水文学年径流及洪枯径流共87页文档
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工程水文学第五章 的设计年径流及枯水径流
1959~1960 7.25 8.69 16.30 26.10 7.15 7.50 6.81 1.86 2.67 2.73 4.20 2.03 7.77 3 7.26 1.74
1960~1961 8.21 19.50 26.40 24.60 7.35 9.62 3.20 2.07 1.98 1.90 2.35 13.2 10.03 4 8.30 3.70
1969~1970 12.20 11.50 33.90 25.00 12.70 7.30 3.65 4.96 3.18 2.35 3.88 3.57 10.35
1970~1971 16.30 24.80 41.00 30.70 24.20 8.30 6.50 8.75 4.52 7.96 4.10 3.80 15.08
1、 可靠性 测验和整编的正确性。 2、一致性 资料是否来自同一气候、下垫面条件。常用分 项调查法、降雨径流模式法、蒸发差值法修正还原。 3、代表性 样本分布参数与总体参数分布参数接近程度。一般 系列越长，代表性越好。
资料代表性分析方法：
通过分析系列中丰、平、枯水年和连续丰水段、 枯水段的组成及径流变化规律，评价其代表性。
某站历年逐月径流量表（表5-1-1）
年份
3
4
5
月平均流量(m3/s)
6 7 8 9 10 11 12
1
2
(年 均m量3平流/s)（期供月T水供）水[供月m量3水/）(W期s]T供*
所需库容 V[m3/(s*
月）
1958~1959 16.50 22.00 43.00 17.70 4.63 2.46 4.02 4.84 1.98 2.47 1.87 21.6 11.92 3 6.32 2.68
二、影响年径流的因素
4.年径流(给排水)
代表性审查
1．年径流系列是否包括了一个比较完整 的丰平枯水文周期。
2．与更长系列参证变量比较，设计变量 与参证变量是否同步变化，两者同期的统计 参数是否相近。
年径流的频率分析
（一）选样—按工程要求考虑，一般 以水文年为单位。
（二）线型与参数估算
P－Ⅲ型频率分布曲线 均值：矩法计算 变差系数Cv：用矩法计算后再调整 偏态系数： Cs＝2~3 Cv
（三）合理性检验
参照地区综合分析成果。 历史枯水年径流的考证和引用。 控制频率曲线合理外延。
4.2.3、 资料不足情况下设计年径流计算
思路：寻求与设计断面径流有密切 关系并有较长观测系列的参证变量， 建立二者的相关关系，将设计断面年 径流系列插补延长至规范要求的长度
选择参证变量要求
在成因上有密切关系 有同步观测资料 系列较长，有较好的代表性
计算流域年径流均值的方法
内插法 加权平均法
其它参数
1．Cv查等值线图进行修正，Cv的位置与年 径流均值位置相同。 2．Cs/Cv=2-3，一般取Cs/Cv=2
（二）水文比拟法
若参证站已有年径流设计值 ，则：
R设=K1K2R参
k1为面积修正系数，K1=A设/A参 k2为年降雨量修正系数， K2=P设/P参
4.3.3、 水文比拟法
移用水文相似区内参证站的径流分 配过程——主要适用于中小流域。
日流量(水位)历时曲线
历时曲线表示年内大于或等于某个值 的径流量出现时间占全年的百分比。它 确定大于或等于某个值的径流量在一年 内出现的天数。
4.2.1、年径流特性
有以年为周期的周期变化，年内分配很不均匀。 地区分布差异大，多雨地区径流丰沛，少雨地区
径流较少。 年与年之间（年际之间）变化显著。 连续的丰、枯水年组交替出现的。
水文学径流及洪、枯径流
年径流及洪、枯径流 年径流及洪、
4.2 设计年径流量 4.2.1 年径流变化特点和分析方法 特点： 1) 河川逐年的年径流量的数值各不相同，且相邻年份的年径流量之间 也不存在密切关系； 2) 年径流的年际变化带有明显的随机性。 分析方法： 1) 采用数理统计法； 2) 寻求年径流量在一定年限的实测资料中所呈现出的统计规律。 4.2.2 具有长期实测资料时设计年径流量的推算 具有20年以上连续实测年径流资料者可称为具有长期实测年径流资料。 具有20年以上连续实测年径流资料者可称为具有长期实测年径流资料。 年径流量的计算 径流资料审查 审查资料的可靠性 可通过上、下游测站资料的对照或者运用水量平衡来复核。
称为还原计算：
W天然 = W实测＋W还原
5) 还原水量：
W还原 = W农业＋W工业＋W城镇 ± ∆W水库＋W损失 ± W引水
年径流及洪、枯径流 年径流及洪、
审查资料的代表性 1) 年径流量推求的基本出发点：n年实测年径流系列和未来工程运行l年的 年径流量推求的基本出发点：n年实测年径流系列和未来工程运行l 年径流系列分别是总体的样本； 2) 以n年实测年径流系列求得样本分布Fn(x)，以推求总体分布F(x)，并用 年实测年径流系列求得样本分布F (x)，以推求总体分布F(x)，并用 它来预估未来l年的年径流系列F (x)，必然存在一定的抽样误差 它来预估未来l年的年径流系列Fl(x)，必然存在一定的抽样误差 ； 3) 代表性：现有n年实测资料组成的特定样本系列和总体接近。样本的代 代表性：现有n 表性取决于抽样误差的大小； 表性取决于抽样误差的大小； 4) 由于水文系列的总体不可能取得，若仅有n个样本系列，无法检验其代 由于水文系列的总体不可能取得，若仅有n 表性，通常只能通过与临近相似流域交长期系列作比较来间接衡量： 参证站长系列比短系列的代表性好，可用长系列为基础来检验短系 列的代表性； 气候相同的区域内，参证站与设计站年径流的时序变化具有同步性 （同枯或同丰）。可把参证站的代表期直接移用于设计站。
第五章 年径流及洪、枯水
幻灯片 16
水利年：从水库开始蓄水到次年该时间为止，是针对某
一具体工程而言的，计年的起始时间因工程用途(如发 电、灌溉、调洪、蓄水等)的不同而不同
日历年：从每年1月1日至12月31日为止
闭合流域年径流量受气候和下垫面共同影响。湿润 地区，降水多，蒸发慢，降水量起决定作用；干旱
地区，蒸发强，降水少，降水量和蒸发量都起重要
(一) 参证站法(水文比拟法)
根据气候、自然地理条件一致的参证站资料来估 算设计流域的水文特征参数的方法，即将参证站的径 流特征值经过适当修正后移用于设计断面 1 多年平均径流量的计算
(1)当设计流域和参证流域条件相似(处于同一河流的
上、下游，且面积相差不大，或不在同一河流，但气
候与下垫面条件相似)时，可直接移置径流深或流量，
一年内的高水位和大流量称为洪水，低水位和低流
某河某年流量过程线图
工程规模与来水、用水、保证率的关系 丰、枯水年的径流量和流域用水量决定了所需水
库库容的大小；当年径流量相同时，径流的年内分
配也将影响库容的大小 设计保证率P：工程规划设计的既定目标不被破 坏的年数占总年数的百分比，又称工程的设计标准。 反映水资源利用的保证程度
常用的参证变量—— 设计断面的水位、上下游测 站或邻近河流测站的径流量、流域的降雨量等
参证变量应具备条件—— 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 量有较长期的同步观测资料；参证变量的系列较长， 并有较好的代表性 例P98
2 频率计算 我国河流年径流总体分布一般采用P-Ⅲ型分布曲线， 用水利年度
幻灯片 3
进行频率计算
P-Ⅲ型分布曲线参数的确定：均值一般直接采用计算 值；离差系数Cv先用矩法估算，并根据适线拟合最优
水文学 第4章年径流及洪、枯径流资料
一、径流特性
1. 径流季节分配 丰水期和枯水期、汛期和非汛期
2. 径流的地区分布 丰水带、少水带
3. 径流的周期性 丰水期和枯水期交替出现（一年内） 连续丰水年和连续枯水年交替出现
二、年径流分析计算的目的和内容
（一）目的：
设计年径流是衡量过程规模和确定水资源 利用程度的重要指标。
设计保证率（p）：水资源利用工程的设计 标准，反映了水资源的利用程度，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。例如，灌溉设计保证率表示设计灌溉 用水量全部满足的年数占工程运用总年数的百 分比。
（二）水文比拟法 用于无资料流域移置（经过修正）水文相似区
内相似流域的实测水文特征
要点：将参证站的径流特征值，经过适当修正后 移用于设计断面。 进行修正的参变量：流域面积修正参数K1和多年 平均降雨量修正参数K2
Q K1K2 Q
第三节 设计年径流量的年内分配
河川径流的时程分配，一般是按其各月的 径流分配比来表示。
破坏率（q）：分析枯水期和最小流量时用
p = 1-q
（a）与（b）的年平均流量Q及需水量过程 QR均相等而径流年内分配过程不同，所需库容 也有差别（V’>V）。如果有20年的年径流资 料和用水资料，就可以求出20个大小不同的库 容（V1、V2、V3、...、Vn），用多大的库容来 设计水库呢？库容大，保证率高，投资大；库 容小， 投资少 ，但保证率低。
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。（插补展延）
还原计算：
W天然=W实测+W还原 W还原=W农+W工+W城±⊿W库+W损±W引 （注意：水库蓄水量的年变化值，蓄水量增加为正；跨流域
水文学年径流及洪枯径流
常用的参证变量：设计断面的水位、上下游测站或 邻近河流测站的径流量、流域的降雨量等。
参证变量应具备的条件：
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；
（一）利用本站的水位资料延长年径流系列 水位——流量关系 （二）利用上下游站或邻近站实测径流资料，延 长设计断面的径流资料（缺少整年实测数据时 ，可考虑用月径流量相关）
第4章 年径流及洪、枯径流
第二节 设计年径流量 在一定时段内，通过河流某断面的累积水 量称为径流量W（m3）；也可以用时段平均流 量Q（m3/s）或流域径流深 R（mm）来表示。 径流量与流量之间的关系：
W QT
年径流（△T=年） 季径流 （△T=季） 月径流（ △T=月）
一、径流特性
1. 径流季节分配 丰水期和枯水期、汛期和非汛期 2. 径流的地区分布 丰水带、少水带
（二）年径流分析计算的内容： 1. 基本资料信息的搜集和复查
2. 年径流频率分析计算
3. 提供设计年径流的时程分配
4. 枯水流量分析 5. 成果合理性检验
有较长资料时设计年径流频率分析计算
实测年径流系列不小于20年。 一、资料“三性”审查 可靠性 测验和整编的正确性 一致性 资料是否来自同一气候、下垫面条件和同一 测站。人类活动的影响最显著。（还原计算） 代表性 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。（插补展延）
OA AB
W KRA
2. 年径流Cv值的估算 查Cv值等值线，按比例内插流域重心的Cv值。 3.年径流Cs值的估算 Cs=2～3Cv 年径流均值 + Cv + Cs + PⅢ型曲线表， 绘制年径流频率曲线，确定设计频率的年径流 值。
水文学第四章(2010)
资料的代表性分析 资料的代表性分析 代表性 资料的代表性: 资料的代表性: 是指样本的统计特性能否很好地
反映总体的统计特性。 反映总体的统计特性。 样本与总体的离差越小，代表性越好； 样本与总体的离差越小，代表性越好； 样本与总体的离差越大，代表性越差。 样本与总体的离差越大，代表性越差。
A站：设计站，资料系列30年 30年 设计站，资料系列30 B站：参证站，资料系列50年 50年 参证站，资料系列50 分布参数： 分布参数： A 站： R B 站： R
资料一致性的分析 资料一致性的分析 一致性
水文系列资料的成因前后应一致。 水文系列资料的成因前后应一致。当 水文系列资料的成因前后不一致时， 水文系列资料的成因前后不一致时，应 该还原修正到天然状态的水平。 该还原修正到天然状态的水平。
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W天然 = W实测 +W还原
根据水量平衡原理，采用各种方法还原。 根据水量平衡原理，采用各种方法还原。 （1）分时段还原； ）分时段还原； （2）总量还原； ）总量还原； （3）过程还原。 ）过程还原。
4.设计洪水的计算方法 4.设计洪水的计算方法
设计洪水的内容： 设计洪水的内容： 设计洪水包括 包括： 设计洪水包括： 一定频率的设计洪峰流量 率的设计洪峰流量； 1 一定频率的设计洪峰流量； 不同时段的设计洪水总量； 不同时段的设计洪水总量； 设计洪水过程线。 设计洪水过程线。 设计洪水的计算方法 ： (1)由流量资料推求设计洪水 ； 由流量资料推求设计洪水 (2)由暴雨资料推求设计洪水 (2)由暴雨资料推求设计洪水 ； (3)由经验公式推求设计洪水 (3)由经验公式推求设计洪水 ； (4)由水文气象资料推求设计洪水 (4)由水文气象资料推求设计洪水 。
第五章(设计年径流及枯水径流)ppt课件
目的
为水利工程设计提供基础数据，以确保工程在枯水期和丰水 期都能正常运行。
设计年径流的计算方法
基于实测资料
利用长期观测的年径流资料，采用频率 分析等方法计算设计年径流。
基于降雨资料
通过降雨资料推算年径流，常用的方法 有水文回归法、暴雨途径等。
基于径流系数法
根据实测流量资料，采用径流系数法将 年径流量换算为设计标准下的年径流量 。
设计年径流的变化特性
周期性变化
年径流受气候和天文因素 的影响，表现出周期性变 化，如季节性变化、年际 变化等。
不确定性
由于气候和环境的随机性 ，年径流也表现出一定的 不确定性。
地域性
不同地区和流域的年径流 特性存在差异，与当地的 气候、地形、土壤等条件 有关。
03
枯水径流
枯水径流的概念
枯水径流是指在一年中最低的河流流量，通常发生在干旱或降水较少的季节。
VS
水资源供需平衡分析是对一定区域 内的水资源进行科学合理的配置， 以满足经济社会发展和生态环境的 合理用水需求。
水资源供需平衡的分析方法
基于水文数据的供需平衡分析方法
01
利用水文资料，对水资源的可利用量进行评估，同时根据经济
社会用水需求进行供需平衡分析。
基于水资源评价的供需平衡分析方法
02
通过开展水资源评价，全面掌握区域内的水资源状况及其分布
枯水径流的特性及其变化
枯水径流的特性包括流量小、水位低、流速慢、持续时间长等。
气候变化和人类活动都会对枯水径流产生影响，如气候变化会影响降水和蒸发，从而改变枯水径流的特征；人类活动如修建水 库和灌溉系统，也会改变枯水径流的特征。
04
水资源供需平衡分析
水资源供需平衡的概念
为水利工程设计提供基础数据，以确保工程在枯水期和丰水 期都能正常运行。
设计年径流的计算方法
基于实测资料
利用长期观测的年径流资料，采用频率 分析等方法计算设计年径流。
基于降雨资料
通过降雨资料推算年径流，常用的方法 有水文回归法、暴雨途径等。
基于径流系数法
根据实测流量资料，采用径流系数法将 年径流量换算为设计标准下的年径流量 。
设计年径流的变化特性
周期性变化
年径流受气候和天文因素 的影响，表现出周期性变 化，如季节性变化、年际 变化等。
不确定性
由于气候和环境的随机性 ，年径流也表现出一定的 不确定性。
地域性
不同地区和流域的年径流 特性存在差异，与当地的 气候、地形、土壤等条件 有关。
03
枯水径流
枯水径流的概念
枯水径流是指在一年中最低的河流流量，通常发生在干旱或降水较少的季节。
VS
水资源供需平衡分析是对一定区域 内的水资源进行科学合理的配置， 以满足经济社会发展和生态环境的 合理用水需求。
水资源供需平衡的分析方法
基于水文数据的供需平衡分析方法
01
利用水文资料，对水资源的可利用量进行评估，同时根据经济
社会用水需求进行供需平衡分析。
基于水资源评价的供需平衡分析方法
02
通过开展水资源评价，全面掌握区域内的水资源状况及其分布
枯水径流的特性及其变化
枯水径流的特性包括流量小、水位低、流速慢、持续时间长等。
气候变化和人类活动都会对枯水径流产生影响，如气候变化会影响降水和蒸发，从而改变枯水径流的特征；人类活动如修建水 库和灌溉系统，也会改变枯水径流的特征。
04
水资源供需平衡分析
水资源供需平衡的概念
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xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢！
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36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
水文学年径流及洪枯径流
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯