第七章设计年径流计算


Q年、设 6.82 k 0.866 Q年、代 7.87
R 667mm , Cv 0.32, Cs 2Cv
7.3 具有短期实测资料下设计年径流计算
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。
资料代表性审查
7.2.2 设计年、月径流量系列的选取
7.2.3 实际代表的年、月径流量
用
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。
缩放倍比: 或 频率。 K=WTP/WTD K=QMP/QMD
同倍比法 15.4 11.8 10.5 14.4 14.8 13.2 11.7 11.3 20.3 18.4 14.9 10.3 9.1 7.2 19.4 18.0 18.5 11.2 17.5 16.6 20.0 12.3
某河某年流量过程线图
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。
7.1.3
水文计算任务
7.2 具有长期实测径流资料时设计年径流计算
7.2 具有长期实测径流资料时设计年径流计算
第7章 设计年径流分析
研究目的:年径流分析计算是为水资源 利用工程的规划设计服务的,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。
7.1.1

年径流特性
年径流量大致由以年为周期的汛期和枯季水量组成。 年径流量在年际之间变化显著,有丰水年、枯水年 和平水年。

年径流在多年变化中有连续的丰、枯水年组 交替出现的现象。
Qp Q K p
Qp Q K p 15 0.7 10.5m3 / s
Wp Qp 12 10.5 12 126m3 / s月
站 名 宜 昌 汉 口 高 场 北 碚 长 阳
长江干支流主要站径流年内分配表 各月分配百分比
1 2.6 2.7 2.2 2.1 1.9 2 2.1 2.6 1.9 1.6 1.9 3 2.6 4.0 2.5 2.0 3.0 4 3.8 5.4 3.6 3.5 5.1 5 6.9 8.6 6.3 6.5 6.8 6 7 8 9 10 11 6.1 7.8 5.2 5.1 4.8 12 3.6 4.3 3.1 3.0 2.9 全年 100 100 100 100 100
7.4 缺乏资料时设计年径流计算
y设
p设 y参 p参
y 月、设
y 年、设 y 年、参
y月、参
0.5(h1 h2 ) f1 0.5(h2 h3 ) f 2 ... 0.5(hn 1 hn ) f n 1 h F
Q=15m3/s,Cv=0.25,CS=2CV
可靠性审查(从测验方法、测验成果、 整编方法、整编成果等方面) ① 水位资料审查 ② 水位~流量关系审查
③ 水量平衡审查
一致性审查
人类活动的影响:蓄水、供水、水土保 持、引水工程等,改变了天然径流过程。需 考虑径流的还原计算,使得全部系列建立在 同一气候条件、同一下垫面条件、同一测流 断面上。
同频率法按不同历时采用不同倍比对典型年径 流过程线的纵标值进行缩放,得出的设计峰值
及不同历时设计量值均符合设计频率。
峰值缩放倍比: K0=QTP/QTD
量值缩放倍比:
WTi-1D
KTi-Ti-1=WTiP-WTi-1P/WTiD-
同频率法保证得出的设计峰值和量值符合设计 频率。
CS=2CV
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第七章 设计年径流及其年内分配

第七章  设计年径流及其年内分配
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

设计年径流的分析计算

设计年径流的分析计算

设计年径流的分析计算
一、思考题:
1.什么是年径流量?什么是设计年径流量?
2.日历年、水文年、水利年的涵义各如何?
3.什么是设计保证率?
4.推求设计年径流量之前,需要对水文资料进行哪几方面的审查?
5.展延年径流系列的关键是选取参证变量,简述参证变量应具备的条件。

6.推求设计年径流量的年内分配时,应酬遵循什么原则选择典型年?
7.缺乏实测资料时,怎样推求设计年径流量?
8.何谓水文比拟法?使用水文比拟法的关键是什么?
9.水文比拟法的实质是什么?
二、习题:
1.教材P122;5—10。

2.某水库多年平均流量Q=15m3/s,C v=0.25,C s=2.0C v,年径流理论频率曲线为P—Ⅲ型。

(1)推求该水库设计频率为90%的年径流量。

(2)按下表径流年内分配典型,求设计年径流量的年内分配。

P—Ⅲ型频率曲线模比系数K p值表(C s=2.0C v)
3.某流域有甲乙两个水文站,设计断面位于甲站附近,但只有1969—1980年实测径流资料。

其下游的乙站却有1961—1980年
实测径流资料,见下表,两站12年同步年径流观测资料对应关系较好,试将甲站1961—1968年缺测的年径流插补出来。

某河流甲乙两站年径流资料表单位:m3/s
4.教材P124;5—13。

第七章-设计年径流分析及径流随机模拟报告

第七章-设计年径流分析及径流随机模拟报告

年径流量年际之间的变化以随机性为主,年与年之间差别
较大。一般:
K丰
Q丰 Q
2-3
K枯
Q枯丰 Q
0.1- 0.2
(2)具有以年为周期的汛期和枯季交替变化规律
国内主要河流,一般都由水量丰的汛期和水量少的枯 水期这两种水量组成,与一年之中的气候相对应,但各年 汛期的起止时间、历时、水量大小又都具有随机性,并不 是各年都一致。
P W入 E
受气象因素影响 受下垫面因素影响
R:年径流深;W出
R
P:年降水量;
E:年蒸发量;
Q:时段始末流域蓄水量变化量;
W:时段内与外流域的交换水量。
气候因素的影响:年降水量、年蒸发量等 下垫面因素的影响:地形、地貌、土壤、植被、湖泊、
流域大小及形态等
人类活动的影响 :跨流域调水、修建水库、土地利用、
实测径流系列经过审查和分析后,再按照水利年构成一个 新的年、月径流系列,并从中选出代表段的年月径流系列。
丰水年、平水年、枯水年、一个或几个完整的调节周期
代 表 段 包
括 代表段的年径流均值、离散系数
三、实际代表年的年、月径流量 实际年法是从实测年、月径流量系列中,选出一个或几个
实际年作为设计代表年,用其年径流分配过程直接与相应的用 水过程相配合进行调节计算,求出调节库容,确定工程规模。
在年内各月(或旬)的分配称设计年径流的年内分配。 将年径流量看作为简单独立随机变量,则实测年径流量系
列为年径流量总体的一个随机样本,而未来工程运行期间的年 径流量系列也是总体的一部分。因此,可以由以往 n 年实测年 径流系列求得的分布函数(频率曲线)推断总体分布,并作为 未来工程运行期间年径流量的分布函数。
生产用水、生活用水、生态用水等。

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

第七章由流量资料推求设计洪水

第七章由流量资料推求设计洪水

1921 1949 1903
统一样本法:
同独立样本法
1949
1832
1903
N2=141
N1=70
1935
n=33
1972
计算分析
调查期N1=70: 独立样本法:
1921年 1949年
1903年
已抽到上面排序
PM 12
2 70 1
0.0282
3 PM13 70 1 0.0423
1867
1852 1832 1921
特大洪水类型
类型:实测特大洪水、历史特大洪水
2、为什么要考虑特大洪水?
在样本系列不长时,一般频率计算方法的成果变动很大。 系列愈短,抽样误差愈大。若用于推求千年一遇、万年一 遇的稀遇洪水,根据就很不足。
如果能调查到 N年(N>>n)中的特大洪水,就相当于 把n年资料展延到了N年,提高了系列的代表性,使计算 结果更合理、准确、稳定。
1、什么是特大洪水?
定义:实测系列和调查到的历史洪水中,比一般洪 水大得多的稀遇洪水,通过历史洪水调查,能知 其数量大小和重现期的洪水。
类型:实测特大洪水、历史特大洪水 注释:历史上的一般洪水是没有文字记载和留下洪
水痕迹,只有特大洪水才有文献记载和洪水痕迹 可供查证,所以调查到的历史洪水一般就是特大 洪水。
防护对象的防洪标准: 下游遭遇这种标准洪水时,通过水库及其它防洪措施
的调蓄,使控制点的洪水不超过河道允许的安全泄量。
水利水电枢纽工程分等指标
水工建筑物级别划分
水工建筑物防洪标准
下游防护对象的防洪标准
六、设计洪水
定义:工程规划设计依据的洪水,或符合防洪标
准的洪水。 为了保证工程安全,规划设计时,以某一标 准的洪水作为防御对象,使建筑的工程遇到不超 过这种标准的洪水时不会被破坏。工程规划设计 中所依据的一定标准的洪水,即为设计洪水。

年径流系数计算公式

年径流系数计算公式年径流系数是指某一时间段内的径流量与降水量的比值。

在水文学中,它可是个相当重要的概念呢!咱们先来了解一下年径流系数的计算公式。

一般来说,年径流系数(α)可以通过年径流量(W)除以年降水量(P)来计算,用公式表示就是:α = W / P 。

举个例子来说吧,就像我曾经去过的一个小山村。

那地方山清水秀,风景美极了。

村里有一条小河,常年流淌着清澈的水。

有一年,我专门在那里观察和记录了相关的数据。

那一年,村子里的降水量经过测量大概是 1000 毫米。

而通过对小河流量的监测和计算,发现这一年的径流量大约是 300 毫米。

按照年径流系数的计算公式一算,α =300÷1000 = 0.3 。

这就意味着,这一年降下来的水,只有 30% 形成了径流。

影响年径流系数的因素那可多了去了。

比如说,当地的地形地貌。

如果是山地,水流跑得快,径流系数可能就大一些;要是平原,水流缓慢,容易下渗,径流系数可能就小一些。

还有土地利用类型也很关键。

像森林覆盖面积大的地方,树木能截留一部分雨水,下渗也多,径流系数相对就小;而城市里大多是水泥地面,雨水不容易下渗,径流系数往往就比较大。

另外,气候条件也对年径流系数有着重要影响。

在湿润地区,降水丰富,年径流系数通常会高一些;在干旱地区,降水本来就少,蒸发又强,年径流系数自然就低。

在实际应用中,年径流系数的计算和分析可是大有用处的。

比如说在水利工程的规划设计中,工程师们得根据当地的年径流系数来合理确定水库的库容大小,以保证在干旱的时候也能有足够的水供应。

在城市的排水系统设计中,也得考虑年径流系数,要是算小了,一下大雨可能就会出现内涝,那可就麻烦啦!再回到那个小山村,后来村子发展了,修了不少新路和新建筑。

原本的一些农田和草地也变成了水泥地。

结果呢,再算年径流系数的时候发现比之前高了不少。

这也让村民们意识到,发展的同时还得注意保护环境,不能让过多的雨水都流走了,不然会影响到村里的生态平衡和农业灌溉。

工程水文学第七章设计年径流计算


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某河某年流量过程线图
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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。
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7.1.3 水文计算任务
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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
缩放倍比: K=WTP/WTD 或 K=QMP/QMD
同倍比法保证得出的设计峰值或量值符合设计 频率。
32
33
同频率法按不同历时采用不同倍比对典型年径 流过程线的纵标值进行缩放,得出的设计峰值 及不同历时设计量值均符合设计频率。
峰值缩放倍比: K0=QTP/QTD
量值缩放倍比: 1P/WTiD-WTi-1D
高 场
2.2
1.9
2.5
3.6
6.3 11.3 20.3 18.4 14.9 10.3 5.2
3.1 100
北 碚
2.5
9.1 19.4 18.0 18.5 11.2 5.1
3.0 100
长 阳 1.9 1.9 3.0 5.1 6.8 7.2 17.5 16.6 20.0 12.3 4.8 2.9 100
第7章 设计年径流分析

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。
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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
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)
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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。
❖ 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。
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7.3.5 实际代表年年、月径流量的选取

设计年径流计算

而同频率法由于分段采用不同倍比缩放,求得的设计年内分配有可能不同于 原代表年的分配形状 .
实际工作中为了使设计年内分配不过多地改变代表年分配形状,计算时段 不宜取得过多,一般选取两至三个时段。 2) 用同倍比法缩放求得的设计年内分配常随控制时段的不同、代表年的不同 而不同,使调节计算求得的库容值有较大的变动;
10
第二节 影响年径流的因素
3.人类活动对年径流量的影响 直接影响:直接改变流域的年径流量; 间接影响:通过改变下垫面的性质而影响年径流量的。通常,使蒸发增 加,从而使年径流量减少。 二、影响径流年内分配的因素 1. 气候因素 2. 下垫面因素 森林: 土壤和水文地质条件: 岩溶:
20
第三节 具有长期实测资料时设计年径流计算
(二) 设计时段径流量的计算 1 计算时段的确定 设计灌溉工程,取灌溉期作为计算时段。 设计水电工程,采用枯水期或年作为计算时段。 2 频率计算 (1)当计算时段为1年时
利用水利年,统计各年的径流量; 按由大到小顺序排列,得到随机系列。 (2)当计算时段为其它时段时 根据历年逐月径流量资料,统计时段水量. [注]不固定起讫时间,可以不受 水利年度分界的限制。必须是连续的. 把时段水量按大小次序排列,即构成计算系列。
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第二节 影响年径流的因素
一、对年径流量的影响 1. 气候因素对年径流量的影响 2. 流域下垫面因素对年径流量的影响 (1)地形
地形主要通过对气候因素(降水、蒸发、气温)的影响而间接对年径流量发生 作用。 (2)湖泊 (3)流域大小 流域面积大,流域的地面与地下蓄水能力强; 流域面积大,流域内各局部地区径流的不同期性愈明显; 大流域比小流域对径流的调节作用更为明显; 大流域中河道的切割较深,有较多的地下基流补给。
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