为推求设计洪水所需要的具有一定设计标准的暴雨。主要内容有各种历时点面平均雨深、雨量的时程分配以及面分布，有的工程还要考虑季节变化。这些要素可用来推求工程所在流域的设计暴雨。设计标准一般采用重现期（或频率）来表示，广义上还包括可能最大暴雨。

以重现期为标准的设计暴雨是利用概率论和数理统计的原理，对历年的暴雨资料进行频率分析而得来的。在有流量资料可供直接推求设计洪水的流域，暴雨频率分析可作设计洪水成果的检验；多数中小水利工程所在的地点，缺乏流量资料，或系列比较短，而雨量站网一般比较密，观测系列比较长，受人类活动影响比较小，频率参数的地区综合比较容易，因而暴雨的频率分析往往成为中小流域面积水利工程设计洪水推算的主要途径。

频率分析技术，早在19世纪末期已开始应用于径流资料，在暴雨分析上广泛应用始于1935年美国的亚内尔（D.L.Yarnell）。中国从20世纪50年代开始，对暴雨的频率分析作了大量分析研究。在1958年和1959年，水利科学研究院相继编制出版了《中国暴雨参数图集》和《中国暴雨参数图集（续编）》。对各种历时的点设计暴雨作了全面的分析。

暴雨频率曲线是反映一个地点或地区某个特定历时的暴雨量频率分布的曲线，暴雨频率分析的主要环节有：①雨量资料的搜集、精度评定，统计选择，系列代表性分析和资料插补延长，一般要求搜集研究流域及邻近地区一切可以利用的暴雨资料，包括各个部门所观测的资料，特别是大暴雨资料，选择其中观测年数较长（二三十年以上）并包括有量级较大的暴雨资料作为基本分析点作统计分析，多数水利工程采用年最大选样方法，有些低标准的排水工程也选用超过一定雨量的所有降雨。对漏测大暴雨的年份要设法插补或移用邻站资料，有条件时最好直接统计分析各种历时的最大雨量和流域平均雨量。②频率分析。将选出的历年资料组成一个暴雨系列作频率计算。对重现期远大于系列年数的特大值要根据分析作必要的处理，将雨量系列选用公式计算统计参数，包括均值、变差系数等。之后，再计算经验频率点绘在概率格纸上，并假设一种频率分布的线型，作点群拟合最优的曲线，即得所求参数。③合理性检查和地区综合。目前已观测到的雨量资料对频率分析的精度特别是外延到很稀遇的设计情况还是很不够的。所以，对频率分析的结果，要从雨深历时关系、气候条件类似地区实测和调查特大暴雨的对照、地形地貌和气候特性分析等方面加以多方面的检查。还要利用较大地区范围内的资料作暴雨的分区统计参数分析或绘制点暴雨统计参数的等值线图，对单站成果加以综合分析和论证。例如，偏差系数因系列过短难以求准，中国的暴雨资料经过综合后发现，多数地区可将它规定为变差系数的3.5倍。

暴雨时面深关系可用来推求各历时面积的设计雨量。雨深面积关系（或面深关系、点面关系）表示各种面积及其相应频率的流域平均雨深之间的关系，这种关系反映暴雨在空间上的集中程度。当流域内具有足够观测年限的较多测站时，应直接统计逐年的最大流域平均雨量进行频率分析。如测站过稀或观测系列过短，则必须利用点设计暴雨，配以暴雨的点面关系，推求流域设计雨量。面深关系一般有定点、定面关系和动点、动面关系（见。在配合设计点雨量推求设计面雨量时，应采用同频率定点定面关系。但实用上，往往采用制作简便的动点动面关系来代替。这种代替虽然有一定程度的近似，但在重现期较低时往往给出偏小的结果，宜分析两者的差别进行必要的修正。

暴雨的面分布雨型可用本流域的设计面暴雨量作为总控制，按照典型实测大暴雨图作为模型进行放大，并用流域内的同频率点面关系曲线（即定面内的动点动面综合关系曲线）分几个面积进行检查修改。典型暴雨图可选用雨量大、暴雨中心位置及等值线分布形式出现较为经常、对工程安全又较不利的形式。

雨深历时关系表示各种历时及其相应频率的雨深之间的关系。这种关系反映暴雨在时程上的集中程度，可配合某一种或几种历时的雨量来推求其他任意历时的最大雨量。在资料许可时，应尽可能分析工程所需的历时。当资料缺乏时，可考虑移用邻近地区的资料所分析的雨量历时关系，但对地形地貌变化复杂的地区，要注意这种关系可能发生的地区差别。

暴雨时程分配就是雨率过程线。以时深关系推求的几个基本历时的设计雨量为控制，并以一次特大暴雨或多次大暴雨统计综合的过程为模式进行放大即可得到设计暴雨的时程分配，即设计雨型。其中模式的选择最为关键，一般要选用总量大、强度大、接近设计条件、分布形式出现次数较多而对工程安全又较不利的暴雨作为分析综合的对象。

在工程运用有需要而暴雨季节性差异又明显的地区，还要研究暴雨的季节变化规律。如华南沿海有前汛期和后汛期。一般可按暴雨的发生季节分期统计选取暴雨系列，分别进行频率分析。并和不分期的年最大选样成果进行组合频率关系的分析和检查。

合理性分析和检查是各个计算环节和总成果都必须进行的工作。检查内容有地区分布，各历时之间的关系、各面积之间的关系，和已发生大暴雨的对比，季节分布等。还要将直接计算各历时和各面积的设计暴雨和间接计算的设计数值进行比较。如有可能，还要将设计暴雨计算的设计洪水和直接由流量资料作频率分析，历史洪水调查、洪水流量地区综合等方法计算的设计洪水成果作对比分析。