设计年径流及其年内分配

§7.3.3 设计年径流量推测
按不同起讫时间统计的年径流量系列所求得 的统计参数（均值、变差系数）值是不同，年径 流量均值误差在1%左右，变差系数误差约3%， 因此，以时历年统计的年径流量系列的统计参数 一般仍可用。
§7.3.3 设计年径流量推测
(2)设计年径流的推求及年内分配
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；
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 流统计参数的地理分布规律，间接地进行年径 流估算。
§7.4.1参证变量选择
选择条件： (1)参证变量与设计断面径流量在成因上有 密切关系，以保证相关关系有足够的精度。 (2)参证变量与设计断面径流量有较多的同 步观测资料，以便建立可靠的相关关系。 (3)参证变量的系列较长，并有较好的代表 性。
3 16.50 7.25 8.21 14.70 12.90 3.20 9.91 3.90 9.52 13.00 9.45 12.20 16.30 5.08 3.28 15.40 3.28 22.40
4 22.00 8.69 19.50 17.70 15.70 4.98 12.50 26.60 29.00 17.90 15.60 11.50 24.80 6.10 11.70 38.50 5.48 37.10
设计保证率: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。
§7.1.3年径流分析计算的内容
(1)基本资料信息的搜集和复查。 (2)年径流量的频率分析计算。 (3)提供设计年径流的时程分配。 (4)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。 (5)对分析成果进行合理性检查。
转化关系
Q W /T
R W /F
M Q/F
年径流变化特性
（1）地理分布不均 （2）年内变化 洪水期（汛期）
枯水期 （3）年际变化 丰水年 Q丰 (2~3)Q0
平水年 Q平 Q0 枯水年 Q枯 (0.1~0.2)Q0 丰水年组 枯水年组
§7.1.2年径流分析计算的目的
（1）根据来水及用水，确定水利水电工程 规模大小； （2）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。
水量平衡审查
下游站的径流量应等于上游站径流量加区间径流量。 通过水量平衡检查即可衡量径流资料的精度。
§7.3.2 水文资料的审查
(2)年径流系列的一致性分析
下垫面条件变化
资料是否来自同一气候、下垫面条件和同一测站。 人类活动的影响最显著。
还原计算
水量平衡法、降雨径流相关法
§7.3.2 水文资料的审查
7 4.ຫໍສະໝຸດ Baidu3 7.15 7.35 5.20 19.40 5.55 6.90 6.12 25.40 10.50 42.70 12.00 24.20 3.40 10.20 31.70 14.40 10.60
月平均流量
8
9
2.46 4.02
7.50 6.81
9.62 3.20
4.87 9.10
10.40 7.48
年径流量随高程的增加而增加
湖泊
（1）湖泊增加流域的水面面积，加大蒸发，使年径 流量减小。 （2）湖泊对流域蓄水量具有调节作用，减小径流年 际变化。
流域大小
流域可看作为一个径流调节器，输入为降水，输出为 径流，一般随着流域面积的增大，净流量的变化相应 减小。 （1）流域面积增大时，地下蓄水量相应加大； （2）随着流域面积的增加，流域内部各地径流的不 同期性愈加显著，所起的调节作用就更加明显。
(3)年径流系列的代表性分析
样本接近总体的程度，即样本系列的大小，一般 系列越长，代表性越好。
周期性分析
与更长系列参证变量进行比较
§7.3.3 设计年径流量推测
(1)年径流量的起讫时间
时历年
以历法规定的时间为准，水文年鉴和水文特征统计 提供的年径流量一般以时历年的起讫时间划分。
水文年
以水文现象的循环作为年径流量计算的起讫时间， 从每年的汛期开始到下一年的枯水期结束为止， 对于春汛河流，应以上一年降雪开始月份作为计 算年径流的起讫时间。
§7.3.1 计算步骤
长期资料时设计年径流计算基本步骤如下： 1.实测年径流资料的审查 2.设计年径流量的推求及年内分配
§7.3.2 水文资料的审查
(1)资料的可靠性审查
水位资料审查
检查原始水位资料情况并分析水位过程线形状， 了解观测质量，分析有无不合理现象。
水位流量关系曲线审查
检查水位流量关系曲线的绘制和延长方法，并分 析历年水位流量关系曲线的变化情况。
K Q p / Q实
代表年的选择
（1）选取年径流量接近于设计年径流量的 代表年径流量过程线。
（2）选取对工程较不利的代表年径流过程 线。一般选取枯水期较长，且枯水期径流又 较枯的年份。
K Q p / Q实
径流量的年内分配
同倍比法
同频率法
成果合理性检查
对设计成果必须进行合理性认证，成果合
理性分析主要对参数进行合理性分析（ 、
年平均流量 Q（m3/s）
年径流总量 W（104m3）
年径流深 R（mm）
年径流模数 M(m3/s.km2)
概念理解
年平均流量——是指河流断面按已有水文 系列计算的多年流量平均值。 年径流量——一年内（水文年）流经河道 上指定断面的全部水量，称为年径流量。 径流深度——把径流总量均匀地铺在流域 面积上所得的水层厚度。 径流模数——单位面积上在单位时间内流 动的平均水量。
2.28 2.13
5.55 2.00
13.40 4.27
3.58 2.67
3.58 1.67
6.55 3.52
7.30 3.65
8.30 6.50
3.45 4.92
19.20 5.75
5.86 6.56
14.30 3.84
12.40 6.26
10 4.84 1.86 2.07 3.46 2.97 1.27 3.27 10.50 2.23 1.57 2.54 4.96 8.75 2.79 4.41 4.55 3.69 8.51
§7.2.1 气候因素
降水量
蒸发量
湿润地区：降水量较多，其中大部分形成径流，年径 流系数较高，降水量与径流量之间关系密切，说明降 水量对径流量起着决定性作用，蒸发作用相对较小。
干旱地区：降水量少，且大部分耗于蒸发，年径流系 数很低，降水量与径流量之间关系不密切，说明降水 量和蒸发都对径流量起着相当大的作用。
利用降雨资料展延系列
径流与降雨、蒸发、流域蓄水变化量之间存在水量平衡方程
y年 x年 z年 u年
y月 x月 z月 u月
关系较好
关系不好
相关展延系列时必须注意的问题
11 1.98 2.67 1.98 3.42 5.30 2.18 1.62 8.21 1.93 1.82 1.84 3.18 4.52 1.76 4.53 2.59 4.67 7.30
12 2.47 2.73 1.90 2.92 2.67 1.54 1.17 9.03 2.76 1.42 2.68 2.35 7.96 1.30 5.59 1.63 5.16 7.54
7.1 概述 7.2 影响年径流的因素 7.3 有长期资料时设计年径流计算 7.4 有短期资料时设计年径流计算 7.5 缺乏资料时设计年径流计算 7.6 设计枯水径流量分析计算 7.7 流量历时曲线
§7.1.1 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。
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做代表年，对水电工程一般 选丰水年、平水年、枯水年三个代表年；
③求设计时段径流量与代表年的径流量的比值，对代 表年的径流过程进行缩放，即得设计年径流过程线。
设计代表年法
1．步骤：
（1）三性审查年径流量系列资料 （2）对年径流系列作频率计算，求设计年径流
选择参证变量的方法
(1)利用径流量或降雨量作为参证资料展演设 计站的年、月径流量系列； (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。
利用径流资料展延系列
当设计站实测年径流 量资料不足时，往往 利用上下游、干支流 或邻近流域测站的实 测长系列年径流量资 料来展延系列。
径流系数与径流模数
径流系数——任意时段内的径流深度R(或径流总量w)与同时 段内的降水深度x(或降水总量)的比值，称为径流系数。径流 系数α说明在降水量中有多少变成了径流，它综合反映了流 域内自然地理要素对降水——径流关系的影响。 径流模数——单位流域面积上单位时间所产生的径流量。单 位立方米/秒*平方千米。在所有计算径流的常用量中，径流 模数消除了流域面积大小的影响，最能说明与自然地理条件 相联系的径流特征。通常用径流模数对不同流域的径流进行 比较。
（P→QP），（年径流量由大→小排列 P 计m 算100、%CV，假定Q
n 1
CS/CV=（2～3）CV，选配频率曲线）
（3） 选代表年，按代表年径流量的分配缩放得 到设计年径流年内分配。
设计年径流的时程分配
河川年径流的时程分配，一般按其各月的径流分配 比来表示。年径流的时程分配与工程规模和水资源利 用程度关系很大。
CV、QCS）
检查方法 ①选有长资料的参证流域 ②地理分布规律 ③水量平衡理论
某水库具有18年的年、月径流资料，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，求设计年内分配过程。
年份 1958~1959 1959~1960 1960~1961 1961~1962 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
1 1.87 4.20 2.35 2.48 1.79 6.45 0.99 8.35 1.41 1.21 4.25 3.88 4.10 2.23 8.47 1.76 6.26 3.12
2 21.60 2.03 13.20 1.62 1.80 3.87 3.06 8.48 5.30 2.36 9.00 3.57 3.80 8.76 8.89 5.21 11.10 5.56
§7.2.2 下垫面因素
流域下垫面因素包括地形、植被、土壤、地质、湖泊、 沼泽、流域大小等。这些因素主要从两方面影响年径 流量：
（1）通过流域蓄水量变化值影响年将流量的变化；
（2）通过对气候因素的影响间接地对年径流量发生 作用。
地形
湖泊
流域大小
地形
（1）山地对气流的抬升和阻滞作用，使迎风坡降 水量增大； （2）地形对蒸发也有影响，一般气温随地面高程 的增加而降低，因而使蒸发量减少。
§7.2.3 人类活动
直接影响
间接影响
直接影响：跨流域引水直接减少（或增加）本流域的 年径流量。
间接影响：修水库、塘堰等水利工程，旱地改水田， 坡地改梯田，植树造林，种植牧草等措施，改变下垫 面性质，增加蒸发，使年径流量减小。
§7.3.1 基本概念
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20年。
频率计算成果（P=90%）
时段 12个月 最小5个月 最小3个月
均值 131 18 9.1
Cv 0.32 0.47 0.5
Cs/Cv 2 2 2
Qp 81.8 8.45
4
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(n ＜20年)，其长度不能满足规范的要求；一种 是设计断面附近完全没有径流实测资料。
5 43.00 16.30 26.40 19.80 41.60 7.15 12.90 15.20 13.50 33.20 15.50 33.90 41.00 24.30 37.10 41.60 11.80 58.00
6 17.00 26.10 24.60 30.40 50.70 16.20 34.60 13.60 25.40 43.00 37.80 25.00 30.70 22.80 16.40 57.40 17.10 23.90