设计年径流及其年内分配

1、 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如 研究对象：研究对象：年径流，设计年径流年径流，设计年径流 研究内容：研究内容：径流变化及其影响因素，设计年径流分析计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算，设计年径流的年内分配，枯水流量分析计算枯水流量分析计算 研究目的：研究目的：年径流的分析计算是为水利水电工程的规划年径流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，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进行水库调节计算，便可求出水库的兴利库容。同时，同时，年径流分

2、析计算成果是进行水资源评价的重要依据，也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。是制定和实施国民经济计划的重要依据之一。 第七章第七章 设计年径流分析与计算设计年径流分析与计算 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如v 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，都有计算这两种成果时，都有径流资料充足、径流资料不足和缺径流资料充足、径流资料不

3、足和缺乏径流资料乏径流资料三种情况。因此，年径流分析计算方法共有六种三种情况。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。，要求掌握各类方法的原理和内容，以及相同和不同之处。v 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进行“三性三性”（可靠性、一致性、代表性可靠性、一致性、代表性）审查，这是本章的）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。因素，可以提高分析年径流问题的能力。

4、绪绪 论论 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.1 年径流变化及其影响因素年径流变化及其影响因素 内容提要：内容提要： 1、年径流与年径流量；、年径流与年径流量；2、径流的年际变化和年内、径流的年际变化和年内变化；变化；3、径流变化的影响因素；、径流变化的影响因素；4、年径流分析计算、年径流分析计算的目的和内容的目的和内容学习要求：学习要求： 1、要掌握径流与径流量、年径流与年径流量、要掌握径流与径流量、年径流与年径流量、 设计保证率与破坏率等的基本概念；设计保证率与破坏率等的基本概念； 2、了解径流的年际变化和年内变化、径流变化的、了解径流的年际变化和年内变化

5、、径流变化的影响因素、影响因素、 年径流分析计算的目的和内容。年径流分析计算的目的和内容。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.1.1 年径流与年径流量年径流与年径流量（1）径流与径流量）径流与径流量v 在河槽里运动的水流叫做河川径流，简称径流。在河槽里运动的水流叫做河川径流，简称径流。在一定时段内，通过河流某一断面的累积水量称为径流在一定时段内，通过河流某一断面的累积水量称为径流量，记作量，记作W (m3)；也可以用时段平均流量；也可以用时段平均流量Q(m3/s)、流域、流域径流深径流深R(mm)或流域径流模数或流域径流模数 M (mm/km2)、(m3/s)

6、来表来表示。径流量与流量的关系为：示。径流量与流量的关系为：TQW 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如（2）年径流与年径流量）年径流与年径流量v 在一个年度内，通过河流出口断面的水量，叫做该断面以上流域在一个年度内，通过河流出口断面的水量，叫做该断面以上流域的年径流量。可以的年径流量。可以年径流总量年径流总量W、年平均流量、年平均流量Q、年径流深、年径流深R及年及年径流模数径流模数M等表示。多年平均年径流量有时被称为正常年径流量，等表示。多年平均年径流量有时被称为正常年径流量，相应以相应以W0、Q0、R0、M0等表示。等表示。 某一年的年径流量与正常年径流量之比，

7、称为该年径流量的模某一年的年径流量与正常年径流量之比，称为该年径流量的模比系数，用比系数，用ki表示表示7.1.1 年径流与年径流量年径流与年径流量0000MMRRQQWWkiiiii 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如（1）径流的年内变化）径流的年内变化v 河川径流的主要来源为河川径流的主要来源为大气降水。降水在年内分大气降水。降水在年内分配是不均匀的，有多雨季配是不均匀的，有多雨季节和少雨季节，径流也随节和少雨季节，径流也随之呈现出丰水期（或洪水之呈现出丰水期（或洪水期）和枯水期，或汛期与期）和枯水期，或汛期与非汛期。径流在一年内的非汛期。径流在一年内的这种变

8、化称为年内变化。这种变化称为年内变化。7.1.2 径流的年内变化和年际变化径流的年内变化和年际变化1973-1974年度（丰水）010203040506070123456789101112月流量(m3/s)19641965年度（枯水）010203040123456789101112月流量(m3/s) 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如（2）径流的年际变化）径流的年际变化v 河川径流不仅在一年之内有较河川径流不仅在一年之内有较大的变化，就是在年与年之间大的变化，就是在年与年之间的变化也是很大的。把年平均的变化也是很大的。把年平均流量较大的那些年份称为丰水流量较大的那

9、些年份称为丰水年，年平均流量较小的那些年年，年平均流量较小的那些年份称为枯水年，年平均流量接份称为枯水年，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中水年，径流的这种变化称为年际变化。为年际变化。岳城010203040196019651970197519801985199019952000年份流量(m3/s)7.1.2 径流的年内变化和年际变化径流的年内变化和年际变化 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如（1）年径流分析计算的目的）年径流分析计算的目的v 年径流分析计算是水资源利用工程中最重要的工作之一。设计年径流是

10、年径流分析计算是水资源利用工程中最重要的工作之一。设计年径流是衡量工程规模和确定水资源利用程度的重要指标。推求不同保证率的年衡量工程规模和确定水资源利用程度的重要指标。推求不同保证率的年径流量及其分配过程，就是设计年径流分析计算的主要目的。径流量及其分配过程，就是设计年径流分析计算的主要目的。v 设计保证率：设计保证率：水资源利用工程包括水库蓄水工程、供水工程、水力发电水资源利用工程包括水库蓄水工程、供水工程、水力发电工程和航运工程等，其设计标准，用保证率表示，反映对水利资源利用工程和航运工程等，其设计标准，用保证率表示，反映对水利资源利用的保证程度，即工程规划设计的既定目标不被破坏的年数占运

11、用年数的的保证程度，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。百分比。v 破坏率：破坏率：水资源利用程度，在分析枯水径流和时段最小流量时，还可用水资源利用程度，在分析枯水径流和时段最小流量时，还可用破坏率，即破坏年数占运用年数的百分比来表示，在概念上更为直观。破坏率，即破坏年数占运用年数的百分比来表示，在概念上更为直观。v 保证率和破坏率的换算：保证率和破坏率的换算：设保证概率为设保证概率为p，破坏概率为，破坏概率为q，则，则p1-q。7.1.3 年径流分析计算的目的和内容年径流分析计算的目的和内容 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如（2）年径流分

12、析计算的内容）年径流分析计算的内容v 基本资料信息的搜集和复查基本资料信息的搜集和复查v 年年径流量的频率分析计算径流量的频率分析计算v 提供设计年径流的时程分配提供设计年径流的时程分配v 对分析成果进行合理性检查对分析成果进行合理性检查7.1.3 年径流分析计算的目的和内容年径流分析计算的目的和内容 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如（1）分析和研究影响年径流的因素的目的）分析和研究影响年径流的因素的目的v 为了深刻认识年径流及其变化规律，就必须从物理成因为了深刻认识年径流及其变化规律，就必须从物理成因方面去分析和研究影响年径流的因素，尤其在径流资料方面去分析和

13、研究影响年径流的因素，尤其在径流资料短缺时，显得更为重要。短缺时，显得更为重要。v 当具有短期实测径流资料时，常常需要建立年径流量与当具有短期实测径流资料时，常常需要建立年径流量与有关因素之间的相关关系来展延年径流系列；当缺乏径有关因素之间的相关关系来展延年径流系列；当缺乏径流资料时，常用水文比拟法或等值线图法来推估年径流流资料时，常用水文比拟法或等值线图法来推估年径流量，上述情况都要分析影响年径流的因素。量，上述情况都要分析影响年径流的因素。7.2 影响年径流的因素影响年径流的因素 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如（3）气候因素对年径流的影响）气候因素对年径流

14、的影响 v 在气候因素中，年降水量与年蒸发量对年径流量的影响程在气候因素中，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。度，随流域所在地区不同而有差异。湿润地区和干旱地区湿润地区和干旱地区的影响不同，应区别对待。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）流域下墊面因素对年径流的影响v 流域下墊面因素包括地形、土壤、地质、植被、湖泊、沼流域下墊面因素包括地形、土壤、地质、植被、湖泊、沼泽和流域面积等。这些因素对年径流的作用，一方面表现泽和流域面积等。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在流域蓄水能力上，另一

15、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。件的改变间接地影响年径流。7.2 影响年径流的因素影响年径流的因素 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.3 具有长期实测资料时设计年径流量的分析计算具有长期实测资料时设计年径流量的分析计算 内容提要：内容提要： 1、年径流系列的、年径流系列的“三性（可靠性、一致性、代表性）三性（可靠性、一致性、代表性）”审查；审查；2、年径流的频率计算；、年径流的频率计算；3、年径流的年内分配、年径流的年内分配 学习要求：学习要求： 1、了解为什么要对年径流系列进行、了解为什么要对年径流系列进行“三性三性”审查；审查；2、掌

16、握年径流系列一致性遭破坏的原因和改正原则；掌握年径流系列一致性遭破坏的原因和改正原则；3、掌、掌握年径流系列的代表性分析方法；握年径流系列的代表性分析方法；4、掌握年径流频率分、掌握年径流频率分析计算方法及其特点；析计算方法及其特点；5、了解年径流的年内分配方法、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华南理工大学水利水电工程系黄国如v 所谓所谓长期长期年径流系列是指设计代表站断面或参证年径流系列是指设计代表站断面或参证流域流域断面有实测径流系列，断面有实测径流系列，其其长度不小于规范规定的年数长度不小于规范规定的年数，即不应小于，即不应小于30年。如实测系列小于年。如实测系

17、列小于30年，应设法将年，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。还原工作。 7.3.1 概述概述 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.3.2 年径流系列的年径流系列的“三性审查三性审查”（1）年径流系列的可靠性审查）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

18、下：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：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。而了解当时观测质量，研讨有无不合理的现象。 水位流量关系曲线的审查：水位流量关系曲线的审查：检查水位流量关系曲线绘制和延长的方检查水位流量关系曲线绘制和延长的方法，并分析历年水位流量关系曲线的变化情况。法，并分析历年水位流量关系曲线的变化情况。 水量平衡的审查：水量平衡的审查：根据水量平衡原理，上、下游站的水量应该平衡根据水量平衡原理，上、下游站的水量应该平衡，即下游站的径流量应等

19、于上游站径流量加区间径流量。，即下游站的径流量应等于上游站径流量加区间径流量。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.3.2 年径流系列的年径流系列的“三性审查三性审查”（2）年径流系列的一致性审查）年径流系列的一致性审查 v 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。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

20、候条件变化极为缓慢，一般可以不加考虑。其中气候条件变化极为缓慢，一般可以不加考虑。v 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。动，当对径流量产生影响时，需要改正至同一断面的数值。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如（3）年径流系列的代表性审查）年径流系列的代表性审查v年径流系列的代表性，是指该样本对年径流总体的接近程度，如接近程度较

21、高，则系列年径流系列的代表性，是指该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，频率分析成果的精度较高，反之较低。的代表性较好，频率分析成果的精度较高，反之较低。v样本对总体代表性的高低样本对总体代表性的高低可以理解为样本分布参数与总体分布参数的接近程度，可以理解为样本分布参数与总体分布参数的接近程度，可通过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，只能根据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。常人们对径流规律的认识以及与更长径流、

22、降水等系列对比，进行合理性分析与判断。常用的方法如下：用的方法如下：（1）进行年径流的周期性分析）进行年径流的周期性分析 对于一个较长的年径流系列，应着重检验它是否包括了一个比较完整的水文周期，对于一个较长的年径流系列，应着重检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、枯水段又大致是对称分布的。、平水段和枯水段，而且丰、枯水段又大致是对称分布的。（2）与更长系列参证变量进行比较）与更长系列参证变量进行比较 参证变量系指与设计断面径流关系密切的水文气象要素，如水文相似区内其他测站参证变量系指与设计断面径流关系密切的水文气象要素，如水文

23、相似区内其他测站观测期更长，并被论证有较好代表性的年径流或年降水系列。观测期更长，并被论证有较好代表性的年径流或年降水系列。 7.3.2 年径流系列的年径流系列的“三性审查三性审查” 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.3.3 年径流量分析计算的年度选择年径流量分析计算的年度选择v 日历年度：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，应按逐年逐月统计径流量，组成年径流系列和月径流和代表性论证以后，应按逐年逐月统计径流量，组成年径流系列和月径流系列。这些数据绝大部分可系列。这

24、些数据绝大部分可从从水文年鉴水文年鉴上直接引用，但须注意上直接引用，但须注意水文水文年鉴年鉴上刊布的数字是按日历年分界的，即每年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。月为一个完整的年份。v 水文年度：水文年度：在计算流域水量平衡关系时，最好采用水文年度。一个水文在计算流域水量平衡关系时，最好采用水文年度。一个水文年度内的径流应该是该水文年度的降水所产生的。年度内的径流应该是该水文年度的降水所产生的。v 水利年度：水利年度：在水资源利用工程中，为便于水资源的调度运用，常采用水在水资源利用工程中，为便于水资源的调度运用，常采用水利年度，有时亦称为调节年度。它不是从利年度，

25、有时亦称为调节年度。它不是从 1月份开始，而是将水库调节库月份开始，而是将水库调节库容的最低点容的最低点 ( 汛前某一月份，各地根据入汛的迟早具体确定汛前某一月份，各地根据入汛的迟早具体确定 ) 作为一个水利作为一个水利年度的起始点，周而复始加以统计，建立起一个新的年径流系列。年度的起始点，周而复始加以统计，建立起一个新的年径流系列。v如果系列长度较长，以上三种年度计算得到的结果很接近。如果系列长度较长，以上三种年度计算得到的结果很接近。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.3.4 设计年、月径流量系列的选取设计年、月径流量系列的选取v 将实测径流系列经过审查和

26、分析后，再按水利年度排列为一个新的年、将实测径流系列经过审查和分析后，再按水利年度排列为一个新的年、月径流系列。然后，从这个长系列中选出代表段，代表段中应包括有丰、月径流系列。然后，从这个长系列中选出代表段，代表段中应包括有丰、平、枯水年，并且有一个或几个完整的调节周期，代表段的年径流量均值平、枯水年，并且有一个或几个完整的调节周期，代表段的年径流量均值、离差系数应与长系列的相近。用这个代表段的年、月径流量过程来代表、离差系数应与长系列的相近。用这个代表段的年、月径流量过程来代表未来工程运行期间的年、月径流量变化。这个代表段就是水利计算所要求未来工程运行期间的年、月径流量变化。这个代表段就是水

27、利计算所要求的所谓的所谓“设计年、月径流系列设计年、月径流系列”。v 有了设计条件下的历年逐月径流过程和用水过程，就可以逐年进行来水有了设计条件下的历年逐月径流过程和用水过程，就可以逐年进行来水、用水平衡计算，求得逐年所需的库容值。、用水平衡计算，求得逐年所需的库容值。V1，V2，.，Vn。，设计保证。，设计保证率率p得到设计库容值得到设计库容值Vp，确定水库工程规模。称为长系列法。，确定水库工程规模。称为长系列法。v 该方法的特点是概念明确，但水文资料要求较高，必须提供设计年、月该方法的特点是概念明确，但水文资料要求较高，必须提供设计年、月径流量资料。计算工作量太大，一般不用该法。径流量资料

28、。计算工作量太大，一般不用该法。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.3.5 实际代表年年、月径流量的选取实际代表年年、月径流量的选取v 实际代表年法就是从实测年、月径流量系列中，选出一个实际的干实际代表年法就是从实测年、月径流量系列中，选出一个实际的干旱年作为代表年，用其年径流量分配过程直接与该年的用水过程相配旱年作为代表年，用其年径流量分配过程直接与该年的用水过程相配合而进行调节计算，求出调节库容，确定工程规模。选出的年份就称合而进行调节计算，求出调节库容，确定工程规模。选出的年份就称为实际代表年，其年、月径流量，就是实际代表年年、月径流量。为实际代表年，其

29、年、月径流量，就是实际代表年年、月径流量。v 用这种方法求出的调节库容，不一定符合规定的设计保证率。但由用这种方法求出的调节库容，不一定符合规定的设计保证率。但由于曾经发生的干旱年份给人以深刻的印象，认为只要这样年份的供水于曾经发生的干旱年份给人以深刻的印象，认为只要这样年份的供水得到保证，就达到修建水库的目的了。实际代表年法在小型灌溉工程得到保证，就达到修建水库的目的了。实际代表年法在小型灌溉工程的设计中得到广泛应用。的设计中得到广泛应用。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如v 水利工程的使用寿命很长，达到几十年甚至数百年，通过成因分水利工程的使用寿命很长，达到

30、几十年甚至数百年，通过成因分析途径预报未来不可能。采用水文统计方法研究年径流量变化的统析途径预报未来不可能。采用水文统计方法研究年径流量变化的统计规律。计规律。v 假定年径流量是简单的独立随机变量时，年径流量系列即可作为假定年径流量是简单的独立随机变量时，年径流量系列即可作为随机系列，实测年径流量系列则为年径流量总体的一个随机样本。随机系列，实测年径流量系列则为年径流量总体的一个随机样本。未来运行期间的年径流量系列也是总体的一部分。可以由未来运行期间的年径流量系列也是总体的一部分。可以由n年实测年实测年径流量系列求得的分布函数推断总体分布，并作为未来的工程运年径流量系列求得的分布函数推断总体分

31、布，并作为未来的工程运行期间年径流量的分布函数。行期间年径流量的分布函数。7.3.6 设计代表年年径流量及年内分配的计算设计代表年年径流量及年内分配的计算 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.3.6 设计代表年年径流量及年内分配的计算设计代表年年径流量及年内分配的计算（1）根据长期实测径流量资料，按要求确定计算时段，对各种计）根据长期实测径流量资料，按要求确定计算时段，对各种计算时段径流量进行频率计算，求出各种指定频率下的各种时段的设算时段径流量进行频率计算，求出各种指定频率下的各种时段的设计流量值。计流量值。（2）在实测径流资料中，按一定原则选取各种代表年。对

32、于灌溉）在实测径流资料中，按一定原则选取各种代表年。对于灌溉工程只选枯水年作为代表年；对水电工程选择丰、平、枯水三个代工程只选枯水年作为代表年；对水电工程选择丰、平、枯水三个代表年。表年。（3）求设计时段径流量与代表年的时段径流量的比值，对代表年）求设计时段径流量与代表年的时段径流量的比值，对代表年的径流过程按此比值进行缩放，即得到设计的年径流过程线。的径流过程按此比值进行缩放，即得到设计的年径流过程线。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.3.6 设计代表年年径流量及年内分配的计算设计代表年年径流量及年内分配的计算一、设计时段径流量的确定一、设计时段径流量的确

33、定1、计算时段的确定、计算时段的确定v 计算时段是按工程要求考虑的，计算时段是按工程要求考虑的， 设计灌溉工程时，一般取灌溉期设计灌溉工程时，一般取灌溉期 作为计算时段；设计水电工程时，作为计算时段；设计水电工程时， 因为枯水期水量和年水量决定着发因为枯水期水量和年水量决定着发 电效益，采取枯水期或年为计算时段。电效益，采取枯水期或年为计算时段。2、频率计算、频率计算v 当计算时段确定后，就可根据历年逐月径流资料，统计时段径流量。当计算时段确定后，就可根据历年逐月径流资料，统计时段径流量。 年或年或3月最枯径流量序列统计方法。径流序列需要月最枯径流量序列统计方法。径流序列需要20年以上。年以上

34、。v 经验表明，我国大多数河流的年径流频率分析，可以采用经验表明，我国大多数河流的年径流频率分析，可以采用P-型频率分型频率分布曲线，但规范同时指出，经分析论证亦可采用其他线型。布曲线，但规范同时指出，经分析论证亦可采用其他线型。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.3.6 设计代表年年径流量及年内分配的计算设计代表年年径流量及年内分配的计算3、成果合理性分析、成果合理性分析v 多年平均年径流量的检查：影响多年平均年径流量的因素是气候因多年平均年径流量的检查：影响多年平均年径流量的因素是气候因素，而气候因素具有地理分布规律的，所以多年平均年径流量有地理素，而气候

35、因素具有地理分布规律的，所以多年平均年径流量有地理分布规律。将设计站和上下游站进行比较。分布规律。将设计站和上下游站进行比较。v 年径流量离差系数的检查：离差系数反映了年径流量的年际变化程年径流量离差系数的检查：离差系数反映了年径流量的年际变化程度，具有地理分布规律，度，具有地理分布规律，Cv的等值线图。小流域的的等值线图。小流域的Cv一般较大。一般较大。v 年径流量偏态系数的检查：该变化规律研究不足，无公认方法。年径流量偏态系数的检查：该变化规律研究不足，无公认方法。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如1、代表年的选择、代表年的选择 （1）选取年径流量接近于设计

36、年径流量的代表年。）选取年径流量接近于设计年径流量的代表年。 （2）选取对工程较为不利的代表年。）选取对工程较为不利的代表年。2、径流年内分配计算、径流年内分配计算v 同倍比法：同倍比法：常见的有按年水量和按供水期水量控制的两种同倍比法常见的有按年水量和按供水期水量控制的两种同倍比法v 同频率法：同频率法：同倍比法在计算时段的确定上比较困难，而且当用水流量同倍比法在计算时段的确定上比较困难，而且当用水流量q不不同时，计算时段随之而变，代表年的选择也将不同，实际工作中不便。采同时，计算时段随之而变，代表年的选择也将不同，实际工作中不便。采用同频率法。同频率法的基本思想是使所求的设计年内分配的各个

37、时段径用同频率法。同频率法的基本思想是使所求的设计年内分配的各个时段径流量都能符合设计频率，可采用各时段不同倍比缩放代表年的逐月径流，流量都能符合设计频率，可采用各时段不同倍比缩放代表年的逐月径流，以获得同频率的设计年内分配。以获得同频率的设计年内分配。代年年年,QQKP7.3.6 设计代表年年径流量及年内分配的计算设计代表年年径流量及年内分配的计算 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如v 同频率法的基本步骤：同频率法的基本步骤： （1）根据要求选定几个计算时段，如最小）根据要求选定几个计算时段，如最小1个月、最小个月、最小3个月个月、最小、最小7个月、年个月、年4

38、个时段；个时段； （2）作各个时段的水量频率曲线，在代表年的逐月径流过程）作各个时段的水量频率曲线，在代表年的逐月径流过程上，统计最小上，统计最小1个月的流量、连续最小个月的流量、连续最小3个月的流量，个月的流量，并要，并要求长时段的水量包含短时段的水量在内。求长时段的水量包含短时段的水量在内。 （3）利用下式计算缩放倍比）利用下式计算缩放倍比DDPPDDPPDDPPDPQQQQKQQQQKQQQQKQQK57575735353513133111 7.3.6 设计代表年年径流量及年内分配的计算设计代表年年径流量及年内分配的计算 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如v

39、 例题：已知某水库具有例题：已知某水库具有18年的年、月径流资料，计算时段采用年、年的年、月径流资料，计算时段采用年、最小最小3个月和最小个月和最小5个月，求丰水年个月，求丰水年P=10%、平水年、平水年P=50%和枯水年和枯水年P=90%时段为年的设计径流量和时段为年的设计径流量和P=90的最小的最小3个月、最小个月、最小5个月的个月的设计时段径流量。并求设计时段径流量。并求P=90%设计枯水年年内分配。步骤为：设计枯水年年内分配。步骤为：（1）年、月径流量资料的整理和分析）年、月径流量资料的整理和分析（2）列表统计各时段径流量）列表统计各时段径流量（3）频率计算得到各个时段下的设计径流量）

40、频率计算得到各个时段下的设计径流量（4）按主要控制时段的水量相近来选代表年，选择）按主要控制时段的水量相近来选代表年，选择1964-1965年和年和1971-1972年作为枯水代表年年作为枯水代表年（5）求各时段的缩放倍比）求各时段的缩放倍比K（6）计算设计枯水年年内分配，用各自的缩放倍比乘对应的代表年的各）计算设计枯水年年内分配，用各自的缩放倍比乘对应的代表年的各月流量而得。月流量而得。7.3.6 设计代表年年径流量及年内分配的计算设计代表年年径流量及年内分配的计算 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如月平均流量 年份 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

41、 1 2 1958-1959 16.5 22 43 17 4.63 2.46 4.02 4.84 1.98 2.47 1.87 21.6 1959-1960 7.25 8.69 16.3 26.1 7.15 7.50 6.81 1.86 2.67 2.73 4.20 2.03 1960-1961 8.21 19.50 26.4 24.6 7.35 9.62 3.20 2.07 1.98 1.90 2.35 13.2 1961-1962 14.7 17.7 19.8 30.4 5.20 4.87 9.10 3.46 3.42 2.92 2.48 1.62 1962-1963 12.9 15.7

42、41.6 50.7 19.4 10.4 7.48 2.97 5.3 2.67 1.79 1.80 1963-1964 3.20 4.98 7.15 16.2 5.55 2.28 2.13 1.27 2.18 1.54 6.45 3.87 1964-1965 9.91 12.5 12.9 34.6 6.9 5.55 2.00 3.27 1.62 1.17 0.99 3.06 1965-1966 3.90 26.6 15.2 13.6 6.12 13.4 4.27 10.5 8.21 9.06 8.34 8.48 1966-1967 9.52 29.0 13.5 25.4 25.4 3.58 2.

43、67 2.23 1.93 2.76 1.41 5.30 1967-1968 13.0 17.9 33.2 43.0 10.5 3.58 1.67 1.57 1.82 1.42 1.21 2.36 1968-1969 9.45 15.6 15.5 37.8 42.7 6.55 3.52 2.54 1.84 2.68 4.25 9 1969-1970 12.2 11.5 33.9 25.0 12.7 7.30 3.65 4.96 3.18 2.34 3.88 3.57 1970-1971 16.3 24.8 41.0 30.7 24.2 8.30 6.50 8.75 4.52 7.96 4.10

44、3.80 1971-1972 5.08 6.10 24.3 22.8 3.40 3.45 4.92 2.79 1.76 1.30 2.23 8.76 1972-1973 3.28 11.7 37.1 16.4 10.2 19.2 5.75 4.41 4.53 5.59 8.47 8.89 1973-1974 15.4 38.5 41.6 57.4 31.7 5.86 6.56 4.55 2.59 1.63 1.76 5.21 1974-1975 3.28 5.48 11.8 17.1 14.4 14.3 3.84 3.69 4.67 5.16 6.26 11.1 1975-1976 22.4

45、37.1 58.0 23.9 10.6 12.4 6.26 8.51 7.30 7.54 3.12 5.56 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如时段径流量频率计算成果时段径流量频率计算成果时段 均值 Cv Cs/Cv P=10% P=50% P=90% 12 个月 131 0.32 2.0 188 128 81.8 最小 5 个月 18.0 0.47 2.0 8.45 最小 3 个月 9.10 0.50 2.0 4.00 858. 005. 95 .9445. 88 .810.8443.78-9.054.00-8.4506. 178. 300. 451251251

46、2353535333DDPPDDPPDPQQQQKQQQQKQQK对于对于19641965代表年代表年 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如同频率法同频率法P=90%设计枯水年年内分配计算成果设计枯水年年内分配计算成果 全年 年型 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 总量 平均 代 表 年(1964-1965)流量 9.91 12.5 12.9 34.6 6.9 5.55 2.00 3.27 1.62 1.17 0.99 3.06 94.5 7.87 缩放比 K 0.858 0.858 0.858 0.858 0.858 0.858 0.844 0

47、.844 1.06 1.06 1.06 0.858 设计枯水年流量 8.50 10.7 11.3 29.7 5.82 4.76 1.69 2.76 1.71 1.24 1.05 2.62 81.8 6.82 代表年(1971-1972)流量 5.08 6.10 24.3 22.8 3.40 3.45 4.92 2.79 1.76 1.30 2.23 8.76 缩放比 K 0.993 0.993 0.993 0.993 0.993 0.993 0.577 0.577 0.756 0.756 0.756 0.993 设计枯水年流量 5.04 6.05 24.1 22.6 3.37 3.42 2.8

48、4 1.61 1.33 0.98 1.69 8.70 81.8 6.82 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如0510152025303540123456789101112代表年同频率法同倍比法代表年9.9112.512.934.66.95.5523.271.621.170.993.06同频率法8.510.711.329.75.824.761.692.761.711.241.052.62同倍比法8.5810.82 11.17 29.955.974.801.732.831.401.010.862.65210111216789年型345 华南理工大学水利水电工程系黄国如

49、华南理工大学水利水电工程系黄国如1）同倍比法按同一倍比缩放代表年的月径流过程，求得同倍比法按同一倍比缩放代表年的月径流过程，求得的设计年内分配仍保持原代表年分配形状；而同频率的设计年内分配仍保持原代表年分配形状；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法由于分段采用不同倍比缩放，求得的设计年内分配有时可能不同于原代表年的分配形状，这时需要分析有时可能不同于原代表年的分配形状，这时需要分析是否符合一般规律，一般选取三个时段进行缩放。是否符合一般规律，一般选取三个时段进行缩放。2）用同倍比法缩放求得的设计年内分配常随控制时段的）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

50、年的不同而有很大的不同，从而使调节计不同、代表年的不同而有很大的不同，从而使调节计算求得的库容值有较大的波动；用同频率法求得的设算求得的库容值有较大的波动；用同频率法求得的设计年内分配受代表年的影响相对较小。计年内分配受代表年的影响相对较小。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.4 短缺资料时设计年径流量的分析计算短缺资料时设计年径流量的分析计算 内容提要：内容提要： 1、有较短年径流系列时设计年径流频率分析计算；、有较短年径流系列时设计年径流频率分析计算； 2、缺乏实测资料时设计年径流的估算；、缺乏实测资料时设计年径流的估算；3、流量、流量 历时曲线历时曲线

51、学习要求：学习要求： 1、了解参证变量的选择原则；、了解参证变量的选择原则；2、掌握年径流与参证、掌握年径流与参证变量水位、径流、降雨的相关分析方法；变量水位、径流、降雨的相关分析方法； 3、年径流估、年径流估算的参数等值线图法；算的参数等值线图法；4、了解年径流估算的经验公式法、了解年径流估算的经验公式法和水文比拟法；和水文比拟法；5、掌握流量历时曲线的绘制方法、掌握流量历时曲线的绘制方法 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如v 短缺径流资料的情况可分为两种：一种是设计代表短缺径流资料的情况可分为两种：一种是设计代表站只有短系列径流实测资料站只有短系列径流实测资料

52、n=30年，其长度年，其长度不能满足规范的要求；另一种是设计断面附近完全不能满足规范的要求；另一种是设计断面附近完全没有径流实测资料。没有径流实测资料。v 对于前一种情况，工作重点是设法展延径流系列的对于前一种情况，工作重点是设法展延径流系列的长度；对于后一种情况，主要是利用年径流统计参长度；对于后一种情况，主要是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。数的地理分布规律，间接地进行年径流估算。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.4.1 有较短年径流系列时设计年径流计算有较短年径流系列时设计年径流计算v 在规划设计中小型水利水电工程时，往往遇到在

53、坝址处仅有短在规划设计中小型水利水电工程时，往往遇到在坝址处仅有短期径流资料的情况。由于径流资料系列短，如直接根据这些资期径流资料的情况。由于径流资料系列短，如直接根据这些资料进行计算，求得的成果可能具有很大的误差。为了提高计算料进行计算，求得的成果可能具有很大的误差。为了提高计算精度，保证成果的可靠性，必须设法展延年、月径流系列。精度，保证成果的可靠性，必须设法展延年、月径流系列。v 在水文计算中，常用相关法展延系列。即建立设计站的年、月在水文计算中，常用相关法展延系列。即建立设计站的年、月径流资料与参证资料的相关关系，然后利用较长系列的参证资径流资料与参证资料的相关关系，然后利用较长系列的

54、参证资料通过相关关系来展延设计站的年、月径流资料。料通过相关关系来展延设计站的年、月径流资料。v 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。当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。当年径流系列适当延长以后，其频率分析方法与本章第二节所述年径流系列适当延长以后，其频率分析方法与本章第二节所述完全一样。完全一样。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如7.4.1 有较短年径流系列时设计年径流计算有较短年径流系列时设计年径流计算1、参证变量的选择、参证变量的选择 最常采用的参证变量有：设计断面的水位、上下游测站或邻近河流最常采用的参证变量有：设计断面

55、的水位、上下游测站或邻近河流测站的径流量、流域的降水量。参证变量应具备下列条件：测站的径流量、流域的降水量。参证变量应具备下列条件： 参证参证资料资料与设计与设计站的年、月径流资料在站的年、月径流资料在成因上有密切关系成因上有密切关系，这，这样才能保证相关关系有足够的精度样才能保证相关关系有足够的精度。 参证参证资料与资料与设计设计站年、月径流资料要有一段相当长的站年、月径流资料要有一段相当长的同步观测同步观测资料资料，以便建立可靠的相关关系，以便建立可靠的相关关系。 参证参证资料必须具有足够长的实测系列，除用以建立相关关系的资料必须具有足够长的实测系列，除用以建立相关关系的同期资料外，还要有

56、用来展延设计站缺测年份的年、月径流资料。同期资料外，还要有用来展延设计站缺测年份的年、月径流资料。 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如2、年径流系列的展延、年径流系列的展延（1）利用本站的水位流量相关曲线展延径流资料）利用本站的水位流量相关曲线展延径流资料 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如（2 2）利用上下游站或邻近河流测站实测径流资料，延长设计断）利用上下游站或邻近河流测站实测径流资料，延长设计断面的径流系列，下图为甲站与乙站年径流的相关图。面的径流系列，下图为甲站与乙站年径流的相关图。y = 1.1612x + 16.006R2

57、 = 0.98660400800120016000200400600800100012001400Q甲(m3/s)Q乙(m3/s) 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如2、年径流系列的展延、年径流系列的展延（3 3）径流是降水的产物，流域的年径流量与流域的年降水量往往有）径流是降水的产物，流域的年径流量与流域的年降水量往往有良好的相关关系，又因降水观测系列在许多情况下较径流观测系良好的相关关系，又因降水观测系列在许多情况下较径流观测系列长，因此降水系列常被用来作为延长径流系列的参证变量。列长，因此降水系列常被用来作为延长径流系列的参证变量。y = 0.9446x -

58、 380.33R2 = 0.97681300140015001600170018001700180019002000210022002300降雨量(mm)径流量(mm) 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如v 在部分中小设计流域内，有时只有零星的径流观测资料，且无在部分中小设计流域内，有时只有零星的径流观测资料，且无法延长其系列，甚至完全没有径流观测资料，则只能利用一些法延长其系列，甚至完全没有径流观测资料，则只能利用一些间接的方法，对其设计径流量进行估算。采用这类方法的前提间接的方法，对其设计径流量

59、进行估算。采用这类方法的前提是设计流域所在的区域内，有水文特征值的综合分析成果，或是设计流域所在的区域内，有水文特征值的综合分析成果，或在水文相似区内有径流系列较长的参证站可资利用。在水文相似区内有径流系列较长的参证站可资利用。1、参数等值线图法、参数等值线图法 我国已绘制了全国和分省我国已绘制了全国和分省(区区)的水文特征值等值线图和表的水文特征值等值线图和表，其中年径流深等值线图及，其中年径流深等值线图及Cv等值线图，可供中小流域设计等值线图，可供中小流域设计年径流量估算时直接采用。年径流量估算时直接采用。7.4.2 缺乏年径流资料时设计年径流计算缺乏年径流资料时设计年径流计算 华南理工大

60、学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如左图：左图：湖北省部分地区年径流深均值等值线图湖北省部分地区年径流深均值等值线图 右图：右图：湖北省部分地区年径流湖北省部分地区年径流Cv等值线图等值线图 华南理工大学水利水电工程系黄国如华南理工大学水利水电工程系黄国如 （1）年径流均值的估算）年径流均值的估算 根据年径流深均值等值线图，根据年径流深均值等值线图，可以查得设计流域年径流深的均值，可以查得设计流域年径流深的均值，然后乘以流域面积，即得设计流域然后乘以流域面积，即得设计流域的年径流量。的年径流量。 如果设计流域内通过多条年如果设计流域内通过多条年径流深等值线，可以用面积加权法推