《工程水文学》(第4版)第7章 设计年径流分析

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1、工程水文学(EngineeringHydrology)主讲：张峰手机：13856993385邮箱：zf_hhu@163.com安徽水电学院水文与水资源专业教研室二Ο一五年二月一日工程水文学(EngineeringHydrology)二Ο一五年二月一日第7章设计年径流分析一、年径流的变化特征在一个年度内，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，它可用年平均流量Q(m3/s)、年径流总量W(m3)、年径流深R(mm)或年径流模数M(m3/s.km2)表示。图1某站年径流过程线一、年径流的变化特征一、年径流的变化特征（1）季节性变化规律年径流的周期性与丰、枯交替出现，大致以一年为周期

2、。丰水期(汛期)多水、水浑、水灾；枯水期(非汛期)少水、水脏、干旱。一、年径流的变化特征（2）年际变化现象丰水年组与枯水年组交替出现，年径流极值比Q大/Q小较大。年际间的变化也很大。常用模比系数K丰＝Q丰/Q平和K枯＝Q枯/Q平表示。（3）丰枯水年交替变化在多年变化中有丰水年组和枯水年组交替出现的现象。河流的年径流量具有持续性，逐年的径流量之间并非独立，具有一定的相关关系。譬如：相邻年的年径流量Qi～Qi+1相关，i＝1,2,…,n-1年，其相关系数称为自相关系数。2013年我国的年径流深分布图（4）地区变化规律年径流按多少分为丰水带、多水带、过渡带、少水带、干枯带。我国的P、R由东南向西北

3、方向递减。二、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。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。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。设计保证率即是设计标准，是指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，它反映了水资源的利用程度。三、水文分析与计算的任务（1）目的推求不同设计标准(或设计保证率P)的年径流量QP(设计年径流)及其年内分配。它是水利计算的依据，并作为衡量工程规模和确定水资源利用程度的重要

4、指标。（2）任务根据水文现象的随机性质，应用数理统计的原理和方法，分析研究年内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。四、具有长期实测径流资料时设计年径流计算所谓长期，指实测年径流系列不小于20～30年。具有长期实测径流资料时设计年径流的计算内容及步骤：（1）年径流资料的搜集和审查，Q1，Q2，…,Qn；（2）年径流频率分析计算，均值、Cv、Cs和QP；（3）提供设计年径流的时程分配，将QP分配到各月，得到设计年径流过程，如右图所示；（4)进行成果合理性检验。典型年径流过程设计年径流过程四、具有长期实测径流资料时设计年径流计算1、水文资料审查所谓审查是指鉴定实测年

5、径流量系列的可靠性、一致性和代表性。（1）资料可靠性的审查审查测验方法、采集成果、处理方法和处理成果等。主要包括：水位资料审查、水位流量关系曲线的审查、水量平衡的审查。（2）资料的一致性的审查所谓资料的一致性是指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统计系列。就年径流系列而言，它的一致性是建立在气候条件和下垫面条件的稳定性上的。如一致性遭到破坏，可采用水量平衡法、降雨径流相关法进行修正还原。（3）资料代表性的审查水文计算成果的精度取决于样本对总体的代表性，代表性高，抽样误差就小。样本代表性的高低可以用样本分布参数与总体分布参数的接近程度来评判。日历年—从每年的1月1日～1

6、2月31日为止；水文年—根据水文变化规律对年进行划分，以每年汛期开始到下一年的枯水期结束为止；水利年—以兴利为目的对年进行划分，从每年水库蓄水开始到下一年的水库放空水结束为止。四、具有长期实测径流资料时设计年径流计算2、设计年、月径流量系列的选取（1）选取的步骤1）实测径流系列经过审查和分析后，按水利年排列为一个新的年、月径流系列；2）从这个长系列中选出代表段的年月径流系列。代表段应包括有丰水年、平水年、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。3）用这个代表段的年、月径流量系列来预估未来工程运行期间的年、月径流量变化。这个代表段就是水利计算所要

7、求的所谓“设计年、月径流量系列”。（2）长系列操作法（或称时历法、综合法、长期年法）用设计年、月径流量系列（来水）和相应年月的用水量系列，逐年进行来水、用水平衡计算，求得逐年所需的库容值，然后用适线法作出库容曲线，查得相应的设计库容值Vp，用以确定工程规模。【长系列操作法】应用案例——水库的调节计算已知：（1）设计的历年逐月径流过程（来水过程）；（2）设计的历年逐月的用水过程。求设计水库的库容？解题步骤如下：