摘要：在水利水電規(guī)劃設計階段，最主要的任務是合理地確定工程的規(guī)模，而工程規(guī)模是由設計標準決定的，設計標準的允許破壞的程度是建立在頻率基礎上的。文章介紹了水利水電規(guī)劃中頻率計算的常用法，以及詳細分析設計標準，為水利水電規(guī)劃提供參考。
關鍵詞：水利水電規(guī)劃；頻率計算；設計標準；適線法
目前頻率計算的方法多采用適線法，在實際工作中，有兩種適線方法：一種是目估經(jīng)驗適線，通過主觀判斷，決定適線的優(yōu)劣，此法雖然簡單靈活，并反映設計人員的經(jīng)驗，但適線因人而異，任意性大；另一種是計算機適線，把理論頻率曲線與經(jīng)驗頻率點據(jù)的擬合誤差作為適線準則，優(yōu)選統(tǒng)計參數(shù)，求得最佳的擬合曲線，但是這種方法不便處理樣本資料中的特大或特小水文數(shù)據(jù)，編制和使用電算程序時要特別注意。
一、適線法
繪制理論頻率曲線的主要目的是為了解決經(jīng)驗頻率曲線的外延問題。我國水文界目前普遍選用的理論頻率曲線為P—M型曲線，它是由三個統(tǒng)計參數(shù)（X、CV、CS）決定的。三個參數(shù)從理論上講應是總體的統(tǒng)計參數(shù)，但水文變量的總體是無法知道的，通常只能由樣本資料用矩法公式求出其三個統(tǒng)計參數(shù)，而樣本統(tǒng)計參數(shù)都具有抽樣誤差，這就使由樣本統(tǒng)計參數(shù)確定的P—M型曲線不能很好地反映總體的分布規(guī)律。生產(chǎn)上通常采用調(diào)整樣本的統(tǒng)計參數(shù)及相應P—M型曲線來擬合樣本的經(jīng)驗頻率點據(jù)，以盡可能減少參數(shù)估計的抽樣誤差和系統(tǒng)誤差，進一步探求總體的概率分布，這個過程在水文上稱為適點配線法，簡稱適線法。適線法得到的成果仍具有抽樣誤差，而這種誤差目前還難以精確估算，因此對于工程上最終采用的頻率曲線和相應的統(tǒng)計參數(shù)，不僅要從水文統(tǒng)計方面分析，而且還要密切結(jié)合水文現(xiàn)象的物理成因及地區(qū)分布規(guī)律進行綜合分析。
二、設計標準
所謂的設計標準，就是指備用水部門的用水和水利水電工程自身、下游防護對象允許破壞的程度。這種允許破壞的程度是建立在頻率基礎上的。水利水電樞紐工程廣義上的設計標準分為興利標準和防洪標準兩種。
（一）興利標準
興利標準是用設計保證率來表示的。興利的內(nèi)涵非常廣泛，通常包括灌溉、發(fā)電、城市供水、航運、養(yǎng)殖等。若要最大程度地滿足各個用水部門的用水要求，就需要工程規(guī)模大一些，因而造成投資增大。而多追加的投資和增收的效益相比，是否經(jīng)濟合理，這就要進行分析論證。如果增收的效益遠比追加的投資小，就沒必要把工程修得很大。因此，在水利水電工程規(guī)劃設計時，一般不要求百分之百地滿足各個用水部門的用水需要，而是允許適當斷水或減少供水量，這就要求研究各用水部門允許減少供水的可能性和合理范圍，定出在多年工作期間，用水部門的正常用水得到保證（或不破壞）的程度，這一保證用水（或不破壞）的程度就是設計正常用水保證率，簡稱為設計保證率。
設計保證率是指各用水部門在未來長期內(nèi)，按規(guī)定用水量保持正常工作而不受破壞的頻率。設計保證率的選定，實質(zhì)上是一個確定縮減用水合理程度的經(jīng)濟權衡問題。設計保證率若選得過低，則正常用水遭受破壞的機會將增加，從而引起國民經(jīng)濟的損失。相反，設計保證率若選得過高，雖然用水部門用水保證率得到提高，但要增加工程投資和其他費用，使工程效益和投資的比例減小。因此，設計保證率應該通過技術經(jīng)濟比較分析，并考慮其他影響來選擇。然而這種經(jīng)濟論證，無論在方法上還是技術上都很復雜，是難以做到的。在實際工作中，設計保證率是通過國家規(guī)范的形式，根據(jù)各部門的用水性質(zhì)、要求和重要性，以及生產(chǎn)實踐中所積累的經(jīng)驗來確定。
（二）防洪標準
水利水電樞紐工程除了興利外，另一主要作用就是防洪。根據(jù)《防洪標難》（GB5020l-94），防洪標準是指防護對象防御洪水能力相應的洪水標準。這里的防護對象不僅指自身沒有防洪能力需要采取防洪措施的保護對象，如城市、鄉(xiāng)村、工礦企業(yè)和機場等，還包括能保護其他防護對象安全的水利水電工程的本身，如水庫、堤防等。防洪標準原則上應在準確預報未來洪水的基礎上，通過投資效益綜合經(jīng)濟分析來選定。然而和確定設計保證率一樣，這是很難做到的。所以，只能采用統(tǒng)一規(guī)定的洪水頻率（重現(xiàn)期）作為防洪標準。根據(jù)工程的重要性以及社會經(jīng)濟等綜合因素，仍然以規(guī)范的形式給出。
我國現(xiàn)行的防洪標準分為設計一級標準和設計、校核兩級標準兩種情況。根據(jù)防護對象的不同，其防洪標準可采用設計一級或設計、校核兩級。這里的設計標準是指當出現(xiàn)小于或等于這種標準的洪水（設計洪水）時，應保證防護對象的安全或防洪設施的正常運行。校核標準是指遇該標準相應的洪水（校核洪水）時，采取非常運用的措施，在保障主要防護對象和主要建筑物安全的前提下，允許次要建筑物不同程度的損壞及次要防護對象受到一定的損失。
三、結(jié)語
工程水文及水利計算的主要任務就是依據(jù)工程所在流域已經(jīng)發(fā)生的水文過程，預估未來工程運用期間的水文過程，并在此基礎上進行徑流調(diào)節(jié)計算，從而確定工程的規(guī)模和尺寸。作為由樣本資料估算總體統(tǒng)計參數(shù)和探求總體概率分布的一種有效方法，適線法頻率計算是可以用來推求未來水文過程的，因為未來水文過程也是水文總體過程的一部分。所以，生產(chǎn)上根據(jù)水文樣本資料，通過頻率計算適線，把最后選定的理論頻率曲線近似地作為水文總體的概率分布，在該曲線上可查得該水文總體的另一個樣本值（某一頻率戶的設計水文變量值xp）。頻率計算方法是目前推求設計年徑流和設計洪水的基本方法。
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