水 文 常 识
(一)水文测站
水文测站是进行水文观测的基层单位,也是搜集水文资料的基地。我市共有水文站8个,雨量站18个。
(二)水位
水位是指水体的自由水面高出基面以上的高程。其单位为米。
(三)水位基面
表达水位所用基面,通常有两种:一种是绝对基面,一种是测站基面。我国目前采用的绝对基面是黄海基面,是以黄海口某一海滨地点的特征海水面为零点的。在以前我省还曾采用过吴淞基面,为使各站的水位能便于比较,在“水文年鉴”中均注明了黄海与吴淞基面的换算关系。如长沙(三)水位站,所使用的基面为吴淞基面,将其换算为黄海基面起算水位,则黄海基面以上水位=现观测水位(吴淞基面)-2.280米
测站基面,是水文测站专用的一种固定基面,以略低于历年最低水位或河床最低点作为零点来计算水位高程。为便于比较各站水位,在刊布水文资料时,均注明了该基面与绝对基面的关系,换算关系可将测站基面水位换算为绝对基面水位。
(四)流量Q
在单位时间内,通过河流某一过水断面所流出的水量,称流量,单位以立方米/秒。按时段不同可分为瞬时流量、日平均流量、月平均流量、年平均流量等。瞬时流量是指某一时刻的流量,日、月、年平均流量为相应时间内的平均流量。
(五)径流总量W
是指一定时段(时、日、月、年)内通过河流某一断面的总水量,单位以立方米计。若历时为t(秒),t时段内平均流量为Qt,则t时段内的径流总量为Wt=Qt·t
(六)经验频率
在实测洪水样本系列中某洪水变量X大于或等于一定数值Xm(即X≥Xm)的可能性大小即为频率。用数学符号可写成:
Pm(即X≥Xm),其值在0与1之间。
例如,某河段年最大洪峰流量系列中,出现流量Q≥1000秒立方米的可能性为百分之一,则称Q≥1000秒/立方米的频率等级1%。在全部实测洪水系列n项中按大小顺序排位的第m项的经验频率则为Pm,常用下列公式计算:
Pm = m /(n + 1) * 100%
在洪水频率分析中,称上式为经验频率公式。
(七)重现期
重现期是指某洪水变量X大于或等于一定数值Xm(即X≥Xm)在很长时期内平均多少年出现一次的概念,这是洪水频率的另一种表示方法。重现期T与频率P的关系为:
T = 1/P(年)
例如,当P=1%时,则T=100(年),称为百年一遇。所谓百年一遇是指大于或等于这样的洪水在很长时期内平均每百年出现一次,而不能理解为恰好每隔百年出现一次。对于具体的100年来说,超过这种洪水可能不止一次,也可能一次都不出现,这只是说明长时期内平均每年出现的可能性为1%。
(八)设计洪水
水利水电工程的规划设计和运用中各种防洪标准依据的洪水称为设计洪水。设计洪水内容包括设计洪峰、不同时段的设计洪量、设计洪水过程线、设计洪水的地区组成和分期设计洪水等。可根据工程特点和设计要求采用洪水频率分析方法计算。
(九)防洪标准
防洪标准是指防洪设施应具备的防洪(或防潮)能力,一般用可防御洪水相应的重现期或出现频率表示。根据防洪对象的不同需要,分设计(正常运用)一级标准和设计、校核(非常运用)两级标准。也有一些地方以防御某一实际洪水为防洪标准。在一般情况下,当实际发生不大于防洪标准的洪水时,通过防洪系统的正确运用,实现防洪对象的防洪安全。
确定防洪标准应根据防洪对象的重要性、洪水灾害的严重性以及国民经济的发展水平等条件而定。国家根据需要与可能,对防洪标准用规范予以规定。在防洪工程的规划设计中,一般按照规范选定防洪标准,并进行必要的论证。对于特别重要、遭受洪灾或失事后损失巨大、影响十分严重的防洪对象,可采用较高的防洪标准;如水库以及重要的防洪保护设施等。
我国现颁发试行防洪标准有关规定:《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山丘、丘陵部分)SDJ12-73》和《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海)SDj217-87》。
(十)防洪特征水位
为了正确地指挥抗洪抢险、减免洪水造成的损失,防汛指挥部门规定了几个防汛控制水位,以满足准备、组织、进行抢险或撤退的需要。
警戒水位
当河道的自由水面超过该水位时,将有可能出现洪水灾害,因此,必须对洪水进行监视做好防汛抢险的准备。如组织人员上堤查看险情,组织抢险队伍待命,准备抢险物资等。湘江长沙站警戒水位35米。
危险水位
当河道水面线超过该水面线后,就可能导致河水漫堤、漫溃、造成洪灾。这个水位视堤防标准参照历年最高水位确定。湘江长沙站危险水位36米。
历年最高水位
在研究时段(或有水文记载)内出现的最高水位。
平均最高(低)水位
每年最高(低)水位的算术平均值。
分蓄洪水位
分蓄洪水位是人们为防御洪水,减少洪灾损失,在洪水灾害比较严重的地区,在河流(洪道)两岸辟有临时容蓄洪水的地段或堤垸。当河道水面线超过某一水面线时,就会形成洪水灾害,必须分洪,称这个水面线的相应水位为分蓄洪水位。