+第五章 年径流及年输沙量分析与计算
一、概念题
（一）填空题
1、年径流量的模比系数
2、径流年际，径流年内
3、表现在流域蓄水能力上，通过对气候条件的改变间接影响年径流量
4、增大的
5、减小的
6、蒸发量，流域的调蓄能力
7、调蓄作用
8、水文年度
9、水利年度或调节年度 10、可靠性，一致性，代表性 11、气候条件，下墊面条件 12、还原，还原到天然条件 13、前
14、设计流域所在的区域内有水文特征值的综合分析成果，或在水文相似区内有径流系列较长的参证站可资利用
15、流量累积频率曲线，表示出现大于或等于某一流量的累积频率 16、小， 大 17、水文比拟
18、配线所得的均值、离差系数、偏态系数 19、年蒸发量
20、枯水期月径流量与月降水量在成因上联系较弱 21、月降雨量与其形成的月径流深在时间上不对应
22、（1）选择年径流量接近设计年径流量的实际年份；（2）选择分配情况对工程不利的年份 23、灌溉需水季节的径流较枯，非灌溉季节的径流量相对比较大的年份 24、枯水期较长，径流又较枯的年份 25、 典型年年径流量
设计代表年年径流量
K
26、就是实际代表年的各月径流量
27、不足概率q
28、地下蓄水
29、坡地侵蚀，河床冲刷
30、含沙量ρ，输沙率Q s，输沙量W s
31、单位时间内通过测验断面的推移质总重量
32、在与断面平均含沙量关系稳定的垂线上取样测得的含沙量
33、年输沙量的多年平均值
（二）选择题
1、[a ]
2、[c]
3、[c]
4、[a]
5、[b]
6、[d ]
7、[c]
8、[a]
9、[b] 10、[c] 11、[c] 12、[d] 13、[a] 14、[b] 15、[d] 16、[a] 17、[c] 18、[b] 19、[a] 20、[b] 21、[b] 22、[a] 23、[c] 24、[b] 25、[d] 26、[c] 27、[a] 28、[d] 29、[b]
（三）判断题
1、[F]
2、[T]
3、[F]
4、[T]
5、[T]
6、[T]
7、[F]
8、[F]
9、[F] 10、[F]
11、[T] 12、[F] 13、[T] 14、[T] 15、[F]
16、[F] 17、[F] 18、[T] 19、[F] 20、[F]
21、[T] 22、[F] 23、[F] 24、[F] 25、[F]
26、[T] 27、[F] 28、[T] 29、[F] 30、[T]
31、[F]
（四）问答题
1、答：一年内通过河流某一断面的水流叫做年径流。年径流可以用年径流总量W（m3）、年平均流量Q
（m3/s）、年径流深R（mm）、年径流模数M（ mm /s.km2 ）等表示。
2、答：由于水面蒸发减小，使年径流增加；由于调蓄能力减小，使年际、年内径流变化加剧。
3、答：有直接与间接两方面的影响，直接影响如跨流域调水，间接影响如植树造林，通过影响气候和下
垫面而对径流产生影响。修建水利工程等措施的实质是改变下墊面性质而影响年径流，它们将使蒸发增
加，从而使年径流量减少；调蓄能力增加，从而使径流的年内、年际变化趋于平缓。
4、答：保证率就是用水的保证程度，常用频率表示。保证率为p = 85% ；破坏率为q =1-85% =15% 。
5、答：《水文年鉴》上的数据是从每年1月1日到12月31日统计的，称为日历年；水文年度是根据水文现象的循环周期划分的年度，它是从径流的观点出发划分，其原则是在一个水文年度内降雨和它所产生的径流不被分割在两个年度内。水利年度，又称调节年度，从水库蓄水期开始作为调节年度的开始，水库蓄满后又经供水期将水库放空作为调节年度的终结。它的划分原则是将余、缺水量明显分开，便于判断所需库容。
6、答：径流年内、年际变化的主要特性有：
（1）年内变化具有一年为周期的周期性变化；
（2）年际变化具有丰、枯年组的交替现象，但周期很不固定；
（3）年内、年际变化还具有明显的地区性，我国北方的径流变化一般比南方多雨地区剧烈。
7、答：（1）“三性”是指水文资料的可靠性、一致性、代表性。
（2）代表性可通过两个方面论证：①用与设计变量（n年）关系密切的具有长期观测资料的参证变量（N年）论证，n年的参证变量系列与N年参证变量系列的概率分布应比较接近，即认为这一时期参证变量资料的代表性较高，从而可以判定设计站年径流系列在这一时期代表性也高；②用水文变化的周期性论证，即设计变量应包括几个丰、中、枯交替年组。
8、答：从两方面判断年径流系列代表性的优劣：①年径流系列是否足够长，是否包括几个丰、中、枯年组；②与关系密切的长系列参证变量资料比较，从长短系列的统计参数是否相近上判断。
9、答：幂函数y = a x b 两边取对数后变为直线方程 Y = A + bX ，其中Y = lgy，X=lgx，A=lga。因此，此时建立回归方程的步骤为：①将x j，y j变换为X j，Y j；②按一元线性回归方法计算A、b；③将 A 取反对数得a；④把a、b代入y = a x b中，即得要推求的回归方程。
10、答：①分别建立C ～ D、C ～ A、C ～B 相关方程，并计算它们的相关系数；②取相关最密切及延长年份比较长的作为展延C站年径流系列的方案。
11、答：插补丙站流量资料可能方案有：①通过甲站流量资料插补延长；②通过乙站流量资料插补延长；③通过丙站、丁站的降雨资料插补延长。
12、答：参证站的参证变量应具备下列几个条件：（1）参证变量与设计变量在成因上有密切的联系；（2）参证变量与设计变量有一段相当长的平行观测资料，以便建立相关关系；（3）参证变量必须具有长期的实测资料，以便展延设计站系列使之符合代表性的要求。若流域面积不大，单站的年雨量与流域平均年雨量有密切关系，且单站年雨量系列较长，可以考虑用点雨量，即单站雨量代替流域平均降雨量，以点雨量资料展延径流系列。
13、答：点据散乱的原因有二：（1）枯水期月径流量与月降水量在成因上联系较弱；（2）月降雨量与
其所形成的径流量在时间上不对应。
14、答：缺乏实测资料时，一般可采用水文比拟法或年径流量统计参数等值线图、分区图法求得均值、C v 、C s ，并确定线型，推求年径流理论频率曲线，再由设计频率查此曲线得设计年径流量。
15、答：水文比拟法的实质是基于气候和自然地理条件类似的流域，其径流情况有共同性，因而可以考虑将年、月径流进行移用。
在推求设计年径流量时，将参证站的径流特征值经过适当的修正后移用于设计断面。 年径流的移置可采用下面公式：c Q K K Q 21
式中 Q 、c Q —— 分别为设计流域和参证流域的多年平均流量，m 3
/s ；
K 1、K 2 —— 分别为流域面积和年降水量的修正系数，K 1 = A /A C ，K 2=P /c P ； A 、A C —— 分别为设计流域和参证流域的流域面积，km 2
；
P 、c P —— 分别为设计流域和参证流域的多年平均降水量，mm ；
年径流的C V 值可以直接采用，无需修正；并取用 C S = 2～3 C V 。
如参证站已有年径流分析成果，可用下式将参证站的设计年径流直接移用于设计流域： Q P = K 1K 2 Q PC
式中，下标P 代表频率，其它符号的意义同前。
16、答：长系列年月径流资料可以通过长系列直接操作法，去推求年调节水库或多年调节水库所需要的兴利库容；代表年月径流资料通常用符合设计保证率的枯水代表年的年内月径流过程与该年的逐月用水过程相配合，进行调节计算，得到年调节水库的兴利库容。前者库容保证率的概念比较明确，但计算工作量大；后者认为径流能够得到保证（此时供水保证率等同于年径流的设计频率），供水就能够得到保证，这一假定有时不够合理，但计算工作量小，一般用在规划设计阶段。
17、答：因年径流变化主要受气候因素的影响，而气候因素在地区上的变化具有缓变的规律性，因此，年径流C V 值可绘成随地区变化的等值线图。
因C V 等值线图大多是由中等流域资料计算的C V 值绘制的，而中等流域比小流域有较大的调蓄补偿作用，故从等值线图上查得的小流域C V 值常常比实际的偏小。
18、答：参证变量应具备下列几个条件：（1）参证变量与设计变量在成因上有密切的联系；（2）参证变量与设计变量有一段相当长的平行观测资料，以便建立相关关系；（3）参证变量必须具有长期的实测资料，以便展延设计站系列使之符合代表性的要求。
19、答：选择典型年的原则有二：①典型年的年径流量应接近设计年径流量；②对工程设计偏于安全。 20、答：方法步骤为：①根据长期年径流系列进行频率计算，推求设计年径流量Q p ；②按选择代表年
（典型年）的原则，在实际资料中选择典型年Q 典；③以 K=Q p /Q 典 分别乘典型年各月的月径流量，得设计年径流的各月径流量，即设计年径流的年内分配。
21、答：时段径流在时序上往往是固定的，而枯水流量则在一年中选其最小值，在时序上是变动的。 22、答：枯水流量常采用不足概率q ，即以小于和等于该径流的概率来表示；而年径流量是以保证概率p 表示，即以大于和等于该径流的概率来表示。两者频率曲线的绘制基本相同，并都采用P —III 型频率曲线适线。
23、答：由实测泥沙资料计算出各年的悬移质输沙量，用频率分析法求得多年平均悬移质输沙量及其频率曲线，它们就体现了一个流域产沙的高低水平和年际变化，然后，再通过典型年的泥沙变化过程求得设计水平年的输沙量的年内分配。
24、答：实测泥沙资料不足时，推求流域多年平均悬移质输沙量及其年内、年际变化有多种方法。根据泥沙与其影响因素的相关分析及影响因素的资料情况，可采用本站年径流与年输沙量、汛期径流量与年输沙量、上（或下）游测站年悬移质输沙量与年输沙量，进行相关分析，展延设计流域泥沙资料为长系列的资料，然后，再按资料充足时的计算方法推求泥沙的年际变化及年内分配。
25、答：影响的主要因素有：①流域土壤地质特征；②流域降水特性；③植被特征；④人类活动措施。 26、答：主要因两方面的原因所致：①这些年的暴雨比平均情况偏小；②水利工程和水土保持措施发挥了巨大的拦沙、减沙效益。
27、答：人类活动措施可分为工程措施（如修建水库、梯田等）和植被措施（如造林、种草等）。前者主要起拦沙作用，见效快，但也容易随着淤积而较快失效；后者分布在广大面积上，通过保护土壤而减少地面侵蚀，从根本上减少了产沙量，见效较慢，但减少作用稳定、持久。当然，不正确的人类活动措施也可起到相反的作用，如毁林开荒、开矿等，可显著增加水土流失，应尽可能避免。
二、计算题
1、解：由W=QT ，已知W 0=5×108 m 3，T=31536000s （一年的秒数），F=600km 2，则
多年平均流量s m T W Q /9153153600010538
00?=?== 多年平均径流深mm F W R 833600
100010510008
00=??==
多年平均径流200/626600
9
1510001000km s L F Q M ??=??==
2、解：（1）∑===
21
2898
1i
Q n Q 138m 3/s ()
2001
218
01
12
?=-?=
--=
∑n k
C i
v s m C Q v /6272001383?=??==σ
（2）C s = 2C v = 0.40，查表1-5-3 Φ值表，得Φ = -1.23，则 ()()[]s m C Q Q v p /10423.1200113813=-??+?=Φ+= 3、解：250650
5
162?=?=
=
R
C v σ
，C s = 2C v = 2×0.25 = 0.50， 查表1-5-4 Φ值表，得Φ = -1.22，则
()()[]mm C R R v p 845122125016501?=?-??+?=Φ+=
4、解：C s = 2.0C v =2.0×0.32 =0.64
查表1-5-5，得Φ10%= 1.33，Φ90% =－0.19，则
()()mm Cv R R 995033132016671%10%10?=???+?=Φ+=
()()[]mm C R R v 462619032016671%90%90?=?-??+?=Φ+=
5、解：（1）C s = 2.0 C v ，C v = 0.25，P = 90%时
查表1-5-6 Kp 值表，得K 90%=0.70，则s m K Q Q P /510700153%90?=??==
（2）由Q 90%乘以12，得全年累积平均流量∑Q 90% ，再乘各月的分配百分比（见表1-5-7），即得各月的的月平均流量。计算结果列于答案表2-5-1中。
表2-5-1 设计年径流年内分配表
6、解：（1）计算多年平均径流深R 及其均方差R σ
mm F T Q R 3.740852
103600
24365201033=????=?=
T
T
R Q ?=
310 ∑∑==--=--=
n i i n i i R R n T F Q Q n 1
2
0312
0)(1110)(11σ=R T F σ310
∴R σ=
mm F T Q
1.12846.3825
103600
243651033=????=σ （2）建立R 倚P 回归方程
)(P P r
R R P
R
-=-σσ R=2.121495.0)1250(225
1
.12887
.03.740+=-+P P （3）年降雨量为1000mm 时的年径流深
R=mm P 2.6162.1211000495.02.121495.0=+?=+
7、解：（1）将重现期转换成频率：
P T -=
11
∴%9595.020
1111==-
=-=T P （2）在表1-5-8中查算模比系数K p
6.02==Cv Cs ∴3.0=Cv ，查表得 K 95%=0.56
（3）计算设计年径流深R p
R p =mm K R p 47656.0850=?= 8、解：（1）推求R 0值
R R K R R R P P )7.01(-=-=- ， 即（1-0.7）R = 190mm
∴mm R 3.6337
01190
=?-=
（2）求设计的R P
∵mm R R P 190=- ∴R P =mm R 2.4431902.633190=-=- 9、解：C s = 2C v = 2×0.30 = 0.60， 查表1-5-9得Φ10%=1.329，则
R P =R （1+ C v ΦP ）=711×（1+ 0.30× 1.329）=994.5 mm
10、解：由已知的C v = 0.20， C s =2C v = 0.40，查表1-5-10得K P=90% = 0.75 ，则
Q P = K P Q = 0.75×266 =199.5 m 3/s
11、解：由C s = 0.60查表1-5-11得ΦP=95% = -1.45 ，则Q P =Q （1+ C v ΦP ）=328×[1+ 0.25×（-1.45）]= 209.1 m 3/s
12、解：由C S = 0.60，查表1-5-12得ΦP=90% = -1。20，由公式Q P = Q （1+C v Φ），则
=?=
=
64
0128
p
p K Q Q 200 m 3/s 13、解：先用两站1971~1980年的同期资料绘制两站年径流的相关直线，如图2-5-1所示；再根据乙站1961～1970年的实测年径流值，从相关线上查出（插补）甲站1961～1970年的年径流值（见表2-5-2）。
图2-5-1 某河流甲乙二站年径流相关图
表2-5-2 甲站1961～1970年的插补值
14、解：先求缩放系数 994081
876
8?=??=
=
典
设Q Q K ，则 各月的径流量 Q p ，i =KQ 典，i ，i=1，2，3，。。。。。。。。。12，表示月份。
如5月的径流量 Q p ，5 =KQ 典，5=0.994×6.0=5.96 m 3/s ，同样也可得到其它月份的月径流量，亦即设计年径流量的年内分配。
表2-5-3 某水库设计年径流分配过程计算表
15、解：由图1-5-6知，流域重心C 点在径流深等值线750mm~800mm 之间，距800mm 线的距离是750mm 到800mm 线间距的
61
，则用直线内插法得 C 点的径流深R=800-506
1
?=792mm
16、解：（1）A i —第i 块面积，R i —第i 块面积上的平均径流深， i =1、2、3、……、9为部分面积的编号。计算如表2-5-4。
表2-5-4 加权平均计算表
mm A A R R n
i n
i i i i 47513460
6396700
/1
1
==
=∑∑==
（2）先确定流域的重心，如图1-5-7两虚线的交点O ；O 点正好在等值线480~490中间， 则R=（480+490）/2 =485mm
（3）两种方法都不是很严格的。但从绘制等值线图的原理看，通常是将大中流域的径流资料点绘在流域的重心而得到的，因此，第二种方法更合理一些；况且，对于小流域一般很少有若干条等值线通过。当等值线由流域出口到流域最远处是均匀递增或递减的分布时，两种方法的计算成果才有可能接近。
17、解：（1）将各年的年平均流量Q 年 由大到小排序，计算经验频率，并点绘在频率格纸上。经验频率计算结果列入表2-5-5，经验频率点据如图2-5-2中的×点。
表2-5-5 频率计算表
（2）由表2-5-5的∑Q i =197.4和∑（K i -1）2 =1.6310，得
s m n
Q
Q i
/01118
4
1973?=?=
=
∑ ()
3101
186310
11
12
?=-?=
--=
∑n K
C i
v
（3）设C s =2 C v ，由C v = 0.31查表1-5-17得相应频率P 的K P 值（内插），则Q P =K P ，成果列于表2-5-6，并绘于图2-5-2中，以实线表示。理论频率曲线与经验点据配合良好，相应将统计参数也最后确定下来。
表2-5-6 P —III 型频率曲线计算表
（4）在图2-5-2的P —III 型理论频率曲线上查出相应频率为10%、50%、90%的设计年径流量，或直接用表2-5-19中的Q 10%、Q 50%、Q 90%值。
P=10%的设计丰水年 Q 丰P = 15.5 m 3/s P=50%的设计平水年 Q 平P = 10.7 m 3/s P=90%的设计枯水年 Q 枯P = 6.93 m 3/s
图2-5-2 某站年径流量频率曲线
18、解：系列全部项数n=30，其中非零项数k=24，零值项数 n – k = 6。先用一般方法求出非零项数k =24 年最小流量的经验频率P 非=1
+k m ，然后通过公式 非设
P n k
P =求出全系列的设计频率P 设 。计算成果列于表2-5-7。
表2-5-7 经验频率计算表
19、解：由公式 F
W M s
s =
，已知s M =2000 t / km 2﹒年，F=500 km 2，则 多年平均悬移质输沙量 s W =s M F =2000×500=1000000 t = 100万t 20、解：已知s W =278万t ，F=700 km 2 ，则 700
2780000
==
F W M s s = 3971 t / km 2﹒年 21、解： 3m / kg 3724361=??====
W W T
W T W Q Q s s
s ρ
或 由W=QT ，W s =Q s T ， 而T=31536000s （一年的秒数），得
s t T W Q s s /0753153600010618?=??==，s
m T W Q /137315360001024338
=??==
3
3/37/0370075137m kg m t Q Q s =?=?==ρ
22、解：W = QT =137×31536000 = 43.2×108 m 3 ，（T=31536000s 为一年的秒数），则多年平均悬移质年输沙量W W s s α== 0.037× 43.2×108 =1.6×108 t 23、解：344/866%03051010m g J =???==αρ
由
Q
Q s
=
ρ，得Q s =ρQ=866×130=112580g/m 3=112﹒58 kg/s ， 已知T=31536000s （一年的秒数），则s W =Q s T=112﹒58×31536000 =3550322.9 t
1、水位/流量反推法 假定降雨与洪水同频率，根据河道控制断面警戒水位、保证水位和最高水位指标，由水位流量关系计算对应的流量，由流量频率曲线关系，确定特征水位流量洪水频率，由降雨频率曲线确定临界雨量，但此方法没有考虑前期影响雨量。 2、暴雨临界曲线法 暴雨临界曲线法从河道安全泄洪流量出发，由水量平衡方程，当某时段降雨量达到某一量级时，所形成的山洪刚好为河道的安全泄洪能力，如果大于这一降雨量将可能引发山洪灾害，该降雨量称为临界雨量。位于曲线下方的降雨引发的山洪流量在河道安全泄洪能力以内，为非预警区，位于曲线上或上方的降雨引发的山洪流量超出河道的安全泄洪能力，为山洪预警区。 3、比拟法 比拟法的基本思路为，对无资料区域或山洪沟，当这些区域的降雨条件、地质条件（地质构造、地形、地貌、植被情况等）、气象条件（地理位置、气候特征、年均雨量等）、水文条件（流域面积、年均流量、河道长度、河道比降等）等条件与典型区域某山洪沟较相似时，可视为二者的临界雨量基本相同。 4、水动力学计算方法 水动力学计算方法具有较强的物理机制，基于二维浅水方程，并考虑降雨和下渗，对山洪的形成与演化过程进行更细致的描述，具有理论先进性和实际可操作性的特点，为防御山洪灾害提供了新技术。但由于计算参数，如阻力系数和下渗变量等，增加了模型的不确定性因素；此外，流域地质、地貌等数据以及典型山洪观测资料等也是此计算方法中必不可少的。 5、实测雨量统计法 根据区域内历次山洪灾害发生的时间表，基于大量实际资料，统计区域及周边邻近地区各雨量站对应的雨量资料，取各站点各次山洪过程最大值的最小值为各站的单站临界雨量初值，计算各次山洪过程各个站点的各时间段最大值
第二章 降雨径流相关预报 在现代水文预报中，虽然大量使用流域水文模型，例如新安江模型、萨克门托模型、水箱模型和陕北模型等进行流域降雨径流预报。但是，不少生产单位，尤其是一些大型水库的管理单位，他们在长期的工作实践中已建立了一套适合于当地实际情况的经验性降雨径流预报方案。 2.1 降雨径流相关图的形式 降雨径流经验关系曲线有各种形式，一般有产流量(f R =次雨量P ，前期影响雨量a P ，季节，温度)、)(0Q P f R a ，洪水起涨流量前期影响雨量=和考虑雨强的超渗式关系曲线形式。这里介绍国内普遍使用的产流量与降雨量和前期影响雨量三者的关系，即R P P a ~~相关图。 图2-1 降雨径流相关图 使用R P P a ~~关系曲线进行净雨量计算一般有两种处理途径：一种是根据洪水初期的a P 值，把时段雨量序列变成累积雨量序列，用累积雨量查出累积净雨，由累积净雨再转化成时段净雨量序列；另一种方法是根据时段降雨序列资料直接推求时段净雨序列。第一种方法的缺点是在整个洪水过程中，使用一条 R P ~曲线， 没有考虑洪水期中a P 的变化。而后者的不足是，当时段取的过小时，一般时段雨量不大，推求净雨时的查线计算易集中在曲线的下段。两种方法的结
果存在差别，至于何者更接近实际也很难断言。 2.2 前期影响雨量a P 的计算 A P 由前期雨量计算，也称前期影响雨量，是反映土壤湿度的参数。其计算公式为 若前一个时段有降雨量，即01>-t P 时，则 )(11,,--+=t t a t a P P K P (2-1) 若前一个时段无降雨时，即01=-t P ，则 1,,-=t a t a KP P (2-2) 式中：K 为土壤含水量衰减系数，对于日模型而言，一般地取85.0≈K ；1,-t a P 和t a P ,分别为前一个时段和本时段的前期影响雨量；1-t P 为前一个时段降雨量。式(2-1)和(2-2)为连续计算式。由于 ?????????+=+=+=+=--+---------) ()()()(,1,33,2,22,1,11,,n t n t a n t a t t a t a t t a t a t t a t a P P K P P P K P P P K P P P K P (2-3) 将式(2-3)各行逐一代入得到 )(,33221,n t n t a n t t t t a P P K P K P K KP P -----+++++= (2-4) 式(2-4)为向前倒数n 天的一次计算式。一般取15天既可满足计算要求。 用m I 表示流域最大损失量，在数值上等于流域蓄水容量。以mm 表示，通常mm 100~60≈m I 。当计算的m a I P >时，则以m I 作a P 值计算，即认为，此后的降雨量P 不再补充初损量，全部形成径流R 。 当计算时段长h 24≠?t 时，土壤含水量衰减系数K 应该用下式换算 N KD K /1= (2-5) 式中：t N ?=/24，KD 为土壤含水量日衰减系数，K 为计算时段是t ?小时的土壤含水量衰减系数。
设计年径流量的计算
4 设计年径流量的计算 正常年径流量的计算有长期资 料 径流的年 内分配 时序分 配法 历时曲 线法有短期资 料 无资料 径流的年际 变化 基本概念设计洪水 计算重现期 有实测资 料 缺乏实测 资料 4.1 正常年径流量的计算 在一个年度内，通过河川某一断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。河川径流在时间上的变化过程有一个以年为周期循环的特性，这样，我们就可以用年为单位分析每年的径流总量以及径流的年际与年内分配情况，掌握它们的变化规律，用于预估未来各种情况下的变化情势。
河川径流量是以降水为主的多因素综合影响的产物，表现为任一河流的任一断面上逐年的天然年径流量是各不相同的，有的年份水量一般，有的年份水量偏多，有的年份则水量偏少。年径流量的多年平均值称为多年平均径流量 /n 多年平均径流量Q＝∑Q i ∑Q 各年的年径流量之和 i n——年数。 在气候和下垫面基本稳定的条件下，随着观测年数的不断增加，多年平均年径流量Q 趋向于一个稳定数值，这个稳定数值称为正常年径流量。 显然，正常年径流量是反映河流在天然情况下所蕴藏的水资源，是河川径流的重要特征值。在气候及下垫面条件基本稳定的情况下，可以根据过去长期的实测年径流量，计算多年平均年径流量来代替正常年径流量。 但是正常年径流量的稳定性不能理解为不变性，因为流域内没有固定不变的因素。就气候和下垫面条件来说，也是随着地质年代的进展而变化，只不过这种变化非常缓慢，可以不用考虑，
但是大规模的人类活动，特别是对下垫面条件的改变将使正常年径流量发生显著变化。 根据观测资料的长短或有无，正常年径流量的推算方法有三种：有长期实测资料，有短期实测资料和无实测资料。 4.1.1 有长期实测资料时正常年径流量的推算 有长期实测资料的含意是：实测系列足够长，具有一定的代表性，由它计算的多年平均值基本上趋于稳定。由于各个流域的特性不同，其平均值趋于稳定所需的时间也是不会相同。对于那些年径流的变差系数Cv变化较大的河流，所需观测系列要长一些，反之则短些。所谓代表性一般是指在观测系列中应包含有特大丰水年，特小枯水年及大致相同的丰水年群和枯水年群。 当满足以上条件时，可用算术平均法直接计算出正常年径流量。 /n Q=∑Q i n――为观测年数 ---为，某年的年径流量 Q i 此法的关键是分析资料的代表性，即在实测资料的系列中必须包含河川径流变化的各种特
雨水收集利用的总体规划及计算数据 根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》的规定：雨水储存设施的有效储水容积不易小于集水面重现期1—2年的日雨水设计径流总量扣除设计初期径流弃流量，本设计取一年。统计常州市年均降雨量1066.0mm，一年一遇日降雨量为46mm，本次设计水池容积计算取46mm。 1、车间二汇水面积为16752㎡，径流系数为0.9。 按照46mm降雨厚度计算，下垫面可收集雨水量为： W=10ΨH F （1.1）式中 W ——雨水储水池容积，m3 ； Ψ——雨量径流系数; H——设计日降雨量，mm/d ； F ——汇水面积，h㎡。 项目区域内一场降雨共收集雨水量为W： W＝16752×0.9×0.046＝693m3 按设计规范要求，屋面雨水初期弃流可采用2-3mm径流厚度，本方案取2mm。初期雨水弃流量为： W1=16752×0.9×0.002＝30m3 一场降雨实际可收集雨水量为： Q = W – W1 =693-30=663m3 2、车间一汇水面积为9725㎡，径流系数为0.9。 按照46mm降雨厚度计算，下垫面可收集雨水量为： W=10ΨH F （1.1）式中 W ——雨水储水池容积，m3 ； Ψ——雨量径流系数; H——设计日降雨量，mm/d ； F ——汇水面积，h㎡。 项目区域内一场降雨共收集雨水量为W： W＝9725×0.9×0.046＝402m3 按设计规范要求，屋面雨水初期弃流可采用2-3mm径流厚度，本方案取2mm。初期雨水弃流量为：
W1=9725×0.9×0.002＝17m3 一场降雨实际可收集雨水量为： Q = W – W1 =402-17=385m3 若同时收集车间一、二的屋面雨水，一次降雨约收集雨水1048m3。
FCD 11011 FCD 水利水电工程初步设计阶段径流分析计算大纲范本 水利水电勘测设计标准化信息网 1996年3月 1
水电站初步设计阶段 径流分析计算大纲 主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员: 勘测设计研究院 年月 2
目次 1. 引言 (4) 2. 设计依据文件和规范 (4) 3. 基本资料 (4) 4. 径流分析计算内容和要求 (6) 5.径流特性分析 (6) 6.径流还原计算 (7) 7.径流系列代表性分析 (10) 8.径流系列计算 (11) 9.径流频率分析计算 (14) 10.径流年内分配 (18) 11.应提供的设计成果 (19) 3
1. 引言 2. 设计依据文件和规范 2.1 有关本工程径流计算的文件 (1) 规划与可行性研究阶段的设计报告、专题报告以及审查意见； (2) 初步设计任务书和项目任务书。 2.2 主要设计规范 (1) SDJ 214-83 水利水电工程水文计算规范(试行)； (2) SL 44-93 水利水电工程设计洪水计算规范； (3) DL 5020-93 水利水电工程可行性研究报告编制规程 (4) DL 5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程 3. 基本资料 3.1 基本资料的收集和整理 3.1.1 流域自然地理特征资料 流域面积、地理位置(含经纬度)、地形、地貌、地质、土壤、植被、干流及主要支流分布、干流长度、坡度等。 3.1.2 水利和水土保持措施资料 与工程径流计算有关的已建大中型水库、引水蓄水工程、分洪滞洪工程、水土保持措施 4
白云致友汽车配件交易中心雨水径流控制
一、雨水径流量计算 建设前本项目占地面积47798m 2，下垫面主要为碎石路面、土路面和公共绿地。碎石路面占地面积12000m 2，土路面占地面积17198m 2，绿地占地面积18600m 2。 表1 建设前下垫面面积统计 建设前综合径流系数，计算公式如下： m ld ld kst kst fst fst S )F ()F ()F (''''''ψ?∑+ψ?∑+ψ?∑= ψ= 【12000x0.40+17198x0.29+18600x0.15】/47798=0.263 采用广州市暴雨强度公式，计算总公式： 750 .0)259.11() lg 438.01(427.3618++= t P q =357.5L/s.ha=0.357 L/s.m 2 1).设计重现期：P=5a 2).设计降雨历时：t=20min 3).地面综合径流系数：取Ψ=0.263 建设前雨水径流量为Q （jsq ），建设前没有雨水径流削减措施，因此Q d （jsq ）=0 Q （jsq ）= Q s （jsq ）-Q d （jsq ） =0.263x47798x0.357=4490L/s 式中：Q （jsq ）——建设前雨水径流量（L/s ）； Q s （jsq ）——建设前雨水设计流量（L/s ）； Q d （jsq ）——建设前雨水径流措施径流削减总量（L/s ）。 建设后下垫面主要为透水地面、绿地和不透水地面。透水性人行道、露天停车场、铺装地面面积8184m 2，绿地占地面积18600m 2，硬屋面硬化面积9500m 2，非渗透车道路面7000m 2。
一、潜水计算公式 1、公式1 Q k H S S R r r =-+-1366200.()lg()lg() 式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)。 2、公式2 Q k H S S b r =--1366220.()lg()lg() 式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； b 为基坑中心距岸边的距离(m)； r 0为基坑半径(m)。 3、公式3 Q k H S S b r b b b =--????????1366222012.()lg 'cos ()'ππ 式中： Q 为基坑涌水量(m 3 /d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； b 1为基坑中心距A 河岸边的距离(m)；
b 2为基坑中心距B 河岸边的距离(m)； b ' =b 1+b 2； r 0为基坑半径(m)。 4、公式4 Q k H S S R r r b r =-+-+1366220200.()lg()lg ('') 式中： Q 为基坑涌水量(m 3/d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； S 为水位降深(m)； R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)； b '' 为基坑中心至隔水边界的距离。 5、公式5 Q k h h R r r h l l h r =-++--+--136610222 000.lg lg(.) h H h -=+2 式中： Q 为基坑涌水量(m 3 /d)； k 为渗透系数(m/d)； H 为潜水含水层厚度(m)； R 为引用影响半径(m)； r 0为基坑半径(m)； l 为过滤器有效工作长度(m)； h 为基坑动水位至含水层底板深度(m)； h - 为潜水层厚与动水位以下的含水层厚度的平均值(m)。
（2）地表径流污染物 本产业转移园规划区内已开发的区域为华鸿铜业，面积为20公顷，未开发面积为 407.57公顷。 根据历史气象资料统计，园区所在区域多年平均降雨量为22l6mm，径流系数按《环境影响评价技术导则—地表水环境》（HJ/T 2.3-93）中表15的推荐值，硬化地面（道路路面、人工建筑物屋项等）的径流系数可取值 0.80，其它绿化地面（草地、植被地表等）的径流系数可取 0.18。地表径流量估算公式如下：Qm103C Q A（3-1）式中：Qm——降雨产生的路面水量，m3 /a； C——集水区径流系数； Q——集水区多年平均降雨量，mm； A——集水区地表面积，m2。 通过地表径流量估算公式计算，可得目前园区地表年径流量，见表3-18。 表3-18不同类型区域地表径流量 地表类型 已建成区 未建成区 合计地面面积（ha） 20.0
407.57 427.57径流系数 0.80 0.18 ——地表径流量（万m3/a） 35.46 160.44 195.90对于地表径流中水污染物浓度参数选取，可类比《面污染源管理与控制手册》（科学普及出版社广州分社），具体取值见表3-19。一般来说，面源污水大部分的污染物出现在降雨前15分钟初期的雨水中，假定降雨集中在一年中的150天，每天连续6小时的降雨，6小时降雨的前15分钟为初期降雨，计算得出一年中的初期降雨总径流量为 8.16万m3 /a。 表3-19不同类型区域地表径流中水污染物浓度参数单位： mg/L污染源 农田径流 xx径流BOD57 30COD 80 20～600总氮93～10总磷 0.02～
0.6对于园区已建成区水中污染物的浓度可参考城市暴雨水，未开发区域可参考农业耕地雨水径流中水污染物的浓度，结合表3-19，计算本工业园区地表径流量，见表3-20。 表3-20工业园现状地表径流中主要水污染物排放负荷单位： t/a地表类型 已建成区 未开发区 合计初期雨水径流量 （万m3/a） 1.48 6.69 8.16BOD5 0.44 0.47 0.91COD 4.58 5.35 9.93总氮 0.10 0.60 0.70总磷
基本步骤： 1. 分析资料的代表性，少于20年的短系列加以延展； 2. 计算经验频率，绘制经验频率曲线； 3. 计算径流量均值Q 及C v 和C s 的值； 4. 用适线法确定理论频率曲线； 5. 推求不同设计频率的年径流量。 例题： 某河某站年平均流量资料如下表，试用适线法估计参数，并推求频率为5%，10%和95%的设计年平均流量。 解： 1）将实测年平均流量按大小次序排列，利用公式 计算 经验频率P ，列表计算如下。并将x 和P 对应点绘在概率格纸上，见频率曲线图。 %1001?+=n m P
2）计算系列的多年平均流量： 3）计算模比系数x x K i i = ，也列于表中。 4）用矩法公式求偏态系数（无偏估计量）： 5）取Cv=0.2，Cs=2Cv 进行PIII 曲线的配线：查PIII 型频率曲线的模比系数p K 值表，求出不同频率P 对应的p K ，则x K x p p ?=。 6）将频率P 和对应的p x 绘于同一个概率格纸上，并与经验频率比较，结果符合不太满意。改变参数，分别取Cs ＝3Cv 和Cs ＝3.5Cv ，重复步骤5），计算不同频率对应的年径流量Xp ，结果绘于概率格纸上。 频率曲线选配计算表 x x x 第三次配线与经验点据配合较好，即为采用的频率曲线 ) /(586.3328 4 .9403s m x == 1878 .01289526 .01)1-(1 2===∑=--n i i V n k C
7）根据第三次配线频率曲线，可求相应频率的设计年平均流量p p K x x ?=，分别得到如下结果： X 5% =45.68 m 3/s X 10%=42.65 m 3/s X 95%=24.18 m 3/s
4设计年径流量的计算 4.1正常年径流量的计算 在一个年度，通过河川某一断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。河川径流在时间上的变化过程有一个以年为周期循环的特性，这样，我们就可以用年为单位分析每年的 径流总量以及径流的年际与年分配情况，掌握它们的变化规律，用于预估未来各种情况下的 变化情势。 河川径流量是以降水为主的多因素综合影响的产物，表现为任一河流的任一断面上逐年的天然年径流量是各不相同的，有的年份水量一般，有的年份水量偏多，有的年份则水量偏 少。年径流量的多年平均值称为多年平均径流量 多年平均径流量Q=EQ i/n 刀Q各年的年径流量之和n 年数。 在气候和下垫面基本稳定的条件下，随着观测年数的不断增加，多年平均年径流量Q趋 向于一个稳定数值，这个稳定数值称为正常年径流量。 显然，正常年径流量是反映河流在天然情况下所蕴藏的水资源，是河川径流的重要特征值。在气候及下垫面条件基本稳定的情况下，可以根据过去长期的实测年径流量，计算多年 平均年径流量来代替正常年径流量。 但是正常年径流量的稳定性不能理解为不变性，因为流域没有固定不变的因素。就气候和下垫面条件来说，也是随着地质年代的进展而变化，只不过这种变化非常缓慢，可以不用 考虑，但是大规模的人类活动，特别是对下垫面条件的改变将使正常年径流量发生显著变化。 根据观测资料的长短或有无，正常年径流量的推算方法有三种：有长期实测资料，有短期实测资料和无实测资料。 4.1.1 有长期实测资料时正常年径流量的推算 有长期实测资料的含意是：实测系列足够长，具有一定的代表性，由它计算的多年平均值基本上趋于稳定。由于各个流域的特性不同，其平均值趋于稳定所需的时间也是不会相同。对于那些年径流的变差系数Cv 变化较大的河流，所需观测系列要长一些，反之则短些。所谓代表性一般是指在观测系列中应包含有特大丰水年，特小枯水年及大致相同的丰水年群和枯水年群。
降雨量是如何计算的 从天空降落到地面上的雨水，未经蒸发、渗透、流失而在水面上积聚的水层深度，我们称为降雨量(以毫米为单位)，它可以直观地表示降雨的多少。 目前，测定降雨量常用的仪器包括雨量筒和量杯。雨量筒的直径一般为20厘米，内装一个漏斗和一个瓶子。量杯的直径为4厘米，它与雨量筒是配套使用的。测量时，将雨量筒中的雨水倒在量杯中，根据杯上的刻度就可知道当天的降雨量了。 中国气象局规定24小时内的降雨量称之为日降雨量，凡是日雨量在10毫米以下称为小雨，10.0－24.9毫米为中雨，25.0－49.9毫米为大雨，暴雨为50.0－99.9毫米，大暴雨为100.0－250.0毫米，超过250.0毫米的称为特大暴雨。由于我国幅员辽阔，少数地区根据本省具体情况另有规定。例如，多雨的广东，日雨量80毫米以上称暴雨；少雨的陕西延安地区，日雨量达到30毫米以上就称为暴雨。 如果你手边没有雨量筒，那也不用担心，利用一些常见的器皿，你完全可以自制一个，效果也相当不错。取一个口径为20厘米的一次性塑料或纸制碗（可选用大小合适的方便面纸碗），在其底部凿一比玉米粒稍大的小洞，然后将碗放在一个无盖的罐子上。罐内有一玻璃瓶，瓶口与碗底的小洞相接。简易雨量筒就做好了。简易雨量筒做好后，便可将它放在离地70厘米高处（筒口距地面的距离）承接雨水。雨腕，用秤称出瓶中的水重，30克水即相当于1毫米的降雨量。雨量器的种类 测量降水量的基本仪器有雨量器和雨量计两种。 1.雨量器：是用于测量一段时间内累积降水量的 仪器。常见的雨量器外壳是金属圆筒，分上下两节， 上节是一个口径为20厘米的盛水漏斗，为防止雨水 溅失，保持容器口面积和形状，筒口用坚硬铜质做成 内直外斜的刀刃状；下节筒内放一个储水瓶用来收集 雨水。测量时，将雨水倒入特制的雨量杯内读出降水 量毫米数。降雪季节将储水瓶取出，换上不带漏斗的 筒口，雪花可直接收集在雨量筒内，待雪融化后再读 数，也可将雪称出重量后根据筒口面积换算成毫米 数。 2.雨量计 ①翻斗式雨量计：是可连续记录降水量随时间变 化和测量累积降水量的有线遥测仪器。分感应器和记 录器两部分，其间用电缆连接。感应器用翻斗测量， 它是用中间隔板间开的两个完全对称的三角形容器， 中隔板可绕水平轴转动，从而使两侧容器轮流接水， 当一侧容器装满一定量雨水时（0.1或0.2毫米）， 由于重心外移而翻转，将水倒出，随着降雨持续，将 使翻斗左右翻转，接触开关将翻斗翻转次数变成电信 号，送到记录器，在累积计数器和自记钟上读出降水 资料。 ②虹吸式雨量计：虹吸式雨量计是可连续记录降
一、概念题 （一）填空题 1、某一年的年径流量与多年平均的年径流量之比称为。 2、描述河川径流变化特性时可用变化和变化来描述。 3、下墊面对年径流的影响，一方面，另一方面。 4、对同一条河流而言，一般年径流流量系列Q i （m3/s）的均值从上游到下游是。 5、对同一条河流而言，一般年径流量系列C v值从上游到下游是。 6、湖泊和沼泽对年径流的影响主要反映在两个方面，一方面由于增加了，使年径流量减少； 另一方面由于增加了，使径流的年内和年际变化趋缓。 7、流域的大小对年径流的影响主要通过流域的而影响年径流的变化。 8、根据水文循环周期特征，使年降雨量和其相应的年径流量不被分割而划分的年度称为。 9、为方便兴利调节计算而划分的年度称为。 10、水文资料的“三性”审查是指对资料的、和进行审查。 11、对年径流系列一致性审查是建立在气候条件和下墊面条件稳定性上的，一般认为 是相对稳定的，主要由于受到明显的改变使资料一致性受到破坏。 12、当年径流系列一致性遭到破坏时，必须对受到人类活动影响时期的水文资料进行计算，使之状态。 13、流域的上游修建引水工程后，使下游实测资料的一致性遭到破坏，在资料一致性改正中，一定要将 资料修正到引水工程建成的同一基础上。 14、在缺乏实测径流资料时，年径流量的估算常用一些间接的方法（如参数等值线图法，经验公式法， 水文比拟法等）。采用这些方法的前提是。 15、流量历时曲线是。 16、在一定的兴利目标下，设计年径流的设计频率愈大，则相应的设计年径流量就愈，要求的水 库兴利库容就愈。 17、当缺乏实测径流资料时，可以基于参证流域用法来推求设计流域的年、月径流系列。 18、年径流设计成果合理性分析，主要是对进行合理性分析。 19、在干旱半干旱地区，年雨量与年径流量之间的关系不密切，若引入为参数，可望改善年 雨量与年径流量的关系。 20、月降雨量与月径流量之间的关系一般较差，其主要有两个原因：（1）；（2）月
4 设计年径流量的计算 4.1 正常年径流量的计算 在一个年度内，通过河川某一断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。河川径流在时间上的变化过程有一个以年为周期循环的特性，这样，我们就可以用年为单位分析每年的径流总量以及径流的年际与年内分配情况，掌握它们的变化规律，用于预估未来各种情况下的变化情势。 河川径流量是以降水为主的多因素综合影响的产物，表现为任一河流的任一断面上逐年的天然年径流量是各不相同的，有的年份水量一般，有的年份水量偏多，有的年份则水量偏少。年径流量的多年平均值称为多年平均径流量 多年平均径流量Q＝∑Q i/n ∑Q i各年的年径流量之和 n——年数。 在气候和下垫面基本稳定的条件下，随着观测年数的不断增加，多年平均年径流量Q 趋向于一个稳定数值，这个稳定数值称为正常年径流量。 显然，正常年径流量是反映河流在天然情况下所蕴藏的水资源，是河川径流的重要特征值。在气候及下垫面条件基本稳定的情况下，可以根据过去长期的实测年径流量，计算多年平均年径流量来代替正常年径流量。 但是正常年径流量的稳定性不能理解为不变性，因为流域内没有固定不变的因素。就气候和下垫面条件来说，也是随着地质年代的进展而变化，只不过这种变化非常缓慢，可以不用考虑，但是大规模的人类活动，特别是对下垫面条件的改变将使正常年径流量发生显著变化。 根据观测资料的长短或有无，正常年径流量的推算方法有三种：有长期实测资料，有短期实测资料和无实测资料。 4.1.1 有长期实测资料时正常年径流量的推算
有长期实测资料的含意是：实测系列足够长，具有一定的代表性，由它计算的多年平均值基本上趋于稳定。由于各个流域的特性不同，其平均值趋于稳定所需的时间也是不会相同。对于那些年径流的变差系数Cv变化较大的河流，所需观测系列要长一些，反之则短些。所谓代表性一般是指在观测系列中应包含有特大丰水年，特小枯水年及大致相同的丰水年群和枯水年群。 当满足以上条件时，可用算术平均法直接计算出正常年径流量。 Q=∑Q i/n n――为观测年数 Q i---为，某年的年径流量 此法的关键是分析资料的代表性，即在实测资料的系列中必须包含河川径流变化的各种特征值，同时还要同临近有更长观测资料的流域进行对比分析，进一步确定实测资料的代表性。 根据我国河流的特点和资料条件，一般具有二三十年以上可作为有长期资料处理。 4.1.2 有短期实测资料时正常年径流量的推算 短期实测资料是指一般仅有几年或十几年的实测资料，且资料的代表性较差。此时，如果利用算数平均法直接计算将会产生很大的误差，因此，计算前必须把资料系列延长，提高其代表性。 延长资料的方法，主要是通过相关分析，即通过建立年径流量与其密切相关的要素（称为参证变量）之间的相关关系，然后利用有较长观测系列的参证变量来展延研究变量年径流量的系列。 4.1.2.1参证变量的选择 展延观测资料系列的首要任务是选择恰当的参证变量，参证变量的好坏直接影响精度的高低。一般参证变量应具备以下三个条件： （1）参证变量与研究变量在成因上是有联系的。当需要借助其他流域资料时，参证流域与研究流域也需具备同一成因的共同基础）。 （2）参证变量的系列要比研究变量的系列长。 （3）参证变量与研究变量必须具有一定的同步系列，以便建立相关关系。 当有好几个参证变量可选时，可以选择与研究变量关系最好的作为首选参证变量，也可以同时选择好几个参证变量，建立研究变量与所选参证变量间的多元相关关系。总之，以研究成果精度的高低作为评判参证变量选择好坏的标准。 目前，水文上常用的参证变量是年径流量资料和年降水量资料。 4.1.2.2利用年径流资料展延插补资料系列 在研究流域附近有长期实测年径流量资料，或研究站的上、下游有长期实测年径流量资料的水文站。经分析，证明其径流形成条件相似后，可用两者的相关方程延长插补短期资料。
前期影响雨量Pa的计算方法 前期影响雨量在水文预报中有着重要的作用，有的方案中对前期影响雨量依赖性很强，前期影响雨量的计算准确性很大程序的影响预报成果的准确度。而在一些水文设计中，也常用前期影响雨量Pa作为衡量流域指标，反映流域蓄水量的大小。一般情况，前期影响雨量Pa的计算式为： Pa[t+1] = Ka * ( Pa[t] + P[t] ) 同时必须控制Pa[t+1]≤Wm 式中Pa[t],Pa[t+1]分别为第t天和第t+1天开始时刻的前期影响雨量(mm)； P[t]为第t天的流域降雨量(mm)； Ka为流域蓄水的日消退系数，每个月可近似取一个平均值，等于(1-Em/Wm)，其中Em为流域月平均日蒸散发能力； Wm为流域最大蓄水量，是反映该流域蓄水能力的基本特征。 前期影响雨量Pa的常规计算方法及修正方法 使用上面的方式计算Pa时，一般日分隔点为第天上午8时，而每次预报时使用的也是使用8时的Pa值，而对于预报时刻 不在8时的预报方案，这显然是有误差的，特别是8时之后还有降雨的情况下，因此一般可以有下面两种方法修正： (1)8时之后的降雨以1个小时的单位进行再计算，当然此时的Ka要改用1个小时的消退系数。 (2)以当前预报时刻为起始为日分隔点，重新计算Pa。 多站流域前期影响雨量Pa的计算 具有多个测站的流域的Pa计算，一般人认为是分别统计各站的降雨量P，然后通过加权求得整个流域的降雨量P，接着再计算流域的Pa，在降雨均匀的情况下这种方法是可行的，而且较为简便。但是在降雨不均匀时，如一个有3个测站且权重相同的流域，只有一个站降雨并且达到3倍的Wm，如果用上面的计算方法，流域的Pa将达到Wm，即流域达到饱和，这显然不合理。 因此应该先分别计算各测站的Pa，然后通过加权(CnHUP：如果没有确定的面积权重，可以用平均权重替代，当然这样会有些误差)求得整个流域的降雨量Pa，这样就算某个测站降雨很大并且达到饱和，也仅是这个站达到Wm而已，经过加权计算，流域并未达到饱和，这样对反映流域蓄水情况更为合理。
流域地表径流系数的计算方法研究 摘要：径流系数是描述降雨和径流关系的重要参数 ,在雨洪控制利用系统的理论研究、 规划、 设计计算中应用广泛 ,在流域或区域的雨水径流总量、 径流峰流量、 流量过程线以及非点源污染物总量、 各设施规模的计算中也起着极其重要的作用。由于径流系数有着不同的含义,其相应的统计计算方法、适用条件、应用目的和取值不尽相同。而且要获得流域的径流系数通常是比较困难的，在一些特殊流域基本上很难获得能满足要求的径流实测资料，尤其在多年平均径流量的计算中实测数据资料往往相当缺乏，在这样的情况下有必要利用一些特殊的方法去满足工程建设对水文数据的需求。本文综合了大量的数据以及列举了多个例子，详细地介绍了不同情况下径流系数的推求方法，并在此基础上研究总结提出了过程中发现的一些问题和心得。 关键词：流域 径流量 降雨量 径流系数 一 引言 流域径流系数是指同一流域面积、同一时段内径流量与降水量的比值，以小数或百分数表示。计算式为：α＝R/P ，式中α为径流系数，R 为径流深度，P 为降水深度。α值变化于0～1之间，湿润地区α值大，干旱地区α值小。我国台湾地区河流年平均径流系数＞0.7，表明径流十分丰富；径流贫乏的海滦河平原，年平均径流系数仅有0.1。 根据计算时段的不同，可分为瞬时雨量径流系数、雨量径流系数、年径流系数、多年平均径流系数等。径流系数综合反映流域内自然地理要素对降水─径流关系的影响。 瞬时雨量径流系数是指某一特定的流域或汇水面上 ,降雨期间随时间变化的径流厚度和降雨厚度之间的瞬时变化关系 ,是一个动态的变量 ,这个意义上的径流系数就是瞬时雨量径流系数。雨量径流系数是指降雨时 ,在某一汇水面上产生的径流量 (厚度 )和降雨量 (厚度 )的比值 ,一般用于估计一场降雨在某一汇水区域内单位面积产生的平均径流厚度。年径流系数和多年平均径流系数反映了流域降雨厚度和径流厚度长时间的关系 ,是一个累积结果。在各种径流系数中应用较为广泛的是年径流系数和多年平均径流系数。径流系数的计算主要是要计算流域相应时间段内径流量与降雨量。 二 径流量的计算 （一） 年径流量的计算 流域年降雨次数为n 次，且每次降雨所产生的径流量均有实测数据资料，则流域的年径流量可按下式计算。 Q= ∑=n 1 i Qi （1） 式中 Q ——流域年径流总量（mm ）； Q i ——第i 次降雨产生的径流量（mm ）。 （二） 多年平均径流量的计算 1.有长期实测资料的多年平均径流量的计算 所谓的有长期实测资料，是指实际观测的年数n 在20年以上。它包括有丰、平、枯水年的观测资料，由它计算的径流量多年平均值基本上是稳定的。在这种情况下，可以由下式（2）计算径流量的多年平均值，以此值代表多年平均径流量，即：
流域平均降雨量计算 由雨量站观测到的降雨量,只代表该雨量站所在处或较小范围的降雨情况,而实际工作中往往需要推求全流域或某一区域的平均降雨量,常用的计算方法有以下几种。 1.算术平均法 当流域内地形起伏变化不大,雨量站分布比较均匀时,可根据各站同一时段内的降雨量用算术平均法推求。其计算式为: ∑==+ ++=n i i n x n n x x x x 1211Λ （2-10） 2.泰森多边形法（垂直平分法） 首先在流域地形图上将各雨量站（可包括流域外的邻近站）用直线连接成若干个三角形,且尽可能连成锐角三角形,然后作三角形各条边的垂直平分线,如图2-9,这些垂直平分线组成若干个不规则的多边形,如图中实线所示。每个多边形内必然会有一个雨量站,它们的降雨量以i x 表示,如量得流域范围内各多边形的 面积为i f ，则流域平均降雨量可按下式计算: ∑∑====++++++=n i n i i i i i n n n x A x f F f f f x f x f x f x 112122111ΛΛ （2-11） 此法能考虑雨量站或降雨量分布不均匀的情况,工作量也不大,故在生产实践中应用比较广泛。 3.等雨量线法
在较大流域或区域内,如地形起伏较大,对降水影响显著,且有足够的雨量站,则宜用等雨量线法推求流域平均雨量。如图2-10所示,先量算相邻两雨量线间的面积i f ,再根据各雨量线的数值i x ,就可以按下式计算: i n i i i f x x F x )2(111 ∑=++= （2-12） 此法比较精确,但对资料条件要求较高,且工作量大,因此应用上受到一定的限制。主要用于典型大暴雨的分析。
2.3.3 流域平均降雨量计算 由雨量站观测到的降雨量,只代表该雨量站所在处或较小范围的降雨情况,而实际工作中往往需要推求全流域或某一区域的平均降雨量,常用的计算方法有以下几种。 1.算术平均法 当流域内地形起伏变化不大,雨量站分布比较均匀时,可根据各站同一时段内的降雨量用算术平均法推求。其计算式为: ∑==+++=n i i n x n n x x x x 1211 （2-10） 2.泰森多边形法（垂直平分法） 首先在流域地形图上将各雨量站（可包括流域外的邻近站）用直线连接成若干个三角形,且尽可能连成锐角三角形,然后作三角形各条边的垂直平分线,如图2-9,这些垂直平分线组成若干个不规则的多边形,如图中实线所示。每个多边形内必然会有一个雨量站,它们的降雨量以i x 表示,如量得流域范围内各多边 形的面积为i f ，则流域平均降雨量可按下式计算: ∑∑====++++++=n i n i i i i i n n n x A x f F f f f x f x f x f x 112122111 （2-11） 此法能考虑雨量站或降雨量分布不均匀的情况,工作量也不大,故在生产实践中应用比较广泛。 3.等雨量线法
在较大流域或区域内,如地形起伏较大,对降水影响显著,且有足够的雨量站,则宜用等雨量线法推求流域平均雨量。如图2-10所示,先量算相邻两雨量线间的面积i f ,再根据各雨量线的数值i x ,就可以按下式计算: i n i i i f x x F x )2(111 ∑=++= （2-12） 此法比较精确,但对资料条件要求较高,且工作量大,因此应用上受到一定的限制。主要用于典型大暴雨的分析。
由雨量站观测到的降雨量,只代表该雨量站所在处或较小范围的降雨情况,而实际工作中往往需要推求全流域或某一区域的平均降雨量,常用的计算方法有以下几种。 1.算术平均法 当流域内地形起伏变化不大,雨量站分布比较均匀时,可根据各站同一时段内的降雨量用算术平均法推求。其计算式为: ∑==+++=n i i n x n n x x x x 1211Λ （2-10） 2.泰森多边形法（垂直平分法） 首先在流域地形图上将各雨量站（可包括流域外的邻近站）用直线连接成若干个三角形,且尽可能连成锐角三角形,然后作三角形各条边的垂直平分线,如图2-9,这些垂直平分线组成若干个不规则的多边形,如图中实线所示。每个多边形内必然会有一个雨量站,它们的降雨量以i x 表示,如量得流域范围内各多边 形的面积为i f ，则流域平均降雨量可按下式计算: ∑∑====++++++=n i n i i i i i n n n x A x f F f f f x f x f x f x 112122111ΛΛ （2-11） 此法能考虑雨量站或降雨量分布不均匀的情况,工作量也不大,故在生产实践中应用比较广泛。 3.等雨量线法 在较大流域或区域内,如地形起伏较大,对降水影响显著,且有足够的雨量站,则宜用等雨量线法推求流域平均雨量。如图2-10所示,先量算相邻两雨量线间的面积i f ,再根据各雨量线的
数值i x ,就可以按下式计算: i n i i i f x x F x )2(111 ∑=++= （2-12） 此法比较精确,但对资料条件要求较高,且工作量大,因此应用上受到一定的限制。主要用于典型大暴雨的分析。
姓名： XXX 学号：XXXX 计算原理与方法 方法概述 在现代水文预报中，虽然大量使用流域水文模型，例如新安江模型、萨克门托模型、水箱模型和陕北模型等进行流域降雨径流预报。但是，不少生产单位，尤其是一些大型水库的管理单位，他们在长期的工作实践中已建立了一套适合于当地实际情况的经验性降雨径流预报方案。由分析计算得到的降雨量、流域蓄水量或前期影响雨量，按相关分析的方法，建立它们与径流深之间的相关图， 这些相关图反映了流域的产流规律。应用此相关图可以由降雨计算出相应的产流量。这种图一类是没有固定的数学模型，称之为经验的降雨径流相关图。 图1 降雨径流相关图 降雨径流经验关系曲线有各种形式，一般有产流量(f R =次雨量P ，前期影响雨量a P ，季节，温度)、)(0Q P f R a ，洪水起涨流量前期影响雨量=和考虑雨强的超渗式关系曲线形式。这里采1.2制作方法 1.2.1前期影响雨量a P 的计算 A P 若前一个时段有降雨量，即01>-t P 时，则 (11,,--+=t t a t a P P K P 若前一个时段无降雨时，即01=-t P ，则
1,,-=t a t a KP P (2) 式中：K 为土壤含水量衰减系数；1,-t a P 和t a P ,分别为前一个时段和本时段的前期影响雨量；1-t P 为前一个时段降雨量。 K 值可按下式计算： 1p E K WM =- (3) 1.2.2降雨径流相关图的绘制 根据计算出的流域平均降雨量P 和P 所产生的径流量R ，以及相应的前期影响雨量a P ，便可建立降雨径流相关图。由式),(a P P f R =建立起来的三变数降雨径流相关图的步骤如下： 根据已知模型参数b 、WM ，首先计算a 、WMM ，然后分别算出在不同的W 0（相应于Pa 按等差序列设定，如0、10、20、30、……、120mm ）和P 下的R 。 与流域蓄水量W 相对应的纵坐标a 为 1 1*[1(1)] + =--b W a WMM WM (4) 1= +WMM WM b (5) 当a P E WMM +-<时 1()()1b a P E R P E WM W WM WMM ++-?? =---+- ? ? ? (6) 当a P E WMM +-≥时 ()()R P E WM W =--- (7) 1.3实时预报方法 根据降雨过程及降雨开始时的a P ，首先累计各时段的降雨过程，在图上查出累计的净雨过程，然后将累计的净雨过程，两两相减，得到各时段的降雨所对应的时段净雨。若降雨开始时的a P 不在某一条等值线上，则用内插法查算。 由于在实时预报阶段要计算蒸发量E ，从而计算得到有效降雨量PE ，蒸发计算可采用一、二、三层蒸发模式计算法，本作业采用二层蒸发模式法，计算方法如下： 该模型把流域蓄水容量m W 分为上下二层，m WU 和m WL ，m W =m WU + m WL 。实际蓄水量也相应分为上下二层，t WU 和t WL ，t W =t WU +t WL 。并假定：下雨时，先补充上层缺水量，满足上层后再补充下层；蒸散发则先消耗上层的t WU ，蒸发完了再消耗下层的t WL 。上层按蒸散发能力蒸发，下层的蒸散发量假定与下层蓄水量成正比，即： 当t m t t E WU P ??≥+时 t t t t t m t EL EU E ,0EL ,E EU ??????+=== (8) 当t m t t E WU P ??<+时
组号183 B题、中国水坝对区域降水的影响1.摘要： 本文通过建立数学模型研究了中国水坝对区域降水影响问题。对于气象空间站分布不均匀，使得中国大陆平均降雨量不能直接计算，并且很难得到某地区非常准确的降雨量数字，我们采用根据距离加权来计算某一点的降雨量，根据距离它最近的m个点来计算该点的降雨量。在建立模型求解中，我们着重解决了以下问题：1、用matlab编程处理所给xls信息；2、借助c++实现我们做的模型，并进行稳定性测试。3、将算法移植到matlab上，解出精确度为1度的地图上的点的降雨量信息。4、借助matlab将中国地图大致范围求出。5、分析某地区的降雨量变化 声明：由于原始数据坐标问题，导致画出图像与真实情形相差太大，故借助matlab将错误数据更正。 2.问题重述 根据附件中的材料，研究中国水坝对区域降水的影响。 建立相应的数学模型，并解决的如下问题： 1.估计1951年——2008年中国大陆的年平均降水量； 2.估计1951年——2008年某一地区的年降水量，即给出某一地区 的经度和纬度，用所建模型计算出该地区的年降水量。按照你的 方法，估计水坝地区的降水量（1951年——2008年）。 3.研究中国水坝对区域降水的影响。（注：影响可能是多方面的。 可能会增加某地区的降水，也可能会减少另一地区的降水，还 可能会对某一地区的降水无影响。请大家从多个层面考虑这个问 题。）
3.基本假设 a)假设经过修改的数据真实可靠。 b)假设大坝是平均分布在全国各地的。 c)假设大坝没有因年代久远或水量过大而影响蓄水量，并且一直完好如初。 4.符号说明: m为距离任意点(x,y)最近的点的个数 未知点(x,y)的降雨量 为已知点的年平均降雨量 为第i个已知点第j年的降雨量 为m个最近点中第i个点与任意点(x,y)的距离 为第i个计算出来的点的降雨量， n为计算过的点的个数。 5.术语说明： 已知点预测：在验证求未知的是否准确的时候，假设一个离已知点很近的点为未知点，求出它的降雨量，与刚取的已知点比较，看差距大小。 下文提到的c++程序只有一个，就是附录3中给的 6.模型的建立与求解 6.1模型的建立： 由题目中附件3可以看出，气象站在全国并不是平均分布的，所以不能用加起来求平均值的方法，我们利用距离位权法建立了数学模型，以求出任意一点的平均降雨量。