1、工程水文学培训课件第七章第七章 设计年径流量设计年径流量第一节第一节 概述概述第二节第二节 影响年径流的因素影响年径流的因素第三节第三节 具有长期实测资料时,设计年径流量及其年内分配具有长期实测资料时,设计年径流量及其年内分配计算计算计算计算第四节具有短期实测资料时,设计年径流量及其年内分配第四节具有短期实测资料时,设计年径流量及其年内分配计算计算计算计算第五节第五节 缺乏实测径流资料时,设计年径流量及其年内分配缺乏实测径流资料时,设计年径流量及其年内分配计算计算计算计算第六节第六节 流量历时曲线流量历时曲线一、年径流量及其特性一、年径流量及其特性 年径流:年径流:在一年内通过河流某一断面的水
2、量,称在一年内通过河流某一断面的水量,称该断面流域的年径流量。该断面流域的年径流量。第一节第一节 概述概述水文年水文年:是以水文现象的循环周期作为一年,即从每年的汛期: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。开始到第二年的枯水期结束为一年。水利年水利年:是以水库的蓄泄循环周期作为一年,即从水库的蓄水: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。开始到第二年水库供水结束为一年。日历年日历年:阳历:阳历1月月1日日12月月31日。目前日。目前水文年鉴水文年鉴上刊印的年径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
3、是按日历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。年进行的。(1 1)径流量的年内变化)径流量的年内变化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。节变化。第一节第一节 概述概述(2 2)径流的年际变化)径流的年际变化 年径流过程线年径流过程线(a)黄河陕县站、()黄河陕县站、(b)松花江哈尔滨站)松花江哈尔滨站年径流在年际间年径流在年际间存在存在丰水年丰水年和和枯枯水年水年;一般来说,年径一般来说,年径流变差系数越大,流变差系数越大,年径流多年之间年径流多年之间变幅越大。变幅越大。为保证用水所需的水
4、库库容为保证用水所需的水库库容V V的大小,决定于径流的天然过程和用水过程之的大小,决定于径流的天然过程和用水过程之间的差别。间的差别。R R第一节第一节 概述概述第一节第一节 概述概述 在水文计算中,研究影响年径流量的因素具有重要的意在水文计算中,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,可以从义。通过对影响因素分析研究,可以从物理成因物理成因方面去深入方面去深入探讨探讨径流的变化规律径流的变化规律。另一方面,在径流资料短缺时,可以。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利用径流与有关因素之间的关系来推算径流特征值径流特征值。也可对。也可对计算
5、成果作分析论证计算成果作分析论证。年降水量、蒸发量属于年降水量、蒸发量属于气象因素气象因素,流域的年蓄水量变化流域的年蓄水量变化S S属于属于下垫面及人类活动因素下垫面及人类活动因素。R R=P P-E E-S S第二节第二节 影响年径流的因素影响年径流的因素 作为气象因素的年降水量和年蒸发量,对年径流量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。的影响程度随流域所处的地理位置的不同而不同。在在湿润地区湿润地区,降水量较多,年径流系数较高,年降水,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,说明年降水量对量与年径流量之间具有较
6、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年径流量起着决定性作用,而流域蒸发的作用就相对较小小。在在干旱地区干旱地区,降水量少,年径流系数很低,年降水量,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。着相当大的作用。一、气象因素对年径流量的影响一、气象因素对年径流量的影响 第二节第二节 影响年径流的因素影响年径流的因素 下垫面因素主要包括:地形、植被、土壤、地质、湖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。泊、沼泽、流域大小等。(1
7、1)地形)地形 地形主要通过对气候因素地形主要通过对气候因素降水降水、蒸发蒸发、气温气温的影响,间接对年径流量发生作用。的影响,间接对年径流量发生作用。二、下垫面因素对年径流量的影响二、下垫面因素对年径流量的影响(2 2)植被)植被 一般情况下,由于植被对径流的调蓄作用,年径流量年内一般情况下,由于植被对径流的调蓄作用,年径流量年内分配区趋于均匀。分配区趋于均匀。第二节第二节 影响年径流的因素影响年径流的因素 (3 3)土壤和地质)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储量的大小和调节能力的
8、大小,因此影响年径流的年内分配过程。内分配过程。(4 4)湖泊和沼泽)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。调节而影响年径流量年际的变化。湖泊或沼泽增加流域的水面面积,一般增加了蒸发湖泊或沼泽增加流域的水面面积,一般增加了蒸发量,从而使年径流量减少。另外,较大的湖泊增大了流量,从而使年径流量减少。另外,较大的湖泊增大了流域的调节作用,起着减小径流年际变化的作用。域的调节作用,起着减小径流年际变化的作用。第二节
9、第二节 影响年径流的因素影响年径流的因素 (5 5)流域大小)流域大小流域面积大,流域的地面与地下蓄水能力强;同时,流域内各流域面积大,流域的地面与地下蓄水能力强;同时,流域内各局部地区径流的不同期性,也随着流域面积的加大愈加明显。局部地区径流的不同期性,也随着流域面积的加大愈加明显。因此,因此,大流域的径流在年内、年际变化比小流域要平缓些大流域的径流在年内、年际变化比小流域要平缓些。小流域的河槽切割较浅,往往不能全部汇集本流域所产生的地小流域的河槽切割较浅,往往不能全部汇集本流域所产生的地下径流(属于流域不闭合的情况),其下径流(属于流域不闭合的情况),其年径流深或年径流模数年径流深或年径流
10、模数一般比同一气候区内较大流域的小一般比同一气候区内较大流域的小。人类活动对年径流的影响,包括人类活动对年径流的影响,包括直接直接和和间接间接影响影响。直接直接影响如影响如跨流域引水跨流域引水,直接减少(或增加)本流域的年径流量。,直接减少(或增加)本流域的年径流量。间接间接影响如修水库、塘堰等水利工程,旱地改水田,坡地改梯田,影响如修水库、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,主要通过改变下垫面性质而影响年径植树造林,种植牧草等措施,主要通过改变下垫面性质而影响年径流量。流量。(三)人类活动因素对年径流量的影响(三)人类活动因素对年径流量的影响 第三节第三节 具具
11、有长期实测资料时设计年径流量有长期实测资料时设计年径流量及其年内分配的分析计算及其年内分配的分析计算 所谓具所谓具有长期实测径流资料,有长期实测径流资料,一般指一般指n n3030年年,而且而且资料必须具备资料必须具备“三性三性”:可靠性、一致性、和代表性。:可靠性、一致性、和代表性。(2 2)流速测验及流量计算的方法。)流速测验及流量计算的方法。(3 3)水位流量关系曲线的绘制及延长方法,历年水位流量)水位流量关系曲线的绘制及延长方法,历年水位流量关系曲线受河道变迁引起的变化情况。关系曲线受河道变迁引起的变化情况。(4 4)上、下游站的水量应符合水量平衡原则。)上、下游站的水量应符合水量平衡
12、原则。1.1.资料的可靠性审查资料的可靠性审查(1 1)水位观测的方法、精度,水位过程线有无反常情况。)水位观测的方法、精度,水位过程线有无反常情况。一、资料审查一、资料审查 下游站年径流总量。区间年径流总量;总量;上游干支流各站年径流下游下游WW1iniiWWWW 2.2.资料的一致性审查资料的一致性审查 对于年径流量来说,其一致性是建立在气候条对于年径流量来说,其一致性是建立在气候条件和下垫面条件稳定的基础上的。件和下垫面条件稳定的基础上的。还原计算方法:分项调查分析法还原计算方法:分项调查分析法、降雨径流模式法、降雨径流模式法、蒸发差值法等,应视资料情况选择适宜的方法。蒸发差值法等,应视
13、资料情况选择适宜的方法。(1 1)还原计算的基本原理)还原计算的基本原理还原实测天然WWW其他分洪水保生活渗漏工业调蓄蒸发引水农业还原WWWWWWWWWWW (2 2)还原方法)还原方法总量还原法、过程还原法总量还原法、过程还原法3.3.资料的代表性审查资料的代表性审查 年径流系列的代表性年径流系列的代表性,是指所选取的样本对年径流总体的,是指所选取的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。因此,在进行年径流频分析成果的精度较高,反之较低。因此,在进行年径流频率分析之前,还应进行系列的代
14、表性分析。率分析之前,还应进行系列的代表性分析。样本对总体代表性的高低,可通过对二者统计参数的比较样本对总体代表性的高低,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。列对比,进行合理性分析与判断。第三节第三节 具具有长期实测资料时设计年径流量有长期实测资料时设计年径流量及其年内分配的分析计算及其年内分配的分析计算(1 1)将设计代表站)将设计代表站n n年系列与参证变量年系列与参证变量
15、N N年的统计参年的统计参数(主要是均值和变差系数)比较,接近则说明数(主要是均值和变差系数)比较,接近则说明代表性好。代表性好。设计站设计站A A具有具有3030年(年(1970199919701999年)年径流量年)年径流量系列系列 参证站参证站B B具有具有5050年(年(1950199919501999年)年径流量年)年径流量系列系列NVNSNVCCCmmB,N2,3.0,210R站:nVnSnVCCCmmA,n2,3.0,218R站:说明说明A A站具有代表性。站具有代表性。(2 2)周期分析法)周期分析法 对于一个较长的年径流系列,应着重检验它是否对于一个较长的年径流系列,应着重检
16、验它是否包括了一个比较完整的水文周期,即包括了丰水段包括了一个比较完整的水文周期,即包括了丰水段(年组年组)、平水段和枯水段,而且丰、枯水段又大致是、平水段和枯水段,而且丰、枯水段又大致是对称分布的。一般说来,径流系列愈长,其代表性就对称分布的。一般说来,径流系列愈长,其代表性就愈好,但也不尽然。如系列中的丰水段数多于枯水段愈好,但也不尽然。如系列中的丰水段数多于枯水段数,则年径流可能偏丰,反之可能偏枯。去掉一个丰数,则年径流可能偏丰,反之可能偏枯。去掉一个丰水段或枯水段径流资料,其代表性可能更好。水段或枯水段径流资料,其代表性可能更好。第三节第三节 具具有长期实测资料时设计年径流量有长期实测
17、资料时设计年径流量及其年内分配的分析计算及其年内分配的分析计算二、设计年、月径流系列的选取二、设计年、月径流系列的选取对实测径流系列经过审查和分析后,再按水利年对实测径流系列经过审查和分析后,再按水利年排列为一个新的年、月径流系列。然后,选出排列为一个新的年、月径流系列。然后,选出代代表段表段。代表段应包括有丰、平、枯水年,并且要有一个代表段应包括有丰、平、枯水年,并且要有一个或几个完整的调节周期。或几个完整的调节周期。代表段代表段就是水利计算所要求的所谓就是水利计算所要求的所谓“设计年、月设计年、月径流系列径流系列”。第三节第三节 具具有长期实测资料时设计年径流量有长期实测资料时设计年径流量
18、及其年内分配的分析计算及其年内分配的分析计算方法:长系列操作法、设计代表年法、实际代表年法方法:长系列操作法、设计代表年法、实际代表年法三、设计代表年法设计年径流量及年内分配计算三、设计代表年法设计年径流量及年内分配计算进行频率计算;进行频率计算;选择丰水、平水、枯水选择丰水、平水、枯水3 3个代表年;个代表年;推求推求流量过程线流量过程线。步骤:步骤:(1 1)计算时段的确定)计算时段的确定对灌溉工程,取对灌溉工程,取灌溉期灌溉期为计算时段;为计算时段;1 1、设计时段径流量的计算、设计时段径流量的计算 对水电工程,取对水电工程,取枯水期枯水期或或年年为计算时段;为计算时段;(3 3)计算成
19、果的合理性分析)计算成果的合理性分析多年平均年径流量的检查多年平均年径流量的检查:通过上、下游站,邻近流域:通过上、下游站,邻近流域的值进行对比;利用等值线图对比。一般的值进行对比;利用等值线图对比。一般年径流变差系数年径流变差系数Cv的检查的检查:通过上、下游站,邻近流域:通过上、下游站,邻近流域的值进行对比;利用等值线图对比。一般的值进行对比;利用等值线图对比。一般年径流编态系数年径流编态系数Cs的检查的检查:可以利用分区图进行对比。:可以利用分区图进行对比。(2 2)频率计算)频率计算 采用适线法、三点法采用适线法、三点法【例例1 1】拟兴建一水利水电工程,某河段有拟兴建一水利水电工程,
20、某河段有1818年年(1958197619581976年)的流量资料,试求年)的流量资料,试求P=10%P=10%的设计的设计丰水年,丰水年,P=50%P=50%的设计平水年,的设计平水年,P=90%P=90%的设计枯水的设计枯水年径流量。年径流量。(1 1)进行年、月径流资料的审查分析,认为)进行年、月径流资料的审查分析,认为1818年实测年实测系列具有较好的可靠性、一致性、和代表性。系列具有较好的可靠性、一致性、和代表性。(2 2)将年平均径流量组成统计系列,按照适线法进行)将年平均径流量组成统计系列,按照适线法进行频率分析。频率分析。第三节第三节 具具有长期实测资料时设计年径流量有长期实
21、测资料时设计年径流量及其年内分配的分析计算及其年内分配的分析计算年份年份195819591959196019601961196119621962196319631964196419651965196619661967年平均年平均流量流量m3/s11.97.7810.09.6414.44.737.8710.410.2年份年份196719681968196919681970197019711971197219721973197319741974197519751976年平均年平均流量流量m3/s10.912.610.315.17.2411.317.78.4216.9某站年径流量表某站年径流量表第三
22、节第三节 具具有长期实测资料时设计年径流量有长期实测资料时设计年径流量及其年内分配的分析计算及其年内分配的分析计算频率计算结果如下:频率计算结果如下:均值均值 P=10%P=10%的设计丰水年的设计丰水年 P=50%P=50%的设计平水年的设计平水年 P=90%P=90%的设计枯水年的设计枯水年VSVCCCsmQ2,32.0,/113/s)(m7.151143.1K3QQP丰丰/s)(m7.101197.0K3QQP平平/s)(m82.61162.0K3QQP枯枯第三节第三节 具具有长期实测资料时设计年径流量有长期实测资料时设计年径流量及其年内分配的分析计算及其年内分配的分析计算(1 1)代表
23、年的选择)代表年的选择选取年径流量与设计值相接近的实际年份。选取年径流量与设计值相接近的实际年份。2 2、设计年径流量的年内分配计算、设计年径流量的年内分配计算 选取对工程较为不利的年份。选取对工程较为不利的年份。对水利水电工程而言对水利水电工程而言,则应选取枯水期较长、且枯水期则应选取枯水期较长、且枯水期径流量又较枯的年份。根据这种典型年的径流分配情况径流量又较枯的年份。根据这种典型年的径流分配情况,计算得到的工程规模较大,对工程不利。计算得到的工程规模较大,对工程不利。第三节第三节 具具有长期实测资料时设计年径流量有长期实测资料时设计年径流量及其年内分配的分析计算及其年内分配的分析计算(2
24、 2)年内分配计算年内分配计算方法:方法:同倍比放大法同倍比放大法将设计年径流量按典型年的月径流过程进行分配。将设计年径流量按典型年的月径流过程进行分配。先求设计年径流量(先求设计年径流量(Q Qp p 或或W Wp p )与典型年的年径流量()与典型年的年径流量(Q QD D 或或W WD D)的比值:)的比值:第三节第三节 具具有长期实测资料时设计年径流量有长期实测资料时设计年径流量及其年内分配的分析计算及其年内分配的分析计算【例例2 2】按前例,求设计丰水年、设计平水年及设计枯水年按前例,求设计丰水年、设计平水年及设计枯水年的设计年径流的年内分配。的设计年径流的年内分配。(1 1)代表年
25、的选择)代表年的选择 P=10%P=10%的设计丰水年,的设计丰水年,Q Q年,年,10%10%=15.7m=15.7m3 3/s/s。选选1975197619751976年为丰水代表年。年为丰水代表年。P=50%P=50%的设计平水年,的设计平水年,Q Q年,年,50%50%=10.7m=10.7m3 3/s/s。选选1960196119601961年为平水代表年。年为平水代表年。P=90%P=90%的设计枯水年,的设计枯水年,Q Q年,年,90%90%=6.82m=6.82m3 3/s/s。选选1964196519641965年为枯水代表年。年为枯水代表年。(2 2)以年水量控制求缩放倍比
26、)以年水量控制求缩放倍比K K 设计丰水年设计丰水年 K K丰丰=Q=QP P/Q/QD D=15.7/16.9=0.929=15.7/16.9=0.929设计平水年设计平水年 K K平平=10.7/10.0=1.07=10.7/10.0=1.07设计枯水年设计枯水年 K K枯枯=6.82/7.87=0.867=6.82/7.87=0.867(1964196519641965代表年)代表年)K K枯枯=6.82/7.24=0.942=6.82/7.24=0.942(1971197219711972代表年)代表年)(3 3)设计年径流年内分配计算)设计年径流年内分配计算 以缩放倍比以缩放倍比K
27、K乘以各代表年逐月径流,即得设乘以各代表年逐月径流,即得设计年径流年内分配。计年径流年内分配。第三节第三节 具具有长期实测资料时设计年径流量有长期实测资料时设计年径流量及其年内分配的分析计算及其年内分配的分析计算 月月3 34 45 56 67 78 89 9枯水代表年枯水代表年(1964196519641965)P=90%P=90%设计枯水年设计枯水年9.918.5912.510.812.9011.2034.6029.906.905.795.554.822.001.73枯水代表年枯水代表年(1971197219711972)P=90%P=90%设计枯水年设计枯水年5.084.806.105.
28、7624.3022.8022.8021.483.403.203.453.254.924.63平水代表年平水代表年(1960196119601961)P=50%P=50%设计平水年设计平水年8.218.7819.5020.9026.4028.2024.6026.307.357.869.6210.303.203.42丰水代表年丰水代表年(1975197619751976)P=10%P=10%设计丰水年设计丰水年22.420.837.1034.5058.0053.9023.9022.2010.609.8512.4011.506.265.82某站以年水量控制,同倍比缩放的设计年、月径流量某站以年水量控
29、制,同倍比缩放的设计年、月径流量 月月1010111112121 12 2 全年全年总量平均枯水代表年枯水代表年(1964196519641965)P=90%P=90%设计枯水年设计枯水年3.272.831.621.401.171.020.990.863.062.6794.5081.807.876.82枯水代表年枯水代表年(1971197219711972)P=90%P=90%设计枯水年设计枯水年2.792.631.761.661.301.222.232.108.768.2586.9081.807.246.82平水代表年平水代表年(1960196119601961)P=50%P=50%设计平水
30、年设计平水年2.072.211.982.121.902.032.352.511.321.41120.40128.8010.0010.70丰水代表年丰水代表年(1975197619751976)P=10%P=10%设计丰水年设计丰水年8.517.907.306.787.457.003.122.905.565.17202.70188.3016.9015.70四、实际代表年法的年、月径流量计算四、实际代表年法的年、月径流量计算 实际代表年法就是从实测年、月径流系列中,选实际代表年法就是从实测年、月径流系列中,选取一个实际的干旱年作为代表年。取一个实际的干旱年作为代表年。第三节第三节 具具有长期实测资
31、料时设计年径流量有长期实测资料时设计年径流量及其年内分配的分析计算及其年内分配的分析计算第四节第四节 具有短期实测径流资料时的设计年具有短期实测径流资料时的设计年径流量及年内分配的分析计算径流量及年内分配的分析计算资料条件:资料条件:当实测资料年数当实测资料年数n n30 30,为具有长期实测资;,为具有长期实测资;当当3030n n1212,为具有短期实测资料;,为具有短期实测资料;当当n n1212,为缺乏实测资料。,为缺乏实测资料。关键:关键:展延年径流系列的长度。展延年径流系列的长度。实质:实质:寻求与设计断面径流有密切关系并有较长观测系列寻求与设计断面径流有密切关系并有较长观测系列的
32、参证变量,通过设计断面年径流与其参证变量的相关关的参证变量,通过设计断面年径流与其参证变量的相关关系,将设计断面年径流系列适当地加以延长至规范要求的系,将设计断面年径流系列适当地加以延长至规范要求的长度。长度。当年径流系列适当延长以后,其频率分析方法与本书第四当年径流系列适当延长以后,其频率分析方法与本书第四章所述完全一样。章所述完全一样。一、参证变量的选择一、参证变量的选择 最常采用的参证变量有最常采用的参证变量有:设计断面的:设计断面的水位水位、上下游测站或、上下游测站或邻近河流测站的邻近河流测站的径流量径流量、流域的、流域的降水量降水量。参证变量应具备下列条件参证变量应具备下列条件:参证
33、变量与设计断面径流量在成因上有密切关系。参证变量与设计断面径流量在成因上有密切关系。参证变量与设计断面径流量有较多的同步观测资料。参证变量与设计断面径流量有较多的同步观测资料。参证变量的系列较长,并有较好的代表性。参证变量的系列较长,并有较好的代表性。(一)(一)利用径流量资料展延系列利用径流量资料展延系列同一河流上下游的水量存在着有机同一河流上下游的水量存在着有机联系,因此,当设计断面上下游不联系,因此,当设计断面上下游不太远处有实测径流资料时,常是很太远处有实测径流资料时,常是很好的参证变量。好的参证变量。同一水文气候区内的邻近河流,当同一水文气候区内的邻近河流,当流域面积与设计流域面积相
34、差不太流域面积与设计流域面积相差不太悬殊时,其径流资料也可试选为参悬殊时,其径流资料也可试选为参证变量。证变量。二、相关法展延系列二、相关法展延系列 选好参证变量并建立相关图。选好参证变量并建立相关图。从相关图上查出设计站的对从相关图上查出设计站的对应值。应值。(二)利用降水量资料展延系列(二)利用降水量资料展延系列湿润地区,湿润地区,P P与与R R关系密切,易使用;关系密切,易使用;干旱地区,干旱地区,P P与与R R关系不太密切,不易使用关系不太密切,不易使用P P来展延来展延R R。注意:注意:(1 1)找出有物理成因的真实关系;)找出有物理成因的真实关系;(2 2)不要通过辗转相关建
35、立相关关系;)不要通过辗转相关建立相关关系;(3 3)不要过分延长相关线展延资料。)不要过分延长相关线展延资料。不可利用月降雨不可利用月降雨径流关系来展延径流关系来展延枯水期的月径流枯水期的月径流量量第五节第五节 缺乏实测径流资料时的设计年径缺乏实测径流资料时的设计年径流量及年内分配的分析计算流量及年内分配的分析计算常用方法:常用方法:水文比拟法水文比拟法和和等值线图法等值线图法。一、水文比拟法一、水文比拟法(1 1)参证流域应具有较长期实测径流系列,且资料代表性)参证流域应具有较长期实测径流系列,且资料代表性好;好;(2 2)参证流域与设计流域必须属于同一气候区,且下垫面)参证流域与设计流域
36、必须属于同一气候区,且下垫面条件相似;条件相似;(3 3)参证流域与设计流域面积不能相差太大,最好不超过)参证流域与设计流域面积不能相差太大,最好不超过15%15%。(一)参证流域的选择原则(一)参证流域的选择原则(二)(二)多年平均年径流量的计算多年平均年径流量的计算1 1、直接移用、直接移用参设RR2 2、修正移用、修正移用(三)年径流变差系数(三)年径流变差系数Cv的计算的计算移用参证流域的年径流量移用参证流域的年径流量Cv值时:值时:(1)两站所控制的流域特征大致相似;)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。)两流域属于同一气候区。CVR设设=KCVR参参 K=CV
37、P设设/CVP参参CVP设设、CVP参参设计流域、参证流域年降水量的变差系数,设计流域、参证流域年降水量的变差系数,可查水文手册。可查水文手册。CVR参参参证流域年径流深的变差系数,可查水文手册。参证流域年径流深的变差系数,可查水文手册。实际工作中,常取用实际工作中,常取用C Cs s=2=2C Cv v(四)年径流变差系数(四)年径流变差系数C Cs s的计算的计算二、等值线图法二、等值线图法 用等值线图法推求多年平均年径流深,一般用等值线图法推求多年平均年径流深,一般只用于中等流域。只用于中等流域。(1 1)等值线分布均匀,流域面积较小情况下,可直接确定,)等值线分布均匀,流域面积较小情况
38、下,可直接确定,或通过形心插值求得。或通过形心插值求得。(2 2)等值线分布不均匀,流域面积大情况下,用加权平均)等值线分布不均匀,流域面积大情况下,用加权平均法求得。法求得。C Cv v值具有地理分布规律值具有地理分布规律 C Cs s2 2C Cv v。求得求得 、C Cv v、C Cs s后,利用后,利用P P表查得表查得 ,求设计枯求设计枯水年或丰、平、枯水年或丰、平、枯3 3个设计年径流量。个设计年径流量。RP 径流的分配过程除用流量过程表示之外,还可以用径流的分配过程除用流量过程表示之外,还可以用流量历时曲线流量历时曲线来表示。来表示。这种曲线是按其时这种曲线是按其时段内所出现的流
39、量数值段内所出现的流量数值及其历时及其历时(或相对历时或相对历时)而绘成的,而绘成的,说明径流说明径流分配的一种特性曲线。分配的一种特性曲线。第六节第六节 流量历时曲线流量历时曲线多年综合日流量历时曲线是根据所有各年份的实测多年综合日流量历时曲线是根据所有各年份的实测日平均流量资料绘成的,它能反映流量在多年期间日平均流量资料绘成的,它能反映流量在多年期间的历时情况。的历时情况。在工程设计中,有时要求绘制在工程设计中,有时要求绘制丰水年丰水年(或枯水年或枯水年)的的综合日流量历时曲线,它是根据各丰水年综合日流量历时曲线,它是根据各丰水年(或枯水或枯水年年)的实测日平均流量资料绘成的。的实测日平均
40、流量资料绘成的。1 1、多年综合日流量历时曲线、多年综合日流量历时曲线 所谓所谓丰水期丰水期(枯长期、灌溉期枯长期、灌溉期)的综合日流量历时曲的综合日流量历时曲线,它是根据所有各年丰水期线,它是根据所有各年丰水期(枯水期,灌溉期枯水期,灌溉期)的的实测日平均流量资料绘成的。实测日平均流量资料绘成的。第六节第六节 流量历时曲线流量历时曲线代表年日流量历时曲线是根据某一年份的实测日平代表年日流量历时曲线是根据某一年份的实测日平均流量资料绘成的,曲线的纵坐标为日平均流量或均流量资料绘成的,曲线的纵坐标为日平均流量或其相对值其相对值(模比系数模比系数),横坐标则为历时日数或相对,横坐标则为历时日数或相
41、对历时历时(占全年的百分数占全年的百分数)。2 2、代表年日流量历时曲线、代表年日流量历时曲线 平均历时曲线是以各年同历时的日平均流量的平均平均历时曲线是以各年同历时的日平均流量的平均值为纵坐标,其相应历时为横坐标点绘的曲线。值为纵坐标,其相应历时为横坐标点绘的曲线。3 3、平均日流量历时曲线、平均日流量历时曲线 平均历时曲线是一种平均历时曲线是一种虚拟的曲线虚拟的曲线。与综合历时曲线。与综合历时曲线相比,它的上部较低而下部较高,中间则大致与综相比,它的上部较低而下部较高,中间则大致与综合曲线重合。合曲线重合。日流量历时曲线的绘制步骤:日流量历时曲线的绘制步骤:1)将代表枯水年的日平均流量按递
42、减顺序排列,分组统计各组流量出现的天)将代表枯水年的日平均流量按递减顺序排列,分组统计各组流量出现的天数,以及大于等于各组下限流量的累计天数。数,以及大于等于各组下限流量的累计天数。2)计算大于等于各组下限流量的累计天数占全年天数的百分比(也称保证率)计算大于等于各组下限流量的累计天数占全年天数的百分比(也称保证率)。)。3)以纵坐标表示流量。以横坐标表示百分比,将各组下限流量值及相应的百)以纵坐标表示流量。以横坐标表示百分比,将各组下限流量值及相应的百分比点会与坐标中,过点群中心画一条曲线,这就是流量历时曲线。分比点会与坐标中,过点群中心画一条曲线,这就是流量历时曲线。【例例】某站某站P=90%的枯水年日流量经整理列如下表,试求保证率为的枯水年日流量经整理列如下表,试求保证率为90%的日的日流量值。流量值。解解:(:(1)将各组流量出现的天数、)将各组流量出现的天数、QQi的累计天数、相应的百分比列于下表的累计天数、相应的百分比列于下表 (2)绘制流量历时曲线。)绘制流量历时曲线。(3)在横坐标上保证率为)在横坐标上保证率为90%处作垂线,垂线与曲线交点处的纵坐标即处作垂线,垂线与曲线交点处的纵坐标即为所求,此例为所求,此例Q400m3/s.第六节第六节 流量历时曲线流量历时曲线