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第七章 设计年径流及其年内分配

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设计年径流与年内分配

设计年径流与年内分配


§7.3.3 设计年径流量推测
按不同起讫时间统计的年径流量系列所求得 的统计参数（均值、变差系数）值是不同，年径 流量均值误差在1%左右，变差系数误差约3%， 因此，以时历年统计的年径流量系列的统计参数 一般仍可用。
§7.3.3 设计年径流量推测
(2)设计年径流的推求及年内分配
①根据审查分析后的长期实测径流量资料，按工程要 求确定计算时段，对各种时段径流量进行频率计算， 求出指定频率的各种时段的设计流量值；
§7.3.1 计算步骤
长期资料时设计年径流计算基本步骤如下： 1.实测年径流资料的审查 2.设计年径流量的推求及年内分配
§7.3.2 水文资料的审查
(1)资料的可靠性审查
水位资料审查
检查原始水位资料情况并分析水位过程线形状， 了解观测质量，分析有无不合理现象。
水位流量关系曲线审查
检查水位流量关系曲线的绘制和延长方法，并分 析历年水位流量关系曲线的变化情况。
径流系数与径流模数
径流系数——任意时段内的径流深度R(或径流总量w)与同时 段内的降水深度x(或降水总量)的比值，称为径流系数。径流 系数α说明在降水量中有多少变成了径流，它综合反映了流 域内自然地理要素对降水——径流关系的影响。 径流模数——单位流域面积上单位时间所产生的径流量。单 位立方米/秒*平方千米。在所有计算径流的常用量中，径流 模数消除了流域面积大小的影响，最能说明与自然地理条件 相联系的径流特征。通常用径流模数对不同流域的径流进行 比较。
§7.2.3 人类活动
直接影响
间接影响
直接影响：跨流域引水直接减少（或增加）本流域的 年径流量。
间接影响：修水库、塘堰等水利工程，旱地改水田， 坡地改梯田，植树造林，种植牧草等措施，改变下垫 面性质，增加蒸发，使年径流量减小。§Fra bibliotek.3.1 基本概念
设计年径流及其年内分配

设计年径流及其年内分配

(3)年径流系列的代表性分析
样本接近总体的程度，即样本系列的大小，一般 系列越长，代表性越好。
周期性分析
与更长系列参证变量进行比较
§7.3.3 设计年径流量推测
(1)年径流量的起讫时间
时历年
以历法规定的时间为准，水文年鉴和水文特征统计 提供的年径流量一般以时历年的起讫时间划分。
水文年
以水文现象的循环作为年径流量计算的起讫时间， 从每年的汛期开始到下一年的枯水期结束为止， 对于春汛河流，应以上一年降雪开始月份作为计 算年径流的起讫时间。
§7.3.1 计算步骤
长期资料时设计年径流计算基本步骤如下： 1.实测年径流资料的审查 2.设计年径流量的推求及年内分配
§7.3.2 水文资料的审查
(1)资料的可靠性审查
水位资料审查
检查原始水位资料情况并分析水位过程线形状， 了解观测质量，分析有无不合理现象。
水位流量关系曲线审查
检查水位流量关系曲线的绘制和延长方法，并分 析历年水位流量关系曲线的变化情况。
K Q p / Q实
代表年的选择
（1）选取年径流量接近于设计年径流量的 代表年径流量过程线。
（2）选取对工程较不利的代表年径流过程 线。一般选取枯水期较长，且枯水期径流又 较枯的年份。
K Q p / Q实
径流量的年内分配
同倍比法
同频率法
成果合理性检查
对设计成果必须进行合理性认证，成果合
理性分析主要对参数进行合理性分析（ 、
7 4.63 7.15 7.35 5.20 19.40 5.55 6.90 6.12 25.40 10.50 42.70 12.00 24.20 3.40 10.20 31.70 14.40 10.60
月平均流量
第七章设计年径流及其年内分配-PPT课件

第七章设计年径流及其年内分配-PPT课件

减小。 （1）流域面积增大时，地下蓄水量相应加大； （2）随着流域面积的增加，流域内部各地径流的不 同期性愈加显著，所起的调节作用就更加明显。
§7.2.3 人类活动
直接影响 间接影响
直接影响：跨流域引水直接减少（或增加）本流域的 年径流量。 间接影响：修水库、塘堰等水利工程，旱地改水田，
坡地改梯田，植树造林，种植牧草等措施，改变下垫
转化关系
Q W /T
R WF /
M Q/ F
年径流变化特性
（1）地理分布不均
（2）年内变化 （3）年际变化
洪水期（汛期）
枯水期
丰水年
平水年 枯水年
Q (2 ~ 3 ) Q 0 丰
Q平 Q0
Q ( 0 . 1 ~ 0 . 2 ) Q 0 枯
丰水年组 枯水年组
§7.1.2年径流分析计算的目的
§7.2.2 下垫面因素
流域下垫面因素包括地形、植被、土壤、地质、湖泊、 沼泽、流域大小等。这些因素主要从两方面影响年径 流量：
（1）通过流域蓄水量变化值影响年将流量的变化；
（2）通过对气候因素的影响间接地对年径流量发生 作用。 地 形 湖 泊
流域大小
地 形
（1）山地对气流的抬升和阻滞作用，使迎风坡降
§7.3.3 设计年径流量推测
(2)设计年径流的推求及年内分配
①根据审查分析后的长期实测径流量资料，按工程要 求确定计算时段，对各种时段径流量进行频率计算， 求出指定频率的各种时段的设计流量值； ②在实测径流资料中，按一定的原则选取各种代表年。 对灌溉工程只选枯水年做代表年，对水电工程一般 选丰水年、平水年、枯水年三个代表年；
下游站的径流量应等于上游站径流量加区间径流量
§7.3.2 水文资料的审查
第7章 设计年径流

第7章 设计年径流


2、Cv等值线图查， Cv均值的位置与年 径流均值位置相同。
3、Cs/Cv=2~3，一般取Cs/Cv=2
二、水文比拟法
参证流域特征量
修正
设计流域
精度：流域的相似程度（尤其是下 垫面）
若参证站已有年径流设计值 ，则：
Q设p k1k 2Q参p
k1为面积修正系数 k2为年降雨量修正系数
A设 k1 A参
利用年降水资料展延（建立相关关系）
注意事项
1、平行观测资料不能太少（n≥15）
2、避免远距离资料的辗转相关问题
(1)不同站之间的问题 (2)同一个站不同量之间的问题
一定要在设计变量与参证变量之间 直接建立相关关系
注意事项
3、假相关问题
X、Y关系散乱
采用：(1) 资料组合x~y/x，x/y~y，xy~y， x/z~y/z关系较好——假相关，未降低误差 (2)作变换（函数）lnx~lny等 必须是原始变量直接相关
立在同一基础上。
代表性审查
1、年径流的周期性分析——直观 检验年径流系列是否包括了一个比较 完整的水文周期，即丰水年组、平水年组、 枯水年组，且丰、枯大致对称分布
代表性审查
2、与更长系列参证变量比较
⑴选参证变量：
①系列更长 ②与设计变量有成因联系 ③一般参证变量：同一流域的年降 水量（南方），气温（北方），也可以是其 它流域年径流量或其它变量
注意事项
4、外延幅度问题 系列外延的幅度不宜过大，一般不 超过实测系列的50％为宜
外延幅度≤|Xmax-Xmin|*50%
注意事项
5、插补项数问题 减缓了变化——使得Cv偏小
插补项数不能太多≤n/2
第四节 无资料时设计年径流计算
设计年径流量及年内分配的分析计算3

设计年径流量及年内分配的分析计算3

利用适线法，求得各个计算时段径流量的频率分布曲线， 并分析频率曲线的均值、离势系数、偏态系数是否合理。
第三步：设计时段径流量的计算
根据频率曲线，运用第七章中的公式（7-28），结合附表1，
即可推求出指定频率的设计年径流量，或指定频率的设计时段径
流量；
Qp Q(1 cv p )
……… (7-28)
41.6 11.8 58.0
57.4 17.1 23.9
31.7 14.4 10.6
5.86 14.3 12.4
6.56 3.84 6.26
4.55 3.69 8.51
2.59 4.67 7.30
1.63 5.16 7.54
1.76 6.26 3.12
2 21.6 2.03
13.2
1.62 1.80 3.87 3.06 8.48 5.30 2.36 9.00 3.57 3.80 8.76 8.89 5.21 11.1 5.56
某水库的18年间的年、月径流量资料如下表所示，用水流量q=3m3/s， 求该水库：
① 供水保证率分别为P=10%、P=50%、P=90%的设计年径流量； ② 最小3个月、最小5个月的设计时段径流量； ③ 用同频率法计算该水库的兴利调节库容。
表8-2 某水库历年逐月平均流量表
年份
1958～1959 1959～1960
下垫面条件调查分析——不同区域的情况差别比较大，尤其 在人口密集地区，下垫面受人类活动的影响非常大，例如流 域内的水库、大型灌区、退耕还林、坡耕地的梯田改造等。
实测径流的还原计算——如果径流过程受下垫面变化的影响 显著而不具备一致性时，需要对实测径流资料进行还原计算。 还原时要注意分析人类活动措施的不同发展时期和丰、平、 枯水年还原水量的变化情况。
径流及其年内分配

径流及其年内分配


月度分配
1 2
丰水月
在雨季或湿润季节，降雨量较多，产生大量径流。
平水月
在非雨季或干燥季节，降雨量较少，径流量相对 稳定。
3
枯水月
在极端干旱或无降雨的月份，径流量极小或为零。
日分配
高峰流量
低谷流量
在短时间内集中降雨或雪融水形成的 较大流量。
在长时间无降雨或雪融水形成的较小 流量。
平均流量
Байду номын сангаас
在一段时间内流量相对稳定，接近平 均水平。
地貌类型
不同的地貌类型对地表径流的产生和分布有显著 影响，如河流、湖泊、水库等。
海拔
海拔高低影响径流的产生和流向，海拔越高，降 雨量和径流量通常越大。
土壤因素
土壤质地
土壤质地影响地表径流的产生和 流向，沙质土壤容易形成地表径 流，而粘质土壤则能吸收更多的
水分。
土壤孔隙度
土壤孔隙度影响水分渗透和地表 径流的产生，孔隙度越大，水分 渗透越快，地表径流越不容易形
物吸收的水分越多，地表径流越不容易形成。
04
径流的利用与保护
水资源利用
生活用水
满足人们日常生活的用水需求， 如洗澡、洗衣、做饭等。
农业用水
用于灌溉农作物，保证粮食生产 。
工业用水
支持工业生产，如冷却设备、清 洗产品等。
生态用水
维护河流、湖泊等水体的生态环 境，保持水生生物的生存。
水资源保护
水质保护
费。
水价调控
通过合理的水价制度， 鼓励节约用水，抑制浪
费行为。
THANKS
通过污水处理、垃圾分类等方式，减少污水和垃圾对水质的污染。
水量保护
合理利用水资源，避免过度开采和浪费，保持水量的稳定。
设计年径流及其年内分配

设计年径流及其年内分配

❖ 在开始做某设计站的年径流分析计算时，首先要对径流资料 进行“三性”（可靠性、一致性、代表性）审查，这是本章的 一项重要内容，学习时一定要很好掌握。学习影响年径流的 因素，可以提高分析年径流问题的能力。
华南理工大学水利水电工程系黄国如
7.1 年径流变化及其影响因素
内容提要：
1、年径流与年径流量；2、径流的年际变化和年内 变化；3、径流变化的影响因素；4、年径流分析计算 的目的和内容
7.1.2 径流的年内变化和年际变化
（2）径流的年际变化
❖ 河川径流不仅在一年之内有较 大的变化，就是在年与年之间 的变化也是很大的。把年平均 流量较大的那些年份称为丰水 年，年平均流量较小的那些年 份称为枯水年，年平均流量接 近于多年平均值的那些年份称 为中水年，径流的这种变化称 为年际变化。
流量(m3/s)
华南理工大学水利水电工程系黄国如
绪论
❖ 年径流分析计算要求提供两种不同类型的成果：一种是长系 列年、月径流资料；另一种是代表年的月径流过程。在分析 计算这两种成果时，都有径流资料充足、径流资料不足和缺 乏径流资料三种情况。因此，年径流分析计算方法共有六种 ，要求掌握各类方法的原理和内容，以及相同和不同之处。
❖ 应用数理统计法进行年径流的分析计算时，一个重要的前提是年 径流系列应具有一致性。就是说组成该系列的流量资料，都是在 同样的气候条件、同样的下垫面条件和同一测流断面上获得的。 其中气候条件变化极为缓慢，一般可以不加考虑。
❖ 人类活动影响下垫面的改变，有时却很显著，为影响资料一致性 的主要因素，需要重点进行考虑。测量断面位置有时可能发生变 动，当对径流量产生影响时，需要改正至同一断面的数值。
华南理工大学水利水电工程系黄国如
7.3.5 实际代表年年、月径流量的选取
工程水文学第七章设计年径流计算PPT课件

工程水文学第七章设计年径流计算PPT课件


4
某河某年流量过程线图
5
6
7
8
7.1.2 工程规模与来水、用水、保证率的关系
水资源利用工程：水库蓄水工程、供水工程、 水力发电工程、航运工程、水景观工程等。
保证率：工程规划设计的目标不被破坏的年数占 运用年数的百分比。 计算任务：推求不同保证率的年径流量及其分 配过程。
9
7.1.3 水文计算任务
14
15
16
17
18
资料代表性审查
19
20
21
22
7.2.2 设计年、月径流量系列的选取
23
7.2.2 设计年、月径流量系列的选取
24
7.2.3 实际代表的年、月径流量
25
26
27
28
29
用
30
31
同倍比法采用按同一倍比对典型年径流过程线 的纵标值（流量值）进行缩放来推求设计年径 流过程线。
43
7.3 具有短期实测资料下设计年径流计算
目的：当设计站实测径流系列长度小于规 范所规定的长度，即不足30年或虽有30年确 不连续，一般要插补延长，以提高计算精度 及保证成果的可靠性。
延展年、月径流系列的方法常用相关分析 法。
44
45
46
47
48
49
50
7.4 缺乏资料时设计年径流计算
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
51
52
53
54
y设
p设 p参
y参
y月、设
y年、设 y年、参
设计年径流及其年内分配

设计年径流及其年内分配

详细描述
水文比拟法是一种基于水文相似性原理的设计年径流计算方法。它利用已建工程的水文资料，通过比拟分析，推 求拟建工程的设计年径流。该方法适用于缺乏水文观测资料或资料不全的情况，能够为工程设计提供较为可靠的 水文数据。
参数模型法
总结词
建立反映流域水文循环的数学模型，模拟年径流的生成过程，预测未来的年径流量。
设计年径流及其年内分配
• 引言 • 年径流概述 • 设计年径流计算方法 • 年内分配的特性 • 设计年径流年内分配计算方法 • 实际应用与案例分析 • 结论与展望
01
引言
主题简介
定义
01
年径流是指一年内某一流域或地区的水量，包括降水
、蒸发和径流等。
影响因素
02 年径流受到多种因素的影响，如气候、地形、土壤、
详细描述
由于降雨和蒸发主要受季风气候影响，因此 季度分配特性在不同地区表现出不同的特点。 在季风气候区，第一季度和第四季度径流量 较少，第二季度和第三季度径流量较多。而 在温带气候区，由于降水的季节性差异较小， 季度分配相对较为均衡。
季节性变化特性
总结词
季节性变化特性是指径流在一年中随季节的 变化规律。
计算方法包括流量历线法、水文比拟法、参数模型法等，根据水电站的水文条件、装机容量、运行方式 等因素选择合适的方法。
水电站设计年径流计算需要考虑水电站的发电效益、生态流量、防洪要求等因素，以制定科学合理的发 电调度方案。
07
结论与展望
研究结论
01
经过对年径流及其年内分配的研究，我们发现该地区年径流主要受到 气候、地形、土壤和植被等因素的影响。
土壤和植被
土壤类型和植被覆盖状况 对年径流的形成也有一定 影响，如土壤的渗透性和 植被的蒸腾作用。
设计年径流量及年内分配的分析计算

设计年径流量及年内分配的分析计算


计算目的：为确定工程规模的大小提供来水资料。 计算任务：推求不同保证率下的年径流量及其年内分配过程；
在水利工程的规划设计中，依据设计要求、可利用水文资料样本长度、 以及采用水利计算方法等的不同，要求提供的来水资料也有所不同，例如：

对于无调节性能的引水工程——提供历年（或代表年）的逐日 流量过程资料；
流量；
Q Q ( 1 c p v p)
……… (7-28)
第四步：代表年的选取 从实测的历年径流过程线中选择代表年的径流过程线应依据 以下原则： 选取年径流量接近于设计年径流量的代表年径流过程线；
实际代表年法是从实测年、月径流量系列中，选出一个实际的干旱 年作为代表年，用其年径流的分配过程直接与该年的用水过程相配合而
进行调节计算，从而求出调节库容，确定工程规模。
选出的年份称为实际代表年，该年的年、月径流量就是实际代表年 年、月径流量。 优点：操作简单，直观明晰
缺点：不一定符合设计保证率
一般应用于灌溉工程的设计
b. 代表段中须包括一个或几个完整的调节周期；
c. 代有段中的年径流量均值、离势系数须与长系列的相近。
第三步：用代表段的年、月径流过程来代表未来工程运行期间的年、 月径流量的变化过程。 优点：保证率的概念比较明确 缺点：对水文资料要求较高、计算工作量大。
一般应用于大型水利工程的规划设计
3.2 实际代表年法

对于有调节性能的蓄水工程——提供历年（或代表年）的逐月 （或旬）流量过程资料，供水利计算使用。
当具有长期实测径流资料时，水文分析计算的成果一般可分为以下 三种类型： ① 设计长期年的年、月径流系列——长期年法（长系列操作法、 时历法、综合法）；
②
③
实际代表年的年、月径流量——实际代表年法 ；
水文第七章 设计年径流

水文第七章 设计年径流


④由P-Ⅲ型理论曲线进行适线。 型理论曲线进行适线。 为适线的初值。 以矩法计算的 EX、 Cv和 Cs为适线的初值。 QP = Q(1+ Cv ⋅ ΦP ) 、
P(％) 0.01 P(％ φ QP 0.1 1 2 5 10 20 50 75 …
将此线画在绘有经 验点据的图上， 验点据的图上 ， 看 与经验点据配合的 情况，若不理想， 情况 ， 若不理想 ， 则修改参数(主要 调 整 Cv 以 及 Cs), 再 次进行计算。 次进行计算。
1 n Q = ∑Qi n i=1
1 n Cv = (Ki −1)2 ∑ n−1 i=1
Qi (Ki = ) Q
②样本由大到小排列，由期望公式确定的各项经验频率(分开处 样本由大到小排列，由期望公式确定的各项经验频率( 理方法) 理方法)。
m P= n +1
m——从大到小排队的序号； 从大到小排队的序号； 从大到小排队的序号 n——样本容量。 样本容量。 样本容量
1、可靠性审查 、 主要审查由于人为或天然原因造成的资料错误或时空不 合理现象。审查的具体内容一般包括： 合理现象。审查的具体内容一般包括：
1）水位资料的审查 ）
了解水位基准面的情况，水尺零点高程有无变化， 了解水位基准面的情况，水尺零点高程有无变化，检查施测 断面有无变动。 断面有无变动。
2）流量资料的审查 ）
第一节
一、年径流的特性 年径流的
概述
1、定义：在一个年度内，通过河流出口断面的水量，叫做该 、定义：在一个年度内，通过河流出口断面的水量， 断面以上流域的年径流量。 断面以上流域的年径流量。 年度：在水文计算中多指水文年，而不是日历年。所谓水 年度：在水文计算中多指水文年，而不是日历年。所谓水 文年是从每年雨季或融雪河水上涨的汛期开始，到次年枯 文年是从每年雨季或融雪河水上涨的汛期开始， 是从每年雨季或融雪河水上涨的汛期开始 水期终了为止。但水文年鉴中是按日历年统计的。 水期终了为止。但水文年鉴中是按日历年统计的。

年径流及其年内分配例析

年径流及其年内分配例析1、概况本水库位于广东省，地处南亚热带，属南亚热带典型的季风海洋气候，具有温暖多雨、光热充足、温差较小、夏季长、无霜期等气候特征。

冬季，蒙古高压势力强盛，极地大陆气团笼罩华南地区，气候干冷，睛天为主，春季（2～4月）大陆高压衰减，副热带高压西伸，温湿水汽开始流入，常出现梅雨天气；夏初南北气团进退不定，受西风带系统和热带系统共同作用，5～6月份有连续暴雨和特大暴雨，7～8月份随副热高压的北移，高压西北雨带也移至江淮一带，受热带季风影响，以热带气旋和热带低压形成的暴雨为本流域主要降雨过程，有些年份台风活动较少，雨量偏少，后汛期结束，气温高而出现干旱，9～11月东亚季风减弱，北方冷空气开始活动，天气晴朗少云，有些年份出现秋旱。

由于天气系统的影响，流域暴雨有明显的前后汛期之分。

每年4～6月份为前汛期，受西风带天气系统的影响，平均可发生10次暴雨过程。

降雨以锋面雨为主，虽然暴雨量级不大，但局地性较强，时程分配较集中，年最大暴雨强度往往發生在该时期内。

7～9月份为后汛期，受热带天气系统的影响，进入盛夏季节，降雨以台风雨为主，虽然暴雨时程分配较为均匀，但降雨范围广，总量大。

从年最大24h及3d雨量均值等值线来看，流域暴雨量自南向北呈递增趋势。

流域多年平均降雨量1823.6mm，最大年降雨量为2885mm，最小年降雨量为1157mm。

前汛期（4～6月）占年降雨量的48.1%，后汛期（7～9月）占年降雨量的33 2%，合计半年（4～9月）降雨量占全年的81.3%，形成丰、枯季节不均的状况。

水库坝址处控制集水面积92.3km2，主要任务为供水，兼顾防洪和发电，水库供水分为应急备用供水和常态供水。

水库建成于1976年，有人工观测水位、自记水位、蓄水量查算、人工观测降雨量、自记雨量、蒸发渗漏、出流量查算、反推入库流量、不定期进出库流量施测等观测项目。

具有1977年4月～2013年3月共36年的日径流量系列，该资料已经过有关水文部门的审查，符合可靠性、一致性和代表性要求。

设计年径流及其年内分配共73页文档

拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。1、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿

7 设计年径流

地形对于降水的影响主要表现在山地对水汽的抬升和阻滞作用， 使迎风坡降水量增大。增大的程度主要随水汽含量和抬升速度而 定。高程每增加100m，台湾省中央山脉年降水量平均增加 105mm；四川峨眉山年降水量平均增加42mm。 地形对蒸发也有影响。一般气温随地面高程的增加而降低，因而 使蒸发量减小。 高程的增加对降水和蒸发的影响，都导致年径流量增大。

2018/5/17 24
一、设计年径流量计算

（2）一致性审查：是指审查组成样本系列的每个资料是否 具有同一成因，也就是要确保组成系列的每个资料都是在 同样的气候条件、下垫面条件和同一测流断面上获得的。
目的：保证径流系列来自同一总体。 方法：气候条件—— 一般假定满足；
下垫面条件—— 一般不满足，“还原”或“还现”计算；
三种情况：具有长期实测径流资料
具有短期实测径流资料
无实测径流资料 有实测资料时采用方法：长系列法 代表年法 无实测资料时的方法：参数等值线图法 水文比拟法
2018/5/17
11
第二节 影响年径流的因素
研究影响年径流因素的意义： （1 ）通过对影响因素的分析研究，可以从物理成因方面去 深入探讨径流的变化规律； （2 ）在径流资料短缺时，可以利用径流与有关因素之间的 关系来推估径流特征值。 如何确定影响年径流的因素：
第七章

年径流分析与计算

研究对象： 年径流 设计年径流 研究内容： 年径流变化及其影响因素 设计年径流分析计算 设计年径流的年内分配
2018/5/17
1
第七章
年径流分析与计算

研究目的：
年径流的分析计算是为水利水电工程的规划设计 服务的，年径流分析计算成果与用水资料配合，进行 水库调节计算，便可求出水库的兴利库容。 年径流分析计算成果还是水资源评价的重要依据， 也是制定和实施国民经济计划的重要依据之一。

工程水文学第4版第7章 设计年径流分析 图文 课件

当年水量相同时，年的径流年内分 配将影响库容的大小。
对于不同的年份，因来水与用水有 不同的组合，则各年所需的库容也不相 同。
考虑到工程规模大小与其投资的关系，因此必须分析工程规模、来水、用水、 保证率四者之间的关系。
设计保证率即是设计标准，是指工程规划设计的既定目标不被破坏的年数占运 用年数的百分比，它反映了水资源的利用程度。
日历年—从每年的1月1日～12月31日为止； 水文年—根据水文变化规律对年进行划分，以 每年汛期开始到下一年的枯水期结束为止； 水利年—以兴利为目的对年进行划分，从每年 水库蓄水开始到下一年的水库放空水结束为止。
四、具有长期实测径流资料时设计年径流计算
2、设计年、月径流量系列的选取
（1）选取的步骤 1）实测径流系列经过审查和分析后，按水利年排列为一个新的年、月径流
五、具有短期实测径流资料时设计年径流计算
2、利用降雨资料展延
（1）以年降雨径流相关展延年降雨量
以年为时段的闭合流域水量平衡 方程：
R年 ? P年 - E年 - ? W年
对于湿润地区，降雨与径流之间 相关关系较好；对于干旱地区，降雨 与径流之间关系微弱，很难定出相关 线，插补的资料精度较低。
（2）以月降雨径流相关法展延年、月径流量系列 月降雨径流关系很差，定线困难，精度不高。
系列； 2）从这个长系列中选出代表段的年月径流系列。代表段应包括有丰水年、
平水年、枯水年 ，并且有一个或几个完整的调节周期；代表段的年径流量均值、 离势系数应与长系列的相近。
3）用这个代表段的年、月径流量系列来预估未来工程运行期间的年、月径 流量变化。这个代表段就是水利计算所要求的所谓“设计年、月径流量系列”。
在一个年度内，通过河流出口断面的水量，叫做该断面以上流域的年径流量， 它可用年平均流量Q(m3/s)、年径流总量W(m3)、年径流深R(mm)或年径流模数 M(m3/s.km2)表示。
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学习要求：
1、了解为什么要对年径流系列进行“三性”审查；2、 掌握年径流系列一致性遭破坏的原因和改正原则；3、掌 握年径流系列的代表性分析方法；4、掌握年径流频率分 析计算方法及其特点；5、了解年径流的年内分配方法
华南理工大学水利水电工程系黄国如
7.3.1 概述
❖ 所谓长期年径流系列是指设计代表站断面或参证流域 断面有实测径流系列，其长度不小于规范规定的年数 ，即不应小于30年。如实测系列小于30年，应设法将 系列加以延长；如系列中有缺测资料，应设法予以插 补；如有较明显的人类活动影响，应进行径流资料的 还原工作。
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7.3.2 年径流系列的“三性审查”
（1）年径流系列的可靠性审查
径流资料是通过测验和整编取得的，因此，可靠性审查应从审查测 验方法、测验成果、整编方法和整编成果着手。一般如下：
水位资料的审查：检查原始水位资料情况并分析水位过程形状，从 而了解当时观测质量，研讨有无不合理的现象。
泽和流域面积等。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。
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7.3 具有长期实测资料时设计年径流量的分析计算
内容提要：
1、年径流系列的“三性（可靠性、一致性、代表性）” 审查；2、年径流的频率计算；3、年径流的年内分配
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7.2 影响年径流的因素
（3）气候因素对年径流的影响 ❖ 在气候因素中，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。湿润地区和干旱地区 的影响不同，应区别对待。
（4）流域下墊面因素对年径流的影响 ❖ 流域下墊面因素包括地形、土壤、地质、植被、湖泊、沼
7.1.2 径流的年内变化和年际变化
（2）径流的年际变化
❖ 河川径流不仅在一年之内有较 大的变化，就是在年与年之间 的变化也是很大的。把年平均 流量较大的那些年份称为丰水 年，年平均流量较小的那些年 份称为枯水年，年平均流量接 近于多年平均值的那些年份称 为中水年，径流的这种变化称 为年际变化。
流量(m3/s)
40
岳城
30
20
10
0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 年份
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7.1.3 年径流分析计算的目的和内容
（1）年径流分析计算的目的
❖ 年径流分析计算是水资源利用工程中最重要的工作之一。设计年径流是 衡量工程规模和确定水资源利用程度的重要指标。推求不同保证率的年 径流量及其分配过程，就是设计年径流分析计算的主要目的。
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7.3.5 实际代表年年、月径流量的选取
❖ 实际代表年法就是从实测年、月径流量系列中，选出一个实际的干 旱年作为代表年，用其年径流量分配过程直接与该年的用水过程相配 合而进行调节计算，求出调节库容，确定工程规模。选出的年份就称 为实际代表年，其年、月径流量，就是实际代表年年、月径流量。 ❖ 用这种方法求出的调节库容，不一定符合规定的设计保证率。但由 于曾经发生的干旱年份给人以深刻的印象，认为只要这样年份的供水 得到保证，就达到修建水库的目的了。实际代表年法在小型灌溉工程 的设计中得到广泛应用。
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绪论
❖ 年径流分析计算要求提供两种不同类型的成果：一种是长系 列年、月径流资料；另一种是代表年的月径流过程。在分析 计算这两种成果时，都有径流资料充足、径流资料不足和缺 乏径流资料三种情况。因此，年径流分析计算方法共有六种 ，要求掌握各类方法的原理和内容，以及相同和不同之处。
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7.3.3 年径流量分析计算的年度选择
❖ 日历年度：当年径流资料经过审查、插补延长、还原计算和资料一致性 和代表性论证以后，应按逐年逐月统计径流量，组成年径流系列和月径流 系列。这些数据绝大部分可从《水文年鉴》上直接引用，但须注意《水文 年鉴》上刊布的数字是按日历年分界的，即每年l-12月为一个完整的年份。 ❖ 水文年度：在计算流域水量平衡关系时，最好采用水文年度。一个水文 年度内的径流应该是该水文年度的降水所产生的。 ❖ 水利年度：在水资源利用工程中，为便于水资源的调度运用，常采用水 利年度，有时亦称为调节年度。它不是从 1月份开始，而是将水库调节库容 的最低点 ( 汛前某一月份，各地根据入汛的迟早具体确定 ) 作为一个水利年 度的起始点，周而复始加以统计，建立起一个新的年径流系列。 ❖如果系列长度较长，以上三种年度计算得到的结果很接近。
7.2 影响年径流的因素
（1）分析和研究影响年径流的因素的目的
❖ 为了深刻认识年径流及其变化规律，就必须从物理成因 方面去分析和研究影响年径流的因素，尤其在径流资料 短缺时，显得更为重要。
❖ 当具有短期实测径流资料时，常常需要建立年径流量与 有关因素之间的相关关系来展延年径流系列；当缺乏径 流资料时，常用水文比拟法或等值线图法来推估年径流 量，上述情况都要分析影响年径流的因素。
水位流量关系曲线的审查：检查水位流量关系曲线绘制和延长的方 法，并分析历年水位流量关系曲线的变化情况。
水量平衡的审查：根据水量平衡原理，上、下游站的水量应该平衡 ，即下游站的径流量应等于上游站径流量加区间径流量。
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7.3.2 年径流系列的“三性审查”
（2）年径流系列的一致性审查
❖ 设计保证率：水资源利用工程包括水库蓄水工程、供水工程、水力发电 工程和航运工程等，其设计标准，用保证率表示，反映对水利资源利用 的保证程度，即工程规划设计的既定目标不被破坏的年数占运用年数的 百分比。
❖ 破坏率：水资源利用程度，在分析枯水径流和时段最小流量时，还可用 破坏率，即破坏年数占运用年数的百分比来表示，在概念上更为直观。
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7.3.6 设计代表年年径流量及年内分配的计算
❖ 水利工程的使用寿命很长，达到几十年甚至数百年，通过成因 分析途径预报未来不可能。采用水文统计方法研究年径流量变化的 统计规律。 ❖ 假定年径流量是简单的独立随机变量时，年径流量系列即可作 为随机系列，实测年径流量系列则为年径流量总体的一个随机样本 。未来运行期间的年径流量系列也是总体的一部分。可以由n年实 测年径流量系列求得的分布函数推断总体分布，并作为未来的工程 运行期间年径流量的分布函数。
❖ 在开始做某设计站的年径流分析计算时，首先要对径流资料 进行“三性”（可靠性、一致性、代表性）审查，这是本章的 一项重要内容，学习时一定要很好掌握。学习影响年径流的 因素，可以提高分析年径流问题的能力。
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7.1 年径流变化及其影响因素
内容提要：
1、年径流与年径流量；2、径流的年际变化和年内 变化；3、径流变化的影响因素；4、年径流分析计算 的目的和内容
华南理工大学水利水电工程系
（1）根据长期实测径流量资料，按要求确定计算时段，对各种计 算时段径流量进行频率计算，求出各种指定频率下的各种时段的设 计流量值。 （2）在实测径流资料中，按一定原则选取各种代表年。对于灌溉 工程只选枯水年作为代表年；对水电工程选择丰、平、枯水三个代 表年。 （3）求设计时段径流量与代表年的时段径流量的比值，对代表年 的径流过程按此比值进行缩放，即得到设计的年径流过程线。
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7.3.2 年径流系列的“三性审查”
（3）年径流系列的代表性审查
❖ 年径流系列的代表性，是指该样本对年径流总体的接近程度，如接近程度较高，则系列 的代表性较好，频率分析成果的精度较高，反之较低。
❖ 样本对总体代表性的高低可以理解为样本分布参数与总体分布参数的接近程度，可通过 对二者统计参数的比较加以判断。但总体分布是未知的，无法直接进行对比，只能根据 人们对径流规律的认识以及与更长径流、降水等系列对比，进行合理性分析与判断。常 用的方法如下： （1）进行年径流的周期性分析 对于一个较长的年径流系列，应着重检验它是否包括了一个比较完整的水文周期， 即包括了丰水段(年组)、平水段和枯水段，而且丰、枯水段又大致是对称分布的。 （2）与更长系列参证变量进行比较 参证变量系指与设计断面径流关系密切的水文气象要素，如水文相似区内其他测站 观测期更长，并被论证有较好代表性的年径流或年降水系列。
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7.3.4 设计年、月径流量系列的选取
❖ 将实测径流系列经过审查和分析后，再按水利年度排列为一个新的年、 月径流系列。然后，从这个长系列中选出代表段，代表段中应包括有丰、 平、枯水年，并且有一个或几个完整的调节周期，代表段的年径流量均值 、离差系数应与长系列的相近。用这个代表段的年、月径流量过程来代表 未来工程运行期间的年、月径流量变化。这个代表段就是水利计算所要求 的所谓“设计年、月径流系列”。 ❖ 有了设计条件下的历年逐月径流过程和用水过程，就可以逐年进行来水 、用水平衡计算，求得逐年所需的库容值。V1，V2，….，Vn。，设计保证 率p得到设计库容值Vp，确定水库工程规模。称为长系列法。 ❖ 该方法的特点是概念明确，但水文资料要求较高，必须提供设计年、月 径流量资料。计算工作量太大，一般不用该法。
学习要求：
1、要掌握径流与径流量、年径流与年径流量、 设计保证率与破坏率等的基本概念；
2、了解径流的年际变化和年内变化、径流变化的 影响因素、 年径流分析计算的目的和内容。
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7.1.1 年径流与年径流量
（1）径流与径流量
❖ 在河槽里运动的水流叫做河川径流，简称径流。 在一定时段内，通过河流某一断面的累积水量称为径流 量，记作W (m3)；也可以用时段平均流量Q(m3/s)、流域 径流深R(mm)或流域径流模数 M (mm/km2)、(m3/s)来表 示。径流量与流量的关系为：