水文設計范文10篇

1工程水文在水利工程設計中的任務

工程水文是水利工程設計中必需的重要基礎資料，并貫穿了水利工程設計規劃、項目建議書、可研、初設各階段。在水利工程設計前期必須編制工程水文分析計算報告，而且必須通過水文水資源局主管部門審查通過。工程水文的任務是為水利工程設計提供以下各方面相關資料:河流水系概況、氣象、水文基本資料、徑流、洪水、泥沙、冰情、水質及水面蒸發等，這基本涵蓋了工程水文所涉及的所有內容，尤其是泥沙、徑流及洪水資料在確定水利工程規模方面起到了重要作用，而水庫工程是較典型水利工程，以下就泥沙、徑流、洪水資料在某水庫工程設計中的應用作為論述。

2工程水文在水庫工程設計中的運用

2．1水庫基本概況

該水庫為山區水庫，主要任務是以工業、城鎮生活供水和灌溉為主，兼顧防洪。要求灌溉服從工業和城鎮生活用水。水庫所在河流上游2．5km處有國家基本水文站，具有1962～2010年49年完整的、經審編的實測水文資料，主要觀測項目有水位、流量、懸移質輸沙率、水溫、降水、水面蒸發、氣溫、水質監測等。

2．2泥沙資料在水庫工程設計中的運用

水文監測在三峽水利樞紐的規劃論證階段和工程開工后，一直發揮著重要作用，為工程的科研、設計、截流布局及施工方案選擇等提供了科學依據。按照工程設計，三峽工程于2002年11月實現明渠截流。水文部門圍繞明渠截流戧堤進占、龍口、大壩導流底孔過流、三期圍堰度汛等觀測為重點，兼顧庫區、壩區、壩下游水文監測，做了深入的研討，制定了詳細周密的監測方案，為明渠截流提供及時、準確的水文資料和分析成果。本文就截流河段與工程概況，水文監測目的、主要內容及作用，監測系統設計，監測儀器設備與技術措施，以及監測系統在截流實踐中的應用等分別論述如下。

1河段與工程概況

1.1河段概況

三峽工程施工區從伍相廟至鷹子咀長約12km，面積15.28km2。為較好地掌握施工區水文、河道、水環境變化情勢，水文監測河段上起太平溪、下至蓮沱，全長22km，水域面積約為22km2（以下簡稱壩區河段）。大壩軸線以上1.5km至大壩軸線以下1km為明渠截流水文監測河段（以下簡稱截流河段），全長2.5km，面積約為3.0km2。三峽工程明渠截流河段水文監測布置見圖1。

圖1三峽工程明渠截流河段水文監測布置圖

1.2工程概況

【摘要】近年來我國在城市開發建設中出現了諸如城市內澇等水生態安全問題。在此背景下，城市設計面對的不再是單一導向的城市開發建設問題，而是逐漸轉向將城市水文管理相關空間要素和方法置入城市設計的流程中，從而實現城市水文管理與城市設計的耦合。基于增強水管理韌性為目標，綜合分析國內外雨水管理的理念與實踐，探討其與城市設計耦合的途徑，為城市設計的進一步發展提供相應的策略。

【關鍵詞】城市水文管理；城市設計；城市內澇；耦合關系

1引言

1.1我國城市建設中的水文問題現狀

1.1.1城市化對城市水文帶來的不利影響在中國城市的快速發展過程中，大量的開發建設對城市下墊面造成了較大的改變。具有自然蓄水、調洪等功能的自然水體被破壞以滿足建設需求，使城市地表徑流系數加大，導致原有的自然水文循環過程受干擾。伴隨著城市化的發展，在土地和經濟利益的交互影響下，現代城市建設多將開發建設蔓延向地平高程相對較低且建設適宜性較差的區域[1]。因此在城市開發建設中，引發了諸如洪災、城市內澇、地下水位下降等水生態安全問題，所以處理好城市開發建設與水文保護之間關系的任務較為突出。從應急管理部2021年發布的全國自然災害基本情況可知，河南、四川、山西、河北、湖北、陜西等地相繼遭受嚴重暴雨洪澇災害，內澇造成了較大的直接經濟損失。就鄭州2021年特大暴雨而言，從城市用地及建設角度分析，鄭州市從2000年到2020年，其建設用地面積不斷從中心城區向外擴張（見圖1），下墊面不透水面積從373km2增加到1147km2。在地表天然的產匯流條件被人為改變、不透水地面比例急劇增加等情況下，地表產流量增大，匯流速度也加快。在本次大暴雨中，鄭州京廣快速通道隧道由最大1h降雨從開始至完全淹沒僅1.5h。因此在面對突發性強的洪災時，城市建設導致建成區排蓄水能力減弱，進一步加劇了城市內澇的風險。

1.1.2城市規劃缺乏對于水系統的合理安排隨著人類社會的發展，人們普遍依賴工程性建設并將其視為解決方案，如建造防洪堤和海堤保護社區免受洪水和沿海風暴的影響，保護城市免遭洪澇災害等[2]。因此在城市發展中，對于水系統的建造、運營、維護和更新的重點關注對象多為灰色基礎設施，而在如何將灰綠設施進行耦合的實踐中相對滯后。自然水體的梳理、雨洪組織及地表徑流的消減與城市設計有著較強相關性，處理不當會成為城市水患的誘因抑或加劇水環境問題[1]。回顧我國多城市提出的修建性詳細規劃、控制性詳細規劃、總體規劃，較少關注到城市設計與水文管理的關系，而容易忽略在城市設計中將建設與水環境進行協調。

摘要：影響工程水文設計成果合理性的因素，主要有基礎資料、技術思路、方法技巧等。對同一工程來講，不同設計者，因對水文資料處理、采用方法不同，最終成果差異很大。為了保證工程水文計算成果的合理性，本文提出一個評價工程水文設計成果合理性的基本思路及方法，與同仁攜手探索。

關鍵詞：設計成果可靠性一致性代表性差積累積

工程水文設計受基礎資料、推理、環境、人為因素等方面的客觀和主觀的干擾，或多或少存在成果評判上的差異，這就決定了對工程水文設計成果的合理性分析，必須認真核查，才能保證成果的真實性。水文工作者多年來在這方面累積了豐富的經驗，但是，在具體工作中時常出現重視計算，而在分析上下功夫不夠的現象，給工程水文設計成果帶來一定風險。為使水文設計成果精度與工程設計同步，筆者根據近幾年來在成果審查中反復出現的問題，談幾點認識，與同仁們商榷。

1、評價的主要對象

1.1資料的可靠性

基礎資料的可靠性，是指設計中所引用的基本資料、數據、時期等，都要滿足兩條要求：一是十分可靠;二是適應研究對象精度要求。

摘要摘要：影響工程水文設計成果合理性的因素，主要有基礎資料、技術思路、方法技巧等。對同一工程來講，不同設計者，因對水文資料處理、采用方法不同，最終成果差異很大。為了保證工程水文計算成果的合理性，本文提出一個評價工程水文設計成果合理性的基本思路及方法，和同仁攜手探索。

摘要：設計成果可靠性一致性代表性差積累積

工程水文設計受基礎資料、推理、環境、人為因素等方面的客觀和主觀的干擾，或多或少存在成果評判上的差異，這就決定了對工程水文設計成果的合理性分析，必須認真核查，才能保證成果的真實性。水文工作者多年來在這方面累積了豐富的經驗，但是，在具體工作中時常出現重視計算，而在分析上下功夫不夠的現象，給工程水文設計成果帶來一定風險。為使水文設計成果精度和工程設計同步，筆者根據近幾年來在成果審查中反復出現的新問題，談幾點熟悉，和同仁們商榷。

1、評價的主要對象

1.1資料的可靠性

基礎資料的可靠性，是指設計中所引用的基本資料、數據、時期等，都要滿足兩條要求摘要：一是十分可靠;二是適應探究對象精度要求。

第一章總則

第一條水文工作是水利工作中一項重要基礎工作。水文設施工程是水利工程的重要組成部分，是直接為防汛抗旱、水利規劃設計、水利工程管理和水資源開發利用提供信息的基礎。為加強水文設施工程建設，真正發揮水文在水利及經濟社會發展中的技術支撐作用，依據國家和省有關政策、法規，結合我省實際情況，特制訂《山東省水文設施工程建設管理辦法》(以下簡稱“本辦法”)。

第二條山東省水利廳為全省水文設施工程建設主管部門。為解決水文設施工程建設標準不統一、執行技術規定不一致等問題，省水利廳委托省水文水資源勘測局負責組織全省水文設施工程建設，接受省水利廳監督，對整體工程項目法人負責。

第三條水文設施工程包括：水文測報基礎設施、水文監測儀器設備、水文自動測報系統和水文管理設施。

第四條水文設施工程建設管理，堅持“統一領導，統一管理、分項實施、法人負責”的原則。

第五條水文設施工程建設管理，應嚴格遵守國家有關規定，實行項目法人制、招標投標制、建設監理制和合同管理制。

工程水文設計受基礎資料、推理、環境、人為因素等方面的客觀和主觀的干擾，或多或少存在成果評判上的差異，這就決定了對工程水文設計成果的合理性分析，必須認真核查，才能保證成果的真實性。水文工作者多年來在這方面累積了豐富的經驗，但是，在具體工作中時常出現重視計算，而在分析上下功夫不夠的現象，給工程水文設計成果帶來一定風險。為使水文設計成果精度與工程設計同步，筆者根據近幾年來在成果審查中反復出現的問題，談幾點認識，與同仁們商榷。

1、評價的主要對象

1.1資料的可靠性

基礎資料的可靠性，是指設計中所引用的基本資料、數據、時期等，都要滿足兩條要求：一是十分可靠;二是適應研究對象精度要求。

基礎資料未經過嚴格復核、審查，就會給工作帶來很多麻煩。例如：臺勒外丘克河拜城站2002年7月23日0時的流量數據，數據庫中顯示其值為8.59m3/s，而原始資料記載該值為204m3/s。該錯誤不僅影響了瞬時流量甚至洪峰流量，而且使時段洪量相差甚大。

由此可見：基礎資料必需具有足夠的可靠性，才能保證成果的合理性。

［摘要］周河為北洛河源頭左岸較大的一級支流，志丹縣北洛河水環境綜合治理項目一期工程位于周河中游。為研究該工程所在區域洪水特征，將位于周河流域的志丹水文站作為參證站，在收集整編水文站1964－2010年共47a的實測洪水資料的基礎上，對工程區洪水特性進行分析，并基于水文比擬法、地區經驗公式法和綜合參數法分別進行設計洪水推算，最終選擇合理的設計洪水成果。分析結果顯示：工程區年最大洪水一般發生7－8月，10月偶爾也有洪水發生，志丹水文站歷史實測最大洪峰流量為2610m3／s（1977年7月6日），最小洪峰流量為123m3／s（1952年7月31日）；對設計洪水成果比選后，認為采用水文比擬法計算的工程區設計洪水成果比較合理。分析結論對保證該工程的安全實施提供了科學準確的決策依據。

［關鍵詞］水環境治理；工程區；洪水特性；設計洪水；計算成果；周河

1流域概況

周河為北洛河源頭左岸較大的一級支流，位于東經108°31′～108°50′，北緯36°35′～37°10′之間，發源于白于山南麓靖邊縣周家嘴，從志丹縣順寧鄉的大擺溝入縣境，由西北流向東南，經周河鄉、志丹縣城后轉向南流，過雙河鄉，于永寧鄉川口匯入洛河。河流全長85．1km，流域面積1334km2，河道平均比降3．7‰。流域呈羽型，較大支流有駙馬溝、孫岔溝、麻子溝等。周河流域地貌類型主要分為黃土梁峁丘陵溝壑區和河谷階地區。梁峁溝壑區地貌以梁為主，梁頂間或有大型的孤立峁，溝谷密度大，侵蝕強烈，河溝深切，滑坡、瀉溜、崩塌普遍。梁、峁、坡已多辟為梯田。河谷階地區沖積階地發育，一級階地相對高出河床3～10m，面積較大而連片，階地堆積物下多石礫層。二級階地一般高出河床15～25m，由于深切侵蝕，二級階地被分割成塊狀。該縣優良農田多集中在二級階地上。本次主要以擬建的志丹縣北洛河水環境綜合治理項目一期工程為例，對該工程治理項目區的暴雨洪水特性、設計洪水計算分析過程及成果合理性比選方法進行總結，也為掌握周河流域水文氣象特征有參考價值。流域水系分布見圖1。

2研究區參證水文站選取

擬建的志丹縣北洛河水環境綜合治理項目一期工程位于周河中游，流域內沒有較大水利水電工程，選擇距離工程項目區最近的為志丹縣水文站為參證站進行分析計算最為合適。該水文站距離工程區大約5km，由陜西省水利廳于1960年8月設立，為專用水文站，資料未勘印；1961年12月11日停測，1964年7月交由陜西省水文總站管理，將斷面下遷1．5km，開始恢復測驗工作，1965年5月斷面上遷100m，更名為志丹水文（二）站，位于陜西省志丹縣城關鎮，地處東經108°46′、北緯36°49′，控制流域面積774km2，距河口距離31km，觀測項目齊全，連續觀測至今。本次收集志丹水文站1964－2010年共47a的實測洪水資料對暴雨洪水特性進行分析。水文站概況見表1．

1建設水文基礎工程項目的重要性

隨著社會的發展，水文工程在國家的建設中扮演著越來越重要的角色，同時社會發展也為水文建設的相關工作帶來了新的理論基礎與技術支持。水文相關工作的歷史源遠流長，早在秦朝時期，全國各地都有以郡縣為行政單位向中央政府匯報當地雨情的相關制度，這證明了水文工作的重要性。到我國明代時期，黃河流域已經有了對黃河水情進行觀察與傳遞的相關制度。水文工程發展到1937年時，已經有四百多所水文站，新中國成立之后，在全國范圍內對水文站網絡相關資料進行了兩次驗證分析，所有站點都陸續做出了調整。到2000年，全國有三千多個基本水文站，還有水位站、雨量站以及水質站等。我國歷朝歷代對水文相關工作的建設，說明了發展與建設水文相關工作和完善水文基礎工程項目的重要性，顯示出了水文基礎工程項目所具有的歷史性。如今，水文工作的重要性日益顯現，相關部門也日益重視水文相關工作，國家對于水文相關工作的投資也在不斷提高，同時水文工作也迎來了更大的工作量與更高的工作目標。所以，繼續努力做好水文相關工作的基礎工程與建設管理，并使基礎工程發揮出應有的功能與更大的效益，對我國水文事業的發展有非常重要的意義。

2我國水文基礎工程建設存在的問題

點多面廣、單項規模小并且高度分散是水文基礎工程項目的基本特點，所以在建設與管理方面難度較大。因為缺乏了解水文項目基本建設要求的高精尖人才，所以建設與管理水文工作的經驗缺乏，因此我國水文相關基礎工程的建設與管理方面有很多薄弱環節。不論是從前期的工作，還是項目的建設管理與工程建設的程序方面，都存在很大的問題。2.1前期的設計質量問題。在水文基礎工程建設中，常有采用典型的設計來替代單站設計的情況，由于現場勘查與設備的選型等工作做不到位，建設方案沒有得到充分的論證，所得出的實際設計方案與實踐情況不相符等。這些情況都導致了設計工作無法取得更好的進展，表現在設計工作不夠深入且一些項目的設計存在不足甚至是錯誤等許多方面。有些相關單位的設計思路逐漸老化，沒有緊跟時代的潮流與需求，所以對新儀器的采用以及新型的科技手段認識不足，導致了考慮不全面等許多問題，阻礙了水文基礎建設的發展。2.2管理項目方面松懈。薄弱的工程項目管理，沒有將建設的資金單獨進行核算與管理，導致工程款支付與結算不符合規定，甚至有可能滋生虛列建設成本以及挪用建設資金等違反規定的情況。項目管理方面的松懈還包含了質量監督管理方面不到位，不按照設計施工，導致了施工質量達不到設計的要求，再由于使用不合格的建筑材料所以水文基礎工程的建設質量存在很大的缺陷。施工現場的安全措施管理也不到位，安全問題時有發生。一些水文項目超規模且超標準建設，有更改業務用地與生產交通設施的目的。2.3沒有規范的建設程序。不規范的現場管理機構與水文工程項目法人，不能有效履行職責。投資計劃組織建設的項目在未經研究和批準的情況下，并且在沒有嚴格按照程序批復的設計文件和投資計劃中，隨意改變或調整項目和內容，導致了水文工程項目基礎建設的設計中有很多的改變且不能及時實行批審程序。一些項目還存在招標投標不嚴格按照程序進行的現象，招標的公司多為金錢及關系所束縛，所以水文基礎工程的建設常常收不到預期的效果。從實際中發現問題并加以思考，是解決問題的主要途徑，因此在水文基礎工程建設方面，從長遠的角度考慮，要對建設程序加以規范，才有可能杜絕上述問題的發生，為水文事業提供有效的制度與程序保障，有利于充分調動相關從業人員的積極性，為水文基礎工程的建設與發展助力。

3總結

水文工作的歷史性和重要性決定了水文項目基礎工程建設在社會發展之中的地位，我們不能忽視水文相關工作為社會發展所帶來的有利條件與效益，所以為水文基礎建設提供相應的人才、技術以及資金支持是必要的。通過上述總結，為水文項目的基礎建設提出了幾點建議，對我國的水文工程基礎建設的發展具有指導意義。

對于一些較大的水利水電工程而言，水庫水量平衡的計算具有重要的意義，水庫水量平衡的計算包括對水庫入流、水庫出流以及水庫中的各類損失量的計算，其中水庫中各類損失量所涉及的內容較多如水庫自身的滲漏、蒸發造成的增損以及結冰產生的損失等，所以與水庫入流和水庫出流相比，其計算難度更加復雜并且往往要面臨觀測資料欠缺的情況，所以在其計算中一般采用間接分析確定的方法。設計徑流是進行水庫設計以及調節水庫徑流的主要依據，根據水利工程實際情況的不同，設計徑流需要涉及到的深度和內容也不盡相同。設計徑流的內容包括時段徑流分析、年徑流分析等，一些水庫具有多年的調節性能，所以不僅要對年徑流和年內分配進行必要的分析，同時要對年際持續的枯水段進行分析，但是對于一些調節庫容較小的徑流式應稅工程而言，對于每日的枯、豐、平水年徑流和枯水期的徑流分析具有較高的要求。在水利工程的建設中，所處河流的泥沙量對工程的使用年限和使用效益具有很大的影響，所以進行泥沙分析計算在水利工程的設計和規劃中十分重要。進行泥沙分析計算的目的在于使水利工程的使用壽命和使用效益得到延長和提高，其中需要涉及到顆粒與沙量的分析、泥沙的淤積部分和淤積速度分析以及泥沙淤積形態分析和水利工程排淤排沙策略分析等。在一般情況中，設計洪水指的是某一頻率的洪水，所以在設計供水的推求中一般要涉及到洪水總量的推求、洪水過程線的推求以及洪峰流量的推求，對設計洪水的推求可以為大壩高程的確定以及泄洪設施尺寸的確定提供必要的依據。計算設計洪水的途徑一般有兩種即數理統計法和水文氣象法，而兩者最大的不同點在于前者將洪水或者暴雨視為隨機事件，而后者將洪水或暴雨假定為必然事件進行計算和推求。除以上所提到的五種水文問題外，水利工程規劃設計與施工中需要考慮的水文問題還包括廠壩區的水位流量關系線、水庫調蓄的演算、水質的分析、冰清的分析、潰壩的洪水分析等。

水利工程中水文設計應當注意的問題

在水利工程的規劃設計和施工中，水文設計工作必須以工程的需求和實際情況為依據來確保自身的可靠性，所以在水利工程中水文設計工作內需要注意以下幾個問題：首先要對工程的性質作出了解。水利工程一般都要具備防洪功能，有的防洪功能是為了缺乏工程的安全，有的則還需要承擔起對下游工程的保護責任。而不同的工程所需要考慮的內容也不盡相同，如泄量較小而庫容量較大的工程需要重點考慮設計洪量，而與之相反的工程則要重點考慮設計洪峰；其次要對工程的任務作出了解，與工程性質相同，不同的工程任務需要重點考慮的水文內容也不盡相同，所以對工程任務作出了解能夠提高水文設計的針對性；在此要對工程的設計階段作出了解。當前我國的水利工程建設在設計階段主要分為流域規劃和具體工程規劃兩個階段，在具體工程規劃中又包括項目建議書、工程的可行性研究、初步設計、施工，其中，初步設計階段和施工階段對水文計算的精度具有較高的要求。

水利工程中水文問題的擴展

水文設計的成果直接影響著某一地區或者某一流域中水資源的規劃，也間接的影響著社會的穩定以及人民的生命財產安全和工程的使用效益，而隨著社會的發展，水利工程中水文問題也會得到進一步的擴展，對這些問題引起足夠的注意并開展研究具有重要的意義。這些問題主要包括三點：一是流域中下墊面的變化對水文資料的影響；二是隨著我國城市化發展而帶來的城市水文效應；三是對特殊水文問題的分析計算以及其可靠性、精確性的提高。

本文作者：孫宏慶段錦海工作單位：吉林省水文水資源局長春分局