第五章 设计年径流量的计算(水文与水资源学实验指导).pptVIP

第五章 年径流分析与计算 第一节 概述 一、概述 在一个年度中，通过河流某一断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。它可以用年径流总量、年平均流量、年径流深以及径流模数表示。年径流量的多年平均值表明断面以上流域地面径流的蕴藏量，是重要的水文特征值，同时是区域水资源的重要指标。除年径流量外，径流在年内分配不同，对于国民经济各部门的用水和水利工程的修建也具有重要影响。因此，通常所说的年径流还包括径流年内分配的情况。 第一节 概述 河川径流在时间上的变化过程有一个以年为周期循环的特性。这样，我们就可以用年为单位分析每年的径流总量以及径流的年际与年内分配情况，掌握它们的变化规律，用于预估未来各种情况下的变化情势。 在水文计算中，因计算的需要，通常不是按日历年度划分年度，而是按照水文现象的循环周期划分水文年或水利年。 第一节 概述 所谓设计年径流是指相应于设计频率的年径流量，而设计频率则是根据水利及水土保持工程级别及其防护意义确定的设计标准。 设计年径流是水库塘堰设计确定有效库容纳一个重要水文依据。多年平均年输沙量则是确定水库死库容及淤地坝设计的重些依据。 本章将对设计年径流计算所涉及的正常年径流的求算、径流的年际变化、年内分配、枯水径流及多年平均年输沙量的估算等内容分别加以介绍。 水文年或水利年以每年夏春季河水开始涨水（即汛期开始）时为起点，以次年枯水期结束时为终点。 第一节 概述 二、年径流分析计算的目的和任务 1.年径流分析计算是水资源估算的重要内容。 2. 研究年径流的多年变化和径流年内分配的规律，预估水利工程运行期间的径流情势，为水利工程的规划设计提供依据。 第一节 概述 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。 第一节 正常年径流量的计算 河川径流量是以降水为主的多因素综合影响的产物，表现为任一河流的任一断面上逐年的天然年径流量是各不相同的，有的年份水量一般，有的年份水量偏多，有的年份则水量偏少。年径流量的多年平均值称为多年平均径流量 多年平均径流量Q＝∑Qi/n 式中： ∑Qi ——各年的年径流量之和 n——年数。 ? 在气候和下垫面基本稳定的条件下，随着观测年数的不断增加，多年平均年径流量Q 趋向于一个稳定数值，这个稳定数值称为正常年径流量。 显然，正常年径流量是反映河流在天然情况下所蕴藏的水资源，是河川径流的重要特征值。在气候及下垫面条件基本稳定的情况下，可以根据过去长期的实测年径流量，计算多年平均年径流量来代替正常年径流量。 但是正常年径流量的稳定性不能理解为不变性，因为流域内没有固定不变的因素。气候、下垫面条件、地质年代的变化相对缓慢，可以不用考虑，但是大规模的人类活动，特别是对下垫面条件的改变将使正常年径流量发生显著变化。 根据观测资料的长短或有无，正常年径流量的推算方法有三种：有长期实测资料，有短期实测资料和无实测资料。 5.2.1有长期实测资料时正常年径流量的计算 有长期实测资料的含意是：实测系列足够长，具有一定的代表性，由它计算的多年平均值基本上趋于稳定。由于各个流域的特性不同，其平均值趋于稳定所需的时间也是不会相同。对于那些年径流的变差系数Cv变化较大的河流，所需观测系列要长一些，反之则短些。 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。 如实测系列小于20年，应设法将系列加以延长；如系列中有缺测资料，应设法予以插补；如有较明显的人类活动影响，应进行径流资料的还原工作。 一、资料审查 尽管设计断面具有较长期的径流实测资料，但相对于水文系列总体，实测资料系列仍仅仅是一个样本。为能从实测资料推求径流总体的统计规律，首先应当对资料（样本）的可靠性、一致性、代表性进行审查。 1. 资料可靠性审查 资料可靠性审查的目的是排除资料中可能存在的错误。 可靠性审查一般可了解和审查水