河川径流计算
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工程水文第八章产流(简化)详解
式中，Et 为第t日的流域蒸散发量（mm）；Wt 为第t日开始时的流 域蓄水量（mm）；Wm 为流域蓄水容量（mm）；Ewt 为第t日的水 面蒸发器蒸发量（mm），一般取E601型或80cm套盆式水面蒸发器 的观测值；Kwt 为折算系数，对一定的蒸发器和一定的流域，将随 季节而变化，可参考附近地区的数值或通过优选求得。
第四章 流域产汇流计算
绪论中我们谈到水文现象存在确定性和随机性规律，相应水文 学的研究方法分为成因分析法和数理统计法。 本章从成因分析的 角度阐述计算降雨形成径流的原理和方法。为后面学习由暴雨推求 设计洪水，奠定基础。
第二章中我们已经定性地知道降雨到形成流域出口断面的径流 过程是一个复杂的过程，可概括为产流和汇流2过程。
次洪水径流总量：从一次洪水流量过程线中扣除前次洪水尚未 退尽的部分水量及深层地下径流之后的洪水总量。
2、流量过程的分割
流量过程的分割（1）是将非本次降雨形成的径流割去，求出本次 洪水的径流总量。
（2）洪水中不同的水源成分的水流运动规律是 不同的，所以要将本次洪水径流总量划分 为不同的水源。包括地面径流、表层流径流
净雨 R(t)
汇流 计算
坡地 汇流 河网 汇流
流域 出口 径流 过程
Q(t)
地面径流 表层流径流 （壤中流） 浅层地下径流 深层地下径流
流域出口断面的流量过程是由地面径流、表层流径流（壤中流）、 浅层和深层地下径流组成。
深层地下径流（基流）数量少，且较稳定。不是本次降雨所 形成。计算时一般从洪水过程线中分割。
②汇流计算：净雨沿着地面和地下汇入河网，然后经河网汇 流形成流域出口的径流过程，关于流域汇流过程的计算称之为 汇流计算。
一、径流量计算
很多情况下，一次洪水流量 过程，不仅包括本次降雨形成 的地面径流、表层流径流和地下 径流。还包括前期洪水没有退完 的部分水量和不是本次降雨补给 的深层地下径流。应从本次洪水 过程中分割。
第四章 流域产汇流计算
绪论中我们谈到水文现象存在确定性和随机性规律，相应水文 学的研究方法分为成因分析法和数理统计法。 本章从成因分析的 角度阐述计算降雨形成径流的原理和方法。为后面学习由暴雨推求 设计洪水，奠定基础。
第二章中我们已经定性地知道降雨到形成流域出口断面的径流 过程是一个复杂的过程，可概括为产流和汇流2过程。
次洪水径流总量：从一次洪水流量过程线中扣除前次洪水尚未 退尽的部分水量及深层地下径流之后的洪水总量。
2、流量过程的分割
流量过程的分割（1）是将非本次降雨形成的径流割去，求出本次 洪水的径流总量。
（2）洪水中不同的水源成分的水流运动规律是 不同的，所以要将本次洪水径流总量划分 为不同的水源。包括地面径流、表层流径流
净雨 R(t)
汇流 计算
坡地 汇流 河网 汇流
流域 出口 径流 过程
Q(t)
地面径流 表层流径流 （壤中流） 浅层地下径流 深层地下径流
流域出口断面的流量过程是由地面径流、表层流径流（壤中流）、 浅层和深层地下径流组成。
深层地下径流（基流）数量少，且较稳定。不是本次降雨所 形成。计算时一般从洪水过程线中分割。
②汇流计算：净雨沿着地面和地下汇入河网，然后经河网汇 流形成流域出口的径流过程，关于流域汇流过程的计算称之为 汇流计算。
一、径流量计算
很多情况下，一次洪水流量 过程，不仅包括本次降雨形成 的地面径流、表层流径流和地下 径流。还包括前期洪水没有退完 的部分水量和不是本次降雨补给 的深层地下径流。应从本次洪水 过程中分割。
水文学原理(第七章 径流)
的水面面积 F水 = 400km2 多年平均年降水 ， 量
P =1300.0mm，多年平均水面蒸发
量 E水 =1100.00mm，多年平均的陆面蒸发 量 E陆 = 700.00mm 拟围湖造田 200km2 ，计算 ， 围湖造田后的多年平均流量为多少？ 围湖造田后的多年平均流量为多少？
解：计算围湖造田后流域多年平均蒸发量： 计算围湖造田后流域多年平均蒸发量：
3.地下径流（基流）： 地下径流（基流） 降水下渗到达地下水面后， 降水下渗到达地下水面后 ， 再注入 河网，这部分水量称为基流。 河网 ，这部分水量称为基流。 地下水流 动慢，可长期补给河流 ， 无降水时河网 动慢 ，可长期补给河流， 得到的补给绝大部分来自基流。 得到的补给绝大部分来自基流。
2 河网汇流过程 各种径流成分经坡地汇流注入河网， 各种径流成分经坡地汇流注入河网，在 河网内沿河槽作纵向流动和汇集的过程称为 河网汇流。（支流－干流、上游－下游、最 河网汇流。 支流－干流、上游－下游、 后流出流域出口断面的过程） 后流出流域出口断面的过程）。
（3）计算多年平均年蒸发量： 计算多年平均年蒸发量：
E= F 陆 F E陆 + F水 F F 陆 E水
F E水 = （ − E E陆） F F 水 100 900 = （ 927 ×852 ） 1000 1000 =1602.00m m
例题4 例题
某 合 域 流 面 F =1000km2， 中 面 积 F =100km2， 年 闭 流 ， 域 积 其 水 面 为水 多 m 年 均 平 流 Q =15m3 / s， 域 年 均 面 发 为 陆 = 852m ,多 平 均 量 流 多 平 陆 蒸 量 E 水 蒸 量 E水 =1600mm 求 流 多 平 降 量 面 发 为 ， 该 域 年 均 雨 。
无资料区域河川径流量计算方法对比分析
系 的特定 行 政 区。 区域 河 川 径 流 量 的 计 算 ， 需 要 计 流量 时采用 的计 算公 式 为 ：
算 该 区 域 多 年 平 均 年 径 流 量 和不 同频 率 的 年 径 流
量， 同时需 要 研 究 河 川 径 流 量 的年 内分 配 和 年 际 变
计：
代
（ 【 １ ｌ ）
计：
Ｆ代 ＋ ｐ代
（ ２ ）
例来 研究 分 析 流 域 径 流 量 计 算 的合 适 方 法 ， 以便 作 式 中 ： Ｐ计和 Ｐ代 分别 为设 计 和代 表 流域 的年平 均 雨
ｍ ｍ。 为其它区域参考借鉴。首先假定上述两个流域无实 量 ，
测径 流 资料 ， 分 别 采 用 不 同方 法 对 两个 流 域 的径 流 １ ． ２ 等值 线 法 ［ 收稿 日期 ］ ２ ０ １ ２— １ ２— ２ １ ［ 作 者简 介 ］ 姜楠 （ １ ９ ８ ３一） ， 女， 黑龙 江哈 尔滨人 ， 助理工程师； 张丹丹 （ １ ９ ８ ０一） ， 女， 黑龙江伊春人 ， 工程 师； 李金 楠 （ １ ９ ８ ２一） ， 男， 黑龙 江伊春 人 ， 助理 工程 师 。
摘
要： 区域河川径流量分析计算 是水 资源分析 评价工作 的重要 内容之 一 。实际工作 中经 常 会遇到分析 区域缺少实测水文资料 的情况 ， 一般 情况下可采用多种方法对 无资料 区域 的河川径流量特征进行分析 。选择实例流域 ， 采 用常用的几种 分析方法对 其径流特 征 进行 了计算分析 ， 经 与实测 资料计算 结果对 比， 得 出 了各类 方法在 特定 流域计 算结果 的精度差异程度 ， 并对 实际应用这 些方法时提出了具体建议 。
Ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ自动添加 趋势 线来 确定 Ｊ 。 面积 ， 然后 利用公 式 计 ： 尺 代Ｆ 计， 计 算 出流域 逐
《水利资源计算》第二章 径流量的调节计算
2.1径流调节的分类 2.1径流调节的分类
第 二 章 径 流 量 的 调 节 计 算
无调节及日调节的短期调节，一般见于发电水库。 无调节及日调节的短期调节，一般见于发电水库。河川 径流在一天或一周内的变化一般是不太大的， 径流在一天或一周内的变化一般是不太大的，而用电负荷 则白天和夜晚，或工作日和星期日间，常差异甚大。 ，则白天和夜晚，或工作日和星期日间，常差异甚大。有 了水库，就可把夜间或星期日负荷少时的多余水量，蓄存 了水库，就可把夜间或星期日负荷少时的多余水量， 起来增加白天和工作日负荷增长时的发电水量。 起来增加白天和工作日负荷增长时的发电水量。这种调节 称为日调节和周调节 日调节和周调节。 称为日调节和周调节。 我国河川径流的季节性变化很大， 我国河川径流的季节性变化很大，洪水期和枯水期水量 相差悬殊，而用水部门（发电、航运、给水） 相差悬殊，而用水部门（发电、航运、给水）在一年内需 水量变化不大。在一年范围内进行天然径流的重新分配， 水量变化不大。在一年范围内进行天然径流的重新分配， 称为年调节或季调节 年调节或季调节。 称为年调节或季调节。 将丰水年多余的水量蓄入库内， 将丰水年多余的水量蓄入库内，以补枯水年水量的不足 多年调节。 就称为多年调节 ，就称为多年调节。
2.4
第 二 章 径 流 量 的 调 节 计 算
年(季)调节水库保证供水量与设计库容的关系
2、典型年法 、 ④计算缩放倍比K来＝W来,P/W来,典及K用＝W用,P/W用,典 计算缩放倍比 典 典 再用此K ，再用此 来、 K用值分别乘该典型年各月来水量及各月 用水量，即得设计代表年的来、用水过程。 用水量，即得设计代表年的来、用水过程。 对所推求的设计代表年进行调节计算， ⑤对所推求的设计代表年进行调节计算，求得兴利库 即设计库容)。 容(即设计库容 。如由所选择的几个设计代表年求得的 即设计库容 结果不一致，为安全起见， 结果不一致，为安全起见，可选对工程较为不利的一年 即库容较大的一年作为设计代表年。 ，即库容较大的一年作为设计代表年。 注意：设计代表年法采用来、 注意：设计代表年法采用来、用水同频率只有在各 年来、用水之间有较好相关关系时才是正确的， 较好相关关系时才是正确的 年来、用水之间有较好相关关系时才是正确的，否则由 此求得的兴利库容不一定符合设计保证率。 此求得的兴利库容不一定符合设计保证率。
河川径流
为了便于对河川径流的分析研究和对不同河川径流进 行比较，就必须使用具有一定物理意义的，又能反映 径流变化尺度的径流特征值。它是说明径流特征的数 值。最常用的径流特征值有：
（l）流量Q 流量是指单位时间内通过某一横断面的水量，常用 单位为m3/s。其计算式：
Q＝AV A为过水断面面积（m2)；V为断面平均流（m/s）。 流量有瞬时流量、日平均流量、月平均流量、年平均 流量、多年平均流量等。
（2）填洼的特点 ①只有在有超渗雨或坡面流水的地方才 会产生填洼 即当降雨强度i小于下渗强度f时，全部降 雨下渗；当降雨强度大于下渗强度时， 就会有部分雨水被填洼。 ②填洼的水量最终消耗于蒸发和下渗。
（3）影响填洼的因素 填洼的水量大小与闭合洼地数量、大小 有关。 总之，在蓄渗过程中，植物截留、下渗、 填洼和蒸散发，都是降雨的损失过程， 只有当蓄渗得到满足之后才会产生地表 径流。
超渗雨水或超蓄雨水在重力作用下沿着坡面流 动的细小水流，叫做坡地漫流或坡面漫流。 当蓄渗得到满足以后，开始产生大量的地面径 流，进入漫流阶段。在漫流过程中，坡面水流 一方面继续接受雨水的补给，分别注入不同的 河槽；另一方面又继续消耗于下渗和蒸发。其 中下渗的水，一部分在一定条件下形成壤中流； 另一部分补给地下水，以地下径流形式流入河 槽。
mi Qi Ri Ki m0 Q0 R0
式中，m，Q，R含义同上。
问题：径流系数为1的含义？
上述这些径流特征值之间都存在着一定的关系， 并且可互相转换（表5．3）。
降雨强度，雨前土壤 含水量（影响下渗 率），与降雨量关系 不大 湿润地区或半干旱、半湿润 干旱地区或半湿润、 地区的多雨季节 半干旱地区的多雨季 节
水文水利计算电教(径流计算及洪水设计计算部分)
1.98 2.67 1.98 3.42 5.30 2.18 1.62 8.21 1.93 1.82 1.84 3.18 4.25 1.76 5.53 2.59 4.67 7.30
2.47 2.73 1.90 2.92 2.67 1.54 1.17 9.03 2.76 1.42 2.68 2.35 7.96 1.30 5.59 1.63 5.16 7.54
2、年径流的变化特性 通过对年径流资料的统计分析，可以看出年径流变化的一些特性。 (1)径流的年内变化 河流的不同季节的径流量的差异性称为径流的年内变化或年内分配。
2、径流的年际变化 河流不同年份的年径流量的差异性称为年径流的年际变化。
研究年径流的年际变化规律，不仅可为确定水利工程的规模和效益提 供基本依据，而且对中长期水文预报也十分重要。
水文水利计算教程 (径流计算部分)
授课老师：邹昆 2010年11月
径流计算
1、掌握在各种资料情况下设计径流的原理、方法和步骤； 2、掌握枯水径流计算的特点和方法； 3、初步具备径流资料分析处理和设计径流的技能，具备推求 设计径流量及其年内分配的能力。
第一节 径流是怎么形成的
1、径流的形成过程
地表和地下的水体因储 水量的限制而将剩余水 分排出的过程称为径流。 径流的形成可以分为以下 几个阶段: 截留蓄渗阶段 径流发生阶段 河槽汇流阶段 河槽调节阶段 基本径流维持阶段
地面水分水线 甲河 不透水层
地下水分水线
乙河
分水线示意图
例3拟在某河流A断面处修建一座水库，流域面积F=176 km2。试用参数等值线法推求坝址 断面A处的P=90％的设计年径流量及其年内分配。
900 800
A
700
0. 35
第四章河川径流PPT课件
河网密度表示一个地区河网的疏密程度。 它是流域中径流发展的标志之一。河网密 度越大，流域被洪水切割程度越大，径流 汇集较快；河网密度小，径流汇集慢，流 域排水不良。
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高甲荣 河川径流（水文与水资
University
源学）
15
河流的弯曲系数
某河流的实际长度与河流直线长度之比称河流 的弯曲系数。
上游：河谷狭、比降陡、流量小、流速大、冲刷占优势、 河槽多为基岩或砾石、多急滩、瀑布。黄河—内蒙托克托 县河口镇，长江—湖北宜昌
中游：中游比降与流速减小、流量加大、冲刷淤积都不严 重、河槽多为粗沙。长江—江西的湖口，黄河—河南孟津
下游：比降与流速更小、流量更大、淤积占优势、多浅滩 沙洲、河槽多细沙或淤泥
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13
河长
在河槽中各断面的最低点的联线称为溪线，或中 泓线。
从河口到河源，沿河道溪线量得的距离为河长， 单位为km。
一般小比例尺的地形图不易找出河源，可将干流 最上游的看得清的溪线，沿垂直于等高线的方向 延长至分水线即河长的终点。
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6
水系横贯自然景观，如同身体中的血管
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7
水系的命名
外流河—流入海洋的河流，如长江、黄河
内流河—凡流入内陆湖泊或消失于沙漠中的河流， 如新疆的塔里木河，青海的布喀河
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河流的弯曲系数
某河流的实际长度与河流直线长度之比称河流 的弯曲系数。
上游：河谷狭、比降陡、流量小、流速大、冲刷占优势、 河槽多为基岩或砾石、多急滩、瀑布。黄河—内蒙托克托 县河口镇，长江—湖北宜昌
中游：中游比降与流速减小、流量加大、冲刷淤积都不严 重、河槽多为粗沙。长江—江西的湖口，黄河—河南孟津
下游：比降与流速更小、流量更大、淤积占优势、多浅滩 沙洲、河槽多细沙或淤泥
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河长
在河槽中各断面的最低点的联线称为溪线，或中 泓线。
从河口到河源，沿河道溪线量得的距离为河长， 单位为km。
一般小比例尺的地形图不易找出河源，可将干流 最上游的看得清的溪线，沿垂直于等高线的方向 延长至分水线即河长的终点。
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水系横贯自然景观，如同身体中的血管
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水系的命名
外流河—流入海洋的河流，如长江、黄河
内流河—凡流入内陆湖泊或消失于沙漠中的河流， 如新疆的塔里木河，青海的布喀河
工程水文学第四章
PP 1P2n . ..Pn 1 ni n1Pi
2. 垂直平分法（泰森多边形法） 条件：流域雨量站分布不太均匀，为了更好地反映各站在计算流域平均雨量中的作用。 假设：流域各处的雨量可由与其距离最近的雨量站代表。
PP 1f1P 2f2 F ...P nfni n1P i F fi
3. 等雨量线法 条件：当流域地形变化较大，而雨量站分布较密，能结合地形变化绘制等雨量线时。
2.径流过程线的分析 2.径流过程线的分析
（3）
3. 径流量的计算 黄色的面积（ABCDFA）：
R 3.6Qt
F
Q(m3/s)
前期洪 水未退 完的部 分
B 本次降雨形成的径流过程
H
C
I
C’ A
D E
F
D’
G
t(h)
深层地下径流（基流）
C′D′D的面积与AEF大约相等，ABCDFA≈ABCC′D′FEA
第四节 超渗产流的产流量计算
（一）概述 在干旱半干旱地区，地下水埋藏很深，流域的包气带很厚，缺水量大，降雨过程中的
下渗的水量不易使整个包气带达到田间持水量，所以不产生地下径流，并且只有当降雨强 度大于下渗强度时才产生地面径流，这种产流方式称为超渗产流。关键是确定流域下渗的 变化规律。
第四节 超渗产流的分析与计算
流第 域四 产章 汇 流 分 析
第二章对径流的形成过程作了定性的描述，本章从定量的角度阐述降雨形成径流的原理 和计算方法，它是以后学习由暴雨资料推求设计洪水、降雨径流预报等内容的基础。
降雨P(t) 蒸发E(t)
产流计算
净雨R(t)
数量上相等
汇流计算
流域出口断面 径流过程Q(t)
第一节 概述
一. 流域产汇流计算基本内容 由流域降雨推求流域出口的河川径流，大体上分为两个步骤： ①产流计算：降雨扣除截留、填洼、下渗、蒸发等损失之后，转化为净雨的计算称为产流计算。 ②汇流计算：净雨沿着汇入地面和地下河网，并经河网汇流形成流域出口的径流过程的计算称
2. 垂直平分法（泰森多边形法） 条件：流域雨量站分布不太均匀，为了更好地反映各站在计算流域平均雨量中的作用。 假设：流域各处的雨量可由与其距离最近的雨量站代表。
PP 1f1P 2f2 F ...P nfni n1P i F fi
3. 等雨量线法 条件：当流域地形变化较大，而雨量站分布较密，能结合地形变化绘制等雨量线时。
2.径流过程线的分析 2.径流过程线的分析
（3）
3. 径流量的计算 黄色的面积（ABCDFA）：
R 3.6Qt
F
Q(m3/s)
前期洪 水未退 完的部 分
B 本次降雨形成的径流过程
H
C
I
C’ A
D E
F
D’
G
t(h)
深层地下径流（基流）
C′D′D的面积与AEF大约相等，ABCDFA≈ABCC′D′FEA
第四节 超渗产流的产流量计算
（一）概述 在干旱半干旱地区，地下水埋藏很深，流域的包气带很厚，缺水量大，降雨过程中的
下渗的水量不易使整个包气带达到田间持水量，所以不产生地下径流，并且只有当降雨强 度大于下渗强度时才产生地面径流，这种产流方式称为超渗产流。关键是确定流域下渗的 变化规律。
第四节 超渗产流的分析与计算
流第 域四 产章 汇 流 分 析
第二章对径流的形成过程作了定性的描述，本章从定量的角度阐述降雨形成径流的原理 和计算方法，它是以后学习由暴雨资料推求设计洪水、降雨径流预报等内容的基础。
降雨P(t) 蒸发E(t)
产流计算
净雨R(t)
数量上相等
汇流计算
流域出口断面 径流过程Q(t)
第一节 概述
一. 流域产汇流计算基本内容 由流域降雨推求流域出口的河川径流，大体上分为两个步骤： ①产流计算：降雨扣除截留、填洼、下渗、蒸发等损失之后，转化为净雨的计算称为产流计算。 ②汇流计算：净雨沿着汇入地面和地下河网，并经河网汇流形成流域出口的径流过程的计算称
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河川径流计算（river flow estimation）降到流域地面的降水，由地表和地下注入河流，流经出口断面的水量称河川径流，来自地表部分的是地表径流，来自地下部分的是地下径流。
对河川径流的变化规律进行定量的分析计算预估未来径流的情势，称为河川径流计算。
为桥涵、水利及给水等工程的规划、设计、施工和管理运营提供径流数据。
计算的主要内容为设计
洪水、枯水流量、年径流量。
设计洪水暴雨或迅速的融雪使大量的径流在短期内自地面汇入河中，河水流量激增，水位迅涨，河槽水流成波状下泄称为洪水波或称发生了洪水。
工程建设在设计时需要考虑构筑物本身所能防御洪水的能力，按照工程的规模和重要性，拟定构筑物在使用期可能发生的洪水称为设计洪水。
设计洪水是直接决定水工构筑物的尺寸、桥涵的孔径、工厂厂址标高的依据。
主要采用频率（用等于或超过某一指定流量或径流总量的概率或频率）来分析计算，即利用实测洪水资料加上洪水调查资料推算某一频率的洪水。
也有采用可能最大洪水，即计算现代气候条件下，特定流域在一定历时内，可能发生的最大暴雨所产生的最大洪水。
还有采用历史洪水加上某一成数的洪水。
流域中每发生一次洪水，在测流断面测得一条相应的洪水过程线，洪水过程线上的最高点即为洪峰流量（见水文测验）。
当水文测验资料短缺用以上方法不能求得较可靠的设计洪水时，需要进行洪水调查，以取得历史洪水，延长洪水资料系列，提
高计算精度。
枯水径流当地表径流减少，河流的水量大部分靠地下水补给
时的河流水流。
在缺少水文测验资料的情况下，枯水径流调查是延长枯水径流资料的一个重要方法。
年径流量一年内通过河流某一断面的水量。
年径流量计算对于有效地开发利用河流的水利资源极为重要，要预测水利措施运行期间河流的径流情势，首先需估计流域内究竟能有多少水量，在气候及下垫面条件（如地形、地质、植被、土壤、森林等）基本稳定时，可由长期的实测年径流量来计算多年平均流量，用以代表正常流量，作为说明径流特征的基础。