设计年径流计算
工程水文水利计算第5章设计年径流分析
2.00
1992～1993 0.97 0.43 1.32 1.25 1.31 1.70 2.82 2.05 2.83 0.88 0.25 1.35
1.43
1993～1994 0.78 1.77 0.55 1.77 2.36 3.82 2.52 4.63 2.01 2.26 1.46 1.25
2.10
1989～1990 1.20 0.41 1.24 1.88 2.00 1.87 2.82 1.57 0.94 0.65 0.41 1.57
1.38
1990～1991 1.27 0.71 2.49 0.72 5.24 2.18 2.26 0.93 0.63 0.75 1.24 1.00
1.62
1991～1992 0.20 1.49 0.90 2.61 7.54 1.25 3.17 3.82 2.33 0.40 0.08 0.22
WUHEE
第三节 短缺资料时设计年径流频率分析计算 1. 设计代表站只有短系列径流实测资料（n<20）
设法展延径流系列的长度。 2. 设计断面附近完全没有径流实测资料
利用年径流统计参数的地理分布规律，间接 地进行年径流估算。
WUHEE
一、有较短ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ径流系列时设计年径流频率分析方法
关键：展延年径流系列。
1994～1995 0.55 0.23 1.82 2.02 2.37 2.73 2.08 4.02 0.06 1.90 0.05 1.60
1.62
1995～1996 0.28 0.60 1.51 0.36 2.46 2.42 2.55 0.87 1.42 4.26 0.54 0.13
1.45
1996～1997 1.58 1.79 0.91 1.85 3.24 2.83 4.17 2.99 2.83 2.42 2.91 1.99
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。
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
设计年径流量的计算
4设计年径流量的计算4.1正常年径流量的计算在一个年度，通过河川某一断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。
河川径流在时间上的变化过程有一个以年为周期循环的特性，这样，我们就可以用年为单位分析每年的径流总量以及径流的年际与年分配情况，掌握它们的变化规律，用于预估未来各种情况下的变化情势。
河川径流量是以降水为主的多因素综合影响的产物，表现为任一河流的任一断面上逐年的天然年径流量是各不相同的，有的年份水量一般，有的年份水量偏多，有的年份则水量偏少。
年径流量的多年平均值称为多年平均径流量多年平均径流量Q=EQ i/n 刀Q各年的年径流量之和n 年数。
在气候和下垫面基本稳定的条件下，随着观测年数的不断增加，多年平均年径流量Q趋向于一个稳定数值，这个稳定数值称为正常年径流量。
显然，正常年径流量是反映河流在天然情况下所蕴藏的水资源，是河川径流的重要特征值。
在气候及下垫面条件基本稳定的情况下，可以根据过去长期的实测年径流量，计算多年平均年径流量来代替正常年径流量。
但是正常年径流量的稳定性不能理解为不变性，因为流域没有固定不变的因素。
就气候和下垫面条件来说，也是随着地质年代的进展而变化，只不过这种变化非常缓慢，可以不用考虑，但是大规模的人类活动，特别是对下垫面条件的改变将使正常年径流量发生显著变化。
根据观测资料的长短或有无，正常年径流量的推算方法有三种：有长期实测资料，有短期实测资料和无实测资料。
4.1.1 有长期实测资料时正常年径流量的推算有长期实测资料的含意是：实测系列足够长，具有一定的代表性，由它计算的多年平均值基本上趋于稳定。
由于各个流域的特性不同，其平均值趋于稳定所需的时间也是不会相同。
对于那些年径流的变差系数Cv 变化较大的河流，所需观测系列要长一些，反之则短些。
所谓代表性一般是指在观测系列中应包含有特大丰水年，特小枯水年及大致相同的丰水年群和枯水年群。
当满足以上条件时，可用算术平均法直接计算出正常年径流量。
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。
第四章设计年径流量的计算gao
第一节 河流与流域 三、流域特征 1. 流域地形特征
（1）流域平均高度 （2）流域平均坡度 又称地面平均坡度，是坡地漫流过程 的一个影响因素，在小流域洪水汇流 计算时，是一个重要参数。流域平均 坡度按下式计算： J=(a1J1+ a2J2＋...+ anJn)/A 式中：J——流域平均坡度 Ji——相邻两等高线间的平均坡度 ai——相邻两等高线间的面积，km2 A——流域面积，km2
山东农业大学林学院
第二节 正常径流量的计算
一、基本概念及其特点 1. 年径流量
是指相应于某一设计频率 的年径流量。 —— 设计年径流是水库、塘坝 设计确定有效库容的一个 重要水文依据。
年径流量的多年平均 值称为多年平均径流 量 Q n。
山东农业大学林学院
2. 年径流量的变化特点
3. 设计年径流量 4. 多年平均径流量 5. 正常年径流量
（2）河流横比降： 河流横断面的水面，一般是横 向倾斜或凹凸不平的，这种河 流表面横向的水面倾斜称为横 比降。 山东农业大学林学院
第一节 河流与流域 三、流域特征 1. 流域几何特征
（1）流域面积 ② 测量面积方法：一般可
用求积仪法、数方格法、 权重法等进行测定。
①流域面积：流域分水线和出流 断面所包围的面积称流域面积， 单位为km2。
在气候和下垫面基本稳定的条件下，随着观 测年数的增加，Qn趋向于一个稳定数值，这
个稳定数值称为正常年径流量Q0。
第二节 正常径流量的计算
二、正常年径流量的推算方法(三种)
1.有长期实测资料时正常年径流量的计算 （1）长期实测资料条件 ①实测系列长度：根据我国 河流的特点和资料条件，一 般具有二三十年以上可作为 有长期资料处理。 ②代表性：一般是指在观测 系列中应包含有特大丰水年 ，特小枯水年及大致相同的 丰水年群和枯水年群。
年径流总量控制率计算公式
年径流总量控制率计算公式年径流总量控制率这个概念啊，在咱们的环境和水资源领域那可是相当重要的。
那它的计算公式到底是咋回事呢？咱先来说说年径流总量控制率的含义。
简单说，就是一年当中，通过各种措施，比如雨水花园、绿色屋顶、下凹式绿地等等，把雨水留下来不流走的比例。
它的计算公式呢，其实是这样的：年径流总量控制率 = （设计调蓄容积 - 总出流量）÷总降雨量。
这里面的“设计调蓄容积”，就是咱们为了留住雨水特意设计的那些设施能够容纳雨水的量。
“总出流量”呢，就是流出去的雨水的量。
“总降雨量”就好理解啦，就是这一年里总共下的雨的量。
我给您举个例子啊，就说咱们小区。
有一块绿地，经过改造变成了下凹式绿地。
在一场大雨中，我们测量到总降雨量是 1000 立方米。
通过计算，这个下凹式绿地能够容纳 300 立方米的雨水，而最终流出去的雨水是 200 立方米。
那按照公式算一下，年径流总量控制率 = （300 - 200）÷ 1000 = 10% 。
这就意味着，通过这个改造，我们留住了 10% 的雨水。
您可能会想，这算来算去有啥用啊？用处可大了！您想想，如果每个地方都能提高年径流总量控制率，那城市里就不会一下雨就积水成灾啦。
雨水被留下来，可以补充地下水，还能减少洪水灾害，对生态环境也有好处。
比如说，在一些城市，因为以前不重视年径流总量控制率，一下大雨，街道就变成了小河，汽车都能被淹掉半个轮子，给大家的出行带来了极大的不便。
可后来，通过合理的规划和设计，提高了年径流总量控制率，这种情况就大大改善了。
而且啊，在一些新建的小区和公园，都把年径流总量控制率考虑进去了。
像那种有漂亮景观池塘的小区，其实那池塘不只是为了好看，还能起到蓄水的作用，提高年径流总量控制率呢。
再比如一些学校，在操场周边设置了雨水收集系统，把雨水收集起来用于校园的绿化灌溉，既节约了水资源，又提高了年径流总量控制率，一举两得。
所以说，别看这只是一个公式，它背后的意义和作用可大着呢。
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k Q年、设 6.82 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。
Qp Q K p
Qp Q Kp 150.7 10.5m3 / s
Wp Qp 12 10.512 126m3 / s月
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: 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。
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 2.1 1.6 2.0 3.5 6.5 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
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
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: 1P/WTiD-WTi-1D
KＴi-Ｔi-1＝WTiP-WTi-
同频率法保证得出的设计峰值和量值符合设计
频率。
CS=2CV
延展年、月径流系列的方法常用相关分析 法。
7.4 缺乏资料时设计年径流计算
y设
p设 p参
y参
y月、设
y年、设 y年、参
y月、参
h 0.5(h1 h2 ) f1 0.5(h2 h3) f2 ... 0.5(hn1 hn ) fn1 F
Q=15m3/s,Cv 各月分配百分比
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年
宜 昌 2.6 2.1 2.6 3.8 6.9 10.7 17.4 17.0 15.4 11.8 6.1 3.6 100
汉 口 2.7 2.6 4.0 5.4 8.6 10.5 14.4 14.8 13.2 11.7 7.8 4.3 100
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。