水文设计范文10篇

水文设计范文篇1

工程水文是水利工程设计中必需的重要基础资料，并贯穿了水利工程设计规划、项目建议书、可研、初设各阶段。在水利工程设计前期必须编制工程水文分析计算报告，而且必须通过水文水资源局主管部门审查通过。工程水文的任务是为水利工程设计提供以下各方面相关资料:河流水系概况、气象、水文基本资料、径流、洪水、泥沙、冰情、水质及水面蒸发等，这基本涵盖了工程水文所涉及的所有内容，尤其是泥沙、径流及洪水资料在确定水利工程规模方面起到了重要作用，而水库工程是较典型水利工程，以下就泥沙、径流、洪水资料在某水库工程设计中的应用作为论述。

2工程水文在水库工程设计中的运用

2．1水库基本概况

该水库为山区水库，主要任务是以工业、城镇生活供水和灌溉为主，兼顾防洪。要求灌溉服从工业和城镇生活用水。水库所在河流上游2．5km处有国家基本水文站，具有1962～2010年49年完整的、经审编的实测水文资料，主要观测项目有水位、流量、悬移质输沙率、水温、降水、水面蒸发、气温、水质监测等。

2．2泥沙资料在水库工程设计中的运用

水库建成后，并不是全部容积都可用来进行径流调节，因为泥沙的沉积迟早会将部分库容淤满，因此要根据河流泥沙资料计算水库死水位，由此推出死库容。

(1)泥沙基本资料:水库所在河流上设置有水文站点，河流实测悬移质泥沙资料从1962年开始，共收集了该站1962～2010年共49年实测输沙率及输沙量资料。水库多年平均入库悬移质输沙量为1．53×104t，多年平均入库推移质输沙量为0．38×104t，以悬移质干容重1．3t/m3计，推移质干容重1．8t/m3计，折算成体积，该水库多年平均入库悬移质输沙量为1．18×104m3，多年平均入库推移质输沙量为0．21×104m3，则库沙比(V/WS)为2058，属于泥沙问题不严重的水库。

(2)水库泥沙冲淤计算:各月入库流量、出库流量和相应的坝前水位采用径流调节计算的长系列成果，各月入库含沙量采用相应的实测系列值，进行水库泥沙淤积计算。水库库水位变化较大时，计算时段步长和水位根据水库径流调节成果按月进行初步划分，以水位变化0．1m为一个单位进行水位内插，根据划分的水位步长再细分时段步长，由此绘制水库不同淤积水平年淤积纵断面图，再采用一维不平衡输沙数学模型进行淤积分析计算，即可计算出水库各水平年淤积量，从而得出死库容值。见表1。最终可根据水库运行水平年确定淤积水平年为50年，故该水库死库容为247×104m3。因为泥沙计算是一门专业性很强的计算，其计算过程在河流泥沙专业书籍中均详述，该文中就不叙述了。

2．3径流资料在水库工程设计中的运用

(1)径流基本资料:该水库坝址处无实测水文资料，坝址上游2．5km处设有国家基本水文站，具有1962～2010年49年较完整的实测水文资料，根据该水文站集水面积，按径流深等值线图法计算出的区间水量，演算至拟建水库坝址，推出该水库坝址处1962～2010年49年长系列径流资料。

(2)径流调节:径流调节步骤为:①确定水库坝址处的径流资料，可直接引用水文资料最终结果;②确定水库所辖范围内的用水项，确定设计水平年，设计保证率;③进行需水预测，确定各业需水过程线;④分别就现状年和设计水平年进行水资源供需分析，确定水资源可利用量(与设计保证率相对应)、参与平衡计算的需水量，并得出供需分析结论;⑤径流调节计算，采用长系列法(利用表2中数据)逐月平衡计算，可得出水库兴利库容，再采用典型年法(与设计保证率相对应的某年)对兴利库容进行复核。该水库项目供水范围是该县工业园区、22亿m3煤制天然气项目和水库下辖灌区。主要需水项为工业用水及农业灌溉用水。现状年2011年，设计水平年为2025年。根据规范要求:工业园区工业和生活用水保证率为95%，灌区中农业常规灌溉用水设计保证率为75%，滴灌灌溉用水保证率为85%。然后按照步骤③④⑤即可计算得出水库兴利库容。该水库最终推荐长系列计算兴利库容2578×104m3，对应正常蓄水位为804．55m。具体计算过程在水利计算及水利规划等相关书籍中都有详细计算方法及过程，该文中就不叙述了。

2．4洪水资料在水库工程设计中的运用

洪水基本资料:该水库坝址上游2．5km处国家基本水文站具有1973～1991年19年实测洪水资料及1992～2010年19年洪峰流量调查资料，共计38年洪峰流量系列资料。设计洪水典型过程线的选择，主要考虑对工程控制运用较为不利，峰高、量大的洪水过程线。最终选定1988年4月29日～5月6日洪水过程作为典型洪水。选列该水库4月29、30两日不同频率设计洪水过程线，其余各日情况类似。一般为正常蓄水位;③选择泄洪方式，一般分为溢洪道单独泄洪，溢洪道与放水洞(定流量)共同泄洪等几种泄洪方式;④对应洪水标准进行洪水调节，多采用试算法。采用设计洪水过程线调节出来的为设计洪水位，对应库容为拦洪库容;采用校核洪水过程线调节出来的为校核洪水位，对应库容为调洪库容。该水库根据《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》SL252－2000的规定，本工程等别Ⅲ等，工程规模为中型，设计洪水标准采用50年一遇，校核洪水标准采用1000年一遇。该水库起调水位为水库正常蓄水位804．55m。采用溢洪洞单独泄洪方式，溢洪洞型式为侧槽式溢洪洞，根据《溢洪道设计规范》选择正确计算公式后，编制表格即可进行洪水调节计算。该水库最终计算出设计洪水位为806．64m，拦洪库容为232×104m3;校核洪水位为808．04m，调洪库容为392×104m3。具体计算过程在水利计算及水利规划等相关书籍中都有详细计算方法及过程，该文中就不叙述了。

3结语

水文设计范文篇2

1河段与工程概况

1.1河段概况

三峡工程施工区从伍相庙至鹰子咀长约12km，面积15.28km2。为较好地掌握施工区水文、河道、水环境变化情势，水文监测河段上起太平溪、下至莲沱，全长22km，水域面积约为22km2（以下简称坝区河段）。大坝轴线以上1.5km至大坝轴线以下1km为明渠截流水文监测河段（以下简称截流河段），全长2.5km，面积约为3.0km2。三峡工程明渠截流河段水文监测布置见图1。

图1三峡工程明渠截流河段水文监测布置图

1.2工程概况

三峡工程明渠截流继一期导流明渠开挖、二期大江截流导流和通航之后、为修筑三期围堰而实现戗堤进占与合龙的关键性工程。

（1）三期围堰工程。三期围堰位于导流明渠内。三期上游围堰为Ⅳ级临时建筑物，围堰轴线长427m，设计洪水标准为4月份实测最大流量17600m3/s（1877年～1990年资料，下同），相应上游水位81.05m，堰顶高程83.0m，最大堰高33.0m。三期下游围堰为Ⅲ级临时建筑物，围堰轴线长415m，设计洪水标准为频率2%的洪水流量79000m3/s，相应挡水位78.3m，堰顶高程81.5m，最大堰高36.5m。上、下围堰均由风化砂、石渣、石渣混合料和块石以及反滤料构筑而成，总填筑量分别为146.58万m3和152.48万m3。

（2）明渠截流分流工程

明渠截流期采用大坝泄洪坝段导流底孔分流。22个导流底孔分别布设在泄洪坝段的表孔正下方跨缝处，其有压出流口尺寸为6m×8.5m，中间16孔进口底高程56.0m，两侧各3孔进口底高程57.0m。大坝底孔泄流能力受二期上下游围堰拆除高程和底宽的影响，设计明渠截流前，上游围堰拆除高程57m，底宽不小于550m；下游围堰拆除高程53m，底宽不小于410m。

（3）明渠截流戗堤工程

三期截流采用上、下游戗堤立堵，上游双向、下游单向进占的施工方案。设计按上游戗堤承担截流总落差的2/3，下游戗堤承担截流总落差的1/3。上、下截流戗堤总抛投量分别为35.85万m3和38.38万m3。戗堤施工进占分为非龙口进占和龙口进占两个阶段,设计上、下截流龙口宽度分别为150m和140m，抛投量分别为20.4万m3和20.5万m3。设计截流流量10300m3/s，经模型试验表明，上、下龙口最大平均流速分别达5.14m/s和4.01m/s，截流终落差4.11m。合龙能量指标达40.4万kw，为葛洲坝工程截流的2.6倍，是巴西伊泰普工程截流的1.4倍，居当今世界龙口能量指标之首。

1.3水文监测的目的、主要内容及作用

鉴于明渠截流的难度，水文监测的目的主要为三期截流设计、施工、截流指挥提供可靠数据，同时也为模型跟踪试验、水文预报、水文及水力学计算提供基本资料。特别要为在明渠截流过程中可能出现的突发情况进行跟踪监测，以指导明渠截流施工决策和调度管理。水文监测的主要内容包括水下地形、截流落差、龙口流速、坝址流量及导流底孔分流量等，其主要作用是为掌握截流边界条件、截流水流条件和截流环境影响的动态变化，见表1。

表1三期截流水文监测的主要内容及作用

项目名称

主要内容

主要作用

截

流

边

界

条

件

水下地形

水下地形形象

掌握水下地形形象、口门水面宽及床沙的变化情况，为截流设计优化、调整截流施工方案及进度、模型跟踪试验、水文预报及水文、水力学计算提供基本资料

固定断面

固定断面形象（含口门水面宽）

床沙

床沙（抛投料）颗粒级配

截

流

水

流

条

件

水位

坝区沿程水面线

是监测截流落差及其变化的基本资料。同时监测葛洲坝水库调节对截流水力学指标的影响

龙口落差、戗堤落差

掌握上、下戗堤落差及其分配，指导上、下戗堤施工进占的时机及进度

流速及流态

护底加糙区流速、戗堤头及挑角流速、龙口纵横断面流速、截流河段流态

掌握戗堤口门区（以龙口为重点）的流速变化特征，指导戗堤进占的抛投体块径、形状、抛投方式及推填角度的选择，以利戗堤头的防冲和稳定

流量

坝址流量、茅坪溪支流流量、大坝底孔及龙口分流量

掌握坝址来水流量及导流、截流的分流量

截

流

环

境

影

响

河床演变

永久船闸下游引航道口门河势及两坝间河道演变

截流对河道、航道口门区的河势影响及抛投料对水环境的影响

水环境

截流河段及下游水质

2水文监测系统设计

根据三峡工程明渠截流施工布局和截流工程设计、监理、施工、水文预报、水文及水力学计算、模型跟踪试验等部门对截流水文监测的要求，为确保水文数据全面、可靠、精度和时效，建立包括水文信息采集—传输—处理—与反馈等四个子系统的三期截流水文监测系统，见框图2。为系统实施成立了五个专业组，即水文组、河道组、水质组、水文信息处理中心和综合组。

2.1信息采集子系统。包括水位降水、龙口流速、流量、流态、口门水面宽、河道冲淤、水环境等，根据三峡坝区现有监测站网条件，结合截流所需的水文信息，共布设18个水位站、2个水文站、17个流速或流量监测断面、32个河道固定断面、5个水质监测断面。

2.2信息传输子系统。采用计算机有线或无线数传方式，辅以电话、电台或对讲机等方式，将自动、半自动或人工采集的水文、河道地形数据，经无线或有线数传、或无线人工、有线人工传至水文数据处理中心截流数据库。各专业组之间的联系采用短波电台、电话（有线或WAP电话）等。

2.3信息处理、信息与反馈子系统。利用现代信息技术，建立明渠截流水文信息处理中心，使用计算机网络与通讯技术合理集成，实现水文信息接收、处理、存贮、检索和e水文情报的网络化与自动化。

水文信息处理中心建立截流水文数据库和计算机局域网，实现数据、图表自动处理与共享。截流水文数据库包括水文数据库、河道数据库、施工信息数据库等，数据库采用表结构设计方案。计算机局域网挂靠长江三峡工程开发总公司局域网，其间专设“截流水文网站”，以动态方式直接从数据库生成《水文实测信息》、《水文快报》以及其他信息网页，水文监测信息。

内容包括水位、流量、流速、水面流速流向、泥沙、固定断面、水下地形等信息和相关的分析成果。信息以截流指挥专用通信系统和“截流水文网站”为主，并以电子邮件、电传、电话、电台等为辅的方案。《水文实测信息》全面反映坝区河段水文变化情势，在戗堤进占和龙口合拢期每天一期；根据水情变化确定《水文快报》频次，如在龙口合拢期，实时水位、流速、落差等信息。系统还具有实时查询、信息反馈、整编归档及检索等功能。

3水文监测仪器设备与技术措施

截流水文监测除采用常规的、成熟的测验方法和技术手段外，尽可能采用新的监测仪器设备与技术措施。截流水文监测是在特殊环境条件下的水文观测，其仪器设备将经受各种不利因素的制约，如明渠截流施工场地窄小、截流龙口水流湍急和高强度施工形成的复杂水域，以及无线电波干扰等，都将影响到水文监测工作，也对仪器设备提出了更高的要求。根据明渠截流水文监测的特点，应立足于成熟的先进仪器设备、先进的技术手段，以收集、传输、水文资料。经过调研和大量的仪器设备技术指标分析，确定在明渠截流水文监测中使用以下关键仪器设备与技术措施。

3.1ADCP测流系统。ADCP（AcousticDopplerCurrentProfilers）是目前世界上最先进的水文测验仪器之一，具有不扰动流场、测验历时短、测速范围大等特点。对截流河段多断面的水文监测，采用船载型ADCP测流系统，辅以GPS导航技术，能快速、准确地巡测各断面的流速分布及流量或分流比，还可解决船舶无锚定位和全天候测验等问题；对龙口流速测验，采用无人测艇ADCP测流系统，可精确地获取龙口流速分布。

3.2无人测艇测量技术。该方法是通过龙口上游150m左右的锚锭船，用钢丝绳牵引无人测艇（艇上安装ADCP等仪器）深入龙口进行水文测验。无人测艇采用全密封双体船结构，具有稳性好、阻力小、安全可靠等特点。锚锭船安装有以计算机为主的控制中心及机电设备，控制无人测艇测验。

3.3GPS水道测绘系统。利用GPS接收机，配备数字测深仪或多波束测深仪、绘图仪、计算机与数据链、通讯等设备组成的GPS水道测绘系统，可高效地施测水下地形和冲淤断面，具有全天候、多功能、精度高、成图快等特点。

3.4无人立尺测量技术。对戗堤头水位观测，传统的方法难以达到安全、高效的要求，选用成熟的无人立尺测量技术，并配以高精度的激光全站仪，可测量未知点的三维坐标，用于龙口戗堤头水位和口门宽度的测量。

3.5计算机网络技术。实现水文信息远传、处理、计算机化，具有快速、准确等特点。

3.6监测系统在明渠截流中的运用实践

三峡明渠截流从2002年9月15日导流底孔闸门调试开始，至11月6日龙口合龙结束，明渠截流水文监测系统实时监测了明渠截流水文情势变化，收集到全过程多要素完整的水文成果，并实时动态更新截流水文网页，为指导截流施工、调度、水文预报、提供了大量科学的水文信息。

4结语

三峡工程明渠截流是一项非常复杂的系统工程，水文监测成为重要组成部分，是截流不可缺少的技术保障服务系统。

三峡工程明渠截流水文监测采用高新的监测技术、选进的仪器设备、高素质的监测人员以及合理可靠的组织措施保证系统的高效运行，充分发挥水文监测在三峡工程截流中的耳目和参谋作用，体现一流工程和一流的水文服务。

参考文献：

水文设计范文篇3

【关键词】城市水文管理；城市设计；城市内涝；耦合关系

1引言

1.1我国城市建设中的水文问题现状

1.1.1城市化对城市水文带来的不利影响在中国城市的快速发展过程中，大量的开发建设对城市下垫面造成了较大的改变。具有自然蓄水、调洪等功能的自然水体被破坏以满足建设需求，使城市地表径流系数加大，导致原有的自然水文循环过程受干扰。伴随着城市化的发展，在土地和经济利益的交互影响下，现代城市建设多将开发建设蔓延向地平高程相对较低且建设适宜性较差的区域[1]。因此在城市开发建设中，引发了诸如洪灾、城市内涝、地下水位下降等水生态安全问题，所以处理好城市开发建设与水文保护之间关系的任务较为突出。从应急管理部2021年的全国自然灾害基本情况可知，河南、四川、山西、河北、湖北、陕西等地相继遭受严重暴雨洪涝灾害，内涝造成了较大的直接经济损失。就郑州2021年特大暴雨而言，从城市用地及建设角度分析，郑州市从2000年到2020年，其建设用地面积不断从中心城区向外扩张（见图1），下垫面不透水面积从373km2增加到1147km2。在地表天然的产汇流条件被人为改变、不透水地面比例急剧增加等情况下，地表产流量增大，汇流速度也加快。在本次大暴雨中，郑州京广快速通道隧道由最大1h降雨从开始至完全淹没仅1.5h。因此在面对突发性强的洪灾时，城市建设导致建成区排蓄水能力减弱，进一步加剧了城市内涝的风险。

1.1.2城市规划缺乏对于水系统的合理安排随着人类社会的发展，人们普遍依赖工程性建设并将其视为解决方案，如建造防洪堤和海堤保护社区免受洪水和沿海风暴的影响，保护城市免遭洪涝灾害等[2]。因此在城市发展中，对于水系统的建造、运营、维护和更新的重点关注对象多为灰色基础设施，而在如何将灰绿设施进行耦合的实践中相对滞后。自然水体的梳理、雨洪组织及地表径流的消减与城市设计有着较强相关性，处理不当会成为城市水患的诱因抑或加剧水环境问题[1]。回顾我国多城市提出的修建性详细规划、控制性详细规划、总体规划，较少关注到城市设计与水文管理的关系，而容易忽略在城市设计中将建设与水环境进行协调。

1.2城市水文管理与城市设计相互协调的必要性

1.2.1城市设计对城市水文条件的影响城市雨洪内涝灾害与城市水文环境和水循环过程密不可分[3]，而作为城镇建设学科之一，城市设计是干预城市空间的重要手段，对城市水生态环境具有重大影响[4]。城市设计容易忽视自然水系的生态效益，而对城市水环境造成影响主要为以下三方面：①把设计重心放在城市形态、开发建设强度等方面，导致硬质铺装增多和原有植被系统被破坏，降低下垫面透水性，从而加剧地表径流量。②强调高效的交通组织，一定程度上破坏原有的自然水文布局，进而影响自然排水系统的作用效果。③公共空间强调人群使用的便捷性，进而加入大量不渗水铺装，削弱了自然水体的排蓄水功能。因此，如何从城市设计的角度统筹协调城市水环境与城市空间形态，是城市设计不断发展的重要议题。

1.2.2城市水环境作为景观要素，有助于优化城市设计在城市形态方面，考量中国的城市发展史，可知水是影响城市形态、促进城市形成的最普遍且重要的因素。人们为了生产、生活用水的便利，许多城市沿水系逐步发展起来并向其四周扩张[5]。在城市公共空间塑造方面，水系作为城市空间中重要的组成部分，其景观性与人为塑造的物质空间形成良好的关系，进而有助于优化城市设计。

2城市水文管理与城市设计相关概念阐释

2.1城市水文管理

城市水文管理涉及给水、城市排水、污水处理与污泥处理等领域，是对城市水资源开发、利用、节约和保护的组织、协调、监督和调度等，运用法律、经济以及技术等手段处理开发利用与经济发展之间的关系。城市水管理是一个集自然资源系统与社会经济系统的复合系统，具有耦合性、整体性、层次性和动态性等4个方面特征，包括水灾害管理、水资源管理、水服务管制以及水环境管理[6-7]。

2.2城市设计

城市设计是指人们为某种特定的城市建设目标所进行的，对城市外部空间和形体环境的设计和组织，正是城市设计塑造的这种空间和环境，形成了整个城市的艺术和生活格调，建立了城市的品质和特点[8]。城市设计是对城市环境形态所做的各种合理处理和艺术安排，它不仅仅局限于详细规划的范围，而是在城市总体规划、分区规划和详细规划中都体现[9]，而且城市设计广泛地涉及城市社会因素、经济因素、生态环境、实施政策和经济决策等，它的目的是“使城市能够建立良好的‘形体秩序’或者‘有机秩序’”[10]。有学者将2000年后收集到的城市设计和实践主题分类，提出注重生态优先的城市设计是城市设计概念发展的四大趋势之一，从生态文明建设的角度看，城市设计的核心价值是全面考虑人与自然的和谐与共生发展，即城市设计应体现自然环境与人工环境的共生结合，在此基础上，将绿色基础设施概念引入城市设计中[11-12]。随着世界各国面临的水文问题日益突出，从城市设计视角关注水生态安全逐渐成为各种理论尝试和关注的热点。美国、澳大利亚以及欧洲等国的城市水资源利用管理的实践起步较早，他们提出的“低影响开发技术”、“水敏性城市设计”、“水资源综合管理”等理念，在城市规划设计中得到了很好的应用[13]。而我国借鉴国外经验，推进海绵城市建设，使之成为注重生态优先的城市设计中极为重要的一部分[14]，希望通过用海绵城市的建设理念融合城市设计来解决城市中水资源与环境协调问题。

3国内外雨水管理理念与实践

3.1澳大利亚-水敏性城市设计（WSUD）

水敏性城市设计理念（WaterSensitiveUrbanDesign，WSUD）起源于20世纪90年代的澳大利亚，源自对传统城市开发和暴雨管理模式对城市水环境的负面影响的反思，旨在回应长期干旱情况下日益突出的雨水管理问题[15]。该理念将雨水管理与城市设计有机结合起来，通过优化城市开放空间、美化景观和水循环的关系，综合实现了水体的生态、社会、文化和美学价值。其关键性原则为：①保护现有的自然特征和生态；②维持集水区的自然水文条件；③保护地表和地下水水质；④降低供水管网系统的需求；⑤减少排放到自然环境中的污水量；⑥将雨、污水与景观相结合来提高视觉、社会、文化和生态的价值[16-18]。由此可见，WSUD综合涵盖了对城市水生生态系统的考虑，同时也将城市开放空间的规划布局和景观处理与暴雨排泄路线及暴雨管理措施相结合，在城市设计过程中整合雨水管理、野生生物栖息、公共休闲等功能，最大限度地实现水体的多重价值。如在公共开放空间中，通过利用人工湿地、洼地及水面等对雨水进行滞留处理[15]。其中悉尼公园水资源再利用项目充分体现了对WSUD理念的应用，在改善当地雨水系统的基础上，增加了生物栖息地的面积，同时提升公园的娱乐价值。该项目涵盖三个目标：①水资源管理；②景观与栖息地；③展示与解说，最终呈现出一个集水资源再利用设施、娱乐和栖息地为一体的复杂系统（见图2、图3）[18]。

3.2美国-雨水最佳管理实践（BMPs）和低影响开发（LID）

3.2.1雨水最佳管理实践雨水最佳管理实践（BestManagementPractices，BMPs）为1972年美国联邦水污染控制法及其后来的修正案中第一次提出的理念。其最初主要应用于控制非点源污染，经过发展，开始对面源污染进行控制，注重利用综合措施来解决水质、水量和生态等问题[16]。通过减少不透水区域的面积，增加渗透和径流储蓄，开发低影响景观等综合措施来增强集水区域内雨水的调蓄能力，强调生态设计和非工程管理与自然条件（植物和水）的结合[19-20]。

3.2.2低影响开发低影响开发（Low-impactDevelopment，LID）是在20世纪90年代由美国马里兰州最先提出，并被实践于美国马里兰州乔治王子县[21]。该理论旨在城市开发建设的过程中采用多种手段并结合渗、滞、蓄、净、用、排等相关技术，尽可能维持城市的水文特征与开发前一致[22]，其综合性措施体现在图4五个方面。美国在出版《低影响开发文献综述》后，美国自然资源保护协会强调低影响开发在当前的雨水管理中具有重要的作用，表现在它实现了绿地、原生景观、自然水文等多种元素与技术之间的结合，凸显其在雨水管理中的高效性、经济性和简单性（见图4）[23]。图4LID方法的主要组成[16]BMPs和LID都是以尊重自然、恢复自然机制在城市中的作用为出发点，极力拓展“雨水调蓄”的空间和容量，尽可能在集水区内部吸纳相当数量的雨水，以减轻城市化和城市发展对水体的影响[20,24-25]。在城市开发建设时，从宏观角度上常以BMPs为基础对城市水流状况进行模拟，以分析出城市水环境建设标准，然后结合城市规划及城市设计等确定不影响雨水径流的可建设场地；在微观场地或设施基础上，基于LID理念建立与雨水管理能力和景观设计领域结合雨水设施，从源头管理端减少对自然水文条件的影响。

3.3英国-可持续性城市排水系统（SUDS）

可持续排水系统（SustainableUrbanDrainageSystems，SUDS）为英国于1999年提出了新型雨洪管理策略，它摒弃了传统以排放为核心的排水系统，从地表水处理与排放的水流量、水质以及环境舒适度三方面综合考虑旨在建立能够平衡经济发展和环境保护、维持良性水循环的可持续的排水体系[20,24]。它从宏观角度对集水区域进行体系优化，通过雨水源头控制、雨水运输控制和雨水汇集控制三个层次对雨水进行管理，从而改善城市整体水循环。与传统排水系统相比，SUDS具有以下特点：①从传统的排水系统上升到维持良性水循环高度的可持续排水系统，对径流流量进行科学管理，尽可能减少城市化给自然水体带来的影响；②排水系统与环境格局协调并符合当地社区的需求；③在城市水道中为野生生物提供栖息地；④综合考虑径流的水质、水量、景观潜力和生态价值，充分激发其作为城市景观的潜力（见图5）。

3.4中国-海绵城市

海绵城市概念为新一代城市雨洪管理概念，指城市在适应环境改变和雨水等自然灾害面前具有良好“弹性”，也可称之为“水弹性城市”[26]。建设海绵城市，即构建低影响开发雨水系统，主要是指通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等多种技术途径，实现城市良性水文循环，提高对径流雨水的渗透、调蓄、净化、利用和排放能力，维持或恢复城市的“海绵”功能[27]。海绵城市是以自然积存、自然渗透、自然净化为特征，从生态系统服务出发，通过跨尺度构建水生态基础设施，并结合多类具体技术建设水生态基础设施，是海绵城市的核心。海绵城市的建设需要从多尺度综合考虑：在城市的宏观层面需要重点对区域中的空间格局进行关注，在分析流域的水生态安全格局基础上将其落实在城市总体规划中，使综合水安全格局成为开发建设的前提；在城区、乡镇等的中观层面，重点关注如何利用区域内的河道、坑塘等自然水体，将其集合并规划形成实体的“城镇海绵系统”。并落实到控制性详细规划和城市设计中；在城市公园等区域或局域集水单元的微观层面，需要考虑落实到空间中具体的“海绵体”及其相对应的技术[28]。

3.5小结

国内外的多种雨水管理理念从城市内涝预防、非点源污染治理、城市雨水收集与再利用、源头控制径流量以及城市环境美化等角度进行切入，根据国家的实际情况如自然条件、人文需求塑造等需求，在水管理模式上各有侧重[24]。虽然各种模式的出发点各异，但目标大都为尽量减少人为活动对自然水生的干扰，且其对于城市雨水的态度及观念较传统排水的观念发生了转变，模式也从功能分割、单一向综合性发展。从国际上对于雨水管理的模式可以看出，其发展除了关注水文安全外，还逐渐考虑更高层次的水量、水质、水循环生态系统和城市景观，实现了跨专业、多系统的配合以充分发挥城市水系统的作用。其中也渐渐关注到城市规划、城市设计等对城市水文管理的关键性作用，使城市自然水体与城市活动场地有机结合。

4城市水文管理与城市设计耦合途径及空间策略

4.1点-城市设施层面

4.1.1提高基础设施的韧性提高基础设施的韧性，发挥绿色基础设施的景观性现今大多国家已在雨洪管理模式和技术上作出新的尝试，一般可以划分为以下三种方式：①城市集中布局大规模的雨水管网等排水设施；②在城市中建设分散的绿色基础设施；③灰色基础设施与绿色基础设施进行耦合设置，以提高设施的韧性[29-30]。传统灰色基础设施因其对雨水处理具有较为快速和明显的效果得到大多国家广泛应用，以应对随人类社会发展带来的城市环境变化，保护城市免遭洪涝等灾害影响。然而灰色基础设施在建造、运营、维护和更新中需要较大的资金投入[31]，且存在建造可能会对城市自然环境造成破坏、雨水调节的服务功能饱和而导致设施系统面临失效等问题，因此雨水基础设施面临着韧性提升的局面。随着绿色基础设施（GreenInfrastructure，GI）的提出与应用，其对于维持生态系统健康及对人类健康福祉的作用[32]愈发受学界、工业界和政府部门的重视。与传统灰色基础设施相比，绿色基础设施在技术、环境、社会、经济等多个方面有明显的优点，可以补充、增强或取代灰色基础设施的相关服务功能[33]。考虑绿色基础设施拥有灰色基础设施所欠缺的景观性等特点，许多国家逐渐重视将灰色基础设施与绿色基础设施进行耦合，使对城市的水管理与城市设计、城市规划等进行结合。

4.1.2城市设计中促进城市重要公共空间中灰绿系统耦合绿色基础设施主要包括生物滞留池、雨水花园、渗透铺装、绿色屋顶、蓄水池、绿地、植物浅沟等[33]。该技术设施能够以点状或线状的形式置入到城市公共空间中，通过渗透利用和储存利用两种途径实现对雨水的管理，同时使公共空间成为塑造城市景象的要素。如荷兰的霍夫博根公园，它位于改造废弃的高架铁路“Hofbogen”上。该公园在改造过程实现了灰绿基础设施耦合，将其打造成为有助于城市适应不断变化的气候的智能循环供水系统，（见图6）同时成为居民日常活动的重要场所和城市重要景观节点，是城市设计与城市水文管理充分结合的有效尝试。

4.2线-城市街道空间层面

4.2.1街道空间置入绿色基础设施城市街道是城市公共生活环境的重要组成部分，同时也是雨水径流、雨水污染重要的发生地、汇集地与排放地[34]。城市设计中对街道的设计趋势之一为保持生态的可持续性，即要求街道设计应该与自然环境和谐共生[35]。鉴于街道空间在城市总面积中占比较大，具有面积大、人群使用率高等特点，因此借助街道进行城市雨洪管理以实现街道空间的生态性，是多个国家和地区的发展与研究方向[36]。其中美国国家城市交通协会在原有的基础设施难以抵御的背景，针对越来越频发、强度越来越大的风暴事件，颁布了《城市街道雨水指南》[37]。该指南将街道作为一个生态系统，在对街道类型进行分类的基础上作出雨水规划并建立雨水基础设施的类型，将绿色基础设施与人们日常活动场所结合在一起（见图7），打造生态、舒适且观赏性强的城市空间。

4.2.2结合绿色基础设施建立街道的可识别性景观在城市街道景观设计方面，由于未能完全摆脱传统的标准化设计方式[34]，导致不同地域的街道可识别性较弱。因此在城市设计阶段对于街道的设计应充分遵守因地制宜等原则，结合不同城市季节条件降雨情况的影响，对街道的景观植物进行筛选。一方面保证绿色基础设施在不同地域创造出良好的植物景观效果，减少植物景观维护成本的同时突出城市景观特色；另一方面保证植物材料对雨水水量与水质管理能力的发挥[38]。

4.3面-城市街区层面

4.3.1构建以水文管理韧性增强为导向的街区城市设计体系街区是城市设计的重点关注对象，其空间环境与城市的发展及居民的生活有着密切的联系[39]。将城市水文管理与城市街区的设计结合起来，可为我国城市设计向生态建设转型提供具体路径与技术，对寻求城市空间可持续发展途径与具有实践指导意义。对于构建以城市水文管理韧性增强为导向的现有城市设计研究常将街区空间要素划分为三类：城市水域空间、城市绿地系统、城市道路交通[40]。因此在街区城市设计体系构建时，需要将三大类空间要素逐一与生态水文思想的相关内容进行融合考虑。

4.3.2明确街区城市设计的目标与原则在街区层面实现城市水文管理与城市设计的耦合，需要明确街区设计过程中的生态优先原则、因地制宜原则、系统整合原则、创新原则等，并以创造有助于雨水管理的街区空间为导向，将绿地、街道、水域空间等进行整合，以建造良好的街区空间的同时，发挥街区对于城市景象优化的正向作用。

5结语

综上所述，城市设计作为对自然水体干预较为直接的手段，探究其与城市水环境的协调关系是城市设计的重要研究课题之一。利用城市设计作为上层制度，将多样化的城市水环境视为城市景观特色的重要组成部分与城市水文管理的重要载体，并从城市设计的角度统筹城市水环境和空间形态，是城市设计发展与城市水文管理的重要趋势。

参考文献

[1]成实.结合雨洪管理的城市设计探析[J].中国园林，2016，32（11）：55-57.

[2]徐爱霞.加强绿色与灰色结合的水利基础设施建设[J].水利规划与设计，2020（1）：12-15.

水文设计范文篇4

关键词：设计成果可靠性一致性代表性差积累积

工程水文设计受基础资料、推理、环境、人为因素等方面的客观和主观的干扰，或多或少存在成果评判上的差异，这就决定了对工程水文设计成果的合理性分析，必须认真核查，才能保证成果的真实性。水文工作者多年来在这方面累积了丰富的经验，但是，在具体工作中时常出现重视计算，而在分析上下功夫不够的现象，给工程水文设计成果带来一定风险。为使水文设计成果精度与工程设计同步，笔者根据近几年来在成果审查中反复出现的问题，谈几点认识，与同仁们商榷。

1、评价的主要对象

1.1资料的可靠性

基础资料的可靠性，是指设计中所引用的基本资料、数据、时期等，都要满足两条要求：一是十分可靠;二是适应研究对象精度要求。

基础资料未经过严格复核、审查，就会给工作带来很多麻烦。例如：台勒外丘克河拜城站2002年7月23日0时的流量数据，数据库中显示其值为8.59m3/s，而原始资料记载该值为204m3/s。该错误不仅影响了瞬时流量甚至洪峰流量，而且使时段洪量相差甚大。

由此可见：基础资料必需具有足够的可靠性，才能保证成果的合理性。

1.1.1“规范”的基本要求

我国现行各种水文计算规范中都规定，在水利水电工程规划设计中，首先要对水文基本资料进行严格审查、复核，这就是要求首先要对资料的可靠性负责。

⑴中华人民共和国水利行业标准《水利水电工程水文计算规范》sl278—2002(以下简称“水文计算规范”)中，多条、反复强调了基础资料的重要性，并用黑体印刷其意为强制执行，因为水文设计成果的精度主要取决于基本资料的可靠程度，故必须予以重视。

⑵中华人民共和国水利行业标准《水利水电工程设计洪水计算规范》sl44—93(以下简称“洪水计算规范”)中，对基础资料，要求：“应重点复核，必要时进行现场调查和比测试验”。因为设计洪水计算所依据的各种洪水资料，一般为不同历史时期所积累，精度各异，复核审查相当必要。

⑶其它规范中凡涉及水文资料者，均强调了“资料复核和审查”，可见，基础资料的可靠性非常关键。

1.1.2审查的重点内容

总结多年来的经验，对基础资料的复核、审查应重点放在如下几个方面：

⑴资料的极值年群，即大水年和小水年的资料。

⑵设计对象所应用的主要资料。如：

水位：水尺位置、高程系统、水尺零点、水位衔接、观测次数等。

断面：测量方法、断面形状、滩槽边界、断面冲淤变化等。

流量：测量方法、测点布设、比降、糙率、借用断面、浮标系数等。

降雨：观测场址、仪器类型、观测时段等。

1.2系列的一致性

一致性，是指所用的资料系列必须是在同一自然条件下产生的或是同一种类型的水文因素，不能混合统计不同性质的、各种条件下产生的资料系列。

影响系列一致性主要有两类现象。一是人类活动的影响；二是气象成因的不同。

人类活动影响，主要表现在各种工程建设，改变了水文系列的天然状态；人类活动改变，了流域上游的天然地貌与环境。图1所示，额尔齐斯河上游水文站与下游水文站洪峰流量关系在整个系，上游站迁移使关系线下部点据贴近线两侧，而两站间引水工程的修建，人为地改变了水文要素形成条件，使其上部点据偏离并平行向左侧排列，可见不考证水文条件而合为一个系列是不恰当的。

气象成因的不同对系列一致性影响的典型事件可以用叶尔羌河冰川湖溃决洪水说明。

图2为叶尔羌河卡群站洪峰流量频率曲线。从图可见：qm（洪峰流量，下同）≤2500m3/s的融水型洪水点群非常密集在下部，并基本成一字排列，中部仅有6270＞qm＞2500m3/s的几个洪水点；依中小量级点据拟合整个曲线，显然曲线上部的任意性很大。

图2叶尔羌河卡群站洪峰流量频率曲线

1.3样本的代表性

代表性，对不同的设计对象，有不同的含义。对水文频率计算来讲，系列的代表性，是该样本对系列所在接近程度，如越接近程度越高，代表性越好，频率分析成果精度高，反之则低。对设计暴雨来讲，其所选用的雨量站位置，是相对流域面雨量的代表性。对水力发电站、灌溉引水工程、分期设计洪水等来说，则枯水时段、分段最小流量的代表性，是决定设计精度的关键。等等……。

水文系列代表性的优劣，反映了系列代表总体统计特征的程度，所以系列代表性是水文设计成果质量保证的前提。《“水文计算规范”》及《“设计洪水计算规范”》等中都明确规定：“应在可靠性和一致性分析的基础上，进行代表性分析”。上述规定同时说明了分析步骤及顺序，即：首先进行资料可靠性和系列一致性分析，然后进行样本的代表性分析。

目前在很多水文设计中普遍存在以下三方面问题：

(1)只注意代表性分析，而忽视可靠性与一致性，这样就失去了牢固的基础。

(2)水文系列代表性分析后所确定最短系列长度，与频率计算时采用的系列长度不一致。因为我们的目的是判断该系列是否处于系列偏大或偏小时期;是否能比较均匀地包含各种量级水文信息。但关键在于，水文系列代表性分析确定的最短系列长度，与计算采用系列长短无关。

(3)过分强调模比系数累积平均值趋近于1的效果，而忽略了整个过程的收敛程度。

1.4成果的合理性

成果的合理性，主要是包含两方面：一方面是单项设计计算的平衡；另一方面是上、下、相邻、区域的各项参数的规律性。

主要评价内容应从资料、思路、方法、参数、图表、结论等方面进行综合审查。

2判断标准

水文设计的不确定因素太多，加之资料信息不够充分，设计中肯定会存在一定的风险，所以对设计成果取值，一般都是在合理的基础上，按偏于安全的原则考虑。这样做也符合规范要求。留有一定余地是十分必要的，既要使风险有合理性，又要使安全有科学性，投入产出不失衡。

笔者认为，合理性的判断标准，概括起来只有两条：

⑴符合规范要求，规范是行业的统一技术标准；

⑵适当留有余地，接受合理风险。

3评价的思路和方法

3.1相关检查

相关检查分析水文要素的合理性，其前提是相关变量之间应有因果关系，并结合当时当地的真实情况，具体分析、真实应用。近年来，只要是计算暴雨洪水，不论是山地局地暴雨还是大面积降雨，也不论是山前麓还是山后麓，凡雨量站，资料全用，也有专选雨量量级大的站，不普查、不分析、不筛选，这就叫不作成因研究的偶合相关，偶合相关会导致不良结果。

国际水文科学协会副主席陈家琦教授认为：用太阳黑子与黄河陕县洪水相关，按此推理，世界上就一个太阳，太阳黑子与地球上所有河流洪水都有关系，这个问题很难解释。笔者的观点：不能用宇宙因子与地方因子简单相关，否则会形成假相关或伪相关

3.2频率曲线的检查

频率曲线的检查，应注意以下几点：

⑴在资料可靠性、一致性、代表性合理评价的基础上进行。

⑵严格执行规范规定的各种频率曲线适线原则。区分各种频率曲线适线的侧重点。

⑶历史洪水的考证期，对三参数影响极大，要多方考证确认，否则，宁短勿长。

⑷新疆最长水文系列不足70年，历史洪水考证期，一般在百年左右，若求小频率设计值，以作者经验最好以p=0.33%作上限，不然风险太大。图3是库车河兰干站洪峰流量实例。从图中可见：①排位第一的值是排位第二的值的3倍，流量1940～619m3/s之间，没有点据，适线难度大；②曲线通过老大点据的上部（最安全）和通过老大点据的下部（较安全）其稀遇频率的设计值相差甚大。

图3库车河台兰站洪峰流量频率曲线

图4

⑸综合频率检查是验证设计成果的最好、最方便、最直观的方法之一。图4是托什干河沙里桂兰克站一、三、五、七、十日洪量频率曲线综合图，由图可见，各条频率曲线分布趋势近于一致，相互协调，证明成果合理。

3.3其它方法检查

3.3.1差积曲线与滑动平均曲线

差积曲线和滑动平均曲线都是反映水文要素丰、枯变化的分析手段。曲线形状不同，反映出的水文要素周期不同。其目的都是判断系列是否包含丰、平、枯的完整过程，如果计算系列反映出的水文要素过程处于总体的丰水阶段或枯水阶段，则系列的代表性就差，若系列覆盖了丰、平、枯和另一个丰或枯，即使系列增长，其系列均值偏大或偏小，代表性也不好，也要外延，系列才能有好的代表性。

图5是塔里木河阿拉尔站根据树木年轮延长的220年径流量模比系数差积曲线。由资料统计知，1784～2003年多年平均年径流量53.55×108m3，1964～2003年多年平均年径流量50.60×108m3，1954～2003年多年平均年径流量53.39×108m3，1934～2003年多年平均年径流量56.07×108m3，1924～2003年多年平均年径流量58.15×108m3。

由后向前推，40年平均比220年平均小；50年平均与220年平均相近；增长到70年或更长，反而与220年平均值相差越来越大。这说明用差积曲线分析系列代表性，除应达到规范要求的基本系列长度外，主要取决于系列是否是丰、平、枯的完整过程。

3.3.2累积曲线与双累积曲线

模比系数是表现短系列各值对长系列平均值的偏离程度，模比系数累积平均值随着系列变化逐步趋近于1，这是基本要求。若只强调这一点，而忽视若短系列的模比系数平均值大于或者小于1，短系列均值都偏大或偏小，短系列最终虽然趋近于1，但仍缺乏代表性。

双累积曲线，最早是美国水文学者用于检查雨量资料一致性的分析技术，现在被广泛使用。对于水文要素双累积的结果，是连续完整的曲线，证明被检查对象是在原来同一条件下和同一的取值；否则应予以修正。

水文设计范文篇5

摘要：设计成果可靠性一致性代表性差积累积

工程水文设计受基础资料、推理、环境、人为因素等方面的客观和主观的干扰，或多或少存在成果评判上的差异，这就决定了对工程水文设计成果的合理性分析，必须认真核查，才能保证成果的真实性。水文工作者多年来在这方面累积了丰富的经验，但是，在具体工作中时常出现重视计算，而在分析上下功夫不够的现象，给工程水文设计成果带来一定风险。为使水文设计成果精度和工程设计同步，笔者根据近几年来在成果审查中反复出现的新问题，谈几点熟悉，和同仁们商榷。

1、评价的主要对象

1.1资料的可靠性

基础资料的可靠性，是指设计中所引用的基本资料、数据、时期等，都要满足两条要求摘要：一是十分可靠;二是适应探究对象精度要求。

基础资料未经过严格复核、审查，就会给工作带来很多麻烦。例如摘要：台勒外丘克河拜城站2002年7月23日0时的流量数据，数据库中显示其值为8.59m3/s，而原始资料记载该值为204m3/s。该错误不仅影响了瞬时流量甚至洪峰流量，而且使时段洪量相差甚大。

由此可见摘要：基础资料必需具有足够的可靠性，才能保证成果的合理性。

1.1.1“规范”的基本要求

我国现行各种水文计算规范中都规定，在水利水电工程规划设计中，首先要对水文基本资料进行严格审查、复核，这就是要求首先要对资料的可靠性负责。

⑴中华人民共和国水利行业标准《水利水电工程水文计算规范》SL278—2002(以下简称“水文计算规范”)中，多条、反复强调了基础资料的重要性，并用黑体印刷其意为强制执行，因为水文设计成果的精度主要取决于基本资料的可靠程度，故必须予以重视。

⑵中华人民共和国水利行业标准《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44—93(以下简称“洪水计算规范”)中，对基础资料，要求摘要：“应重点复核，必要时进行现场调查和比测试验”。因为设计洪水计算所依据的各种洪水资料，一般为不同历史时期所积累，精度各异，复核审查相当必要。

⑶其它规范中凡涉及水文资料者，均强调了“资料复核和审查”，可见，基础资料的可靠性非常关键。

1.1.2审查的重点内容

总结多年来的经验，对基础资料的复核、审查应重点放在如下几个方面摘要：

⑴资料的极值年群，即大水年和小水年的资料。

⑵设计对象所应用的主要资料。如摘要：

水位摘要：水尺位置、高程系统、水尺零点、水位衔接、观测次数等。

断面摘要：测量方法、断面外形、滩槽边界、断面冲淤变化等。

流量摘要：测量方法、测点布设、比降、糙率、借用断面、浮标系数等。

降雨摘要：观测场址、仪器类型、观测时段等。

1.2系列的一致性

一致性，是指所用的资料系列必须是在同一自然条件下产生的或是同一种类型的水文因素，不能混合统计不同性质的、各种条件下产生的资料系列。

影响系列一致性主要有两类现象。一是人类活动的影响；二是气象成因的不同。

人类活动影响，主要表现在各种工程建设，改变了水文系列的天然状态；人类活动改变，了流域上游的天然地貌和环境。图1所示，额尔齐斯河上游水文站和下游水文站洪峰流量关系在整个系，上游站迁移使关系线下部点据贴近线两侧，而两站间引水工程的修建，人为地改变了水文要素形成条件，使其上部点据偏离并平行向左侧排列，可见不考证水文条件而合为一个系列是不恰当的。

气象成因的不同对系列一致性影响的典型事件可以用叶尔羌河冰川湖溃决洪水说明。

图2为叶尔羌河卡群站洪峰流量频率曲线。从图可见摘要：Qm（洪峰流量，下同）≤2500m3/s的融水型洪水点群非常密集在下部，并基本成一字排列，中部仅有6270＞Qm＞2500m3/s的几个洪水点；依中小量级点据拟合整个曲线，显然曲线上部的任意性很大。

图2叶尔羌河卡群站洪峰流量频率曲线

1.3样本的代表性

代表性，对不同的设计对象，有不同的含义。对水文频率计算来讲，系列的代表性，是该样本对系列所在接近程度，如越接近程度越高，代表性越好，频率分析成果精度高，反之则低。对设计暴雨来讲，其所选用的雨量站位置，是相对流域面雨量的代表性。对水力发电站、浇灌引水工程、分期设计洪水等来说，则枯水时段、分段最小流量的代表性，是决定设计精度的关键。等等……。

水文系列代表性的优劣，反映了系列代表总体统计特征的程度，所以系列代表性是水文设计成果质量保证的前提。《“水文计算规范”》及《“设计洪水计算规范”》等中都明确规定摘要：“应在可靠性和一致性分析的基础上，进行代表性分析”。上述规定同时说明了分析步骤及顺序，即摘要：首先进行资料可靠性和系列一致性分析，然后进行样本的代表性分析。

目前在很多水文设计中普遍存在以下三方面新问题摘要：

(1)只注重代表性分析，而忽视可靠性和一致性，这样就失去了牢固的基础。

(2)水文系列代表性分析后所确定最短系列长度，和频率计算时采用的系列长度不一致。因为我们的目的是判定该系列是否处于系列偏大或偏小时期;是否能比较均匀地包含各种量级水文信息。但关键在于，水文系列代表性分析确定的最短系列长度，和计算采用系列长短无关。

(3)过分强调模比系数累积平均值趋近于1的效果，而忽略了整个过程的收敛程度。

1.4成果的合理性

成果的合理性，主要是包含两方面摘要：一方面是单项设计计算的平衡；另一方面是上、下、相邻、区域的各项参数的规律性。

主要评价内容应从资料、思路、方法、参数、图表、结论等方面进行综合审查。

2判定标准

水文设计的不确定因素太多，加之资料信息不够充分，设计中肯定会存在一定的风险，所以对设计成果取值，一般都是在合理的基础上，按偏于平安的原则考虑。这样做也符合规范要求。留有一定余地是十分必要的，既要使风险有合理性，又要使平安有科学性，投入产出不失衡。

笔者认为，合理性的判定标准，概括起来只有两条摘要：

⑴符合规范要求，规范是行业的统一技术标准；

⑵适当留有余地，接受合理风险。

3评价的思路和方法

3.1相关检查

相关检查分析水文要素的合理性，其前提是相关变量之间应有因果关系，并结合当时当地的真实情况，具体分析、真实应用。近年来，只要是计算暴雨洪水，不论是山地局地暴雨还是大面积降雨，也不论是山前麓还是山后麓，凡雨量站，资料全用，也有专选雨量量级大的站，不普查、不分析、不筛选，这就叫不作成因探究的偶合相关，偶合相关会导致不良结果。

国际水文科学协会副主席陈家琦教授认为摘要：用太阳黑子和黄河陕县洪水相关，按此推理，世界上就一个太阳，太阳黑子和地球上所有河流洪水都有关系，这个新问题很难解释。笔者的观点摘要：不能用宇宙因子和地方因子简单相关，否则会形成假相关或伪相关。

3.2频率曲线的检查

频率曲线的检查，应注重以下几点摘要：

⑴在资料可靠性、一致性、代表性合理评价的基础上进行。

⑵严格执行规范规定的各种频率曲线适线原则。区分各种频率曲线适线的侧重点。

⑶历史洪水的考证期，对三参数影响极大，要多方考证确认，否则，宁短勿长。

⑷新疆最长水文系列不足70年，历史洪水考证期，一般在百年左右，若求小频率设计值，以作者经验最好以P=0.33%作上限，不然风险太大。图3是库车河兰干站洪峰流量实例。从图中可见摘要：①排位第一的值是排位第二的值的3倍，流量1940～619m3/s之间，没有点据，适线难度大；②曲线通过老大点据的上部（最平安）和通过老大点据的下部（较平安）其稀遇频率的设计值相差甚大。

图3库车河台兰站洪峰流量频率曲线

图4

⑸综合频率检查是验证设计成果的最好、最方便、最直观的方法之一。图4是托什干河沙里桂兰克站一、三、五、七、十日洪量频率曲线综合图，由图可见，各条频率曲线分布趋向近于一致，相互协调，证实成果合理。

3.3其它方法检查

3.3.1差积曲线和滑动平均曲线

差积曲线和滑动平均曲线都是反映水文要素丰、枯变化的分析手段。曲线外形不同，反映出的水文要素周期不同。其目的都是判定系列是否包含丰、平、枯的完整过程，假如计算系列反映出的水文要素过程处于总体的丰水阶段或枯水阶段，则系列的代表性就差，若系列覆盖了丰、平、枯和另一个丰或枯，即使系列增长，其系列均值偏大或偏小，代表性也不好，也要外延，系列才能有好的代表性。

图5是塔里木河阿拉尔站根据树木年轮延长的220年径流量模比系数差积曲线。由资料统计知，1784～2003年多年平均年径流量53.55×108m3，1964～2003年多年平均年径流量50.60×108m3，1954～2003年多年平均年径流量53.39×108m3，1934～2003年多年平均年径流量56.07×108m3，1924～2003年多年平均年径流量58.15×108m3。

由后向前推，40年平均比220年平均小；50年平均和220年平均相近；增长到70年或更长，反而和220年平均值相差越来越大。这说明用差积曲线分析系列代表性，除应达到规范要求的基本系列长度外，主要取决于系列是否是丰、平、枯的完整过程。

3.3.2累积曲线和双累积曲线

模比系数是表现短系列各值对长系列平均值的偏离程度，模比系数累积平均值随着系列变化逐步趋近于1，这是基本要求。若只强调这一点，而忽视若短系列的模比系数平均值大于或者小于1，短系列均值都偏大或偏小，短系列最终虽然趋近于1，但仍缺乏代表性。

双累积曲线，最早是美国水文学者用于检查雨量资料一致性的分析技术，现在被广泛使用。对于水文要素双累积的结果，是连续完整的曲线，证实被检查对象是在原来同一条件下和同一的取值；否则应予以修正。

3.3.3抽样误差

抽样误差是由随机样本估计总体参数而产生的误差。这里作者仅根据频率计算中统计参数均方误公式计算（取CS=2CV）列下表，可见均值及CV的误差较小，CS误差较大，若系列长度不足，则计算的CV误差较大。

样本参数均方误（%）

均值

Cv

Cs

60

30

60

30

60

30

0.1

1

2

11

15

168

240

0.5

7

9

14

20

55

77

本文是根据近几年各类分析计算成果存在新问题的汇总，意在提高成果质量，在实际工作中应视不同对象，结合实际应用。

参考文献

1水利水电科学探究院水资源探究所.水文计算经验汇编（第四集）.北京摘要：水利水电出版社，1984

2王国安，李文家，水文设计成果合理性评价.郑州摘要：黄河水利出版社，2002

3水利部长江水利委员会水文局等.水利水电工程设计洪水计算手册.北京摘要：水利水电出版社，1995

4李江风，袁玉江，由希尧等，树木年轮水文学探究和应用.北京摘要：科学出版社，2000

水文设计范文篇6

随着社会的发展，水文工程在国家的建设中扮演着越来越重要的角色，同时社会发展也为水文建设的相关工作带来了新的理论基础与技术支持。水文相关工作的历史源远流长，早在秦朝时期，全国各地都有以郡县为行政单位向中央政府汇报当地雨情的相关制度，这证明了水文工作的重要性。到我国明代时期，黄河流域已经有了对黄河水情进行观察与传递的相关制度。水文工程发展到1937年时，已经有四百多所水文站，新中国成立之后，在全国范围内对水文站网络相关资料进行了两次验证分析，所有站点都陆续做出了调整。到2000年，全国有三千多个基本水文站，还有水位站、雨量站以及水质站等。我国历朝历代对水文相关工作的建设，说明了发展与建设水文相关工作和完善水文基础工程项目的重要性，显示出了水文基础工程项目所具有的历史性。如今，水文工作的重要性日益显现，相关部门也日益重视水文相关工作，国家对于水文相关工作的投资也在不断提高，同时水文工作也迎来了更大的工作量与更高的工作目标。所以，继续努力做好水文相关工作的基础工程与建设管理，并使基础工程发挥出应有的功能与更大的效益，对我国水文事业的发展有非常重要的意义。

2我国水文基础工程建设存在的问题

点多面广、单项规模小并且高度分散是水文基础工程项目的基本特点，所以在建设与管理方面难度较大。因为缺乏了解水文项目基本建设要求的高精尖人才，所以建设与管理水文工作的经验缺乏，因此我国水文相关基础工程的建设与管理方面有很多薄弱环节。不论是从前期的工作，还是项目的建设管理与工程建设的程序方面，都存在很大的问题。2.1前期的设计质量问题。在水文基础工程建设中，常有采用典型的设计来替代单站设计的情况，由于现场勘查与设备的选型等工作做不到位，建设方案没有得到充分的论证，所得出的实际设计方案与实践情况不相符等。这些情况都导致了设计工作无法取得更好的进展，表现在设计工作不够深入且一些项目的设计存在不足甚至是错误等许多方面。有些相关单位的设计思路逐渐老化，没有紧跟时代的潮流与需求，所以对新仪器的采用以及新型的科技手段认识不足，导致了考虑不全面等许多问题，阻碍了水文基础建设的发展。2.2管理项目方面松懈。薄弱的工程项目管理，没有将建设的资金单独进行核算与管理，导致工程款支付与结算不符合规定，甚至有可能滋生虚列建设成本以及挪用建设资金等违反规定的情况。项目管理方面的松懈还包含了质量监督管理方面不到位，不按照设计施工，导致了施工质量达不到设计的要求，再由于使用不合格的建筑材料所以水文基础工程的建设质量存在很大的缺陷。施工现场的安全措施管理也不到位，安全问题时有发生。一些水文项目超规模且超标准建设，有更改业务用地与生产交通设施的目的。2.3没有规范的建设程序。不规范的现场管理机构与水文工程项目法人，不能有效履行职责。投资计划组织建设的项目在未经研究和批准的情况下，并且在没有严格按照程序批复的设计文件和投资计划中，随意改变或调整项目和内容，导致了水文工程项目基础建设的设计中有很多的改变且不能及时实行批审程序。一些项目还存在招标投标不严格按照程序进行的现象，招标的公司多为金钱及关系所束缚，所以水文基础工程的建设常常收不到预期的效果。从实际中发现问题并加以思考，是解决问题的主要途径，因此在水文基础工程建设方面，从长远的角度考虑，要对建设程序加以规范，才有可能杜绝上述问题的发生，为水文事业提供有效的制度与程序保障，有利于充分调动相关从业人员的积极性，为水文基础工程的建设与发展助力。

3总结

水文工作的历史性和重要性决定了水文项目基础工程建设在社会发展之中的地位，我们不能忽视水文相关工作为社会发展所带来的有利条件与效益，所以为水文基础建设提供相应的人才、技术以及资金支持是必要的。通过上述总结，为水文项目的基础建设提出了几点建议，对我国的水文工程基础建设的发展具有指导意义。

参考文献：

[1]刘丹.水文基础工程设施建设管理中的几点思考[J].黑龙江水利科技,2014(09).

水文设计范文篇7

［关键词］水环境治理；工程区；洪水特性；设计洪水；计算成果；周河

1流域概况

周河为北洛河源头左岸较大的一级支流，位于东经108°31′～108°50′，北纬36°35′～37°10′之间，发源于白于山南麓靖边县周家嘴，从志丹县顺宁乡的大摆沟入县境，由西北流向东南，经周河乡、志丹县城后转向南流，过双河乡，于永宁乡川口汇入洛河。河流全长85．1km，流域面积1334km2，河道平均比降3．7‰。流域呈羽型，较大支流有驸马沟、孙岔沟、麻子沟等。周河流域地貌类型主要分为黄土梁峁丘陵沟壑区和河谷阶地区。梁峁沟壑区地貌以梁为主，梁顶间或有大型的孤立峁，沟谷密度大，侵蚀强烈，河沟深切，滑坡、泻溜、崩塌普遍。梁、峁、坡已多辟为梯田。河谷阶地区冲积阶地发育，一级阶地相对高出河床3～10m，面积较大而连片，阶地堆积物下多石砾层。二级阶地一般高出河床15～25m，由于深切侵蚀，二级阶地被分割成块状。该县优良农田多集中在二级阶地上。本次主要以拟建的志丹县北洛河水环境综合治理项目一期工程为例，对该工程治理项目区的暴雨洪水特性、设计洪水计算分析过程及成果合理性比选方法进行总结，也为掌握周河流域水文气象特征有参考价值。流域水系分布见图1。

2研究区参证水文站选取

拟建的志丹县北洛河水环境综合治理项目一期工程位于周河中游，流域内没有较大水利水电工程，选择距离工程项目区最近的为志丹县水文站为参证站进行分析计算最为合适。该水文站距离工程区大约5km，由陕西省水利厅于1960年8月设立，为专用水文站，资料未勘印；1961年12月11日停测，1964年7月交由陕西省水文总站管理，将断面下迁1．5km，开始恢复测验工作，1965年5月断面上迁100m，更名为志丹水文（二）站，位于陕西省志丹县城关镇，地处东经108°46′、北纬36°49′，控制流域面积774km2，距河口距离31km，观测项目齐全，连续观测至今。本次收集志丹水文站1964－2010年共47a的实测洪水资料对暴雨洪水特性进行分析。水文站概况见表1．

3洪水分析

3．1暴雨洪水特性

周河流域的洪水均系暴雨所致，暴雨多为雷暴雨。周河流域一次暴雨历时最大暴雨期为24h左右，其主雨峰均为12h，次洪水历时一般1～2d左右，单峰居多，该流域呈暴雨多发生地，志丹附近有暴雨中心，主要原因是该地区的地形主要属于黄土丘陵沟壑区，植物匮乏、山大沟深、坡度比较陡，加之周河流域的河床比降较大，造成河槽的调蓄洪水的能力不佳，该流域的洪水经常携带着大量的泥沙和石块，洪水具有来势迅猛、历时短、暴涨暴落，峰高量小，峰型尖瘦，洪峰过程与沙峰过程基本同步或沙峰稍滞后及含沙量大的特点。通过分析志丹水文站1964－2010年47a实测洪水资料来看，洪水通常下最早发生在每年4月份，年最大洪水一般在7－8月发生，偶然个别年份，10月份如果有连阴雨影响的话，也会有洪水发生。志丹水文站历史实测的最大洪峰流量为发生在1977年7月6日的洪水，最大洪峰流量为2610m3／s；最小洪峰流量则发生在1952年7月31日，最小洪峰流量为123m3／s。

3．2历史洪水及重现期

依据陕西省水文水资源勘测局（原陕西省水文总站）1985年汇编的《陕西省洪水调查资料》和《延安市实用水文手册》，周河在入洛河口上游的川口洼断面共进行洪水调查6次，较可靠的成果4次，即1917年2360m3／s，1956年2350m3／s，1939年1730m3／s，1933年1450m3／s。当时调查历时特大洪水主要来源于志丹至周河入洛河口区间暴雨。目前志丹站实测系列中大洪水值已大于或相当于调查成果，为安全考虑，本次洪水计算直接采用志丹站实测系列进行分析。

3．3资料选用

由于志丹水文站位于工程区河段上游，其间没有支流加入，本次评价采用志丹水文站资料为依据，进行洪水频率分析计算，作为各工程断面的设计洪水。3．3．1选样方法采用年最大值法选样。选取洪峰流量资料系列进行频率计算，即每年选取一个年最大洪峰流量，n年资料可选出n个年极值，组成一个计算样本。3．3．2实测洪水资料系列周河流域设有志丹水文站，观测项目齐全，连续观测至今，断面位置虽发生迁移，但迁移范围极小，不影响资料的连续性。根据本次水文计算任务，收集周河志丹水文站1964－2010年的实测洪水资料。1）资料“三性”分析（1）资料可靠性分析支流周河志丹水文站1964－2010年洪水实测系列，均来源于陕西省水文数据库及《水文年鉴》，并进行了核对，调查洪水资料来源于《陕西省洪水调查资料》。该站测验河段顺直，断面稳定，连续观测至今，经对测验情况进行了解，中低水采用流速仪测流，高水采用均匀浮标或中泓浮标测流，洪水过程控制完整，浮标投放符合规范要求，浮标和流速系数为本站分析试验值，并经陕西省水文水资源勘测局（原陕西省水文总站）审查批准后使用，流量资料计算方法正确，成果可靠。因此，周河志丹水文站年最大洪峰流量资料系列可靠性好，数据准确可靠。（2）系列一致性分析资料一致性是指一个系列不同时期的资料成因是否相同。水文频率计算洪水资料必须具有一致性，也就是各年洪水的流域产流、汇流条件应保持基本相同。当流域内修建水库、跨流域引水、分洪等工程及水文站迁移都会影响洪水资料的一致性。周河志丹水文站以上未建大中型水利工程，人类活动对志丹水文站的洪水影响较小，从志丹水文站累积年最大洪峰流量－历时曲线图（图2）可以看出，曲线总趋势呈直线，虽有周期性摆动，但曲线斜率没有发生变化，说明资料的一致性好。（3）系列代表性分析周河志丹水文站站具有从1964－2010年47年洪峰流量系列。点绘年最大洪峰流量历时过程线图和差积过程线，进行周期分析可知，志丹水文站45a洪水系列中包含有大、中、小水和丰、平、枯时段的各种来水组合，其中洪水系列中包括了一个丰水和枯水时段，丰水时段为1967－1977，枯水时段为1978－2010。其中丰水年8年，平水年20a，枯水年19a。从点绘的年最大洪峰流量历时过程线（图3）和年最大洪峰流量差积曲线（图4）以及逆序累加洪峰流量均值模比系数图（图5）可以看出，随着系列的增加，洪峰流量的均值趋于稳定。因此，志丹水文站实测洪水系列资料，代表性较好，能满足本次洪水频率计算的需要。2）设计洪水成果的合理性分析本次计算采用资料系列长，资料的可靠性、一致性和代882表性好。并考虑了历史调查洪水，洪峰流量均值模系数C值与原陕西省水文总站编制的《陕西省水文图集》和《延安市水文手册》基本一致，但本次的Cv值由于采用资料系列长，地区分布更合理。说明本次洪峰流量（天然）计算资料详实，分析全面，成果合理可靠。

3．4工程区设计洪水计算

本工程设计洪水按照多种方法、综合分析、合理选用的原则确定。采用水文比拟法、地区经验公式法和综合参数法进行洪水推算。3．4．1水文比拟法采用志丹水文站洪峰流量计算成果，按照水文比拟法计算工程区设计洪峰流量。计算公式如下：Q工＝（F工／F参）2／3Q参（1）式中：Q工、Q参分别为工程区和参证站设计洪峰流量（m3／s）；F工、F参分别为工程区和参证站流域面积（km2），F参＝774。以志丹水文站为参证站，按照水文比拟法推算的工程区设计断面处洪水成果见表2。3．4．2地区经验公式法经验公式为：Qmp＝Kp×Fn（2）式中：Qmp为设计频率为P的洪峰流量（m3／s）；F为设计流域面积（km2）；Kp、n为设计频率为P的经验参数和指数。查《延安地区实用水文手册》知，指数n为0．61，查出不同频率的Kp值后，将F工代入，即可求得不同频率的设计洪峰流量，计算成果见表3。3．4．3综合参数法按照《延安地区实用水文手册》以流域内设计暴雨量和流域特征参数为基础建立的多因素经验公式推算工程设计洪水。计算公式如下：QmN＝C×Nα×Fβ×ψγ×Hη3N（3）式中：QmN为重现期为N的设计洪峰流量（m3／s）；F为设计流域面积（km2）；ψ为流域形状系数，ψ＝F／L2；H3N为设计重现期3小时面雨量；其它为经验参数，C＝2．54，α＝0．17，β＝0．58，γ＝0．11η＝0．49。通过计算，不同频率设计洪峰流量见表4。3．4．4设计洪水的确定根据多种方法计算的工程区设计洪水及工程区历史大洪水调查成果见表见表5。从表5中可以看出，几种方法计算的工程区设计洪水成果相差较大，水文比拟法计算的洪水成果最大，地区经验公式法和综合参数法计算结果比较接近。综合参数法和洪峰面积相关法建立时间较早，基础参数极为有限，按这两种方法计算的洪水成果误差依然较大。由于工程区流域面积最大为工程末端927．5km2，与志丹水文站流域面积774km2仅相差19．8％，以志丹水文站为参政站，采用水文比拟法计算的工程区设计洪水，成果比较合理。

4结语

志丹县北洛河水环境综合治理项目一期工程具有显著的社会效益和环境效益，可促进县域社会可持续发展，对水环境和生态平衡具有十分有利的影响。通过对志丹县北洛河水环境综合治理项目一期工程区进行洪水分析，可摸清工程区内的暴雨洪水特征，同时确定的准确设计洪水成果，对施工期制定安全合理的分洪避洪措施、保证施工工期进行具有关键作用，能保证整个工程的安全顺利实施。

参考文献

［1］张亚军．清水川流域暴雨洪水特性与河道演变分析［J］．陕西水利．2018．（06）：04－06．

［2］王富强，陈彬洲，郑太林．旬阳县吕河防洪工程洪水分析计算浅析［J］．地下水．2019．41．（06）：188－190＋241．

水文设计范文篇8

第一条水文工作是水利工作中一项重要基础工作。水文设施工程是水利工程的重要组成部分，是直接为防汛抗旱、水利规划设计、水利工程管理和水资源开发利用提供信息的基础。为加强水文设施工程建设，真正发挥水文在水利及经济社会发展中的技术支撑作用，依据国家和省有关政策、法规，结合我省实际情况，特制订《山东省水文设施工程建设管理办法》(以下简称“本办法”)。

第二条山东省水利厅为全省水文设施工程建设主管部门。为解决水文设施工程建设标准不统一、执行技术规定不一致等问题，省水利厅委托省水文水资源勘测局负责组织全省水文设施工程建设，接受省水利厅监督，对整体工程项目法人负责。

第三条水文设施工程包括：水文测报基础设施、水文监测仪器设备、水文自动测报系统和水文管理设施。

第四条水文设施工程建设管理，坚持“统一领导，统一管理、分项实施、法人负责”的原则。

第五条水文设施工程建设管理，应严格遵守国家有关规定，实行项目法人制、招标投标制、建设监理制和合同管理制。

第六条水文设施工程建设管理，贯彻“规范设计、科学施工、整体协调、保证质量”的方针，实行设计、建设资质化管理，杜绝无资质或超越资质的行为。水文设施工程要与整体水利工程相协调。

第七条本办法适用于山东省行政区域内所有大中型水利工程(包括新建、续建、扩建和维修加固等)和河道、湖泊、滞洪区治理工程中的水文设施工程建设项目。为其它目的专门建设的水文设施工程项目可参照执行。

以中央投资为主和全国统一安排的水文设施工程建设项目，水利部另有要求的，按水利部要求执行。

第二章计划管理

第八条水文设施工程建设程序，按《水利工程建设项目管理规定》明确的建设程序执行，一般分为：可行性研究报告、初步设计、施工准备、建设实施、试运行、竣工验收等阶段。

水文设施建设工程作为水库、水闸除险加固和河道、湖泊、滞洪区治理等工程项目中的一部分，按照审批权限，经审批部门同意，可将某些工作环节合并。

第九条水文设施工程的可行性研究报告，应根据水利工程建设规划，与整体工程同步编制。在同等条件下,应优先安排水文设施项目，并具有超前性。

水文设施工程的可行性研究报告编制，要由具备相应资质的单位承担。经省水文水资源勘测局审查后，由总体工程设计单位编入总体工程设计文件，报省水行政主管部门审批。

第十条水文设施工程的初步设计，要由具备相应资质的单位承担。技术指标必须符合相关水文技术规范，保证设计质量，并与整体工程相协调。经省水文水资源勘测局审查后，由总体工程设计单位编入总体工程设计文件，报省水行政主管部门审批。

初步设计文件经批准后，不得随意修改、变更，如有修改、变更，须经原审批机关复审同意。

第十一条新建、续建、扩建和维修加固的水利工程项目，必须编列水文设施工程项目。未编列水文设施工程项目的，省水行政主管部门不予审批。

第十二条在省水利工程年度投资计划中，明确水文设施工程建设经费，由省水利厅直接下达省水文水资源勘测局。

第十三条省水文水资源勘测局应按批准的水文设施工程设计文件和下达的投资计划组织实施。

第三章建设管理

第十四条水文设施工程的施工准备，主要做好以下工作：

1．省水文水资源勘测局应与整体工程项目法人单位协调，主要土建工程的施工与监理、工程质量监督、水文自动测报方案，要与整体工程相结合。

2．按照《水利工程建设项目招标投标管理规定》(水利部第14号令)组织招标投标。招投标工作由省水文水资源勘测局负责。

3．省水文水资源勘测局制订具体施工计划，报省水利厅审批，批准的施工计划报整体工程项目法人单位备案，并与其协商实施。

第十五条由于水文设施工程专业技术性强，省水文水资源勘测局在建设管理工作中，要加强与整体工程项目法人单位协调，按照批准的建设文件组织建设，保证项目建设目标的实现。

第十六条水文设施工程的试运行。各部分的试运行由承建单位和水文部门的技术人员负责完成，并提交试运行报告。

第十七条水文设施工程的竣工验收。水文设施工程通过建设、安装调试、试运行后，由省水文水资源勘测局提交工程竣工报告，省水利厅组织单独验收，并参加整体工程验收。

第十八条通过整体工程验收后的水文设施工程，由水文部门管理、运行使用。

未设立水文站的，由工程管理部门接收，安排专业技术人员负责管理，水文部门进行技术指导。

第四章财务管理

第十九条水文设施工程决算由省水文水资源勘测局负责编制，报整体工程项目法人纳入整体工程决算。

第二十条水文设施工程建设经费，必须专款专用。实行分项包干，超支自负。各项支出必须符合有关财务规定，接受省水利厅的财务监督和审计。

第五章工程质量与档案管理

第二十一条省水文水资源勘测局作为全省水文设施工程建设的责任单位，对全省水文设施工程建设质量负总责。

水文设施工程项目的设计、施工、监理等单位的法定代表人，要按各自职责对所承建项目的工程质量负领导责任。

水文设计范文篇9

长江水文信息化建设工作主要由长江水利委员会(以下简称长江委)水文局具体承担。长江委水文局下设7个水文水资源勘测局(水环境监测中心)，主要业务为开展流域水文站网建设、水文水资源监测、水环境监测评价、河道水库地形测绘、水资源调查评价、水文气象预报、水文分析计算、水文自动测报、河道泥沙演变研究等工作。近年来，长江委水文局先后对局机关和下属各勘测局的计算机局域网进行了更新、改造，实现了全局计算机网络的互联互通，形成了覆盖全江外业勘测局、水情分中心和重点水文站的广域网。在常规水文观测的信息化、基础水文信息服务、水文信息深加工和防汛抗旱信息支撑等方面取得了显著进展，建成了一系列支撑主要水文业务的网络与信息系统。

1.1基础设施建设

长江委水文局现已建成覆盖7个勘测局、14个水情分中心和12个重点水文站的计算机骨干传输网，实现了全江计算机网络的互联互通;另外，为满足实时水情信息交换任务，建成国家防总、长江流域14个省(自治区、直辖市)水文部门、丹江口水库和三峡水库的互通网络，实现了长江水文信息的网络实时快速传输，以及与外业勘测局及重点水文站的远程视频会商。水文防汛计算机网络为3级结构，包括1个一级节点(流域中心)，10个二级节点(重庆、宜昌、沙市、洞庭湖、岳阳、陆水、汉口、南京、徐六泾、丹江口分中心)，5个三级节点(涪陵、万州、合川、宜宾和攀枝花等分中心)。在数据与网络安全方面，依托网络访问控制ACL技术、防火墙技术对核心数据进行防护，网络层虚拟子网技术实现网络层广播包的过滤，互联网出口通过防火墙进行地址隐藏与隔离，保障了内网系统的安全。长江委水文局在全国率先实现了118个中央报汛站全部自动报汛，结束了国内人工测量、电话报告水情和雨情的历史，实现24h实时自动报汛。目前，已基本上实现了实时水情信息从测站到分中心、水文局、水利部的同步传送。此外，还实现了水位、雨量自记和固态存储;部分水文站计算机智能控制、GPS定位的流量测量;部分重要水文站(宜昌、黄陵庙等)ADCP流量在线监测;部分重点水文站、重要水库监测点网络视频监控。

1.2信息资源和信息管理

经过多年的建设，长江水文形成的信息资源主要包括以下两大类。

(1)基础设施信息资源。主要包括全江118个水文站、264个水位站、25个雨量站、2个蒸发试验站、226个水质监测断面、4200多个河道固定断面。

(2)数据资源。主要包括水文数据库、实时水雨情数据库、水质数据库和河道数据库4个基础数据库，可提供基础水文数据、实时水雨情数据、历史水质数据和河道测量数据的电子化服务，见图2。此外，依托水文档案管理系统，提供非在线的各类水文档案查询服务。水文数据库是长江流域地表水资料整编成果数据的重要电子信息载体，也是国家水文数据库的长江流域节点，存储着长江委所属测站的降水、蒸发、水位、流量、泥沙等系列的水文要素资料，数据量近16万站年，约1．16GB。实时水雨情数据库存储长江流域各水文要素的实时监测数据，通过覆盖全江的报汛网络在线汇交。水质数据库存储长江流域水环境监测资料整编成果，累计完成数据输入量15万条。河道数据库主要存储长江流域的河道基础信息及相关地形资料。在信息资源管理方面，设计开发了以下系统:

①水文资料整编系统，为水文资料整编提供了信息化支撑;

②长江水文信息资源统一组织平台［3］和水文数据转储系统，实现了自治、多源、异构的水文信息资源的统一组织与服务;

③长江水文数据应用服务系统，全面提升了长江水文信息服务能力;

④长江流域站网展示平台系统，为长江水文信息展示提供了全新的平台。另外，即将设计开发数字河道系统，进一步提升长江水文河道信息管理能力。

1.3业务应用

在业务应用方面，主要建设了长江流域防汛水情会商系统、长江流域洪水预报系统、基于数值天气预报产品的流域面雨量集成预报系统、中长期水资源集成预报系统、水文泥沙信息分析管理系统、水资源配置及预测模型系统、水沙数学模型和水质模型系统、三峡库区三维仿真系统等业务系统，为水文气象预报、水资源分析评价、水库冲淤和河道演变分析研究、水质监测分析等业务起到了重要的支撑作用。长江流域防汛水情会商系统是根据长江防汛水情会商的实际要求，结合现代信息技术、网络技术，建立的一套完整的集空间数据管理、地图查询、信息检索、水情分析、水情预报、办公自动化等于一体的系统。在长江三峡导流明渠截流前后，系统为截流提供了及时有效的实时水雨情信息，为水文专家现场指导提供了有力的信息支撑;在2003年和2005年汉江秋汛中，为各级防汛部门提供了重要的决策依据，为准确预报提供了坚实的信息参考基础，被称为防汛非工程措施的典范。三峡库区三维仿真系统是在现有站网数据、水文数据库、水下地形数据的基础上，结合长江流域地形数据、高精度影像数据，实现三峡库区及上游河道水位及相关辅助设施的三维仿真展示及分析，主要构建三峡大坝及重点区域的精细三维场景，实现了三峡库区水文信息的三维仿真模拟表达。

2存在的主要问题

尽管长江水文信息化取得了很大成绩，但因为各种因素的限制，对照长江委水文局的职责和长江委信息化发展的需求，水文信息化还存在以下不足。

(1)整体规划不足。由于缺少水文信息化建设专项资金的支持，长江委水文局的信息化建设主要由专项业务需求驱动，水文信息化建设缺乏有效的整体规划。功能全面、应用有效的水文水资源信息采集、传输与服务体系难以建立，导致现有的水文信息化基础设施和信息服务仍无法全面满足长江委对水文信息化的要求。

(2)信息资源交换共享不足。由于缺少政策等方面支撑，长江委水文局与长江委内其他部门或长江委外相关单位的信息交换不畅，严重影响了水文水资源信息的汇集及支撑信息综合性的开发利用，特别是不能为长江委水利事业发展规划等高层规划和宏观决策提供综合信息支撑，限制了长江委水利信息化效益的发挥。

(3)信息服务能力不足。面对防汛抗旱、最严格的水资源管理等要求，水文信息基础设施凸显薄弱，由于缺少数据中心的支撑，洪水和干旱预报预警与调度、水资源监控与预测、水生态环境监控等综合信息服务无法基于同一数据基础、同一应用支撑平台，服务能力大大减弱。

3建设目标与需求

3.1建设目标

长江水文信息化建设的总体目标可以概括为:以为长江委中心工作提供水文信息支撑为目的，以“大水文”的发展需求为驱动，以形成长江水文信息化综合体系为核心，以增强水文信息采集传输和综合服务能力为抓手，以提升流域防汛抗旱和水资源水生态环境监测与应急预警能力为重点，以建立水文信息技术标准和政策及信息安全体系为保障，实施由“覆盖全江水文业务的信息网络和水文水资源水生态环境信息综合采集传输体系、流域水文水资源数据中心、四大水问题各项水文要素预测分析综合业务应用”组成的用户一证通、共享一张图、服务一站式的水文信息化工程，全面实现长江水文信息化与现代化，为长江委水利信息化和现代化建设与发展服务。

3.2主要需求

(1)开展水文信息化发展的顶层设计。系统分析长江水文信息化与长江委水利信息化的关系，面对长江委水利信息化的总体需求，提出解决水文信息化中存在的整体推进差、信息资源缺和服务能力弱等三大问题的具体方案，形成水文局水利信息化顶层设计。

(2)实施基础信息网络扩容改造。根据长江委水利综合监测站业务对水情报汛网络的需要，扩充网络带宽，优化网络质量，延伸网络范围。吸收并利用移动互联网、物联网等新信息技术，建成以水情分中心为中心、覆盖固定和移动信息监测(采集)站点的前端信息网络，实现各类监测设施设备的联网;依托水利部水利信息网的扩容，改善与流域内各省区水文部门的网络互连条件。

(3)开展长江流域水文水资源数据中心建设。按照国家与水利部相关要求，在现有长江委国家水文数据库的基础上，整合水文局内部的数据资源，实现行业内数据的一数一源、一点更新、多处使用和各类水文业务应用的统一支撑;与流域内各省区水文部门合作，建成流域水文基础信息资源目录与查询导航系统，面向各级水利部门提供用户一证通、共享一张图、服务一站式的水文水资源信息服务和应用，基本建成长江委水利数据中心的水文水资源数据分中心。

(4)开发重点业务应用系统。在数据中心的统一支撑下，完成“基于同一数据基础、同一应用支撑平台”的洪水与干旱预测分析、水资源监控与预测、水生态环境监控、水文数字档案馆、水文事务业务综合管理等重点业务应用系统的升级改造与开发，逐步实现跨专业的协同应用，全面增强对流域水管理与公众服务的信息支撑能力。

(5)标准规章与安全体系的制定与实施。依照水利部行业标准、规章及长江委信息化的相关规定，制定长江水文信息化的标准规章体系，补充内部信息资源和系统建设管理、资源共享等相关规定，实现水文信息化发展的规范化;按照国家和水利部及长江委的相关规定，建成重要水文信息系统的安全等级分级保护体系，落实安全管理措施，完成全员信息安全专项教育和考核。

4发展思考

长江水文信息化建设以应用需求为主要驱动力，在取得显著成绩的同时，信息化体系本身不完善产生的问题成了信息化发展的瓶颈。所以，必须立足长江水文信息化的实际，对水文信息的发展状况、发展阶段作重新审视并准确定位。要进一步完善基础设施建设，以综合业务应用为信息化的核心，整合数据资源和应用资源，正确处理信息化过程中的硬件和软件、建设与管理、标准化与个性化、先进与实用的关系。在认真总结和分析过去长江水文信息化工作、合理评估和定位当前的水文信息化发展状况的基础上，理清未来的建设发展思路是长江水文信息化向纵深发展的必需条件。结合信息技术发展的新特点，做好信息化顶层设计、综合站网规划、建立信息共享机制、提升信息开发应用水平、提高基础设施支撑能力建设是解决当前信息化中存在的主要问题、推动信息化建设取得突破的关键。

(1)开展水文信息化顶层设计工作，指导水文信息化发展。按照长江委信息化顶层设计工作思路指导，结合水文局水文信息化实际，重新梳理水文信息化建设，从顶层设计把握水文信息化，以业务需求推动信息化建设。

(2)以长江流域片流域管理水利综合监测站网规划为重点，完善站网系统展示平台建设，及时掌握各类站网信息，为综合站网的规划设计、优化整合、建设运行提供技术支撑。

(3)结合长江上游水库群联合调度工作，确立长江上游水库群信息共享和运行管理机制，建立长江上游水库群信息共享平台。通过计算机网络、数据库系统、数据处理推送软件、信息实时交换软件、文档上传管理软件等软硬件实现信息共享和交换，通过信息服务和展示平台实现共享信息的综合展示，为上游水库群联合调度提供基础支撑。

(4)着力提升信息开发应用水平，显著改进水资源模型、水沙数学模型和水质数学模型的应用;进一步加强水环境监测实验室信息综合管理系统(LIMS)、水质数据管理(整编)系统、长江水文测报信息移动应用服务系统的建设，利用虚拟化技术，实现服务器资源整合与优化。做好综合办公、合同管理、财务报销等服务系统的推广应用工作。

(5)升级改造基础信息网络，支撑水文信息化建设。根据长江委水利综合监测站业务对水情报汛网络的需要，扩充网络带宽、优化网络质量，延伸网络范围。结合水文测报大楼建设工作，完善汛旱情报送骨干网络，提高核心网络的数据交换与处理能力。

5结语

水文设计范文篇10

【关键词】水文设施；工程建设；施工模式

水文工作在我国发展过程中有着悠久的历史，而且水文是水利工作的一项及其重要的基础工作。水文设施工程作为水利工程重要的组成，直接为水利规划的设计、防汛抗旱、水资源的开发利用和水利的工程管理提供了信息基础。它可有力地保障水文于水利工程的管理运行、水资源的管理保护、防汛抗旱工作中发挥作用，从而为社会的发展做出贡献。随着社会经济的快速发展，经济实力不断增强，国家对水利基础建设投入也越来越大，水文基础设施建设的投资明显增多，投资渠道、形式多样化，改变了以往比较单一的投资建设及管理模式。在新的投资和管理模式下，如何科学进行规划、设计、施工和维护，加快水文现代化建设，是摆在我们水文人面前的新课题，值得思考。水文建设中，大多项目能得到顺利地实施，但是由于缺少必要法规文件和规章、缺乏统一模式和方式、建设的方式不同、个别的建设单位对水文重要性的认识不够足原因，导致水文工程无法按批复设计完成，这不仅影响整体工程的验收，同时影响水文测报的能力提升。

1水文工程特点

1.1工程分布广、工种多、系统功能设计要求高

我们以近些年来湖北省十堰市中小河流水文的监测系统建设为例，新建水文巡测基地1处，新建的雨量站点有152处，水文站点有17处，水位站有9处；改造的雨量站点有31处，水文站点有6处。且这些站点均分布于整个地区的各个地段，对规划内有防洪任务的32条中小河流控制率达到96.9%（新建水文站控制了21条河流，2011年水位站控制了6条河流，原水文站网控制了4条河流），其对应工程的规模从几万到百万元不等。然而无论是小工程还是大工程，其施工都涉及水位、降水、流量等设备调试安装、通讯和土建等方面工作。中小河流监测系统总体功能设计要求较高：项目所涉及的雨量、水位观测项目均按自动采集、固态存储、实时传输设计；水位、雨量自动采集能自动采集到1.0cm的水位变化值（比降断面自动采集到0.5mm）和0.5mm的降雨量；水位、雨量采样间隔可编程设置，并具有数字滤波功能，现场固态存储；响应分中心的查询，按接收到的指令报送实时数据和批量数据，提供现场或远程查询、下载；遥测终端机（RTU）应人工置数键盘，可将人工观测值通过人工置入的方式，向分中心报送；并能在现场实时显示时间、水位、雨量、流量、电压等水情数据；应具有定时工况报告、低电压报警、掉电保护以及自动复位等多项自维护功能；保障设施设备在雷电、暴雨、停电的恶劣条件下正常工作，同时考虑设施设备在防风、防盗等方面的安全问题。是典型的面广、点多、专业化的程度高、质量要求高的系统水文工程。十堰市水文水资源局根据项目具体情况组建了项目建设队伍，由一名局领导担负总的责任，并且抽调了相关专业的技术人员和财务人员参与，各有关部门进行配合。项目实施的过程中，建设队伍负责全权处理相关事务。为了实行目标的管理，明确责任，对项目组提出工程质量、安全和进度等要求，加强现场监督，以确保工程按照要求按时保质保量地顺利完成。

1.2水文工程技术程度高

一些水文设施工程，例如仪器房、水文缆道、蒸发场的建设等，因其涉及水文专业技术规范和要求，所以施工中现场工作人员需具有高程度专业技术知识。因其质量要求和安装程序与普通的交通、水利以及建筑工程有较大区别，国家的有关部门还专门颁布有一系列水文规范和规章。随着通讯业、电子信息技术的迅速发展，自动测报的设备更加先进，自动测报的水平也更高，水文测报的自动化进程也不断地加速。

1.3施工的质量要求高

水文设施工程的施工质量的要求相对较高，其主要原因有以下几点：①我国国内各地的水文设施所对应工程大部分都具有结构精和规模小的特点，且在设计的方面有独特要求。②长系列水文资料具有代表性和一致性要求，就需要水文设施工程使用寿命够长，来固定信息采集的地点。③水文设施工程需要应对不同水流情势来采集水文信息范围够广泛，从而对水文的工程质量进一步提出更高要求。

1.4施工环境差

工程自身的施工环境会直接影响工程方面所对应造价，在水文工程中这也丝毫不例外。而且水文设施的工程自身的施工环境也普遍偏差，还是以十堰市项目为例：工程所处的地理位置经常是河道两岸和河滩之上，水上施工本就不易，且会对施工的效率产生非常大影响，加上水尺埋设、观测房修建、水下气泡管的敷设等多为小规模的工程，无法或很难使用机械化施工，大部分都需施工人员投入大量的精力和时间才能够完成，同时十堰市项目大多在山区，进行施工时也经常会遇到基础难以人工开挖、边坡较陡施工困难的情况。此外，由于水文设施大多分散于比较偏僻的地方，因此其施工的地域也大部分处于偏远的地区，施工队距离工地有很大的一段距离就会导致工作人员对于工程交通要投入大量的时间和资金。另外，因为各个地区的经济情况大多不一样，一些地区会由于当地的经济比较落后导致其市场的发展也不尽完善。与此同时，因为水文行业具有特殊性，其施工期大多都要求避开汛期，而有些地区例如山区由于气温较低不利于施工的季节较长存在工期紧张的问题。

2水文设施工程建设施工模式

2.1施工队伍的组建和选择

水文的工程建设需要依照不同地区具有的工程特点及环境条件，对工程所对应建设施工队伍进行组建并且要选择出一名总的负责人对小组监督管理。在施工队伍的建设过程中，人们也需要增多其对应财务人员及水文工程方面技术指导人，通过不同部门中各个人才之间的配合弥补自身的不足。目前，我国对于工程建设中施工队伍进行了明确并且严格的责权分化，且对工程中的招标投标和项目法人及建设监理的有关制度进行更新与完善。对工程招标时，我们应选信誉良好、自身施工的经验丰富且之前完成过相应工程的有关企业。

2.2施工的质量控制

质量控制在工程施工的过程中起着核心的重要作用，工作人员要把质量第一的理念深入贯彻于施工的整个过程中，其中项目的施工、监理、设计等单位法定代表人要依照各自的职责就所承建项目的工程质量担负起领导的责任。我国的水文工程的施工条件相对来说存在普遍的偏差，而且其工序也十分繁琐，工程之中隐蔽的工程比较多。

2.3严格遵守财务制度

由于水文工作是社会公益事业，因此其相关资金大部分来自于财政的拨款。然而水文设施及其设备所对应的相关专项投资更加不属于经营性的投资，所以使用方向相当的明确，其所对应的政策也十分严格。由于水文工程自身包含工程分散和规模小的特点，因此财务管理方面具有很大的难度。在工程建设的时候，其建设小组必须要有独立财务工作人员的加入，这样才有利于对工程中的财务工作严格地监督，进而确保证资金的安全运作。

2.4加强档案管理

基建的档案反映了基建工程真实的面貌，同时基建档案的管理工作也是基建工程的项目管理和单位事业重要的组成，是为未来考虑，为现实服务，对历史负责的工作。水文设施的工程档案管理也必须依照国家有关的规定进行执行。初设、施工及竣工验收重要的技术档案必须要报工程项目的法人单位管理。

3结束语

作为我国长期发展建设项目的水文工程，在其日后建设程序方面一定逐渐地达到规范合理的要求，而其所对应的财务管理会更加严格，技术也会更加成熟。各地的水文部门唯有通过人员的管理以及政策的制定等有关手段来实现规划和控制水文工程建设目的。只有重视水文技术专业人才的培养问题，才能保证水文设施工程能够保质保量顺利地实施，进而改变中小流域暴雨洪水灾害日趋严重的局面，保障人民生命财产安全和水资源安全，促进区域经济社会的可持续发展，真正地发挥水文的技术支撑作用。

作者:余方鹰 单位:湖北省潜江市水文水资源勘测局

参考文献

[1]郑桂全.水文设施工程建设施工模式探讨[J].工程技术，2015（04）.

[2]张百川.水文工程建设监理工作探讨[J].治淮，2013（12）.