水利工程在设计过程中，水文频率是必须考虑的重点环节。 3.2 防洪标准  防洪是水利工程的另一重要任务，在于将现有的人力资源和科学技术相结合，实现防治洪涝灾害的一项设计标准。防洪对象较多，例如，农村、城市、机场、矿地等场所，这些地方大多没有防治洪涝灾害等措施，所以国家需重点兴建堤防、水库等水利工程旨在防治洪涝灾害，避免人类生命财产受到威胁。防洪设计标准应结合地区的地形地貌进行设计，做到对水利工程的有效利用。在长期降雨量较大以及洪水量级较大的地区，应大规模兴建水利工程。设计人员在设计防洪工程时还应考虑工程的经济性，结合水文、地质等环境因素，使水利工程在后期预期收益大于投资额度，节约成本，促进我国水利工程事业的发展。 4 结语  水文频率指的是水利工程范围内的流域发生过的水文过程，在未来期间水利工程可以用到的水文过程，在这一过程中，要对水文频率进行调节计算，经过水文频率的调节，计算在一定直径里水流量，进而算出水利工程兴建的规模大小。水文频率最常用的计算方法是适线法频率计算，它对样本资料的估算、总体统计参数以及总体概率分布探求均有显著效果。适线频率法可以运用到计算未来水文过程，在水利工程设计工作中，结合水文样本资料的估算，用适线法计算出水文的适线，最终得出结论里的频率曲线做成水文总体概率分布的近似值。  目前，我国水利工程已为人类带来诸多福利，也起到灌溉、航运、生活用水等方面综合性作用。水文频率则给水利工程的建设带来了可靠的水文数据，例如径流量等变量，为兴建水利工程作出了贡献，实践过程中应引起重视。 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. 2郭泽慧.水文频率在水利工程设计中的作用J.科技与企业，2013（08）：158. 3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）：31-32. 4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）：338.5