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年径流分析与计算ppt课件

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年径流分析与计算

年径流分析与计算
• 3、根据误差理论，估计水文计算中的随机误差范 围。
【实例】某水库坝址处已得 18年的年径流资料。试求年 设计流量。工程要求设计标 准：丰水年P=10%、平水年 P=50%、枯水年P=90%。
水文上： F(x) P(X x)
大于或等于某个值发生的可能性
18年
总体
年份 年平均流量
1-58-1959
通过水文分析计算提供的来水资料，按设计要求，有三
种类型： （1）设计长期年的年、月径流系列；Q
（2）实际代表年的年、月径流量；
（3）设计代表年的年、月径流量。
月
来水资料的分析计算一般有三个步骤: (1) 应对实测径流资料进行审查； (2) 推求设计年径流量； (3) 用代表年法推求径流年内分配过程。
水文统计的任务
• 水文统计的任务就是研究和分析水文随机现象的 统计变化特性。并以此为基础对水文现象未来可 能的长期变化作出在概率意义下的定量预估，以 满足工程规划、设计、施工以及运营期间的需要。
• 1、根据已有的资料（样本），进行频率计算，推 求指定频率的水文特征值；
• 2、研究水文现象之间的统计关系，应用这种关系 延长、插补水文特征值和作水文预报；
一、水文资料的审查
水文资料是水文分析计算的依据，它直接影响着工程设计 的精度。因此对所使用的水文资料必须慎重审查。审查内容 包括鉴定年径流量系列的可靠性、一致性和代表性。
1.资料可靠性审查
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。 （水位资料审查、水位流量关系曲线审查、水量平衡审查） 水量平衡、上下游关系等。
2.资料一致性审查
应用数理统计法的前提是要求统计系列具有一致性，既要 求组成系列的每个资料具有同一成因，不同成因的资料不得 作为一个同一系列。只要下垫面条件变化不是非常显著，可 认为径流系列具有一致性。（还原计算）

第三章 设计年径流分析计算

第三章 设计年径流分析计算

【例】某水库具有18年的年、月径流资料，见下表。 设计保证率p=90%的年最小3个月、最小5个月的设 计径流量见表2，求设计年内分配过程。
1.频率计算
某水库时段径流量频率计算成果（p=90%）
时段
均值
Cv
Cs/Cv
Qp
12个月
131
0.32
2
81.8
最小5个月 18
0.47
2
8.45
最小3个月 9.1
4、相关线反映的是平均情况下的定量关系。
【例】
资料情况及测站如表和图所示，现拟在C处 建一座水库，试简要说明展延C处年径流系列的 计算方案。
C
D
A
B
F
Q
A
3600
1952-1985
B
1000 1958-1985
C
2400
1976-1985
D 72500 1910-1985
例1：已知某流域年径流量R和年降雨量P同期系列呈 直线相关，
二、设计代表年年径流量的年内分布计算
1.代表年的选择
对于灌溉工程，灌 溉枯水期比较枯的年份；
从实测径流资料中选择代表年，对选可于择按枯水下水利述期工原较程则长而。、言枯，水应
1.选取年径流量与设计年径流量相期接比近较枯的的年年份份作。为代表年。
2.选取对工程较为不利的年份作为代表年。
2.径流年内分配计算
定的，即在规划设计阶段要分析工程规模、来水、用 水、保证率四者之间的关系，经过经济技术比较来确定
工程规模。
三、水文计算任务
设计年径流量是指相应于设计保证率的年径流量。设计保 证率需根据各用水部门的设计标准确定。
计算的具体任务是：分析研究年径流量的年际变化和年内分 配规律，提供工程设计的主要依据-----------来水资料。

第5章 年径流分析与计算

第5章 年径流分析与计算
• 可采用间接的方法推求设计年径流量系列 的三个统计参数 以及径流量年内 分配。常采用： x 、C 、C Q v s p
设计年内分配
• 量及年内月分配的计算 z 等值线图法 z 水文比拟法 z 经验公式法
一
海河流域多年平均径流深等值线图 (单位： mm)
二
三
四
P和z是主要影响因素
影响年径流的因素 1.气候：P, Z 2.下垫面因素：地形、地质、土壤、植被、湖泊 3.人类活动，水库、南水北调 500 亿 m3/a、 造林植草、水土保持
径流年内分配的影响因素
R月 P月 E月 W月
汛期：P月起决定性作用
枯季： W月起决定性作用
枯水期径流量的影响因素
（3）设计年径流的时程分配 在设计年径流量确定以后，参照本流域 或参证流域代表年的径流分配过程，确定年 径流在年内的分配过程。 （4）分析成果的合理性检查 包括检查分析计算的主要环节，与以往 已有设计成果和地区性综合成果进行对比等 手段，对设计成果的合理性作出论证。
常见的水文资料情况
具有长期实测径流资料
一
五、相关法展延系列时必须注意的问题 1、相关图的点据必须如实标明。
2、设计变量与参证变量同步观测项数不得太少。
3、关系线外延不能超出实测资料范围以外太远。 4、插补的项数以不超过实测值的一半为好。
一、
二
第四节 缺乏实测径流资料时设计年径 流量及年内分配的分析计算
前一时期的流域蓄水量
枯水期的径流量枯水期的降水来自影响流域蓄水量的因素，都影响枯水径流。
年径流的分析计算目的和任务
目的
根据来水及用水，确定水利水电工程规模大小
任务
①提供长期的年月径流系列 ②提供设计代表年的年径流量及月径流过程 工程的设计标准用保证率表示，它反映水资源利 用的保证程度。即水资源工程规划设计的目标不被 破坏的年数占运行年数的比值。

第4章 年径流分析和计算

第4章 年径流分析和计算

例题2：某河某断面具有1971～1990年共20年逐月径流 系列。因规划设计工作需要，拟推求频率P1=90％的枯水 典型年、频率P2=50％的中水典型年，以及频率P3=10％ 的丰水典型年的年径流量和径流年内分配。
解:
1 、资料审查 确认已有实测资料满足可靠性、一致性、代
表性要求。 2 、按照径流年内变化情况，取每年6月至次年5 月为水文年，将原实测径流资料整理为19年系列， 列入表中。
（4）流域大小与形状
流域面积大时，地面和地下径流的调蓄作用都强， 同时大河的河槽下切深，地下水补给量大，加之流域内 部各部分径流状况不易同步，使得大流域径流年际和年 内差别较小，径流变化平缓。
流域形状不同，汇流情况不同。如流域形状狭长时 ，汇流时间长，相应径流过程线较为平缓，而支流呈扇 形分布的河流，汇流时间短，相应径流过程线则比较陡 峻。
某河某断面历年逐月平均流量 (单位：m3／s)
年度
月份
1971~1972 1972~1973 1 2 3 4 5 年 平 均
149 278 168 176 122 72.0 50.0 43.6 28.0 41.4 56.0 65.0 104 152 229 323 144 191 84.0 35.8 29.4 25.1 25.1 50.0 89.5 115 …………………………………
1989~1990 190 248 553 286 204 106 65.4 46.9 33.8 51.8 78.4 163 169
平均值
250 330 208 253 150 103 60.8 50.7 41.7 38.1 109 136 153
3 、选择典型年 对表中所列各年平均流量进行频率计算，分别
（2）植被

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4章 年径流分析和计算-文档资料

第4章 年径流分析和计算-文档资料
第4章 年径流分析与计算
学习指导
目标： 1. 明确年径流分析计算的目的和任务； 2．掌握具有径流资料和缺乏径流资料的年径流分析计算；
重点：
1．年径流分析计算的任务； 2．影响年径流的因素； 3．具有较长期径流实测资料时的年径流分析计算 4. 具有短期径流实测资料时的年径流分析计算 5. 缺乏径流实测资料时的年径流分析计算
3、年径流特征 （1）地区性变化 我国年径流深变化的总趋势是由东南部向西北部递减。按 照多年平均情况，浙江、福建、以及云南和西藏东南部，年径 流深大于800 mm。东北东部、长江流域大部、淮河流域大部、 台湾、广东和安徽、江西、湖南、广西的部分地区、黄河中上 游部分地区、西藏部分地区，年径流深在200 mm至800 mm之 间。东北大兴安岭、三江平原、华北平原大部、燕山和太行山 脉青藏高原中部和新疆西部，年径流深在50 mm至200 mm之间。 东北辽河上中游地区、内蒙古高原南部、黄土高原大部、青藏 高原北部，年径流深在l0mm至50mm之间。内蒙古高原大部、 河西走廊、柴达木盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地，年径流深 小于10 mm。
2、下垫面因素
流域的下垫面因素可能直接对径流产生影响，也可能 通过影响气候因素间接地影响流域的径流。 （1）地形
流域地形特征包括地面高程、坡度等。流域地形主要通 过影响气候因素对年径流发生影响。比如，山地对于水汽 运动有阻滞和抬升作用，加之随着高程增加，蒸发量减少， 使山脉的迎风坡降水量和径流量大于背风坡。而且，在一 定范围内，随着高程增加，气温降低，降水量增大，蒸发 量减少，也使径流量增大。同时，流域的地形对流域汇流 有直接影响。如流域地形陡峻，河道比降大，汇流时间短， 会减少产流中的损失，使径流量增大。
（3）径流深度：Y=W/1000F ， W：m3 ，F：km2 （4）径流模数： M=103Q/F M： L/s.km2计， Q：m3/s，F：km2 （5）径流系数：=Y/X≤1.0 Y、X的单位均为mm。 说明：年径流包括径流量和径流年内分配两方面 。

第五章 设计年径流分析与计算


3、年径流的频率分析
水文要素频率分析的通用方法，在前面已有详 细阐述，此处重点针对年径流的特点，补充介绍 一些应予注意的事项。 （1）、年径流的年度选择 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，应按逐年逐月统计其 径流量，组成年径流系列和月径流系列。这些数 据绝大部分可自《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。
第五章 设计年径流分析与计算
§5.1 概述
§5.2 影响年径流及其年内分配的因素
§5.3 具有实测径流资料时设计年径流及年
内分配分析计算
§5.4 缺乏实测资料时分析计算
5.1 概述
研究内容：年径流，设计年径流；输沙量，多年平 均输沙量。 研究对象：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；枯水流量分析计 算；多年平均输沙量的估算。 研究目的：年径流及年输沙量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 与用水资料相配合，进行水库调节计算，便可求出 水库的兴利库容；多年平均输沙量计算成果为水库 死水位的选择提供了重要依据。同时，年径流分析 计算成果是进行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。
3、水文比拟法 对缺乏实测径流资料的设计流域，其设计年径 流的时程分配，主要采用水文比拟法推求，即将 水文相似区内参证站各种代表年的径流分配过程， 经修正后移用于设计流域。先求出参证站各月的 径流分配比 ，遍乘设计站的年径流，即得设计 年径流的时程分配。月径流分配比按下式推求： ai=yi/Y 式中 ai -- 参证站第i月的径流分配比，％； yi-- 参证站第i月的径流量，m3； Y -- 参证站年径流量，m3。

年径流分析与计算


中国1km×1km数字降水图
5-1 概述
➢ （3）径流的地区变化
多水带：年径流深为 800～200mm以上，主要 分布于东北东部山地、淮 河至秦岭以南的长江中下 游地区，云南、广西大部
以及西藏东部。
200
200
400
200
400
800
800
(mm) <200 200-400 400-800 800-1000 >1000
5-1-2 影响年径流的因素
2、下垫面因素对年径流量的影响
（3）土壤和地质
土壤的结构和透水岩层的厚度，直接影响地下水储量的大 小和调节能力的大小，因此影响年径流的年内分配过程。
（4）湖泊和沼泽
湖泊（包括水库在内）一方面通过蒸发的影响而间接影响 年径流量的大小，另一方面通过对流域蓄水量的调节而影 响年径流量年际的变化。
5-1-3 设计年径流分析与计算的任务
➢（2） 工程规模与来水、用水、保证率的关系
在枯水年份 ，降雨量小， 河流中水量也较枯，并 且由于气温高，蒸发大， 耗水很多，作物要求的 灌溉水量却很大，来水 与用水的矛盾就很突出。 为了满足这种枯水年份 的灌溉要求，水库的库 容就要大得多。
5-1-3 设计年径流分析与计算的任务
中国1km×1km数字降水图
➢ （3）径流的地区变化
5-1 概述
根据年径流深等值线图，全国划分5个带：
丰水带：年径流深在 800mm以上，主要分布 于东南沿海以及西藏东
部和云南西南部。
200
200 200
400 800
400 800
(mm) <200 200-400 400-800 800-1000 >1000

第五章 年径流分析与计算


设计年、月径流量系列的选取
① 实测径流系列经审查和分析后，按水利年度排列为 一个新的年、月径流系列。
② 从这个长系列中选出代表段。 代表段应包括有丰、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、离势系 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，也就是水利计算所要求的“设计 年、月径流系列”。
工程规模与来水、用水、保证率的关系
水利工程的规模大小不同，其调节能力不同。水 利工程的规模如何确定？现以确定灌溉水库的库 容为例，说明如下： 可见在两年当中，对于丰水年所
需要的库容要小，且供水时间会 很短；而对于枯水年则情况相反。
2020/9/6
注意：对于年来水相等而年内分配过程不相同，所需 库容是有差别 。
对更长系列（参证变量）的要求：设计变量与参证变量的时 序变化具有同步性；参证变量的长系列本身具有较高的代 表性。
为了检验径流系列的代表性，可选择与设计变量有成因联系、 具有长系列的参证变量（例如具有更长系列的邻近流域的 年径流量）来进行比较。
在实际工作中如选不到恰当的参证变量时，也可通过历史旱 涝现象的调查和气候特性的分析，来论证年径流量系列的 代表性。
2020/9/6
➢ 资料一致性审查
一致性即要求组成系列的每个资料具有同一成因。 年径流量系列的一致性是建立在气候条件和下垫面条件的稳 定性上的。当气候条件或下垫面条件有显著的变化时，资料 的一致性就遭到破坏。一般认为气候条件的变化极其缓慢， 可认为是相对稳定的；但下垫面条件却可由于人类活动而迅 速变化，需进行还原计算。 径流系列的还原计算是一个复杂的问题，可参考专门文献。 一般说来，只要下垫面条件的变化不是非常显著，可以认为 径流系列具有一致性。

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
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资料代表性审查
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21
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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
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26
27
28
29
用
30
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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。
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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
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y设
p设 p参
y参
y月、设
y年、设 y年、参
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1
目标：不同实测水文资料时的设计年径流计算 重点：有实测资料时设计年径流的分析计算
精选课件
2
§5-1 概述
一、年径流与设计年径流 1．年径流：在一年内通过河流某一断面的径流过程，流过 的总水量，称该断面流域的年径流量 2．设计保证率：用水得到满足的保证程度，常以保证供水年 数占总年数的百分数表示，例如=95%，指平均100年间有 95年用水得到保证 3. 设计年径流：作为工程设计依据的长期的河流来水过程， 包括多年平均的年径流量、设计年径流量（符合设计保证 率的年径流量）及其年内分配
（1）地形
地形主要通过对气候因素——降水、蒸发、气温的影响， 间接对年径流量发生作用。
中国1km×1km数字降水图
精选课件
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➢ （3）径流的地区变化
5-1 概述
干涸带：年径流小于
10mm，主要分布于内
蒙古高原阿拉善高原，
200
河西走廊，柴达木盆地、
准噶尔盆地，塔里木盆
地、吐鲁番盆地等。
200
(mm) <200 200-400 400-800 800-1000 >1000
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中国1km×1km数字降水图
精选课件
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5-1 概述
➢ （3）径流的地区变化
多水带：年径流深为 800～200mm以上，主要 分布于东北东部山地、淮 河至秦岭以南的长江中下 游地区，云南、广西大部
以及西藏东部。
200
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(mm) <200 200-400 400-800 800-1000 >1000
中国1km×1km数字降水图
精选课件
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5-1 概述
➢ （3）径流的地区变化
过渡带：年径流深为 200～50mm，主要分布于 松嫩平原一部分，三江平
200
原，辽河下游平原，华北 平原，山西、陕西大部， 青藏高原中部，祁连山区，
200
新疆西部地区。
(mm) <200 200-400 400-800 800-1000 >1000
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400
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中国1km×1km数字降水图
精选课件
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➢ （3）径流的地区变化
5-1 概述
少水带：年径流深为 50～10mm，主要分
布于松嫩平原中部，辽 河上游，内蒙古高原南 缘，黄土高原大部，青 藏高原北部、西部的部
分低山丘陵区。
200
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400
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(mm) <200 200-400 400-800 800-1000 >1000
中国1km×1km数字降水图
精选课件
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➢ （3）径流的地区变化
5-1 概述
根据年径流深等值线图，全国划分5个带：
丰水带：年径流深在 800mm以上，主要分布 于东南沿海以及西藏东
部和云南西南部。
200
200 200
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400 800
(mm) <200 200-400 400-800 800-1000 >1000
R=P-E-△S
年降水量、蒸发量属于气象因素， 流域的年蓄水量变化△S属于下垫面及人类活动因素。
精选课件
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5-1-2 影响年径流的因素
1、气象因素对年径流量的影响
作为气象因素的年降水量和年蒸发量，对年径流量的影响 程度随流域所处的地理位置的不同而不同。
在湿润地区，降水量较多，年径流系数较高，年降水量与 年径流量之间具有较密切的关系，说明年降水量对年径流 量起着决定性作用，而流域蒸发的作用就相对较小。
400
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中国1km×1km数字降水图
精选课件
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5-1-2 影响年径流的因素
二、 影响年径流的因素
在水文计算中，研究影响年径流量的因素具有重要的意义。 通过对影响因素分析研究，可以从物理成因方面去深入探 讨径流的变化规律。另一方面，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算径流特征值。也可 对计算成果作分析论证。
第五章 设计年径流分析与计算
5-1 概述 5-2 具有长期实测径流资料时设计年径流量及其年内分配 的分析计算 5-3 具有短期实测径流资料时设计年径流量及其年内分配 的分析计算 5-4 缺乏实测径流资料时设计年径流量及其年内分配的分 析计算 5-5 流量历时曲线 5-6 设计枯水流量的分析计算
精选课件
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 时间（月）
600 500 400 300 200 100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 时间（月）
我国绝大部分河流年径流量年内分配主要取决于年降水量的季 节变化。
精选课件
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➢ （2）径流的年际变化
5-1 概述
年径流在年际间 存在丰水年和枯 水年；
年径流在多年变 化中有丰水年组 和枯水年组。
年径流过程线[（a）黄河陕县站、（b）松花江哈尔滨站]
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➢ （3）径流的地区变化
5-1 概述
分布总趋势： 自东南向西北递减， 近海多于内陆，山地 大于平原。
200
200
400
200
400
800
800
(mm) <200 200-400 400-800 800-1000 >1000
在干旱地区，降水量少，年径流系数很低，年降水量与年 径流量的关系不很密切，降水和蒸发都对年径流量起着相 当大的作用。
以冰雪补给为主的河流，年径流量主要取决于前一年的降雪量和 当年的气温。
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5-1-2 影响年径流的因素
2、下垫面因素对年径流量的影响
下垫面因素主要包括：地形、植被、土壤、地质、湖泊、 沼泽、流域大小等。
水文年：是以水文现象的循环周期作为一年，即从每年的汛期 开始到第二年的枯水期结束为一年。
水利年：是以水库的蓄泄循环周期作为一年，即从水库的蓄水 开始到第二年水库供水结束为一年。
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流量（m3/s） 流量（m3/s）
➢ （1）径流量的年内变化
5-1 概述
1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
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4．年径流的变化特点 （1）地理分布不均
（ 2） 年 内 变 化 洪 水 期 （ 汛 期 ） 枯 水 期
（ 3） 年 际 变 化丰 水 年 Q 丰 (2~3)Q 0 平 水 年 Q 平 Q 0
枯 水 年 Q 枯 (0.1~0.2)Q 0
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4、年径流量及其特性
5-1 概述
日历年：阳历1月1日～12月31日。目前水文年鉴上刊印的年径 流资料就是按日历年整编的，设计年径流计算一般也是按日历 年进行的。