第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
（2）不连序系列
在水文站观测年份内，如果河流发生特大洪水，相 应地就会出现特大值。通过洪水调查和文献考证，往往 也会获得特大值。这些特大值与其它数值之间有显著的 脱节现象，是不连续的。在统计计算中，不能把这些特 大值与其它数值等同看待，需要进行适当处理，即所谓 特大值的处理。
设计水位、设计流速和过水断面面积。
桥梁涵洞分类
桥涵 分类
特大桥 大桥 中桥 小桥 涵洞 公路桥涵 多孔跨径总长L/m 单孔跨径 LK /m
L≥1000
100≤ L ≤ 1000 30＜ L＜100 8≤ L≤30 -
LK ≥150
40 ≤ LK≤ 150 20＜ LK＜40 5≤ LK＜20
LK ＜5
公路桥涵设计洪水频率
构造物 名 称 高速公路
特大桥 大中桥 小 桥 1/300 1/100 1/100 1/100
公 一
1/300 1/100 1/100 1/100
路 二
1/100 1/100 1/ 50 1/ 50
等 三
1/100 1/ 50 1/ 25 1/ 25
级 四
1/100 1/ 50 1/ 25 按具体情 况确定 按具体情 况确定
不连续系列的经验频率计算
1) 独立样本法
此法是把包括历史洪水的长系列(N年)和实测的短
系列(n年)看作是从总体中随机抽取的两个独立样本，
各项洪峰值可在各自所在系列中排位。因为两个样本来 自同一总体，符合同一概率分布，故适线时仍可把经验 点据绘在一起，共同适线。
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
a1+ a2=a个大洪水 a1 个大洪水 a2 个大洪水
T1 N 调查期或考证期
n 实测期
T2
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
（2）不连序系列
什么是特大洪水？
至今人们对特大洪水还没有一个明确的量的定义。
在概率格纸上，它的频率点与一般洪水的频率点有明 显的脱节、不连续现象。在历史洪水中、在实测洪水 中都有可能出现特大洪水，需提出作单独处理。
x N a
N
N n 1 1 xi , x na2 xi N a i a 1 n a2 i a2 1
N a n xi xi n a2 i a2 1 i a 1
N年系列的均值为：
N 1 a x N [ x j xi ] N j 1 i a 1
资料独立性：水文资料彼此无关
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
一、资料的选样与审查
3、资料的插补与延长
（ 1 ）寻找参证站：采用水文统计方法推算设计流量时， 如桥位附近水文站流量观测资料的观测年限较短或有缺 失年份，则应尽量利用参证站 ( 上、下游或邻近流域内 的水文站 ) 的观测资料，进行插补和延长，来提高可靠 性。 （2）用暴雨资料插补洪峰资料
另外还调查到1903年和1921年两个历史洪水资料，另知三个 历史洪水流量的排序 Q1921 Q1949 Q1903
实测期
考证期（调查 期）
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法 解：(1)取1903年到1978年N=76年作为一个系列。
根据调查考证，认为在此期间不会遗漏大于等于 1903年 的洪水流量。那么在76年为首的三项的频率为：
由此可证明：
两种方法的比较：
第一种显得方便，但没有坚强的理论基础，有时会出现经 验频率分布重叠的不合理现象。
第二种方法理论基础强，但所要求调查的特大洪水个数要 准确可靠，而这一点在有些情况下是不易做到的。当有特 大洪水遗漏时，将导致错误的计算结果。 以上两种估算频率的方法已为《水利电力工程设计洪 水计算规范》SD 122-79所采用。
年超大值法：观测年数较少时采用。
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
一、资料的选样与审查
2、审查
资料可靠性：资料的正确与否
资料一致性：是指组成该系列的流量资料，都是在同
样的气候条件、同样的下垫面条件和同一测流断面条件
下获得的
资料代表性：是指该洪水样本的频率分布与其总体概
率分布的接近程度
1 a N a n [ x j xi ] N j 1 n a2 i a2 1
(3 86)
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
N年系列的CV值为：
2 2 N a n a
由：
2
N n 1 1 2 2 即： ( x x ) ( x x ) N a n a 2 i i N a i a 1 n a2 i a2 1
而实际只知n-a2 项。先将 n-a2项在 0-1 内计算经验频率：
m a2 n a2 1 m a2 +1， , n (0 ~ 1)
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
x
然后按（ 1- PMa ）为比例
缩小，并接到 PMa 之后，最 后得：
m a2 Pm PMa (1 PMa ) n a2 1 m a2 a a (1 ) N 1 N 1 n a2 1 m a2 +1， , n
P 1949
2 , 77
P 1903
3 77
(2) 而在实测资料的 49 年中，因抽出 1949 年的流量后，尚余 48项，各项的经验频率为：
3 3 m 1 Pm (1 ) , 77 77 49 1 1
m 2,...., 49
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
PMa
100
P(%)
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
解：(1) 在实测系列n=49中有1个特大洪水 Q1949
在实测期以外，又调查得到两个历史洪水 Q1921、Q1903
a 2 1 3 Q1921、Q1949、Q1903 在N=76年中的序位是M=1，2，3
所以： 有：
1 P , 1921 77
都应根据洪水的大小来设计。
本章主要任务在于确定桥梁基本尺寸 ( 桥孔长
度、桥面标高、墩台埋深 )所依据的桥位河段的水
文要素，即在桥渡设计使用期内可能出现的控制 洪峰流量(设计流量)及其相应的水位(设计水位)。
设计洪水：在道路桥涵规划、设计中所指定
的各种设计标准的洪水。
设计水位：在规定的桥涵设计洪水频率标准 下的水位加上根据河流具体情况，即考虑壅水高 度、浪高、水拱、河湾超高、凹岸超高、局部股
桥涵水文
Hydrology of Bridge and Culvert 第四章设计洪水与设计水位推算
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
第二节 根据洪水调查资料推算（略）
第三节 根据暴雨资料推算（略） 第四节 小流域设计洪水 第五节 设计洪水位的推求
对公路桥梁工程来说，在发生洪水时，必须 保证桥梁能安全宣泄洪水，公路能畅通。因此， 在规划设计公路桥梁时，桥涵的孔径、桥梁的高 度、墩台基础的埋臵深度、调治构造物的尺寸等，
Ⅰ、Ⅱ Ⅲ
设计标准越高（频率越小），设计洪水越大， 设计的工程越安全，被洪水破坏的风险就越小，但 工程的造价越高；反之，标准越低（频率越大）， 工程耗资较少，但安全程度也相应降低，被破坏的 风险就较大。
设计洪水的计算途径 1、由实测流量资料推求； 2、由洪水调查资料推求； 3、由暴雨资料推求。
实际工作中，对重要的工程，为保证计算成果 的可靠性，应根据水文资料的情况，采用多种途径 计算，相互比较，充分论证，合理采用。
涵洞及小 型排水构 造物 路 基
1/100
1/100
1/ 50
1/ 25
注：二级公路的特大桥及三、四级公路的大桥，在水势猛急、河床易于冲刷的 情况下，可提高一级洪水频率验算基础冲刷深度。
铁路桥涵设计洪水频率
铁路 等级 设计洪水频率 桥梁 1/100 1/50 涵洞 1/50 1/50 检算洪水频率 特大桥（或大桥）属于技术 复杂、修复困难者或重要者 1/300 1/100
插补和延长年数不宜超过实测洪水流量的年数，并 应结合气象和地理条件作合理性分析。
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
二、设计洪峰流量的推求
连序系列：即从大到小排位，序号是顺位连续排列
的系列。如：实测系列 不连序系列：特大洪水加入系列后称为不连序系列， 即从大到小排位，序号不连续，其中一部分属于漏 项、缺项位，其经验频率和统计参数计算与连序系 列不同。
m P , 76 1
m 1、、 23
(2)另取1930年-1978年n=49年作为一个系列，按大小排队， 各项频率为：
m P , 49 1
m 1， 2， ..., 49
对于两个系列中都有的 1949 年流量，一般来说选取时期 较长的系列所推算的经验频率。
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法 2）统一样本法：将实测系列和特大洪水系列共同组成一
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
二、设计洪峰流量的推求
（1）连序系列
选取样本，一般采用“年最大值法”选取样本；
绘制经验频率曲线； 用适线法绘制理论频率曲线，并选定三个统计参数； 用选定的三个统计参数计算设计洪水频率相应的设计 流量； 审查计算结果。参照统计参数的地区经验值，审查所 选定参数值，并用其他方法推算设计流量，进行对比。
特大洪水的经验频率 M PM 100% x N 1 M 1， 2， 3， , a1 a2 N =T2 T1 1
一般洪水的经验频率 m Pm 100% n 1 m a2 +1，a2 +2, , n
100
P(%)
第一节 有观测资料的设计洪水流量推算方法
【例】某站自1930年至1978年有49个年头的连续实测资料，