第三章 设计年径流分析计算

9.91 12.50 12.90 34.60 6.90 5.55 2.00 3.27 1.62 1.17 0.99 3.06 7.87 8.58 10.83 11.17 29.96 5.98 4.81 1.73 2.83 1.40 1.01 0.86 2.65 6.82
平水代表年（1971~1972） 8.21 19.50 26.40 24.60 7.35 9.62 3.20 2.07 1.98 1.90 2.35 1.32 10.00
具体计算步骤： 1）根据要求选定几个计算时段，如最小1个月、最小3个月、最 小7个月、全年四个时段。
2）做各个时段的水量频率曲线，并求得设计频率的各个时段径 流量，如最小1个月的设计径流量、最小3个月的设计径流量等。
3）按选择代表年的原则选定代表年，统计最小1个月的流量、最 小3个月的流量等，按同倍比或同频率方法对典型进行缩放，得 到设计年径流量过程。
p=50%设计平水年
8.78 20.87 28.25 26.32 7.86 10.29 3.42 2.21 2.12 2.03 2.51 1.41 10.70
丰水代表年（1975~1976） 22.40 37.10 58.00 23.90 10.60 12.40 6.26 8.51 7.30 7.54 3.12 5.56 16.90
实际代表年法在小型灌溉工程的设计中应用较广。
四、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步骤为：
（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 溉工程只选枯水年为代表年；对水电工程一般选丰水、平水、 枯水三个代表年。
（2）按表2给出的设计代表年，求设计年径流的年内分配？
P - Ⅲ型频率曲线模比系数kp值表（C s = 2 C v ）
20
50
75
90
95
99
0.2 1.16
0.25 0.3
1.2 0.98 0.82 0.7 0.63 0.52 1.24 0.97 0.78 0.64 0.56 0.44
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 Q（m3/s) 0.09 0.3 0.95 1.2 1.34 3.29 0.66 0.53 0.19 0.32 0.15 0.11 9.08
0.5
2
4
设计丰水年、设计水平年及设计枯水年的设计年径流。
P=10%的设计丰水年，Q10% 15.7m3 / s P=50%的设计平水年，Q50% 10.7m3 / s
P=90%的设计枯水年，Q90% 6.82m3 / s
2.典型年的选择
3.同倍比法计算放大倍比
典型特征值：
Qd,10% 16.9m3 / s Qd,50% 10.0m3 / s Qd,90% 7.87m3 / s
【例】
为了陈村灌区的需要，拟在青戈江支流徽水上建平垣水库。平 垣站具有14年短期实测年、月径流量资料，要求根据资料情况，展 延平垣站年、月径流系列。
（一）基本资料
第四节 缺乏实测资料的设计年径流量 及年内分配的分析计算
R 760mm, P 1200mm, R 160mm, P 125mm
相关系数r=0.90，试写出R倚P的相关方程，已知该流域 1954年年降雨量为1800mm，试求1954年的年径流量。
例2：已知某水库坝址处共有21年年平均流量Qi的资料， 已计算出
21
21
Qi 2898m3 / s, (ki 1)2 0.80
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，
各项水利工程的规模如何确定？
以确定灌溉水库的兴利库容为例说明。
(1) 丰水年来水、用水
流 量
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(2) 枯水年来水、用水 流 量
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
在规划设计阶段，水利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（设计保证率）来决
在湿润地区，降水量较大，大部分形成了径流，年径流系数 较大，年降水量与年径流量之间具有较密切的关系，降水量对年 径流量起着决定性作用，蒸发作用相对较小；
在干旱地区？
（二） 下垫面因素对年径流的影响
地形、植被、土壤、地质、湖泊、沼泽、流域大小等。
（三） 人类活动因素对年径流的影响
跨流域引水、修建水库、塘坝、旱田改水田等。
年份
1953
1954
年平均
月份 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 8.81
Q(m3/s) 6 5.28 32.9 26.3 5.84 3.55 4.45 3.27 3.75 4.72 5.45 4.18
3、已知某站F=1000km2，多年平均年径流系数 0.65
多年平均年降水量为600mm，现进行设计年径流的年 内分配计算，典型年年平均流量为6m3/s，对于P=95% 查得Kp=0.7，试求年径流年内分配的放大倍比。
第三节 具有短期实测资料的设计年径流量 及年内分配的分析计算
一、参证变量选 择 利用参证变量展延缺测或插补资料时，选择的参证
变量应具有下列条件：
1.参证变量与设计变量在成因上有密切关系
2.参证变量具有充分长的实测资料，以用来展延设 计站系列
3.参证变量与设计变量之间要有一段相当长的同步 观测资料，以便建立可靠的相关关系。
第三节 具有长期实测资料时设计年径流量及年内分配分 析计算
设计年径流量的计算包括： 实测年径流量资料的审查和设计年径流量的推求。
一、水文资料的审查
可靠性
一致性
代表性
水位资料 水位流量关系 水量平衡
气候条件 下垫面条件
样本与总体 代表性的接 近程度
二、设计年、月径流系列的选取
几个概念 日历年 水文年：从每年的汛期开始到下一年的枯水期结束为止。 水利年：以水库蓄水开始至第二年水库放空为止。
（1）同倍比法
（2）同频率法
(1)同倍比法
整个分配过程按同一倍比k进行放大。K可选取按年水量进 行控制，也可按供水期水量进行控制。
K年
wenku.baidu.com
Q年，p Q年，d
K供

Q供，p Q供，d
用上面公式计算的倍比对整个代表年的月经流过程进行缩 放，即得设计年径流量年内分配过程。
(2)同频率法
各时段采用不同的放大倍比，放大后各时段的径流量都符 合设计频率。
相关分析法插补展延。
二、相关法展延系列
（一）利用径流量资料展延系列 1.利用年径流量资料展延 2.利用月径流量资料展延
（二）利用降雨量资料展延系列
1.年降雨径流相关法 2.月降雨径流相关法
三、相关法展延系列时必须注意的问题
1、相关图的点据是确定相关线的基础，点据必须如实标明。 2、要求设计变量与参证变量同步观测项数不得太少。 3、利用实测资料建立的相关关系，只能反映在实测资料范围 内的定量关系。
（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 年的径流过程按此比值进行缩放，即得设计的年径流过程线。
（一）设计时段径流量的计算
1.计算时段的确定 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，因为枯水期水量和年水量决定着发电效益，采取枯水期或 年作为计算时段。
2.频率计算
3.成果合理性分析 （1）多年平均年径流量的检查。 （2）年径流量离势系数的检查。 （3）年径流量偏态系数的检查。
设计丰水年：
k10%

Qp Qd
15.7 16.9
0.929
设计平水年：
k50%

Qp Qd
10.7 10.0
1.07
设计枯水年：
k90%

Qp Qd

6.82 7.87
0.866
3.设计年径流年内分配计算
月
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 平均
枯水代表年（1964~1965） p=90%设计枯水年
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、月径流系列后，从这个系列中选出代表段。代表段中应 包括有丰、平、枯水年。
三、实际代表年年、月径流的选取
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。
【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
第三章 设计年径流及其年内分配
水利电力学院
主要内容
具有长期实测资料的设计年径流的计算 具有短期实测资料的设计年径流的计算 缺乏实测资料的设计年径流的计算 设计年径流的年内分配分析计算 设 计 年 径 流
第一节 概述
一、年径流的特性
年径流的定义：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。 单位分别是什么？
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。
0.47
2
8.45 9.05
最小3个月 9.1
0.5
2
4
3.78
讨论：同频率和同倍比有哪些优缺点？
1、某站年径流系列符合P-Ⅲ型分布，其中
R 650mm, 162.55mm,Cs 2Cv
试计算p=90%的Rp？
2、某水库P=80%，设计年径流量 Qp 8.76m3 / s ， 从坝址18年径流资料中选取接近设计年径流量且分配 较不利的1953-1954年作设计代表年，分配如下，试求 设计年径流量的年内分配。
i 1
i 1
求（1）年平均径流量 Q, Cv,
(2) 设Cs=2Cv时，P-Ⅲ型曲线与经验点配合良好，试 按表求P=90%时的设计年径流量？
例：某水库多年平均流量 Q 15m3 / s,Cv 0.26,Cs 2.0Cv
年径流理论频率曲线为P-Ⅲ型，
（1）按表求该水库十年一遇枯水的年径流量？
p=10%设计丰水年
20.81 34.47 53.88 22.20 9.85 11.52 5.82 7.91 6.78 7.00 2.90 5.17 15.70
同频率放大
某水库时段径流量频率计算成果（p=90%）
时段
均值
Cv
Cs/Cv
Qp
Qd
12个月
131
0.32
2
81.8 94.5
最小5个月 18
可用年平均流量、年径流深、年径流总量或年径流模数表示。
特性： 1、年径流具有大致以年为周期的汛期与枯季交替变化的规律 2、年径流在年际间变化很大 3、年径流量在多年变化中有丰水年组和枯水年组交替出现的 现象。
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（水 库等），对天然径流加以人工调节，按用水要求泄放。
第二节 影响年径流量的因素
研究影响年径流量的因素，可从流域水量平衡方程式着手。
交
以年为时段的流域水量平衡方程式：换
蒸发量
水 量
蓄水变化量
R P E u W
径流量
降雨量
气候因素
下垫面因素 人类活动影响
思考：当流域为 闭合流域时，哪 一项为零？
第二节 影响年径流量的因素
（一） 气候因素对年径流的影响