第五章 设计年径流分析计算(gongcheng)
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。
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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：
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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
工程水文学第五章 的设计年径流及枯水径流
1959~1960 7.25 8.69 16.30 26.10 7.15 7.50 6.81 1.86 2.67 2.73 4.20 2.03 7.77 3 7.26 1.74
1960~1961 8.21 19.50 26.40 24.60 7.35 9.62 3.20 2.07 1.98 1.90 2.35 13.2 10.03 4 8.30 3.70
1969~1970 12.20 11.50 33.90 25.00 12.70 7.30 3.65 4.96 3.18 2.35 3.88 3.57 10.35
1970~1971 16.30 24.80 41.00 30.70 24.20 8.30 6.50 8.75 4.52 7.96 4.10 3.80 15.08
1、 可靠性 测验和整编的正确性。 2、一致性 资料是否来自同一气候、下垫面条件。常用分 项调查法、降雨径流模式法、蒸发差值法修正还原。 3、代表性 样本分布参数与总体参数分布参数接近程度。一般 系列越长，代表性越好。
资料代表性分析方法：
通过分析系列中丰、平、枯水年和连续丰水段、 枯水段的组成及径流变化规律，评价其代表性。
某站历年逐月径流量表（表5-1-1）
年份
3
4
5
月平均流量(m3/s)
6 7 8 9 10 11 12
1
2
(年 均m量3平流/s)（期供月T水供）水[供月m量3水/）(W期s]T供*
所需库容 V[m3/(s*
月）
1958~1959 16.50 22.00 43.00 17.70 4.63 2.46 4.02 4.84 1.98 2.47 1.87 21.6 11.92 3 6.32 2.68
二、影响年径流的因素
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
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。
工程水文学_年径流分析计算
需求矛盾
丰水期，来水Q1＞用水QR 枯水期，来水Q1＜用水QR 必须对天然来水进行人为调水。
缺水量：V＝（QR－Q2） × T2 Q2为平均流量，T2为枯水期长。
每年V不一样。 完全调节－无弃水。
不完全调节－
年调节－仅蓄积年内洪水的水量。
多年调节－
完全无弃水不可能。1984年刘家峡弃掉电能8亿多千瓦时。中央领导视察 指示将弃水电能送到兰州和干旱县用于电炊，每千瓦时4分，后发现弃水 电能大部分属于洪水，少部分后夜低谷电能。
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第五章 年径流分析计算
Hydrology for Engineering
每年缺水量：V＝（QR－Q2）× T2
QR基本上每年变化不大 各年V不同，有v1、v2、v3、……vn
因此提出设计保证率的概念。
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Hydrology for Engineering
第五章 年径流分析计算
Hydrology for Engineering
的现象极为常见；
有的甚至超过10年以上这种连续丰水段或连续枯水
段的交替出现，会形成从十几年到几十年的较长周期。
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第五章 年径流分析计算
Hydrology for Engineering
Hydrology for Engineering
例：广西1916~1998年共82年，年均降水量1530mm。
1916 ~1953 1954 ~1992 1993~1998
2005，全国水电装机11738万千瓦，占总装机22.7%。
四川、云南、广西三省区均超过60％。
2005，南宁水电装机为49.1万千瓦(包括统配西津、百龙滩
43.4万千瓦)。占73.56％
Hydrology for Engineering
工程水文学第五章习题含答案
⼯程⽔⽂学第五章习题含答案第五章习题1-1、我国年径流深分布的总趋势基本上是[A]。
a、⾃东南向西北递减；b、⾃东南向西北递增；c、分布基本均匀；d、⾃西向东递增。
1-2、径流是由降⽔形成的，故年径流与年降⽔量的关系[C]。
a、⼀定密切；b、⼀定不密切；c、在湿润地区密切；d、在⼲旱地区密切。
1-3、⼈类活动对流域多年平均降⽔量的影响⼀般[____]。
a、很显著；b、显著；c、不显著；d、根本没影响。
1-4、流域中的湖泊围垦以后，流域多年平均年径流量⼀般⽐围垦前[A]。
a、增⼤；b、减少；c、不变；d、不肯定。
1-5、⼈类活动（例如修建⽔库、灌溉、⽔⼟保持等）通过改变下墊⾯的性质间接影响年径流量，⼀般说来，这种影响使得[B]。
a、蒸发量基本不变，从⽽年径流量增加；b、蒸发量增加，从⽽年径流量减少；c、蒸发量基本不变，从⽽年径流量减少；d、蒸发量增加，从⽽年径流量增加。
1-6、⼀般情况下，对于⼤流域由于下述原因，从⽽使径流的年际、年内变化减⼩[D]。
a、调蓄能⼒弱，各区降⽔相互补偿作⽤⼤b、调蓄能⼒强，各区降⽔相互补偿作⽤⼩c、调蓄能⼒弱，各区降⽔相互补偿作⽤⼩d、调蓄能⼒强，各区降⽔相互补偿作⽤⼤⼆、填空题2-1、某⼀年的年径流量与多年平均的年径流量之⽐称为______。
年径流量的模⽐系数2-2、描述河川径流变化特性时可⽤____变化和___变化来描述。
径流年际变化和径流年内变化2-3、下墊⾯对年径流的影响，⼀⽅⾯______，另⼀⽅⾯______。
表现在流域蓄⽔能⼒上，通过对⽓候条件的改变间接影响年径流量2-4、流域的⼤⼩对年径流的影响主要通过流域的_______⽽影响年径流的变化。
调蓄作⽤三、是⾮题3-1、湿润地区，降⽔量多，年径流系数⼩，从⽽使年径流量与年降⽔量关系密切。
（×）3-2、湿润地区，降⽔量较多，年径流系数⼤，从⽽使年径流量与年降⽔量关系密切。
（√）3-3、⼲旱地区降⽔量较少，年蒸发系数较⼤，从⽽使年径流量与年降⽔量关系密切。
第五章设计年径流的分析计算（习题）
第五章设计年径流的分析计算（习题）第五章设计年径流的分析计算一、简答题1．日历年度、水文年度、水利年度的涵义各如何？2．水文资料的“三性”审查指的是什么？如何进行资料审查？3．如何分析判断年径流系列代表性的好坏？怎样提高系列的代表性？4．通过图解相关发现，甲与丙的关系不理想，而甲与乙的关系较密切，乙与丙的关系尚可。
是否可以先建立甲～乙的相关来展延乙，再建立乙～丙的相关来达到展延丙站的年径流资料。
5．某流域的水文站、雨量站分布及资料情况如图5-1、表5-1所示，其中1979年后在A 站上游10km 处修建一引水工程。
试拟定插补B 站年、月径流的各种可行方案。
表5－1 测站资料情况表图5-1 某流域水文测站和引水枢纽分布图6．怎样选择参证站？单站（一个站）的年雨量能否作为展延年径流系列的参证变量？7．月降雨径流相关图上点据散乱的原因是什么？8．缺乏实测资料时，怎样推求设计年径流量？9．资料情况及测站分布见图5-2、表5-2，拟在D 处建库，试述D 处设计年径流的计算方案及顺序写出大的计算步骤（不要求细节）。
表5－2 测站资料情况表11．推求设计年径流量的年内分配时，应遵循什么原则选择典型年？12．简述具有长期实测资料情况下，用设计代表年法推求年内分配的方法步骤？二、计算题1．根据所给的年径流参数等值线图（图5-3）及枯水典型的年内分配（表5-3），求某水库（F＝284km2）坝址处的P＝90%的设计枯水年年径流值及其年内分配。
（采用皮-Ⅲ型分布，C s＝2C V）。
表5-3 设计枯水（P＝90%）径流年内分配计算表图5-3 多年平均年径流深、年径流Cv等值线图2．如图5-4所示，以灌溉为主的陂下水库（F＝166km2），坝址处无实测径流资料，今拟采用水文比拟法推求P＝90%的设计枯水年的年、月径流（即设计年内分配）或推求典型干旱年（实际代表年）年、月径流过程。
资料情况如下：（1）汀江上游观音桥站（F＝377km2）具有18年（1958～1975年）实测年月径流资料，见表5－4 （逐月径流略）。
第五章(设计年径流及枯水径流)ppt课件
为水利工程设计提供基础数据，以确保工程在枯水期和丰水 期都能正常运行。
设计年径流的计算方法
基于实测资料
利用长期观测的年径流资料，采用频率 分析等方法计算设计年径流。
基于降雨资料
通过降雨资料推算年径流，常用的方法 有水文回归法、暴雨途径等。
基于径流系数法
根据实测流量资料，采用径流系数法将 年径流量换算为设计标准下的年径流量 。
设计年径流的变化特性
周期性变化
年径流受气候和天文因素 的影响，表现出周期性变 化，如季节性变化、年际 变化等。
不确定性
由于气候和环境的随机性 ，年径流也表现出一定的 不确定性。
地域性
不同地区和流域的年径流 特性存在差异，与当地的 气候、地形、土壤等条件 有关。
03
枯水径流
枯水径流的概念
枯水径流是指在一年中最低的河流流量，通常发生在干旱或降水较少的季节。
VS
水资源供需平衡分析是对一定区域 内的水资源进行科学合理的配置， 以满足经济社会发展和生态环境的 合理用水需求。
水资源供需平衡的分析方法
基于水文数据的供需平衡分析方法
01
利用水文资料，对水资源的可利用量进行评估，同时根据经济
社会用水需求进行供需平衡分析。
基于水资源评价的供需平衡分析方法
02
通过开展水资源评价，全面掌握区域内的水资源状况及其分布
枯水径流的特性及其变化
枯水径流的特性包括流量小、水位低、流速慢、持续时间长等。
气候变化和人类活动都会对枯水径流产生影响，如气候变化会影响降水和蒸发，从而改变枯水径流的特征；人类活动如修建水 库和灌溉系统，也会改变枯水径流的特征。
04
水资源供需平衡分析
水资源供需平衡的概念
第五章设计年径流量的计算水文与水资源学实验指导
有短期实测资料时正常年径流量的计算
2、利用本站的水位资料延长年径流系列 有些测站开始只观测水位，后来增加了流量测验。
可根据其水位~流量关系，将水位资料转化成径 流资料。
有短期实测资料时正常年径流量的计算
3.利用年径流资料展延插补资料系列 同一河流上下游的水量存在着有机联系，因此，
当设计断面上下游不太远处有实测径流资料时， 并是很好的参证变量，可通过建立二者的径流相 关加以论证。
有长期实测资料时正常年径流量的计算
（一）选样 当年径流资料经过审查、插补延长、还原计算和
资料一致性、代表性论证后，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。
在水资源利用工程中，为便于水资源的调度运用， 常采用水利年度划分。
有长期实测资料时正常年径流量的计算
（二）线型与参数估算 经验表明，我国大多数河流的年径流频率分析，
Qi---为，某年的年径流量 此法的关键是分析资料的代表性，即在实测资料
的系列中必须包含河川径流变化的各种特征值 （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），同时还要 同临近有更长观测资料的流域进行对比分析，进 一步确定实测资料的代表性。
有短期实测资料时正常年径流量的计算
年径流分析计算成果主要是多年平均年径流量 （表明地面径流地数量）和年径流量频率曲线 （表明年径流量的概率分布），以及不同典型情 况（如枯水年、丰水年、中水年）的径流年内分 配。对于水利工程规划设计，还可能要求提供代 表工程未来运行期间来水情况的设计年月径流系 列，或若干年月的逐日径流量过程。
第一节 概述
三、影响年径流的因素 径流是自然界水循环的组成环节，影响年径流的 因素实际上是影响流域产流和汇流的因素。除气 候因素外，流域的地形、地质、土壤、植被、流 域中的湖泊、沼泽、湿地，以及流域大小、形状 等因素（这些因素统称为流域的下垫面因素）对 于径流也有重要影响。
年径流分析计算概要
0.929
设计平水年
K平
10.7 10.0
1.07
设计枯水年
K枯
6.82 7.87
0.866
（1964～1965年代表年）
K枯
6.82 7.24
0.942
（1971～1972年代表年）
（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） 9.91 12.50 12.90 34.60 6.90 5.55 2.00
水利年度：是以水库蓄泄周期来划分的，即 从每年水库蓄水开始到第二年水库供水结 束为一年。
二、影响年径流的因素 （一）年径流量的影响因素
R P E W U
P和E是主要影响因素
（二）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
（三）枯水期径流量的影响因素
1976
3 16.5 7.25 8.21 14.7 12.9 3.20 9.91 3.90 9.52 13.0 9.45 12.2 16.3 5.08 3.28 15.4 3.28 22.4
4 22.0 8.69 19.5 17.7 15.7 4.98 12.5 26.6 29.0 17.9 15.6 11.5 24.8 6.1 11.7 38.5 5.48 37.1
2、资料的一致性审查
➢ 气候条件 ➢ 下垫面条件
稳定性
还原计算
水量平衡法： W天然=W实测+W还原
=W实测+W灌溉+W工业±W水库+W损失±W引
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。
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
工程水文学第5章设计年径流及年内分配的计算
⼯程⽔⽂学第5章设计年径流及年内分配的计算第五章设计年径流及年内分配的计算第⼀节概述 (1)第⼆节影响年径流的因素 (4)第三节具有长期实测资料时设计年径流量 (6)第四节具有短期实测径流资料时 (10)第五节缺乏实测径流资料时设计年径流量 (14)第六节流量历时曲线 (18)第七节设计枯⽔流量分析计算 (19)课前学习指导课程要求（ 1 ）熟悉年径流的定义和我国年⽉径流时空变化特性；（ 2 ）了解⼯程规模与来、⽤⽔、保证率的关系；（ 3 ）熟悉影响年径流年内分配的因素；（ 4 ）掌握不同资料情况下设计年径流及其年内分配的分析与计算⽅法；（ 5 ）了解流量历时曲线与设计枯⽔流量计算⽅法；（ 6 ）了解年径流随机模拟的⼀般原理与⽅法课时安排共需6个课内学时，8个课外学时课前思考年径流是依据什么年度进⾏统计 ?⽔⽂资料审查应包括哪⼏个⽅⾯，各⾃的含义是什么？如何利⽤同频率与同倍⽐⽅法缩放年⽉径流过程？各⾃的优缺点？插补延长年⽉径流系列时应注意什么？应⽤⽔⽂⽐拟法的关键？年⽉径流资料短缺的含义是什么？学习重点掌握不同年⽉径流资料条件下，如何推求设计年径流及其年内分配；难点如何对年⽉径流建⽴⽔⽂随机模型并进⾏随机⽣成？第⼀节概述⼀、年径流的变化特性在⼀个年度内，通过河流出⼝断⾯的⽔量，叫做该断⾯上以上流域的年径流量，它常⽤年平均流量、年径流深、年径流总量或年径流模数表⽰。
⼀般不⽤⽇历年，⽽是⽤⽔利年作为⼀个年度。
图 5-1 （a）黄河陕县站（b）松花江哈尔滨站年径流过程线年径流变化的⼀些特性：1）年径流具有⼤致以年为周期的汛期与枯⽔期交替变化的规律，但各年汛、枯⽔期的历时有长有短，发⽣时间有早有迟，⽔量也有⼤有⼩，基本上年年不同，从不重复，具有偶然性质。
2）年径流在年际间变化很⼤，有些河流丰⽔年径流量可达平⽔年的2-3倍，枯⽔年径流量只有平⽔年的0.1-0.2倍。
为了便于相互⽐较，可采⽤丰⽔年模⽐系数K丰和枯⽔年模⽐系数 K 枯表⽰。
设计年径流计算
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；
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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：
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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。
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。
工程水文学习题年径流和年输沙量
第五章年径流及年输沙量分析与计算本章学习的内容和意义：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。
年径流及年输沙量的分析计算主要包括年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。
本章习题内容主要涉及：年径流和年输沙量的资料审查；年径流量的频率分析计算；年径流量的相关分析及插补延长；设计年径流量的推求；设计年径流的年内分配；无资料地区设计年径流量及其年内分配的推求；枯水流量分析计算；年、月输沙量和设计年输沙量及其年内分配的分析计算。
一、概念题（一）填空题1、某一年的年径流量与多年平均的年径流量之比称为。
2、描述河川径流变化特性时可用变化和变化来描述。
3、下墊面对年径流的影响，一方面，另一方面。
4、对同一条河流而言，一般年径流流量系列Q i （m3/s）的均值从上游到下游是。
5、对同一条河流而言，一般年径流量系列C v值从上游到下游是。
6、湖泊和沼泽对年径流的影响主要反映在两个方面，一方面由于增加了，使年径流量减少；另一方面由于增加了，使径流的年内和年际变化趋缓。
7、流域的大小对年径流的影响主要通过流域的而影响年径流的变化。
8、根据水文循环周期特征，使年降雨量和其相应的年径流量不被分割而划分的年度称为。
9、为方便兴利调节计算而划分的年度称为。
10、水文资料的“三性”审查是指对资料的、和进行审查。
11、对年径流系列一致性审查是建立在气候条件和下墊面条件稳定性上的，一般认为是相对稳定的，主要由于受到明显的改变使资料一致性受到破坏。
12、当年径流系列一致性遭到破坏时，必须对受到人类活动影响时期的水文资料进行计算，使之状态。
第五章 设计年径流分析计算(gongcheng)
(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
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
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。
【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。
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。
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。
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
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
年径流与分析计算解析
（三）其他注意事项 1.参数的定量应注意参照地区综合分析成果
对中小流域设计断面径流系列计算的统计参数， 有时也会带来偶然性。因此在有条件时，应注意和地 区综合分析的统计参数成果进行合理性比较，特别是 在系列较短时尤应注意。 我国已制定有全国和各地区的中小河流年径流深和 的等值线图，可以作为重要的参考资料
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 水利年度，有时亦称为调节年度。它不是从 1 月份开始，而是将水库调节库容的最低点 ( 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 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。
水文年度 在计算流域水量平衡关系时，最好采用水 文年度。一个水文年度内的径流应该是该水文 年度的降水所产生的。
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） 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。
（一）选样 当年径流资料经过资料的可靠性、一致性、 代表性论证后，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。 在水资源利用工程中，为便于水资源的调 度运用，常采用另一种分界的方法，即按水利 年度划分。
日历年度
当年径流资料经过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从《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
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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
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
（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。
（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
各项水利工程的规模如何确定？
(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
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
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。
【例】某水库具有18年的年、月径流资料，见下表。 量见表2，求设计年内分配过程。
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）要求年及其他各时段径流量频率曲线在适用范围内不相交。 （2）多年平均年径流量的检查。 （3）年径流量离势系数的检查。 （4）年径流量偏态系数的检查。
二、设计代表年年径流量的年内分布计算
1.代表年的选择
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、设计年径流计算的任务
（一）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。
第五章 年径流与多年平均输沙量计算
水利电力学院
主要内容
影响年径流的因素
具有长期实测资料的设计年径流及其年 内分配的计算
具有短期实测资料的设计年径流及其年 内分配的计算
缺乏实测资料的设计年径流及其年内分
配的计算 设
计 年
多年平均年输沙量的估算
径
流
第一节 概述
一、年径流量及其特性
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？
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
选 择参证变量： 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。
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
（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
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。
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。
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。
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
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
设计丰水年：
k10%
Qp Qd
15.7 16.9
0.929
设计平水年：
k50%
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
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
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；
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，
来水资料分析的步骤： （1）对实测资料进行审查； （2） 运用数理统计法推求设计年径流量； （3）用代表年法推求设计年径流年内分配。
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
一、水文资料的审查
可靠性
水位资料 水位流量关系 水量平衡
一致性
气候条件 下垫面条件
代表性
样本与总体 代表性的接 近程度
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
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
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。
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
来水资料的三种类型： （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
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？
（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
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
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
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。