第四章 年径流和多年平均输沙量的计算

K53
W5P W5D
W3 P W3 D
K125
W12P W12D
W5 P W5 D
【例4-1 】某河某断面有1961~1980年共20年的逐月径流资料，现拟在该 断面处兴建水力发电站，需要求出频率为90%的设计枯水年流量年内分配， 频率为10%的设计丰水年流量年内分配。
表4-1 某河某断面历年逐月平均流量（单位：m3/s）
根据工程 需要确定
水库：以灌溉期作为径流计算时段 水电工程：以枯水期作为径流计算时段
计算时段选定后，根据计算时段，将径流资料按水利年度重新进 行整理，构成新的径流计算系列。
第二节 具有实测径流资料时设计年径流的分析计算
二、设计年径流量的计算 频率计算（适线法）
（一）有较长实测径流资料时 1、计算点绘经验频率点 2、估算统计参数初值 3、适线：
2．同倍比法 先求设计年径流量WP与典型年的年径流量WD之比值Ky,
即
缩放倍比： Ky = Wp /WD （4-2） 以Ky乘典型年的逐月平均流量，即得设计年径流量过程。
3、同频率法（多倍比法） 将代表年各月（旬）的径流量分段按不同的倍比缩放，
使设计年径流年内分配的年及其它各个时段的径流量都 能符合设计频率。
气候因素
多年平均情况下： Y0 = H0 - E0
下垫面因素及 人类活动影响
气候因素 为主要因
素
第一节 概 述
（一）气候因素对年径流的影响
年降水量与年蒸发量对年径流量的影响程度，随流域所在地区不同而有差异。 湿润地区年降水量对年径流量起着决定性作用，干旱地区年降水和年蒸发都对年 径流量起着相当大的作用。
移用参证流域的年径流CV值时要求满足下列条件：①两站所控制的流 域特征大致相似；②两流域属于同一气候区。如果考虑影响径流的因素 有差异时，可采用修正系数K,则设计流域年径流深变差系数为
CVY设=KCVY参
（4－12）
K CVH设 CVH参
（4－13）
式中 CVH设、CVH参——设计流域及参证流域年降雨量的变差系数。 CVY设、 CVY参——设计流域及参证流域年径流深的变差系数。
在确定了年径流的均值、Cv，Cs后，便可借助于查用P-Ⅲ 型频率曲线表，确定设计频率的年径流值。
RP KP R
第三节 缺乏实测径流资料时设计年径流的分析计算
（二）水文比拟法
水文比拟法：将参证流域的某一水文特征量移用到设计流域上来的一种 方法。
1.多年平均年径流量的计算
（1）直接移用
当设计站与参证处于同一河流上下游，并且参证流域面积与设计流域面积 相差不大，或者两站不在一条河流上，但气候与下垫面条件相似时，可直 接移用参证站的多年平均年径流深到设计站，即
任务。
第一节 概 述
一、年径流及其特征 1、定义:在一个年度内，通过河流某一断面的水量，称为该断面以上流 域的年径流量。
2、表示方法： 年径流总量(万m3或亿m3)， 年平均流量(m3／s) 年径流深(mm) 年径流模数[m3 /（s﹒km2）]
日历年度 1—12月 年度 水文年度 以水文现象的循环规律来划分
如图
R 700 1 (800 700) 3
第三节 缺乏实测径流资料时设计年径流的分析计算
(2)如果设计流域面积较大，流域内通过多条年径流深等值 线，可以用面积加权法推求流域的平均径流深。
如图
R
R1
A1 A
R2
A2 A
Ri
Ai A
ห้องสมุดไป่ตู้ Rn
An A
300 350 A1 350 400 A2 400 450 A3 450 500 A4
课堂练习
4、某流域根据实测年径流系列资料，经频率分析计算（配 线）确定的频率曲线如图所示，则推求出的二十年一遇的设 计枯水年的年径流量为( d) 。
a、Q1 b、Q2 c、Q3 d、Q4 5、在设计年径流的分析计算中，把短系列资料展延成长系 列资料的目的是( c) 。 a、增加系列的可靠性； b、增加系列的一致性； c、增加系列的代表性； d、考虑安全。 6、某流域多年平均径流深等值线图如图所示，该流域的多 年ac平、、均yy00年==径yy流0031；深；y0db为、、(yy00b＝=) 。1y/032；（ y01 + y02+ y03）
=1.03
10%设计丰水年：
K1=608/620=0.98 K3-1=(1282-608)/(1407-620) =0.86 K12-3=(210×12-1282)/(200×12-1407)
=1.24
第三节缺乏实测径流资料时设计 年径流的分析计算
第三节 缺乏实测径流资料时设计年径流的分析计算
教学内容： 一、设计年径流量的推求 二、设计年径流年内分配的计算
R设= R参 （2）修正后移用
（4－8）
当两个流域面积相差较大，或气候与下垫面条件又有一定差异时，要将参 证流域的多年平均流量修正后再移用过来，即
第三节 缺乏实测径流资料时设计年径流的分析计算
Q设＝KRQ参 式中 KR——考虑不同因素影响时的修正系数。 如果只考虑面积不同的影响，则
（４－９）
KR
F设 F参
a、一定密切；
b、一定不密切；
c、在湿润地区密切； d、在干旱地区密切。
２、人类活动对流域多年平均降水量的影响一般（ c ）。
a、很显著；b、显著；c、不显著；d、根本没影响。
３、一般情况下，对于大流域由于下述原因，从而使径流的年际、
年内变化减小（ d ）。
a、调蓄能力弱，各区降水相互补偿作用大；
b、调蓄能力强，各区降水相互补偿作用小； c、调蓄能力弱，各区降水相互补偿作用小； d、调蓄能力强，各区降水相互补偿作用大。
第一节 概 述
三、设计年径流计算的目的和任务
计算目的：为满足国民经济各部门的需水要求，提供在设 计条件下所需要的年径流资料。
设计年径流的形式可归纳为两大类：
（1）设计的长期年、月径流系列；
（2）代表年的年径流量及其年内分配。
实际代表年 代表年
设计枯水年
设计代表年
设计中水年
设计丰水年
第二节 具有实测径流资料时 设计年径流的分析计算
第三节 缺乏实测径流资料时设计年径流的分析计算
3.年径流量偏态系数CS的估算 在实际工作中，常采用CS=2CV。
二、设计年径流年内分配的计算 查各省（区）水文手册、水文图集或水资源分析成果中各
分区的各种年型的典型分配过程。
课堂练习
一、选择题
１、径流是由降水形成的，故年径流与年降水量的关系（ c ）。
教学要求： 掌握缺乏实测径流资料时推求设计年径流量的等值线图
法和水文比拟法及设计年径流年内分配的计算方法。
第三节 缺乏实测径流资料时设计年径流的分析计算
一、设计年径流量的推求
QP K P Q
（一）等值线图法
CV,CS,P
第三节 缺乏实测径流资料时设计年径流的分析计算
1.多年平均径流深的估算
具有地理 分布规律
第四章 年径流的计算
第四章 年径流的计算
第一节 概 述 第二节 具有实测径流资料时设计年径流
的分析计算
第三节 缺乏实测径流资料时设计年径流 量的分析计算
第四章 年径流的计算
第一节 概 述
第一节 概 述
教学内容： 一、年径流及其特征 二、影响年径流的因素 三、设计年径流计算的目的和任务
教学要求： 了解年径流的概念、表示方法、特征、影响因素及计算
年径流影响因素
分区性因素 如：降水、蒸发 非分区性因素 如：流域面积
用等值线图推求缺乏资料的设计流域的多年平均径 流深时，先在图上描出设计流域的分水线，然后定出 流域的形心。
第三节 缺乏实测径流资料时设计年径流的分析计算
(1)在小流域中，流域内通过的等值线很少，甚至没有一 条等值线通过，可按通过流域形心的直线距离比例内 插法，计算流域平均径流深。
（一）资料的可靠性 审查时可以从径流资料的来源，资料的测验和整编方面，
以及资料的摘录有无问题进行检查，并通过上、下游和干、 支流水量平衡检查数据是否合理。 （二）资料的一致性
径流资料的一致性表现在流域气候条件和下垫面条件的 稳定性上。如一致性遭到破坏就必须对径流资料进行还原计 算。 （三）资料的代表性
水利年度 以水库蓄泄周期来划分的
第一节 概 述
3、年径流的变化特征 （1）年内变化
丰水期（洪水期）和枯水期， 或汛期与非汛期。 （2）年际变化 丰水年 中水年（平水年） 枯水年 （3）年径流的多年变化 丰水年组和枯水年组交替出现。
第一节 概 述
二、影响年径流的因素 闭合流域的水量平衡方程 Y= H - E - △W
第二节 具有实测径流资料时设计年径流的分析计算
教学内容： 一、年径流资料的审查 二、设计年径流量的计算 三、设计年径流量年内分配的计算
教学要求： 了解年径流资料审查的内容，掌握具有实测径流资料
时设计年径流和设计年径流年内分配的计算方法。
第二节 具有实测径流资料时设计年径流的分析计算
一、年径流资料的审查
第二节 具有实测径流资料时设计年径流的分析计算
三、设计年径流量年内分配的计算
计算方法：典型缩放法
典型年
设计年
同倍比法 同频率法
1．典型年的选择
典型年从实测径流资料中选择，并要求符合下述两条原 则。
（1)按水量相近的原则来选择，即选取年径流量与设计值 接近的年份。
（2)按对工程不利的原则来选择。
第二节 具有实测径流资料时设计年径流的分析计算
第二节 具有实测径流资料时设计年径流的分析计算
例如若要求设计最小1个月、最小3个月、最小5个月以
及全年的径流量（W1p、W3p、W5p和W12p)都符合设计 频率，则各时段的缩放倍比为
最小1个月的倍比
K1
W1P W1D
最小3个月其余两个月的倍比
K31
W3P W3D
W1P W1D
最小5个月其余两个月的倍比 全年其余7个月的倍比
枯
丰
同倍比法计算结果
90%设计枯水年： K90%=Qp/QD=106/104=1.02 10%设计丰水年： K =Q /Q =210/200=1.05
同频率法计算结果
90%设计枯水年：
K1=27/28=0.96 K3-1=(97-27)/(113-28) =0.82 K12-3=(106×12-97)/(104×12-113)
根据P-Ⅲ曲线与经验点的拟合情况，合理调整统计参 数，直至曲线与经验点配合最佳为止。
由最终得到的最佳拟合曲线上即可查得任一设计保证 率对应的设计年径流量。
第二节 具有实测径流资料时设计年径流的分析计算
（二）具有较短实测年径流资料时 通过设计断面年径流与其参证变量的相关关系展延年径流系
列的长度 ，再通过频率计算推求设计年径流量。 1、参证变量的选择 ①参证变量与设计断面径流量在成因上有密切关系。 ②参证变量与设计断面径流量有较多的同步观测资料。 ③参证变量的系列较长，并有较好的代表性。 2、年径流系列的展延 ①利用本站的水位资料延长年径流系列 。如图 ②利用上下游站或邻近河流测站实测径流资料。如图 ③利用年降水资料延长设计断面的年径流系列。如图
（二）下垫面因素对年径流的影响
流域下垫面因素包括地形、土壤、地质、植被、湖泊、沼泽和流域大小等。这 些因素对年径流的作用，一方面表现在流域蓄水能力上，另一方面通过对降水和 蒸发等气候条件的改变间接地影响年径流。
（三）人类活动对年径流及年内分配的影响
人类活动对年径流的影响，包括直接与间接两个方面。直接影响如跨流域引水， 间接影响如修建水库、塘堰等水利工程，旱地改水田，坡地该梯田，浅耕改深耕， 植树造林等措施，这些主要是通过改造下垫面的性质而影响年径流量。
式中 F设、F参——设计流域与参证流域的面积。
（４－１０）
如果考虑设计流域与参证流域上的多年平均降雨量的不同，但径流系数 接近时，其修正系数为
KR
H设 H参
（４－１１）
式中Ｈ设、Ｈ参——设计流域及参证流域的多年平均年降雨量。
第三节 缺乏实测径流资料时设计年径流的分析计算
2.年径流变差系数CV的估算
资料的代表性好坏，通常可通过其他长系列的参证资料来 作分析推断。如资料的代表性不够好这时就应当尽量应用相 关法插补展延系列，以提高系列的代表性。
第二节 具有实测径流资料时设计年径流的分析计算
二、设计年径流量的计算 计算时段的确定
计算设计年径流量时，一般要求年径流量及一些计算时段的径流 量达到指定的设计保证率。
2
A
2
A
2
A
2
A
第三节 缺乏实测径流资料时 设计年径流的分析计算
第三节 缺乏实测径流资料时设计年径流的分析计算
2.年径流Cv值的估算 年径流深的Cv值，也有等值线图可供查算，方法与年径流均
值估算方法类似。 3.年径流Cs值的估算
年径流的Cs值，可用水文手册上分区给出的CS与Cv的比值， 或是用Cs＝2Cv。