年径流分析与计算
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第五章 年径流及年输沙量的分析计算
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相关法展延系列: 利用径流资料展延系列—— 利用本站的水位～流量关 系资料展延年径流系列；或利用设计站上下游站或邻近 站实测径流资料，展延设计断面的径流资料。 以月径流量相关展延年、月径流量系列—— 建立设 计站月径流与参证站月径流量的相关方程进行插补，但 精度较差。
一般地，枯期径流间相关关系较好，汛期相对较
5.1.2 工程规模与来水、用水、保证率的关系
丰、枯水年的来水和用水的矛盾决定了所需水库的
库容V 的大小。但是，当年水量相同时，年的径流年
内分配将影响库容的大小。
对于不同的年份，因来水与用水有不同的组合，
则各年所需的库容也不相同。如 p.105 图5 -1 V＝(QR－Q2)×T2
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如 (a)与(b)所示的不同来水过程Q1、Q2，所需库容也 有差别( V/＞V )。此外，来水量相等而径流年内分配过程 不同，所需库容不同。如果有20年的年径流资料和用水资 料，可以求出20个大小不同的库容(V1,V2, ..., Vn)，用多大 的库容来设计水库呢？ 考虑到工程规模大小与其投资的关系，因此必须分析 工程规模、来水、用水、保证率四者之间的关系。
29/43
多年平均年径流量等值线图法：
利用年径流及其统计参数具有地理分布规律进行地理
插值，检查计算成果的合理性，或估算无资料地区的设 计值。 绘制水文特征值等值线图的依据和条件： 分区性因素—— 气候因素
非分区性因素——
下垫面因素
30/43
多年平均年径流深等值线图的绘制和使用：
18/43
设计代表年径流量的年内分配计算： 问题的提出：虽然
Q
来水过程 用水过程
年径流量相同，但会有
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相关法展延系列: 利用径流资料展延系列—— 利用本站的水位～流量关 系资料展延年径流系列；或利用设计站上下游站或邻近 站实测径流资料，展延设计断面的径流资料。 以月径流量相关展延年、月径流量系列—— 建立设 计站月径流与参证站月径流量的相关方程进行插补，但 精度较差。
一般地，枯期径流间相关关系较好，汛期相对较
5.1.2 工程规模与来水、用水、保证率的关系
丰、枯水年的来水和用水的矛盾决定了所需水库的
库容V 的大小。但是，当年水量相同时，年的径流年
内分配将影响库容的大小。
对于不同的年份，因来水与用水有不同的组合，
则各年所需的库容也不相同。如 p.105 图5 -1 V＝(QR－Q2)×T2
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如 (a)与(b)所示的不同来水过程Q1、Q2，所需库容也 有差别( V/＞V )。此外，来水量相等而径流年内分配过程 不同，所需库容不同。如果有20年的年径流资料和用水资 料，可以求出20个大小不同的库容(V1,V2, ..., Vn)，用多大 的库容来设计水库呢？ 考虑到工程规模大小与其投资的关系，因此必须分析 工程规模、来水、用水、保证率四者之间的关系。
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多年平均年径流量等值线图法：
利用年径流及其统计参数具有地理分布规律进行地理
插值，检查计算成果的合理性，或估算无资料地区的设 计值。 绘制水文特征值等值线图的依据和条件： 分区性因素—— 气候因素
非分区性因素——
下垫面因素
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多年平均年径流深等值线图的绘制和使用：
18/43
设计代表年径流量的年内分配计算： 问题的提出：虽然
Q
来水过程 用水过程
年径流量相同，但会有
年径流与分析计算
第一节 概 述
一、年径流的变化特征
年径流量：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。 它可以用年平均流量、年径流深、年径流总量 或年径流模数表示。
我国年径流特征：
1.地区性变化 我国年径流深变化的总趋势是由东南向西北 递减
2.年际变化 受季风气候影响，我国径流的年际变化较大。
2.资料一致性审查 应用数理统计法的前提是要求统计系列具有一致
性，既要求组成系列的每个资料具有同一成因，不同 成因的资料不得作为一个同一系列。只要下垫面条件 变化不是非常显著，可认为径流系列具有一致性。
3.资料代表性审查
应用数理统计法进行水文计算时，计算成果的 精度决定于样本对总体的代表性。代表性高，抽 样误差就小。因此资料代表性审查对衡量频率计 算成果的精度具有重要意义。
适线时要考虑全部经验点据。如曲线与点据拟合 不佳，应侧重考虑中、下部点据，适当照顾上部点据。
年径流频率计算中，Cs/Cv值按具体配线情况而 定，一般采用2~3。
3.成果合理性分析
成果分析主要对径流系列均值、变差系数及偏态 系数进行合理性审查，可借助于水量平衡原理和径流 的地理分布规律进行。
（1）多年平均年径流量的检查 运用多年平均年径流量的地理分布规律，
算时段为年，则按水利年度统计年、月径流量，即构 成年径流量计算系列。若选定的计算时段为3月（或其 他时段），则根据历年逐月径流量资料，统计历年最 枯3个月的水量，不固定起讫时间，可以不受水利年度 分界的限制。
径流频率计算依据的资料系列应在20或30年以上
有了年径流量系列或时段径流量系列，运用适线 法，推求制定频率的设计年径流量或指定频率的设计 时段径流量。
一、水文资料的审查
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
年平均径流量的计算方法
年平均径流量的计算方法年平均径流量是指在一年中经过某一水文站点的径流量的平均值。
计算年平均径流量有多种方法，以下将介绍两种常用的方法：水文平衡法和统计方法。
一、水文平衡法水文平衡法是指根据流域的水量收支平衡原理，通过计算流域的降水量、蒸发量和地下水补给量等，得到流域的平均径流量。
具体计算步骤如下：1. 收集数据：获取流域内水文站点的降水数据、蒸发数据和地下水监测数据等。
若没有地下水监测数据，可以使用其他方法进行估算。
2. 计算水量收入：根据水量收入的组成部分，将流域的降水量分为有效降水和流失降水。
有效降水是指渗透入土壤层并形成土壤水或地下水的降水量，而流失降水是指不被土壤层吸收和蒸发的降水量。
3. 计算水量支出：根据水量支出的组成部分，将流域的水量支出分为蒸发量、蓄水量和地下水补给量等。
4. 计算年平均径流量：根据水量收入和水量支出，可以得到年平均径流量。
年平均径流量的计算公式为：年平均径流量 =有效降水 - (蒸发量 + 蓄水量 + 地下水补给量)。
水文平衡法在计算年平均径流量时，需要对各项水文参数进行准确测量和估算，所以对数据的要求比较高。
另外，该方法还需要考虑水文方程的不确定性和流量观测的误差等因素。
二、统计方法统计方法是指通过对历史径流量数据进行分析和统计，计算得到年平均径流量。
具体计算步骤如下：1. 收集数据：获取流域内水文站点的历史径流量数据，通常要求至少连续10年以上的数据。
2. 数据预处理：对收集到的径流量数据进行预处理，包括数据缺失值填补、异常值处理和数据平滑等。
3. 统计分析：采用统计方法对预处理后的径流量数据进行分析，计算得到年均径流量。
常用的统计方法有算术平均法、加权平均法和频率分析法等。
4. 计算年平均径流量：根据统计分析的结果，可以得到年平均径流量。
统计方法在计算年平均径流量时，较少受到水文参数估算的影响，主要依赖于历史径流量数据的可靠性和有效性。
同时，统计方法还可以用于计算径流短期变化和长期趋势等信息。
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。
第5章 年径流分析与计算
• 可采用间接的方法推求设计年径流量系列 的三个统计参数 以及径流量年内 分配。常采用： x 、C 、C Q v s p
设计年内分配
• 量及年内月分配的计算 z 等值线图法 z 水文比拟法 z 经验公式法
一
海河流域多年平均径流深等值线图 (单位： mm)
二
三
四
P和z是主要影响因素
影响年径流的因素 1.气候：P, Z 2.下垫面因素：地形、地质、土壤、植被、湖泊 3.人类活动，水库、南水北调 500 亿 m3/a、 造林植草、水土保持
径流年内分配的影响因素
R月 P月 E月 W月
汛期：P月起决定性作用
枯季： W月起决定性作用
枯水期径流量的影响因素
（3）设计年径流的时程分配 在设计年径流量确定以后，参照本流域 或参证流域代表年的径流分配过程，确定年 径流在年内的分配过程。 （4）分析成果的合理性检查 包括检查分析计算的主要环节，与以往 已有设计成果和地区性综合成果进行对比等 手段，对设计成果的合理性作出论证。
常见的水文资料情况
具有长期实测径流资料
一
五、相关法展延系列时必须注意的问题 1、相关图的点据必须如实标明。
2、设计变量与参证变量同步观测项数不得太少。
3、关系线外延不能超出实测资料范围以外太远。 4、插补的项数以不超过实测值的一半为好。
一、
二
第四节 缺乏实测径流资料时设计年径 流量及年内分配的分析计算
前一时期的流域蓄水量
枯水期的径流量枯水期的降水来自影响流域蓄水量的因素，都影响枯水径流。
年径流的分析计算目的和任务
目的
根据来水及用水，确定水利水电工程规模大小
任务
①提供长期的年月径流系列 ②提供设计代表年的年径流量及月径流过程 工程的设计标准用保证率表示，它反映水资源利 用的保证程度。即水资源工程规划设计的目标不被 破坏的年数占运行年数的比值。
设计年内分配
• 量及年内月分配的计算 z 等值线图法 z 水文比拟法 z 经验公式法
一
海河流域多年平均径流深等值线图 (单位： mm)
二
三
四
P和z是主要影响因素
影响年径流的因素 1.气候：P, Z 2.下垫面因素：地形、地质、土壤、植被、湖泊 3.人类活动，水库、南水北调 500 亿 m3/a、 造林植草、水土保持
径流年内分配的影响因素
R月 P月 E月 W月
汛期：P月起决定性作用
枯季： W月起决定性作用
枯水期径流量的影响因素
（3）设计年径流的时程分配 在设计年径流量确定以后，参照本流域 或参证流域代表年的径流分配过程，确定年 径流在年内的分配过程。 （4）分析成果的合理性检查 包括检查分析计算的主要环节，与以往 已有设计成果和地区性综合成果进行对比等 手段，对设计成果的合理性作出论证。
常见的水文资料情况
具有长期实测径流资料
一
五、相关法展延系列时必须注意的问题 1、相关图的点据必须如实标明。
2、设计变量与参证变量同步观测项数不得太少。
3、关系线外延不能超出实测资料范围以外太远。 4、插补的项数以不超过实测值的一半为好。
一、
二
第四节 缺乏实测径流资料时设计年径 流量及年内分配的分析计算
前一时期的流域蓄水量
枯水期的径流量枯水期的降水来自影响流域蓄水量的因素，都影响枯水径流。
年径流的分析计算目的和任务
目的
根据来水及用水，确定水利水电工程规模大小
任务
①提供长期的年月径流系列 ②提供设计代表年的年径流量及月径流过程 工程的设计标准用保证率表示，它反映水资源利 用的保证程度。即水资源工程规划设计的目标不被 破坏的年数占运行年数的比值。
第4章 年径流分析和计算-文档资料
第4章 年径流分析与计算
学习指导
目标： 1. 明确年径流分析计算的目的和任务； 2．掌握具有径流资料和缺乏径流资料的年径流分析计算；
重点：
1．年径流分析计算的任务； 2．影响年径流的因素； 3．具有较长期径流实测资料时的年径流分析计算 4. 具有短期径流实测资料时的年径流分析计算 5. 缺乏径流实测资料时的年径流分析计算
3、年径流特征 （1）地区性变化 我国年径流深变化的总趋势是由东南部向西北部递减。按 照多年平均情况，浙江、福建、以及云南和西藏东南部，年径 流深大于800 mm。东北东部、长江流域大部、淮河流域大部、 台湾、广东和安徽、江西、湖南、广西的部分地区、黄河中上 游部分地区、西藏部分地区，年径流深在200 mm至800 mm之 间。东北大兴安岭、三江平原、华北平原大部、燕山和太行山 脉青藏高原中部和新疆西部，年径流深在50 mm至200 mm之间。 东北辽河上中游地区、内蒙古高原南部、黄土高原大部、青藏 高原北部，年径流深在l0mm至50mm之间。内蒙古高原大部、 河西走廊、柴达木盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地，年径流深 小于10 mm。
2、下垫面因素
流域的下垫面因素可能直接对径流产生影响，也可能 通过影响气候因素间接地影响流域的径流。 （1）地形
流域地形特征包括地面高程、坡度等。流域地形主要通 过影响气候因素对年径流发生影响。比如，山地对于水汽 运动有阻滞和抬升作用，加之随着高程增加，蒸发量减少， 使山脉的迎风坡降水量和径流量大于背风坡。而且，在一 定范围内，随着高程增加，气温降低，降水量增大，蒸发 量减少，也使径流量增大。同时，流域的地形对流域汇流 有直接影响。如流域地形陡峻，河道比降大，汇流时间短， 会减少产流中的损失，使径流量增大。
（3）径流深度：Y=W/1000F ， W：m3 ，F：km2 （4）径流模数： M=103Q/F M： L/s.km2计， Q：m3/s，F：km2 （5）径流系数：=Y/X≤1.0 Y、X的单位均为mm。 说明：年径流包括径流量和径流年内分配两方面 。
学习指导
目标： 1. 明确年径流分析计算的目的和任务； 2．掌握具有径流资料和缺乏径流资料的年径流分析计算；
重点：
1．年径流分析计算的任务； 2．影响年径流的因素； 3．具有较长期径流实测资料时的年径流分析计算 4. 具有短期径流实测资料时的年径流分析计算 5. 缺乏径流实测资料时的年径流分析计算
3、年径流特征 （1）地区性变化 我国年径流深变化的总趋势是由东南部向西北部递减。按 照多年平均情况，浙江、福建、以及云南和西藏东南部，年径 流深大于800 mm。东北东部、长江流域大部、淮河流域大部、 台湾、广东和安徽、江西、湖南、广西的部分地区、黄河中上 游部分地区、西藏部分地区，年径流深在200 mm至800 mm之 间。东北大兴安岭、三江平原、华北平原大部、燕山和太行山 脉青藏高原中部和新疆西部，年径流深在50 mm至200 mm之间。 东北辽河上中游地区、内蒙古高原南部、黄土高原大部、青藏 高原北部，年径流深在l0mm至50mm之间。内蒙古高原大部、 河西走廊、柴达木盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地，年径流深 小于10 mm。
2、下垫面因素
流域的下垫面因素可能直接对径流产生影响，也可能 通过影响气候因素间接地影响流域的径流。 （1）地形
流域地形特征包括地面高程、坡度等。流域地形主要通 过影响气候因素对年径流发生影响。比如，山地对于水汽 运动有阻滞和抬升作用，加之随着高程增加，蒸发量减少， 使山脉的迎风坡降水量和径流量大于背风坡。而且，在一 定范围内，随着高程增加，气温降低，降水量增大，蒸发 量减少，也使径流量增大。同时，流域的地形对流域汇流 有直接影响。如流域地形陡峻，河道比降大，汇流时间短， 会减少产流中的损失，使径流量增大。
（3）径流深度：Y=W/1000F ， W：m3 ，F：km2 （4）径流模数： M=103Q/F M： L/s.km2计， Q：m3/s，F：km2 （5）径流系数：=Y/X≤1.0 Y、X的单位均为mm。 说明：年径流包括径流量和径流年内分配两方面 。
浅谈年径流与实测及分析计算
技 术交流
浅谈年径流与实测及分析计算
文／ 基曙 谢
摘 要 ：年径流量在年 内由汛期和枯水期的水量所组成 ，但各 年汛期、枯水期 的起迄 时间不一 ，历时不 同， 水量 有大有小 ，径 流过程从 不重 复 ，以致年 内分 配是 变化 多端 的，本文主要分析年径流 与实测计算。 关 键 词 ：水 利 ；年径 流 量 ，实 测分 析 中图分 类号 ：Ｐ ３ ． ３３５ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ — １ ６（０ １ ｏ ｏｃ一 ２８ ０ ０ ９ ９ ６ ２ １ ）ｏ ２ （） ０ ０ — ２
一
因素之一是节约用地。但是从某种程度上看 ，我们大量 的 修 建 高 层建 筑 ，主 要就 是 要 达 到 多 占空 间少 占土 地 的 目的 ，进而缓解城市用地 紧张 问题。绝大部分的大城市 都是结合城 市改造 ，拆迁 旧房 ，原地新建高层建筑 的， 因此从根本上看 ，用地很 紧张 。所以，在建筑设讣 中防 火 间距 不 可能 过 大 。 同时 ，现 在 的 高 层 民用 建 筑底 层周 围 ， 一 般 都 会 设 置 一 些 如 附 设 商 店 、 邮 局 、 商 业 营 业 厅 、餐 厅 ，以及 办 公 、修 理 服 务 用房 等附 属 建 筑 。那 为 了节 约 用地 ，会 把 附 属建 筑 与 高 层 主体 建 筑 有 所 区别 。
影响年径流量的因素分析 研究影响年径流的因素对年径流的分析与计算具有重 要意义 ，可以使我们从物理成因方面去深入探讨径流的 变化规律。 （ 一）年径流量的影响因素 从年为时段的流域水量平衡方程式Ｙ Ｘ～Ｅ一△Ｗ 一 ＝ △Ｖ ｒ ，年径流深Ｙ取决于年 降水量ｘ、年蒸发量Ｅ、 知 时 段始末 的流域蓄水 变量△ｗ和 流域 间的交换水量 △ Ｖ，这四项因素。前两项属气候 因素 ，后两项属下垫面 因素 。当流域 完全 闭合时 ，ＡＶ＝ ，下垫面 因素仅为△ ０ ｗ 。对一个具体年份来说 ，△ｗ决定于流域 的下垫面条 件 ，对不同的年份 ，△ｗ还受 降水量的影 响，丰水年△ ｗ为正 ，枯水年△ｗ为负。对于多年平均情况来讲 ，△ Ｗ可忽 略 。 可见，年降水量 与年蒸发量是影响年径流量 的主要 因素 ，但 两者对年径流量 的影响程度又随流域所在地 区 的不同而有差异。在湿润地 区，年降水量与年径流量之 间的关系较密切 ，说明年 降水量对年径流量起着决定性 作用。在干旱地区 ，年降水量与年径流量的关系不很密 切 ，年降水量和年蒸发量都对年径流量起着相当大的作 用 。 一般 来 说 ，随 着 流域 面 积 的 增 大 ，地 面 、地 下 蓄水
浅谈年径流与实测及分析计算
文／ 基曙 谢
摘 要 ：年径流量在年 内由汛期和枯水期的水量所组成 ，但各 年汛期、枯水期 的起迄 时间不一 ，历时不 同， 水量 有大有小 ，径 流过程从 不重 复 ，以致年 内分 配是 变化 多端 的，本文主要分析年径流 与实测计算。 关 键 词 ：水 利 ；年径 流 量 ，实 测分 析 中图分 类号 ：Ｐ ３ ． ３３５ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ — １ ６（０ １ ｏ ｏｃ一 ２８ ０ ０ ９ ９ ６ ２ １ ）ｏ ２ （） ０ ０ — ２
一
因素之一是节约用地。但是从某种程度上看 ，我们大量 的 修 建 高 层建 筑 ，主 要就 是 要 达 到 多 占空 间少 占土 地 的 目的 ，进而缓解城市用地 紧张 问题。绝大部分的大城市 都是结合城 市改造 ，拆迁 旧房 ，原地新建高层建筑 的， 因此从根本上看 ，用地很 紧张 。所以，在建筑设讣 中防 火 间距 不 可能 过 大 。 同时 ，现 在 的 高 层 民用 建 筑底 层周 围 ， 一 般 都 会 设 置 一 些 如 附 设 商 店 、 邮 局 、 商 业 营 业 厅 、餐 厅 ，以及 办 公 、修 理 服 务 用房 等附 属 建 筑 。那 为 了节 约 用地 ，会 把 附 属建 筑 与 高 层 主体 建 筑 有 所 区别 。
影响年径流量的因素分析 研究影响年径流的因素对年径流的分析与计算具有重 要意义 ，可以使我们从物理成因方面去深入探讨径流的 变化规律。 （ 一）年径流量的影响因素 从年为时段的流域水量平衡方程式Ｙ Ｘ～Ｅ一△Ｗ 一 ＝ △Ｖ ｒ ，年径流深Ｙ取决于年 降水量ｘ、年蒸发量Ｅ、 知 时 段始末 的流域蓄水 变量△ｗ和 流域 间的交换水量 △ Ｖ，这四项因素。前两项属气候 因素 ，后两项属下垫面 因素 。当流域 完全 闭合时 ，ＡＶ＝ ，下垫面 因素仅为△ ０ ｗ 。对一个具体年份来说 ，△ｗ决定于流域 的下垫面条 件 ，对不同的年份 ，△ｗ还受 降水量的影 响，丰水年△ ｗ为正 ，枯水年△ｗ为负。对于多年平均情况来讲 ，△ Ｗ可忽 略 。 可见，年降水量 与年蒸发量是影响年径流量 的主要 因素 ，但 两者对年径流量 的影响程度又随流域所在地 区 的不同而有差异。在湿润地 区，年降水量与年径流量之 间的关系较密切 ，说明年 降水量对年径流量起着决定性 作用。在干旱地区 ，年降水量与年径流量的关系不很密 切 ，年降水量和年蒸发量都对年径流量起着相当大的作 用 。 一般 来 说 ，随 着 流域 面 积 的 增 大 ，地 面 、地 下 蓄水
年径流分析与计算
中国1km×1km数字降水图
5-1 概述
➢ （3）径流的地区变化
多水带：年径流深为 800～200mm以上，主要 分布于东北东部山地、淮 河至秦岭以南的长江中下 游地区，云南、广西大部
以及西藏东部。
200
200
400
200
400
800
800
(mm) <200 200-400 400-800 800-1000 >1000
5-1-2 影响年径流的因素
2、下垫面因素对年径流量的影响
（3）土壤和地质
土壤的结构和透水岩层的厚度，直接影响地下水储量的大 小和调节能力的大小，因此影响年径流的年内分配过程。
（4）湖泊和沼泽
湖泊（包括水库在内）一方面通过蒸发的影响而间接影响 年径流量的大小，另一方面通过对流域蓄水量的调节而影 响年径流量年际的变化。
5-1-3 设计年径流分析与计算的任务
➢（2） 工程规模与来水、用水、保证率的关系
在枯水年份 ，降雨量小， 河流中水量也较枯，并 且由于气温高，蒸发大， 耗水很多，作物要求的 灌溉水量却很大，来水 与用水的矛盾就很突出。 为了满足这种枯水年份 的灌溉要求，水库的库 容就要大得多。
5-1-3 设计年径流分析与计算的任务
中国1km×1km数字降水图
➢ （3）径流的地区变化
5-1 概述
根据年径流深等值线图，全国划分5个带：
丰水带：年径流深在 800mm以上，主要分布 于东南沿海以及西藏东
部和云南西南部。
200
200 200
400 800
400 800
(mm) <200 200-400 400-800 800-1000 >1000
第五章 年径流分析与计算
设计年、月径流量系列的选取
① 实测径流系列经审查和分析后，按水利年度排列为 一个新的年、月径流系列。
② 从这个长系列中选出代表段。 代表段应包括有丰、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、离势系 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，也就是水利计算所要求的“设计 年、月径流系列”。
工程规模与来水、用水、保证率的关系
水利工程的规模大小不同，其调节能力不同。水 利工程的规模如何确定？现以确定灌溉水库的库 容为例，说明如下： 可见在两年当中，对于丰水年所
需要的库容要小，且供水时间会 很短；而对于枯水年则情况相反。
2020/9/6
注意：对于年来水相等而年内分配过程不相同，所需 库容是有差别 。
对更长系列（参证变量）的要求：设计变量与参证变量的时 序变化具有同步性；参证变量的长系列本身具有较高的代 表性。
为了检验径流系列的代表性，可选择与设计变量有成因联系、 具有长系列的参证变量（例如具有更长系列的邻近流域的 年径流量）来进行比较。
在实际工作中如选不到恰当的参证变量时，也可通过历史旱 涝现象的调查和气候特性的分析，来论证年径流量系列的 代表性。
2020/9/6
➢ 资料一致性审查
一致性即要求组成系列的每个资料具有同一成因。 年径流量系列的一致性是建立在气候条件和下垫面条件的稳 定性上的。当气候条件或下垫面条件有显著的变化时，资料 的一致性就遭到破坏。一般认为气候条件的变化极其缓慢， 可认为是相对稳定的；但下垫面条件却可由于人类活动而迅 速变化，需进行还原计算。 径流系列的还原计算是一个复杂的问题，可参考专门文献。 一般说来，只要下垫面条件的变化不是非常显著，可以认为 径流系列具有一致性。
设计年径流量的计算(水文与水资源学)
5.2.1有长期实测资料时正常年径流量的计算
3. 资料代表性审查 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。因 此，在进行年径流频率分析之前，还应进行系列 的代表性分析。 按照统计规律，容量大的样本其代表性较容量小 的样本为好。因此，可以将样本资料与更长期的 资料进行比较，以检验实测资料的代表性。
一、资料审查
尽管设计断面具有较长期的径流实测资料，但相 对于水文系列总体，实测资料系列仍仅仅是一个 样本。为能从实测资料推求径流总体的统计规律， 首先应当对资料（样本）的可靠性、一致性、代 表性进行审查。
5.2.1有长期实测资料时正常年径流量的计算
1. 资料可靠性审查 资料可靠性审查的目的是排除资料中可能存在的
第一节 概述
所谓设计年径流是指相应于设计频率的年径流 量，而设计频率则是根据水利及水土保持工程级 别及其防护意义确定的设计标准。
设计年径流是水库塘堰设计确定有效库容纳一 个重要水文依据。多年平均年输沙量则是确定水 库死库容及淤地坝设计的重些依据。
本章将对设计年径流计算所涉及的正常年径流 的求算、径流的年际变化、年内分配、枯水径流 及多年平均年输沙量的估算等内容分别加以介绍。
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，通过对资料的还原计算，使全部系列 建立在同一基础上。 测流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。
第一节 概述
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内分配情况， 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。
径流分析与计算
第三节 具有较长资料时设计年径流频率分析计算
所谓较长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，其长度不应小于20年。 一、水文资料的审查 1、资料的可靠性审查 水位资料、水位流量关系曲线、水量平衡审查 2、资料一致性审查 是否为同一成因 3、资料代表性的审查 样本分布参数与总体参数的接近程度 由于总体分布参数未知，故常用更长系列的分布参数来衡量，因此需要 选择参证变量，而参证变量必须具备： （1）设计变量与参证变量的时序变化具有同步性 （2）参证变量的长系列本身具有较高的代表性
参证变量应具备下列工作： （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~流量关系曲线 （二）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 （三）利用年降水资料延长设计断面的年径流系列 （四）注意事项 1、尽量避免远距离测验资料的辗转相关。 2、系列外延的幅度不宜过大。
三、年径流分析计算的目的和内容 （一）目的 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。 水资源利用工程的设计标准，用保证率表示。 保证率：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。 主要目的:推求不同保证率的年径流量及其分配过程 （二）年径流分析计算的内容 基本资料信息的搜索和复查 年径流量的频率分析计算 提供设计年径流的时程分配 根据需要进行年际连续枯水段的分析、径流随机模拟和枯水流量分 析计算。 对分析成果进行合理性检查。
n
n
R Ri Ai / Ai
i 1
i 1
Ri——分块面积的平均径流深mm , Ai——分块面积, km2 R——流域平均径流深，mm
06第六章 年径流分析与计算
第六章 设计年径流及径流随机模拟第一节 设计年径流分析计算的目的和内容在一定时段内，通过河流某一断面的累积水量称径流量，记作W(m 3)；也可以用时段平均流量Q 函(m 3／s)或流域径流深R (mm)来表示。
径流量与流量的关系为： T Q W ∆⋅= (8—1) 式中T ∆⋅——计算时段，s 。
根据工程设计的需要，T ∆⋅可分别采用年、季或月。
则其相应的径流分别称为年径流、季径流或月径流。
其中年径流及其时程分配形式对水利水电工程的规划设计尤为重要。
本章重点介绍年径流的分析计算，较短时段径流的分析计算。
可以参照进行。
一、径流特性河川径流具有如下的一些特性：1。
径流的季节分配河川径流的主要来源为大气降水。
降水在年内分配是不均匀的，有多雨季节和少雨季节，径流也随之呈现出丰水期和枯水期，或汛期与非汛期。
最大日径流量较之最小日径流量，有时可达几倍到几十倍。
2．径流的地区分布河川径流的地区性差异非常明显，这也和雨量分布密切相关。
多雨地区径流丰沛，少雨地区径流较少。
我国的丰水带。
包括东南和华南沿海，云南西部和西藏东部，年径流深在1000mm 以上。
我国的少水带，包括东北西部，内蒙古、宁夏、甘肃大部和新疆西北部，年径流深在10—50mm 之间；而许多沙漠地区为干涸带。
年径流深不足10mm 。
3。
径流的周期性绝大多数河流以年为周期的特性非常明显。
在一年之内，丰水期和枯水期交替出现，周而复始。
又因特殊的自然地理环境或人为影响，在一年的主周期中，也会产生一些较短的特殊周期现象。
例如，冰冻地区在冰雪融解期间，白昼升温，融解速度加快，径流较大；夜间相反，呈现出以锯齿形为特征的径流日周期现象。
又如担任调峰任务的水电站下游，在电力负荷高峰期间，加大下泄流量，峰期过后。
减小下泄流量，也会出现以日为周期的径流波动现象。
在实测年径流系列中，往往发现连续丰水段或连续枯水段交替出现的现象，连续2—3年年径流偏丰或偏枯的现象极为常见；连续3—5年也不罕见，有的甚至超过10年以上。
设计年径流量及年内分配的分析计算
计算目的：为确定工程规模的大小提供来水资料。 计算任务：推求不同保证率下的年径流量及其年内分配过程；
在水利工程的规划设计中，依据设计要求、可利用水文资料样本长度、 以及采用水利计算方法等的不同，要求提供的来水资料也有所不同，例如：
对于无调节性能的引水工程——提供历年（或代表年）的逐日 流量过程资料；
流量；
Q Q ( 1 c p v p)
……… (7-28)
第四步：代表年的选取 从实测的历年径流过程线中选择代表年的径流过程线应依据 以下原则： 选取年径流量接近于设计年径流量的代表年径流过程线；
实际代表年法是从实测年、月径流量系列中，选出一个实际的干旱 年作为代表年，用其年径流的分配过程直接与该年的用水过程相配合而
进行调节计算，从而求出调节库容，确定工程规模。
选出的年份称为实际代表年，该年的年、月径流量就是实际代表年 年、月径流量。 优点：操作简单，直观明晰
缺点：不一定符合设计保证率
一般应用于灌溉工程的设计
b. 代表段中须包括一个或几个完整的调节周期；
c. 代有段中的年径流量均值、离势系数须与长系列的相近。
第三步：用代表段的年、月径流过程来代表未来工程运行期间的年、 月径流量的变化过程。 优点：保证率的概念比较明确 缺点：对水文资料要求较高、计算工作量大。
一般应用于大型水利工程的规划设计
3.2 实际代表年法
对于有调节性能的蓄水工程——提供历年（或代表年）的逐月 （或旬）流量过程资料，供水利计算使用。
当具有长期实测径流资料时，水文分析计算的成果一般可分为以下 三种类型： ① 设计长期年的年、月径流系列——长期年法（长系列操作法、 时历法、综合法）；
②
③
实际代表年的年、月径流量——实际代表年法 ；
年径流分析计算
5.55
4.82 3.45 3.25 9.62 10.30 12.40 11.50
2.00
1.73 4.92 4.63 3.20 3.42 6.26 5.82
P=50%的设计平水年
丰水代表年（1976年） P=10%的设计丰水年
续表
月 枯水代表（1965年） P=90%的设计枯水年 枯水代表（1972年） P=90%的设计枯水年 平水代表（1961年） P=50%的设计平水年 丰水代表（1976年） P=10%的设计丰水年 10 3.27 11 1.62 12 1.17 1 0.99 2 3.06 全 总量 94.5 年 平均 7.87
第五章
§5—1 概述
年径流分析计算
§5—2 具有长期实测径流资料时设计年径 流的分析计算 §5—3 具有短期实测径流资料时设计年径 流的分析计算
§5—4 缺乏实测径流资料时设计年径流的 分析计算
§5—1 概述
一、年径流量及其特性
1、定义：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。 表示方法： 年平均流量（m3/s） 年径流深（mm） 年径流总量（万m3或亿m3）
（3）设计年径流年内分配计算
某站以年水量控制同倍比缩放的设计年、月径流量表m3/s
月 3 4 5 6 7 8 9
枯水代表年（1965年） P=90%的设计枯水年
枯水代表年（1972年） P=90%的设计枯水年 平水代表年（1961年）
9.91
8.59 5.08 4.80 8.21 8.78 22.40 20.80
年水量控制：
K年
Q年，设 Q 年，代
供水期水量控制：
KT
QT，设 QT，代
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。
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3.年径流在多年变化中具有丰水年组和枯水年组交替 出现的现象。（年际变化特性）丰平枯
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
汛期与非汛期
黄河陕县站
松花江哈尔滨站
这说明河流的年径流量具有或多或少的持续性。
• 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。
• 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。 • 保证率和破坏率的换算：设保证概率为p，破坏概率为q， 则p＝1-q。
二、影响年径流的因素
研究影响年径流量的因素，可从流域水量平衡方程式 入手。
R P E S
影响因素中，前两项属于流域气候因素，而后一项则 主要取决于流域下垫面因素以及人类活动情况。
1.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。
2.流域下垫面因素对年径流的影响 流域下垫面因素包括地形、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。 （1）地形 地形通过对气候因素——降水、蒸发、气 温的影响，而间接对年径流量发生作用。地形对降水的 影响主要表现在山地对水汽的抬升和阻滞作用，使迎风 坡降水量增大。气温随高程的增加而降低，因而使蒸发 量较少。 地形对降水和蒸发的作用，将使年径流量随高程的 增加而加大。
（3）流域大小(对径流变化影响)
一般随着流 域面积增大， 径流量的变 化相应较小。
原因：其一、流域面增大时，地下蓄水量相应加大；其二、 随着流域面积增加，流域内部各地径流的不同期性愈加显 著，调节作用更为明显。
流域形状
3.人类活动对年径流的影响 a.直接:
b.间接:
水库
塘堰
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
旱地改水田，坡地改梯田
三、水文计算任务
在工程设计中，设计保证率有用水部门确定。而各 项工程规模，还要依据来水与用水情况，经过分析计算 来确定，本章的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。 水利工程调节性能的差异和采用的水利计算方法的 不同，要求水文计算提供的来水——年径流资料也有所 不同。 对于无调节性能的引水工程：提供历年（或代表年） 的逐日流量过程资料。 对于有调节性能的蓄水工程，要求提供历年（或代表 年）的逐月（旬）流量过程资料，共水利计算应用。
Q
径流周调节示意图
弃水
哪一个供水 保证率高？
月
规模呢？
径流年调节示意图
（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。
水文现象具有明显的地区性和随机性，具体地说 每年的降水量、来水量、洪水（水文特征值）等等都 不一样，采用哪一个作为设计值，就必须有一个标准， 称为设计标准，然后用设计标准确定相应的设计值。
• 我国不同部门的工程在国民经济中的地位，工程 规模及工程失事的后果等等都不同，各工程业务 部门颁布了该部门工程的设计规范。 • 《规范》都是以设计频率（保证率）或重现期作 为设计标准 – 如：25%，75%，95%等 – 如：工程向农业供水保证率75%； – 如：工程防洪标准千年一遇 10/00； • 设计频率相应的水文特征值就是设计值。
河川径流调节的必要性 a. 时间维上河川径流特性 周期性 随机性 b. 空间上的特性 地区分布不均匀 为了解决这种空间时间对人们用水的影响，就 需要通过一些措施（修水库）控制径流，为人类 服务，也就是河川径流调节。
Q Q 来水
t t
q
用水
t
Q
Q
小时
0
12
24
蓄水
日 1
2
3
4
5
6
径流日调节示意图
植树造林
这些措施一般都使蒸发增加，从而使年径流量减少。
4. 影响径流年内分配的因素 在汛期，降雨对径流起着决定性作用； 在枯季，枯水径流主要来自流域蓄水，此时流域蓄 水变量对枯季径流起很大作用。
5.3 具有长期实测资料时设计年径流量 及年内分配的分析计算
所谓较长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。
p
年份 1973-1974 1975-1976 径流量 17.7 16.9
m 100% n 1
样本频率 0.05 0.11 0.16 0.21 0.26 0.32
径流量 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 频率 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 样本频率
年份
年平均流量
11.9 7.78 10.0 9.64 14.4 4.73 7.78 10.4 10.2 10.9 12.6 10.3 15.1 7.24 11.3 17.7 8.42 16.9
【实例】某水库坝址处已得 18年的年径流资料。试求年 设计流量。工程要求设计标 准：丰水年P=10%、平水年 P=50%、枯水年P=90%。
水文上： F ( x)
P( X x )
大于或等于某个值发生的可能性
18年 总体
1-58-1959 1-59-1960 1960-1961 1-61-1962 1962-1963 1963-1964 1964-1965 1965-1966 1966-1967 1967-1968 1968-1969 1969-1970 1970-1971 1971-1972 1972-1973 1973-1974 1974-1975 1975-1976
2.资料一致性审查
=3天
作业第2题
（1）地面径流终止 在27日1时； （2）径流起涨点在 第2时段。
P R I 0 P' P R I 0 P' f ' t t t t 0 tR
s
6月23日7时
6月24日1时
6月27日1时
水文统计回顾
设计标准（design criterion）
0.89
0.95
如何做的？
样本频率分布 总体频率分布
得到某频率x
经验频率曲线
理论频率曲线 统计参数确定
PⅢ曲线
研究内容：年径流变化及其影响因素；设计年径
流量分析计算，设计年径流量的年内分配；枯水流 量分析计算。
年径流分析计算是为水利工程的规划设计服务的， 其计算成果与用水资料相配合，进行水库调节计算，便可
此变化特性对于水资源开发利用、防汛等是不利的。
二、工程规模与来水、用水、保证率的关系
年径流量的自然变化情势往往与用水部门的需水 有矛盾。为了按时按量地满足用水部门的需水要求， 必须兴建水利工程，对天然径流加以人工调节，按用 水要求泄放。 目的
在规划设计阶段，水利工程(水资源利用工程)的 规模是由来水、用水矛盾的大小和希望解决矛盾的程 度（即设计保证率）来决定的，也就是说，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，经过技术经济比较来确定工程规模。
一、水文资料的审查
水文资料是水文分析计算的依据，它直接影响着工程设计 的精度。因此对所使用的水文资料必须慎重审查。审查内容 包括鉴定年径流量系列的可靠性、一致性和代表性。
1.资料可靠性审查
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。 （水位资料审查、水位流量关系曲线审查、水量平衡审查） 水量平衡、上下游关系等。
5.2 影响年径流的因素
一、分析和研究影响年径流的因素的目的
在水文分析与计算中，研究影响年径流量的因素具有重要 意义：（1）通过对影响因素的分析研究，可以从物理成因 方面去深入探讨径流的变化规律。（2）在径流资料短缺时， 可以利用径流与有关因素之间的关系来推估径流特征值。 （3）可对计算成果作分析论证。
在水利工程规划设计阶段，当具有长期实测径流资料时， 通过水文分析计算提供的来水资料，按设计要求，有三 种类型： Q （1）设计长期年的年、月径流系列； （2）实际代表年的年、月径流量； （3）设计代表年的年、月径流量。 月
来水资料的分析计算一般有三个步骤: (1) 应对实测径流资料进行审查； (2) 推求设计年径流量； (3) 用代表年法推求径流年内分配过程。
大小排序 1 2
1970-1971
1962-1963 1968-1969 1958-1959
15.1
14.4 12.6 11.9
3
4 5 6
1972-1973
1967-1968 1965-1966 1969-1970
11.3
10.9 10.4 10.3
7
8 9 10
0.37
0.42 0.47 0.53 0.58
5 年径流分析与计算