在水运工程水文分析与计算中所提出的频率与保证率，原出自于水利水电工程中分析安全与效益而使用的2个水文学概念。频率是枢纽工程或堤防工程中防范某种量级洪水风险的一种设计标准。例如某枢纽设计洪水频率为1%，即该枢纽可调蓄百年一遇的洪水，若超过百年一遇的洪水，该枢纽就无力调蓄，甚至该枢纽本身也可能存在一定的危险。对堤防来说，频率概念就更明确了。某一堤防高程设计为抵御洪水频率为5%的洪水，当20年一遇洪水来临时，虽然该堤防是安全的，但为防止洪水进一步上涨，因而可能还要临时加高，不允许一分一秒的洪水越堤。显然，频率在水利工程中是一个防范风险方面的指标。

保证率是水利水电枢纽设计中保证出力的一种设计标准。例如，某水利水电枢纽设计出力的保证率为95%，说明该水利水电枢纽平均每年大约有347d能够保证出力。显然，保证率在水利水电工程中，不是一个风险指标，而是一个效益大小的指标。

因此，频率是一个风险指标，而保证率却是一个效益指标，是反映2种不同性质的指标。因而，在使用这两个指标时，应根据所针对的问题性质来合理地采用。

“国标”及“规范”在确定航道设计水位的规定中，频率与保证率2种指标都被引用了。对于山区航道设计而言，一般没有防范洪水风险的要求，而是对全航段有多大的通航效益提出了要求。平均每年实际通航的天数才是该航段通航效益的具体体现。而设计最高通航水位，对航道而言，应该是考虑洪水影响航行天数的一项指标。

在大多数山区河流中，洪水期由于水流条件的恶化等原因而停航是客观存在的事实。但是，在“国标”与“规范”中，并没有直接规定各级航道在洪水期允许停航的天数( 或保证率) ，因此在计算航道通航效益时，考虑洪水停航天数就比较麻烦。因为频率的统计样本是年，而保证率的统计样本是天。况且重现期只能表明平均多少年遇到一次这样的洪水，而不表明平均一年有几天遇到这样的洪水。

按“国标”所规定的频率要求，因洪水影响设计标准船舶( 队) 正常航行的天数是极少的。长江合江站所在Ⅲ级航道的河段按20年一遇要求，其对应的保证率为99.98%，平均每年仅为0.07d，即平均约13～14年仅有1d对设计标准船舶( 队) 的正常航行产生影响，这与实际情况相差甚远。即使按“国标”“注”中规定：“Ⅲ级航道洪水重现期可采用10年”，其对应的保证率也只有99.96%，平均每年也只有0.14d，即平均约6～7年才有一天对设计标准船舶( 队) 的正常航行产生影响，这也与实际情况相差甚远。对其它各级航段来说，也都有类似情况。

事实上在许多山区通航河流上，即使所有跨河建筑物都满足“国标”的要求，而在洪水期影响通航的并不是跨河建筑物，而是航道本身的水流条件。这些恶劣的碍航水流条件产生时的水位较有关规范所规定的洪水重现期所相应的水位为低。为使“国标”对设计通航水位的规定与通航效益紧密联系，可考虑将频率法改为综合历时保证率法。这样才能将由于水位问题的洪水与枯水问题一样，用同一种表述方法来反映，而且在一个规范中相同性质的问题应该用同一种方法来计算确定 。

设计最高通航水位(maximum navigable stage of channel)是指标准载重船舶在某一航道上能正常通航的最高水位。是确定航道、船闸闸首、闸室墙顶面高程以及桥梁、电缆等跨河建筑物通航净空的起算水位。在工程实践中，它通常等于按规定的设计频率所确定的相应水位，而设计频率则根据航道等级及航道的自然条件等选定，一般取为10-20年一遇 。

通航水位保证率与通航保证率是分别由2个内容不尽相同的因素组成的，是2个不同的概念。从航运效益分析的观点出发，通航水位保证率应该包括2个部分，一部分是枯水水位保证率，另一部分则是洪水水位保证率，而这2部分都是仅从通航水位的角度来评价通航期问题的 。

通航保证率是指一年内设计标准船舶(队)实际可以正常航行的天数与365d之比，通常也以百分比表示。

通航保证率是在水运工程建设、航道通过能力及船舶(队)营运等项目中计算经济效益时必须运用的一项不可缺少的重要指标。而通航水位保证率仅是影响通航保证率诸多因素中的一个因素。因此，不能将通航水位保证率说成通航保证率，更不能将用得较多的枯水通航保证率说成通航保证率 。2100433B

水位是反映水体水情最直观的因素，它的变化主要由于水体水量的增减变化引起的。水位过程线是某处水位随时间变化的曲线，横座标为时间，纵座标为水位。　通航水位指的是在各级航道中，能保持船舶(队)正常航行时的最高和最低水位。

设计最低通航水位(minimum navigable stage of channel)是指标准载重船舶在某一航道上能正常通航的最低水位。是确定抗道水深，船闸闸首门槛和闸室底高程的起算水位。在工程实践中，它通常等于按规定的通航保证率从综合历时曲线所选取的相应水位。综合历时保证曲线根据多年水文资料统计的日平均水位进行分级计算得到。通航保证率则根据航道等级和航道的自然条件等选定，1-2级航道一般取为大于等于98% 。

设计最低通航水位是航道规划与滩险整治设计的重要指标。如果所定的设计最低通航水位偏高，将人为地使许多浅滩河段消失，规划设计中工程量减小，实际上降低了航道的通航保证率，直接影响航行安全和通航效益。相反设计水位定低了，本来不会出现浅情的河段，在航道图上却成了浅段，在航道规划设计中将提出过大的工程量与投资，以致不能正确判定该河段的航运开发价值。所以，必需根据通航要求和河流特性对设计最低通航水位作出科学论证。

我国许多河流的上游建有水电站，电站下泄流量随发电机组运转数量的增减而急剧变化，相应下游水位亦发生变化，这给水利枢纽下游河道的设计最低通航水位确定带来了困难。

对水利枢纽下游河道设计最低通航水位的推算主要有水动力学方法和基于实测资料的模拟分析法。水动力学方法是从完整的圣维南方程组出发推求瞬时水面线。由于电站下泄水流是非稳定流，当下泄水流为设计流量时，下游各站水位变化有滞后性并未达到相应的低水位，由于河槽的调蓄作用，坝下河段在同一瞬时最小流量沿程增加，最大流量沿程减小。即坝下河段沿程水位不是同时达到最小，而是沿程变化的。然而设计最低通航水位是指沿程各站在相同保证率下所达到的最低水位。这就是说，水利枢纽下游河段设计最低通航水位不是瞬时水面线，也不是等坡降斜线，而是与河段的河道形态、河床组成、流量以及边界条件密切相关的复杂曲线。不论是水动力学方法还是实测资料模拟分析法，对水利枢纽下游河道而言都是一种近似的方法。因此寻求一种能准确推算水利枢纽下游河段设计最低通航水位的方法具有重要的理论意义和实用价值 。2100433B