论文总字数：53293字

目 录

摘要 I

Abstract II

1绪论 1

1.1研究目的及意义 1

1.2国内外研究进展 1

1.3研究区域概况 2

1.4研究内容 2

2研究范围和水文基础资料 2

2.1研究范围 2

2.2水文基础资料 3

3大空港地区设计暴雨研究 3

3.1茅洲河流域设计暴雨研究 3

3.2西部沿海水系设计暴雨研究 4

4大空港区域设计洪水研究 5

4.1计算方法 5

4.1.1广东省综合单位线法 5

4.1.2推理公式法 6

4.1.3广东省洪峰流量经验公式法 7

4.2茅洲河流域设计洪水研究 7

4.2.1广东省综合单位线法 7

4.2.2推理公式法和广东省洪峰流量经验公式法 10

4.2.3设计洪水成果比较 10

4.3西部沿海水系设计洪水研究 13

4.3.1广东省综合单位线法 13

4.3.2推理公式法和广东省洪峰流量经验公式法 14

4.3.3设计洪水成果比较 14

4.4设计洪水成果合理性分析 15

4.5 大空港地区设计洪水过程线 16

4.5.1茅洲河流域设计洪水过程线 16

4.5.2西部沿海水系设计洪水过程线 21

5总结 35

参考文献 36

致谢 37

深圳大空港地区设计洪水研究

吴丁超

，China

Abstract：Design flood is very important for the water conservancy project planning and layout. This paper according to the factors of natural geographical features , land use, water conservancy project layout and topological relation of Mao Zhou river basin and the western coastal area to establish the basic computational unit of rainfall-runoff simulation. We can set up rainfall-runoff model by hydrologic characteristics of sub basin. According to design storm , use synthetic unit hydrograph method of Guangdong, empirical formula method and inference formula method to calculate design flood processes of each sub basin. On the basis of comprehensive argument, the design flood of each control section in Mao Zhou river basin and the western coastal area is determined to provide the inflow boundary data for flood routing of river network model.

Key words：Dakonggang area; rainfall-runoff model ; design storm ; design flood; synthetic unit hydrograph of Guangdong

1绪论

1.1研究目的及意义

在经济迅速提升的当下，水库防洪和兴利的应用彼此之间存在着很深刻的冲突。设计洪水值的确定，对于水利工程施工布局来说相当要紧。因为水文频率剖析的主要目的是频率曲线的外延，不管采用什么方法都有很多不正确的地方，因此需要继续深入讨论。在这些背景之下，加之水文资料的收集有了更加精准的数据技术等可以利用的条件，所以对于设计洪水展开深入的研究探讨显得有意义也有一定的可行性。

大空港地区地理位置较为特殊，其地形又较为复杂，大部分河流既陡峭又不太长，此外，由于广东省地处沿海地区，所以台风暴雨等自然灾害较为频繁，因此造成深圳宝安区的河流洪水历时较短等特点。

本论文根据大空港地区所属茅洲河流域和西部沿海水系的自然特征、干支流拓扑关系、土地利用以及水利工程布局等因素，确定茅洲河流域和西部沿海水系各控制断面的设计洪水成果，为河网洪水演进模拟模型提供入流边界。

1.2国内外研究进展

在工程水文学当中，设计洪水计算是其主要内容和重要组成部分。海内外对于设计洪水的研究已经有了很长的时间，水文学者们在该领域内做了很多研究工作，获得了很多研究结果，并且积累了大量的经验。设计洪水计算的研究进展，主要包括抽样方法、分布线型、PMP/PMF等方面的最新研究成果。

国外对于设计洪水的研究起步较早，1914年，Fuller第一次在频率格纸上点绘出洪水经验频率曲线，并且推求出了设计洪水。而前苏联一向沿用统计途径来估计设计洪水，并且将DFH作为大中型水库的防洪安全设计的依据。1989年出版的《洪水频率分析的统计分布》一书，全面总结了洪水频率分析的线性以及参数估计的方法。1999年，英国重新编写了《洪水估计手册》，其得到了广泛的运用。由于统计频率计算的方法存在一定的问题，因此水文气象成因途径（PMP/PMF）的研究应运而生。

对于国内而言，对于设计洪水的研究则起步较晚，没有那么长的时间。建国以来，我国设计洪水的标准以及计算方法经过了逐渐发展，并且最终引进了PMP/PMF。经过几十年的发展，我国设计洪水研究在方法和内容上已经形成了一套较为完整的体系。在《基于条件分布的设计洪水过程线：以汉江丹江口水库为例》一文指出，水库大坝以设计洪水过程线（DFH）来设计，其按设计标准采用以保证结构的安全性。陈茜在其《无资料地区推求设计洪水的探讨》一文中指出，设计洪水的计算关系到水利水电工程能否确保其安全。用于推导设计洪水过程线的中国单变量洪泛频率分析方法隐含地假设洪水峰值和洪水量是独立的并且以相同的频率放大，这在实践中具有缺点。由于相关水文变量之间不清楚的关系，单变量频率分析方法会产生风险的过度估计。

一开始，研究人员对于设计洪水只是简单的分析计算，而现在设计洪水研究的内容已经包含有丰富的的研究与实践，设计洪水研究已经走过了一条不平凡的道路。尽管它取得了很多研究成果，并且积累了较为丰富的工程实践经验，但仍然存在不少需要后人对其进行进一步深入分析的地方，因此值得继续研究。

1.3研究区域概况

大空港区域地处茅洲河流域的下游以及西部沿海水系。茅洲河流域三面由低丘山区环绕，西面向海，中部为零星低丘的冲积平原区，地势较低，河床比降比较平缓，河床平均坡降0.71‰，下游平原区比降约0.6‰。茅洲河水系中上游支流主要分布在干流右侧，下游主要分布在干流左侧，共有干支流41条。茅洲河建有水库26座，其中中型水库2宗，总库容5780万m³，有效库容3740万m³，小型水库64宗，总库容3084万m³。茅洲河总河长约30.25km，其中感潮河段长约13km，下游塘下涌～河口段11.4km为深圳市与东莞市界河。茅洲河为雨源型河流，洪水暴涨暴落。

西部沿海水系河流众多，水系狭小，分布密集，水流由东至西穿过西海堤汇入珠江口，在长约30km的海岸线上由北至南平行分布着26条河涌，流域面积大于10km²的河流只有西乡河、机场外排渠和新圳河3条。

区域内降水丰沛，根据对流域内各雨量站多年降雨系列的分析，多年平均降雨量为1606mm。年与年之间降雨变化量比较大，最大为2080mm，最小780mm；降雨每年内分配极不均匀，汛期降雨量多而且多发于一个紧密的时段，在全年中大概占了80%，并且降水很容易造成雨洪灾害。在地区分布上，降水主要受到地貌带的影响，从东南向西北递减。

1.4研究内容

本论文以深圳大空港地区所属的茅洲河流域和西部沿海水系的雨量资料为研究对象，采用设计暴雨推求研究区域的设计洪水。通过广东省综合单位线法、广东省洪峰流量经验公式法以及推理公式法进行设计洪水推求，并比较分析三种方法所得出的计算结果，找出最适合的方法来推求研究区域的设计洪水过程线。具体研究内容有：

收集大空港地区所属茅洲河流域和西部沿海水系的自然地理、水文气象特征等信息，确定研究范围及其控制断面，通过研究范围的水文基础资料选择设计代表站。

根据研究区域的暴雨特性对大空港区域进行设计暴雨研究，统计茅洲河流域控制断面以上汇流子流域，50年和100年一遇最大1小时、6小时、24小时及三天时段的设计暴雨，确定西部沿海水系各控制断面以上汇流子流域，20年一遇最大10分钟、1小时、6小时、24小时及三天时段的设计暴雨。

利用设计暴雨间接推求设计洪水，分别采用广东省综合单位线法、广东省洪峰流量经验公式法以及推理公式法三种方法进行推求，通过综合比较分析，最终选用合理的计算成果作为设计洪水依据并绘制设计洪水过程线。

2研究范围和水文基础资料

2.1研究范围

大空港区域地处茅洲河流域的下游和西部沿海水系。对茅洲河流域，根据水系水动力学模型的计算需要，茅洲河流域计算单元的控制断面主要有沙井河下、入海口、沙井河河口和排涝河河口。

对西部沿海水系，研究范围与水系规划紧密结合，计算单元取截流河各河涌控制断面以上的汇流面积。根据目前截流河的规划布置的方案，一共涉及到九个河涌，分别是德丰围涌、石围涌、下涌、沙涌、和二涌、沙福河、和平涌、玻璃围以及坳颈涌。

2.2水文基础资料

由于研究区域内没有水文测站且缺少径流资料，受到资料条件的限制，设计洪水研究采用雨量资料通过降雨径流的关系，通过暴雨推求设计洪水较为合理。

通过分析，发现研究区域范围内共含有3个雨量观测站，其中，茅洲河流域内包含有2个雨量观测站，它们分别为石岩雨量站和罗田雨量站；而西部沿海水系内则只有铁岗水库雨量站。表1展示了雨量观测站德资料情况。

通过表1可以看到，石岩雨量站、罗田雨量站和铁岗雨量站的资料系列长度均满足《水利水电工程设计洪水计算规范》 （SL44-2006）的要求。因此，设计暴雨的计算可以将这三个雨量站作为其设计代表站来进行计算。其中，将石岩雨量站与罗田雨量站进行对比，可以看到石岩雨量站的资料精度比罗田雨量站要高，而罗田雨量站则缺乏年最大10分钟和年最大1小时的统计资料。因此，我们选取石岩雨量站作为茅洲河流域的设计代表站；而西部沿海水系仅有铁岗水库雨量站，且其资料系列满足要求，因此以铁岗水库雨量站作为西部沿海水系的设计代表站。

表1 研究区域水文测站情况

3大空港地区设计暴雨研究

3.1 茅洲河流域设计暴雨研究

茅洲河流域选取石岩雨量站作为其设计代表站，根据流域的暴雨洪水特性，统计其历年实测的最大1小时、6小时、24小时及三天（72小时）各时段的暴雨资料系列，运用P-Ⅲ频率曲线法对其进行适线试算，从而求得各个时段P=1%和P=2%两个频率下的设计暴雨。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：53293字