水文设计范文10篇

1工程水文在水利工程设计中的任务

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

水文监测在三峡水利枢纽的规划论证阶段和工程开工后，一直发挥着重要作用，为工程的科研、设计、截流布局及施工方案选择等提供了科学依据。按照工程设计，三峡工程于2002年11月实现明渠截流。水文部门围绕明渠截流戗堤进占、龙口、大坝导流底孔过流、三期围堰度汛等观测为重点，兼顾库区、坝区、坝下游水文监测，做了深入的研讨，制定了详细周密的监测方案，为明渠截流提供及时、准确的水文资料和分析成果。本文就截流河段与工程概况，水文监测目的、主要内容及作用，监测系统设计，监测仪器设备与技术措施，以及监测系统在截流实践中的应用等分别论述如下。

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

【摘要】近年来我国在城市开发建设中出现了诸如城市内涝等水生态安全问题。在此背景下，城市设计面对的不再是单一导向的城市开发建设问题，而是逐渐转向将城市水文管理相关空间要素和方法置入城市设计的流程中，从而实现城市水文管理与城市设计的耦合。基于增强水管理韧性为目标，综合分析国内外雨水管理的理念与实践，探讨其与城市设计耦合的途径，为城市设计的进一步发展提供相应的策略。

【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年发布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。

摘要：影响工程水文设计成果合理性的因素，主要有基础资料、技术思路、方法技巧等。对同一工程来讲，不同设计者，因对水文资料处理、采用方法不同，最终成果差异很大。为了保证工程水文计算成果的合理性，本文提出一个评价工程水文设计成果合理性的基本思路及方法，与同仁携手探索。

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。

摘要摘要：影响工程水文设计成果合理性的因素，主要有基础资料、技术思路、方法技巧等。对同一工程来讲，不同设计者，因对水文资料处理、采用方法不同，最终成果差异很大。为了保证工程水文计算成果的合理性，本文提出一个评价工程水文设计成果合理性的基本思路及方法，和同仁携手探索。

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。

第一章总则

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。

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。

［摘要］周河为北洛河源头左岸较大的一级支流，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。为研究该工程所在区域洪水特征，将位于周河流域的志丹水文站作为参证站，在收集整编水文站1964－2010年共47a的实测洪水资料的基础上，对工程区洪水特性进行分析，并基于水文比拟法、地区经验公式法和综合参数法分别进行设计洪水推算，最终选择合理的设计洪水成果。分析结果显示：工程区年最大洪水一般发生7－8月，10月偶尔也有洪水发生，志丹水文站历史实测最大洪峰流量为2610m3／s（1977年7月6日），最小洪峰流量为123m3／s（1952年7月31日）；对设计洪水成果比选后，认为采用水文比拟法计算的工程区设计洪水成果比较合理。分析结论对保证该工程的安全实施提供了科学准确的决策依据。

［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．

1建设水文基础工程项目的重要性

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。

对于一些较大的水利水电工程而言，水库水量平衡的计算具有重要的意义，水库水量平衡的计算包括对水库入流、水库出流以及水库中的各类损失量的计算，其中水库中各类损失量所涉及的内容较多如水库自身的渗漏、蒸发造成的增损以及结冰产生的损失等，所以与水库入流和水库出流相比，其计算难度更加复杂并且往往要面临观测资料欠缺的情况，所以在其计算中一般采用间接分析确定的方法。设计径流是进行水库设计以及调节水库径流的主要依据，根据水利工程实际情况的不同，设计径流需要涉及到的深度和内容也不尽相同。设计径流的内容包括时段径流分析、年径流分析等，一些水库具有多年的调节性能，所以不仅要对年径流和年内分配进行必要的分析，同时要对年际持续的枯水段进行分析，但是对于一些调节库容较小的径流式应税工程而言，对于每日的枯、丰、平水年径流和枯水期的径流分析具有较高的要求。在水利工程的建设中，所处河流的泥沙量对工程的使用年限和使用效益具有很大的影响，所以进行泥沙分析计算在水利工程的设计和规划中十分重要。进行泥沙分析计算的目的在于使水利工程的使用寿命和使用效益得到延长和提高，其中需要涉及到颗粒与沙量的分析、泥沙的淤积部分和淤积速度分析以及泥沙淤积形态分析和水利工程排淤排沙策略分析等。在一般情况中，设计洪水指的是某一频率的洪水，所以在设计供水的推求中一般要涉及到洪水总量的推求、洪水过程线的推求以及洪峰流量的推求，对设计洪水的推求可以为大坝高程的确定以及泄洪设施尺寸的确定提供必要的依据。计算设计洪水的途径一般有两种即数理统计法和水文气象法，而两者最大的不同点在于前者将洪水或者暴雨视为随机事件，而后者将洪水或暴雨假定为必然事件进行计算和推求。除以上所提到的五种水文问题外，水利工程规划设计与施工中需要考虑的水文问题还包括厂坝区的水位流量关系线、水库调蓄的演算、水质的分析、冰清的分析、溃坝的洪水分析等。

水利工程中水文设计应当注意的问题

在水利工程的规划设计和施工中，水文设计工作必须以工程的需求和实际情况为依据来确保自身的可靠性，所以在水利工程中水文设计工作内需要注意以下几个问题：首先要对工程的性质作出了解。水利工程一般都要具备防洪功能，有的防洪功能是为了缺乏工程的安全，有的则还需要承担起对下游工程的保护责任。而不同的工程所需要考虑的内容也不尽相同，如泄量较小而库容量较大的工程需要重点考虑设计洪量，而与之相反的工程则要重点考虑设计洪峰；其次要对工程的任务作出了解，与工程性质相同，不同的工程任务需要重点考虑的水文内容也不尽相同，所以对工程任务作出了解能够提高水文设计的针对性；在此要对工程的设计阶段作出了解。当前我国的水利工程建设在设计阶段主要分为流域规划和具体工程规划两个阶段，在具体工程规划中又包括项目建议书、工程的可行性研究、初步设计、施工，其中，初步设计阶段和施工阶段对水文计算的精度具有较高的要求。

水利工程中水文问题的扩展

水文设计的成果直接影响着某一地区或者某一流域中水资源的规划，也间接的影响着社会的稳定以及人民的生命财产安全和工程的使用效益，而随着社会的发展，水利工程中水文问题也会得到进一步的扩展，对这些问题引起足够的注意并开展研究具有重要的意义。这些问题主要包括三点：一是流域中下垫面的变化对水文资料的影响；二是随着我国城市化发展而带来的城市水文效应；三是对特殊水文问题的分析计算以及其可靠性、精确性的提高。

本文作者：孙宏庆段锦海工作单位：吉林省水文水资源局长春分局