设计洪水(卷名：水利)
design flood
据以确定水利工程有关建筑物尺寸的洪水，以使该工程符合指定的防洪安全标准。防洪安全标准，系由工程的规模和重要性由有关规范确定。对于小流域，设计洪水只包括设计洪峰流量。对于大中型流域，除设计洪峰流量外，设计洪水还包括不同时段的设计洪量及洪水过程，称为设计洪水过程线。设计洪水的确定，涉及水利工程的经济与安全，有重要的经济与社会意义。提高设计洪水计算成果的合理性与可靠性，是水文科学的重要任务之一。
洪水频率分析的数学模型 确定指定频率的设计洪峰流量或一定时段的设计洪量的方法，称为洪水频率分析。洪水频率分析有两种数学模型，即年最大值序列模型与超定量序列模型，后者又称为部分历时序列模型。按前一种模型，随机变量的样本系由各年的最大值序列构成。这种模型在世界范围内获得广泛应用，中国也使用这种模型。按后一种模型，随机变量的样本系由超过某一指定数量的观测值序列所构成，平均每年要多于1个观测值。在这种模型中，样本中的各项一般不满足统计分析所要求的独立、同分布的条件，其应用较少。
计算方法 在流域缺乏长时期流量资料时，可先推求设计暴雨，再由暴雨径流关系推求设计洪水。对有较长流量资料的大中型流域，在中国使用同频率放大法来推求设计洪水过程线。即先对年洪峰流量及各种历时的年最大洪量进行频率分析，得出指定频率的设计值。再选择一个特大实测洪水过程做为典型，用各种历时同一频率的洪量作为控制，放大典型即得所求的设计洪水过程线。在洪水频率分析中，各国在不同时期使用了多种不同的线型（见水文随机变量）和不同的参数估计方法（见水文统计学）。洪水的频率分析和其他水文随机变量的频率分析不同之处，在于所用的设计频率很小，从而设计值受模型及参数的不确定性影响较大。为降低设计值的抽样误差，中国自50年代就开始重视在洪水频率分析中应用历史洪水资料。后来的研究证明，这种做法可以降低设计洪水的抽样误差（见历史洪水）。但即使如此，根据单站资料所做的频率分析，仍难以避免有较大的抽样误差。研究表明：利用包括本站资料在内的区域资料，进行频率分析，可以进一步提高设计洪水估算结果的可靠性（见设计洪水的区域综合）。
上述同频率放大法的合理性尚有待论证。近年来，在防洪计算中开始研究使用水文随机模拟的方法，即先生成长系列的流量资料，再进行防洪计算。在正确应用的条件下，可望得到比同频率放大法更为合理的计算结果。
对于小流域，指定频率的洪峰流量一般由推理式求得：
式中Qm为指定频率的洪峰流量(m3/s);α为指定频率、历时为T(h)的平均雨强(mm/h)，可由设计暴雨的计算公式或图表求得（见设计暴雨）；μ为损失强度(mm/h)；F为流域面积(km2)；0.278为单位换算系数。工程在非常条件下运用，按校核标准计算的设计洪水，称为校核洪水。使用的计算方法与计算设计洪水的方法相同，只是标准较高。