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时间:2018-07-27
《工程水文学 第5章 设计年径流及年内分配的计算》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第五章设计年径流及年内分配的计算第一节概述2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
2、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,
3、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。
4、 式中:为多年平均流量。 3)年径流在多年变化中有丰水年组和枯水年组交替出现的现象。图5-1(a)黄河陕县站曾出现过连续11年(1922-1932)的少水年组,而后的1935-1949年则基本上是多水年组。图5-1(b)松花江哈尔滨站1927年以前的30年基本上是少水年组,而后的1928-1966年基本上是多水年组。浙江新安江水电站也曾出现边连续13年(1956-1968)的少水年组。这说明河流的年径流量具有或多或少的持续性。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 上述年
5、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求要求,必需兴建水利工程(如水库等),对天然径流加以人工调节,按用水要求泄放。 各项水利工程的规模如何确定呢?今以确定灌溉水库的库容(V)为例说明如下: 在丰水年份,由于降雨量多,河流中水量丰富,且作物要求的灌溉水量较少,来水与用水的矛盾不突出,解决这种丰水年份的灌溉要求,所需的工程规模(如水库的库容)较小。如图5-2中仅八月份来水小于用水,故用以满足灌溉用水所需的库容(V)较小。图5-2丰水年来水、用水对照图 相反,在枯水年份,降雨量小,
6、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,如图5-3所示。图5-3枯水年来水、用水对照图 在同样的干旱年份,即使年来水总量、用水流量相同,但由于径流年内各月分配不同,对库容大小也有影响,如图5-4(a)、(b)两年的年平均流量Q相同,但(b)年的径流年内分配(概化成汛期、枯季两个流量)较(a)年的均匀,因此两年所需水库供水的数量也就不同,往往径流年内分配不均匀的年份所需库容较大,即VA>VB。图5-4径流年
7、内分配不同对库容影响示意图 对于不同的年份,来水与用水有各种可能的组合情况,各年所需的库容也就大小不一。例如某灌区有二十年的年来水量资料和灌溉用水量的资料,就可以求出二十个大小不同的库容值V1、V2、…、V20。那末,应该用什么样的库容值来设计水库呢?库容造大些,灌溉用水的保证程度(即保证率)就高些,但投资要多;相反,库容造小些,可节省投资,但灌溉用水的保证率就低些,碰到大旱年份,灌溉用水得不到保证,作物就要减产甚至失收。这里就牵涉到一个设计标准问题,也就是设计保证率问题。 由上可知,在规划设计阶段,水利工程的规模是由
8、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。三、水文计算任务 本章的主要任务是分析研究年径流量的年际变化和年内分配规模,提供工程设计的主要依据——来水资料。其他如用水、保证率
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