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1、工程水文学设计年径流及径流随机模拟 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2/43第第5 5章章 年径流及年输沙量的分析计算年径流及年输沙量的分析计算5.1 5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述5.2 5.2 5.2 5.2 影响年径流量及年内分配的因素影响年径流量及年内分配的因素影响年径流量及年内分配的因素影响年径流量及年内分配的因素5.3 5.3 5.3 5.3 具有实测径流资料时设计年径流量及年内分配的具有实测径流资料时设计年径流量及年内分配的具
2、有实测径流资料时设计年径流量及年内分配的具有实测径流资料时设计年径流量及年内分配的 分析计算分析计算分析计算分析计算5.4 5.4 5.4 5.4 缺乏实测径流资料时设计年径流量缺乏实测径流资料时设计年径流量缺乏实测径流资料时设计年径流量缺乏实测径流资料时设计年径流量及年内分配及年内分配及年内分配及年内分配的的的的 分析计算分析计算分析计算分析计算5.5 5.5 5.5 5.5 多年平均年输沙量的估算多年平均年输沙量的估算多年平均年输沙量的估算多年平均年输沙量的估算3/43 5.1 5.1 5.1 5.1 概述概述概述概述 5.1.1 5.1.1 5.1.1 5.1.1 年径流的特性年径流的特
3、性年径流的特性年径流的特性 在一个年度内，通过河流出口断面的水量称为年径在一个年度内，通过河流出口断面的水量称为年径在一个年度内，通过河流出口断面的水量称为年径在一个年度内，通过河流出口断面的水量称为年径流。常用年平均流。常用年平均流。常用年平均流。常用年平均流量流量流量流量Q(mQ(mQ(mQ(m3 3 3 3/s)/s)/s)/s)、年径流量年径流量年径流量年径流量W(mW(mW(mW(m3 3 3 3)、年年年年径流深径流深径流深径流深R(mm)R(mm)R(mm)R(mm)或或或或年径流模数年径流模数年径流模数年径流模数M(mM(mM(mM(m3 3 3 3/s.km/s.km/s.k
4、m/s.km2 2 2 2)表示。表示。表示。表示。日历年：日历年：日历年：日历年：从每年的从每年的从每年的从每年的1 1 1 1月月月月1 1 1 1日日日日12121212月月月月31313131日为止。日为止。日为止。日为止。水文年：水文年：水文年：水文年：根据水文变化规律对年进行划分，以每年汛根据水文变化规律对年进行划分，以每年汛根据水文变化规律对年进行划分，以每年汛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。期开始到下一年的枯水期结束为止。期开始到下一年的枯水期结束为止。期开始到下一年的枯水期结束为止。水利年：水利年：水利年：水利年：以兴利为目的对年进行划分
5、，从每年水以兴利为目的对年进行划分，从每年水以兴利为目的对年进行划分，从每年水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。库蓄水开始到下一年的水库放空水结束为止。库蓄水开始到下一年的水库放空水结束为止。库蓄水开始到下一年的水库放空水结束为止。4/43 季节性变化规律季节性变化规律季节性变化规律季节性变化规律 年径流的周期性与峰、枯交替年径流的周期性与峰、枯交替年径流的周期性与峰、枯交替年径流的周期性与峰、枯交替出现，大致以一年为周期。丰水期出现，大致以一年为周期。丰水期出现，大致以一年为周期。丰水期出现，大致以一年为周期。丰水期(汛期汛期汛期汛期)多水、水浑、多
6、水、水浑、多水、水浑、多水、水浑、水灾；枯水期水灾；枯水期水灾；枯水期水灾；枯水期(非汛期非汛期非汛期非汛期)少水、水脏、干旱。少水、水脏、干旱。少水、水脏、干旱。少水、水脏、干旱。年际变化现象年际变化现象年际变化现象年际变化现象 丰水年组与枯水年组交替出现，丰水年组与枯水年组交替出现，丰水年组与枯水年组交替出现，丰水年组与枯水年组交替出现，年径流极值比年径流极值比年径流极值比年径流极值比QQQQ大大大大/Q/Q/Q/Q小小小小较大。年际间的变化也很大。常较大。年际间的变化也很大。常较大。年际间的变化也很大。常较大。年际间的变化也很大。常用模比系数用模比系数用模比系数用模比系数K K K K丰
7、丰丰丰Q QQ Q丰丰丰丰/Q/Q/Q/Q平平平平 和和和和K K K K枯枯枯枯Q QQ Q丰丰丰丰/Q/Q/Q/Q平平平平 表示。表示。表示。表示。丰枯水年交替变化丰枯水年交替变化丰枯水年交替变化丰枯水年交替变化 在多年变化中有丰水年组和在多年变化中有丰水年组和在多年变化中有丰水年组和在多年变化中有丰水年组和枯水年组交替出现的现象。枯水年组交替出现的现象。枯水年组交替出现的现象。枯水年组交替出现的现象。5/43 河流的年径流量具有持续性，逐年的径流量之间并河流的年径流量具有持续性，逐年的径流量之间并河流的年径流量具有持续性，逐年的径流量之间并河流的年径流量具有持续性，逐年的径流量之间并非独
8、立，具有一定的相关关系。譬如：相邻年的年径非独立，具有一定的相关关系。譬如：相邻年的年径非独立，具有一定的相关关系。譬如：相邻年的年径非独立，具有一定的相关关系。譬如：相邻年的年径流量流量流量流量Q QQQi i i iQQQQi+1i+1i+1i+1相关，相关，相关，相关，i i i i1,2,n-1 1,2,n-1 1,2,n-1 1,2,n-1 年，其相关系数称年，其相关系数称年，其相关系数称年，其相关系数称为为为为自相关系数自相关系数自相关系数自相关系数。地区变化规律地区变化规律地区变化规律地区变化规律 年径流按多少分为丰水带、多水年径流按多少分为丰水带、多水年径流按多少分为丰水带、多
9、水年径流按多少分为丰水带、多水带、过渡带、少水带、干枯带。我国的带、过渡带、少水带、干枯带。我国的带、过渡带、少水带、干枯带。我国的带、过渡带、少水带、干枯带。我国的P P P P、R R R R由东南向由东南向由东南向由东南向西北方向递减。西北方向递减。西北方向递减。西北方向递减。6/43 5.1.2 5.1.2 5.1.2 5.1.2 工程规模与来水、用水、保证率的关系工程规模与来水、用水、保证率的关系工程规模与来水、用水、保证率的关系工程规模与来水、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丰、枯水年的来水和用水的矛盾决定了所需水库的丰、枯水年的来水和用水的矛盾决定
10、了所需水库的丰、枯水年的来水和用水的矛盾决定了所需水库的库容库容库容库容V V V V 的大小。但是，当年水量相同时，年的径流年的大小。但是，当年水量相同时，年的径流年的大小。但是，当年水量相同时，年的径流年的大小。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。内分配将影响库容的大小。内分配将影响库容的大小。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，对于不同的年份，因来水与用水有不同的组合，对于不同的年份，因来水与用水有不同的组合，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。则各年所需的库容也不相同。则各年所需的库容也不相同。则各年所需
11、的库容也不相同。如如如如 p.105 p.105 p.105 p.105 图图图图5-15-15-15-1V V V V(Q(Q(Q(QR RQ QQ Q2 2 2 2)T)T)T)T2 2 2 27/43 如如如如 (a)(a)与与与与(b)(b)所示的不同来水过程所示的不同来水过程所示的不同来水过程所示的不同来水过程Q Q1 1、Q Q2 2，所需库容也，所需库容也，所需库容也，所需库容也有差别有差别有差别有差别(V V/V V)。此外，来水量相等而径流年内分配过程。此外，来水量相等而径流年内分配过程。此外，来水量相等而径流年内分配过程。此外，来水量相等而径流年内分配过程不同，所需库容不同
12、。如果有不同，所需库容不同。如果有不同，所需库容不同。如果有不同，所需库容不同。如果有2020年的年径流资料和用水资年的年径流资料和用水资年的年径流资料和用水资年的年径流资料和用水资料，可以求出料，可以求出料，可以求出料，可以求出2020个大小不同的库容个大小不同的库容个大小不同的库容个大小不同的库容(V V1 1,V,V2 2,.,V,.,Vn n)，用多大，用多大，用多大，用多大的库容来设计水库呢？的库容来设计水库呢？的库容来设计水库呢？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，因此必须分析考虑到工程规模大小与其投资的关系，因此必须分析考虑到工程规模大小与其投资的关系，因此必须
13、分析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、保证率工程规模、来水、用水、保证率工程规模、来水、用水、保证率工程规模、来水、用水、保证率四者之间的关系。四者之间的关系。四者之间的关系。四者之间的关系。*这里的保证率即是设计标准这里的保证率即是设计标准这里的保证率即是设计标准这里的保证率即是设计标准 8/43 设计保证率设计保证率设计保证率设计保证率P P P P 工程规划设计的既定目标不工程规划设计的既定目标不工程规划设计的既定目标不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，又称为工程被破坏的年数占运用年数的百分比，又称为工程被破坏的年数占运用年数的百
14、分比，又称为工程被破坏的年数占运用年数的百分比，又称为工程的的的的设计标准设计标准设计标准设计标准，它反映了水资源的利用程度。，它反映了水资源的利用程度。，它反映了水资源的利用程度。，它反映了水资源的利用程度。例如例如例如例如，灌溉设计保证率表示设计灌溉用水量全，灌溉设计保证率表示设计灌溉用水量全，灌溉设计保证率表示设计灌溉用水量全，灌溉设计保证率表示设计灌溉用水量全部满足的年数占工程运用总年数的百分比。部满足的年数占工程运用总年数的百分比。部满足的年数占工程运用总年数的百分比。部满足的年数占工程运用总年数的百分比。破坏率破坏率破坏率破坏率q q q q q q q q1 1 1 1P P P
15、 P9/43 5.1.3 5.1.3 5.1.3 5.1.3 年径流分析计算的任务与方法年径流分析计算的任务与方法年径流分析计算的任务与方法年径流分析计算的任务与方法 目的：目的：目的：目的：推求不同设计标准推求不同设计标准推求不同设计标准推求不同设计标准(或设计保证率或设计保证率或设计保证率或设计保证率)P)P)P)P的的的的年径流量年径流量年径流量年径流量Q QQ QP P P P(设计年径流设计年径流设计年径流设计年径流)及其年内分配。它是及其年内分配。它是及其年内分配。它是及其年内分配。它是水利计算的依据，并作为衡量工程规模和确定水利计算的依据，并作为衡量工程规模和确定水利计算的依据，
16、并作为衡量工程规模和确定水利计算的依据，并作为衡量工程规模和确定水资源利用程度的重要指标。水资源利用程度的重要指标。水资源利用程度的重要指标。水资源利用程度的重要指标。任务：任务：任务：任务：根据水文现象的随机性质，应用数理根据水文现象的随机性质，应用数理根据水文现象的随机性质，应用数理根据水文现象的随机性质，应用数理统计的原理和方法，通过对径流资料的统计分统计的原理和方法，通过对径流资料的统计分统计的原理和方法，通过对径流资料的统计分统计的原理和方法，通过对径流资料的统计分析，估算指定频率的径流特征值。析，估算指定频率的径流特征值。析，估算指定频率的径流特征值。析，估算指定频率的径流特征值。
17、10/43 5.2 5.2 5.2 5.2 影响年径流量及年内分配的因素影响年径流量及年内分配的因素影响年径流量及年内分配的因素影响年径流量及年内分配的因素 从年为时段的流域水量平衡方程可知：从年为时段的流域水量平衡方程可知：从年为时段的流域水量平衡方程可知：从年为时段的流域水量平衡方程可知：R R R RP P P PE E E Euuuuwwww 式中，式中，式中，式中，uuuu为流域蓄水量变化；为流域蓄水量变化；为流域蓄水量变化；为流域蓄水量变化；wwww为流域间的交换水量为流域间的交换水量为流域间的交换水量为流域间的交换水量(闭合闭合闭合闭合流域流域流域流域wwww0)0)0)0)，为
18、下垫面因素。其中，为下垫面因素。其中，为下垫面因素。其中，为下垫面因素。其中，P P P P、E E E E属于气候因素；属于气候因素；属于气候因素；属于气候因素；R R R R随随随随P P P P增大而增大，随增大而增大，随增大而增大，随增大而增大，随E E E E增大而减少；增大而减少；增大而减少；增大而减少；E E E E又与气温、湿度有关。又与气温、湿度有关。又与气温、湿度有关。又与气温、湿度有关。6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 气候因素对年径流的影响气候因素对年径流的影响气候因素对年径流的影响气候因素对年径流的影响 气温是影响径流的主要因子，属急变因素。气温是影响径
19、流的主要因子，属急变因素。气温是影响径流的主要因子，属急变因素。气温是影响径流的主要因子，属急变因素。6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 下垫面因素对年径流的影响下垫面因素对年径流的影响下垫面因素对年径流的影响下垫面因素对年径流的影响 包括地理位置、地形、植被、土壤、地质、湖泊、沼泽、流包括地理位置、地形、植被、土壤、地质、湖泊、沼泽、流包括地理位置、地形、植被、土壤、地质、湖泊、沼泽、流包括地理位置、地形、植被、土壤、地质、湖泊、沼泽、流域大小等，它们从不同的角度影响径流域大小等，它们从不同的角度影响径流域大小等，它们从不同的角度影响径流域大小等，它们从不同的角度影响径流(u(u
20、(u(u、w)w)w)w)。11/43 5.2.3 5.2.3 5.2.3 5.2.3 人类活动对年径流的影响人类活动对年径流的影响人类活动对年径流的影响人类活动对年径流的影响 人类在流域上进行的各种活动，通过改变下垫面性质而人类在流域上进行的各种活动，通过改变下垫面性质而人类在流域上进行的各种活动，通过改变下垫面性质而人类在流域上进行的各种活动，通过改变下垫面性质而影响年径流量。可以分为影响年径流量。可以分为影响年径流量。可以分为影响年径流量。可以分为直接影响直接影响直接影响直接影响(南水北调、兴建水利工南水北调、兴建水利工南水北调、兴建水利工南水北调、兴建水利工程、大面积灌溉程、大面积灌溉
21、程、大面积灌溉程、大面积灌溉)和和和和间接影响间接影响间接影响间接影响(植树造林、水土保持措施、土植树造林、水土保持措施、土植树造林、水土保持措施、土植树造林、水土保持措施、土地利用方式、城市化地利用方式、城市化地利用方式、城市化地利用方式、城市化)。5.2.4 5.2.4 5.2.4 5.2.4 影响径流年内分配的因素影响径流年内分配的因素影响径流年内分配的因素影响径流年内分配的因素 取决于气候因素、天然的和人工的调节因素。取决于气候因素、天然的和人工的调节因素。取决于气候因素、天然的和人工的调节因素。取决于气候因素、天然的和人工的调节因素。一般地，在汛期，主要是降雨影响径流；在枯季，流域一
22、般地，在汛期，主要是降雨影响径流；在枯季，流域一般地，在汛期，主要是降雨影响径流；在枯季，流域一般地，在汛期，主要是降雨影响径流；在枯季，流域蓄水对径流的影响起主要作用。蓄水对径流的影响起主要作用。蓄水对径流的影响起主要作用。蓄水对径流的影响起主要作用。12/435.3 5.3 5.3 5.3 具有实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算具有实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算具有实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算具有实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算5.3.15.3.15.3.15.3.1具有实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算具有实测径流资
23、料时设计年径流量及年内分配的分析计算具有实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算具有实测径流资料时设计年径流量及年内分配的分析计算 所谓长期，指实测年径流系列不小于所谓长期，指实测年径流系列不小于所谓长期，指实测年径流系列不小于所谓长期，指实测年径流系列不小于2020202030303030年。年。年。年。计算内容及步骤：计算内容及步骤：计算内容及步骤：计算内容及步骤：1)1)1)1)年径流资料的搜集和审查，年径流资料的搜集和审查，年径流资料的搜集和审查，年径流资料的搜集和审查，QQQQ1 1 1 1，QQQQ2 2 2 2，,Q,Q,Q,Qn n n n；2)2)2)2)年径流频率分析
24、计算，年径流频率分析计算，年径流频率分析计算，年径流频率分析计算，X X X X、CvCvCvCv、CsCsCsCs 和和和和 QQQQP P P P；3)3)3)3)提供设计年径流的时程提供设计年径流的时程提供设计年径流的时程提供设计年径流的时程分配将分配将分配将分配将Q QQ QP P P P分配到各月，得到设分配到各月，得到设分配到各月，得到设分配到各月，得到设计年径流过程，如右图所示；计年径流过程，如右图所示；计年径流过程，如右图所示；计年径流过程，如右图所示；4)4)4)4)进行成果合理性检验。进行成果合理性检验。进行成果合理性检验。进行成果合理性检验。典型年径流过程典型年径流过程典
25、型年径流过程典型年径流过程设计年径流过程设计年径流过程QT13/43 水文资料的审查水文资料的审查水文资料的审查水文资料的审查:“三性三性三性三性”审查审查审查审查 可靠性、一致性和代表性的审查。可靠性、一致性和代表性的审查。可靠性、一致性和代表性的审查。可靠性、一致性和代表性的审查。可靠性审查可靠性审查可靠性审查可靠性审查 水位、流量测验有无差错；水位水位、流量测验有无差错；水位水位、流量测验有无差错；水位水位、流量测验有无差错；水位流量关系曲线的绘制；高、低水延长是否恰当；同一河流量关系曲线的绘制；高、低水延长是否恰当；同一河流量关系曲线的绘制；高、低水延长是否恰当；同一河流量关系曲线的绘
26、制；高、低水延长是否恰当；同一河流的上、下游水量是否平衡。流的上、下游水量是否平衡。流的上、下游水量是否平衡。流的上、下游水量是否平衡。一致性审查一致性审查一致性审查一致性审查 资料是否来自相同的气候区、下垫资料是否来自相同的气候区、下垫资料是否来自相同的气候区、下垫资料是否来自相同的气候区、下垫面条件和同一测站；人类活动的影响是否显著；否则进面条件和同一测站；人类活动的影响是否显著；否则进面条件和同一测站；人类活动的影响是否显著；否则进面条件和同一测站；人类活动的影响是否显著；否则进行一致性修正，即径流系列的行一致性修正，即径流系列的行一致性修正，即径流系列的行一致性修正，即径流系列的还原计
27、算还原计算还原计算还原计算。*还原计算方法：还原计算方法：还原计算方法：还原计算方法：一般采用降雨径流相关法和水量平一般采用降雨径流相关法和水量平一般采用降雨径流相关法和水量平一般采用降雨径流相关法和水量平衡法，即衡法，即衡法，即衡法，即WWWW天然天然天然天然WWWW实测实测实测实测WWWW还原还原还原还原 其中其中其中其中 WWWW还原还原还原还原WWWW农灌农灌农灌农灌WWWW工业工业工业工业WWWW水库水库水库水库WWWW损失损失损失损失WWWW引水引水引水引水WWWW分洪分洪分洪分洪14/43 代表性审查代表性审查代表性审查代表性审查 样本的经验分布样本的经验分布样本的经验分布样本的
28、经验分布F F F Fn n n n(x)(x)(x)(x)与总体的理论分与总体的理论分与总体的理论分与总体的理论分布布布布F(x)F(x)F(x)F(x)接近程度，越接近，代表性越好；一般样本系列接近程度，越接近，代表性越好；一般样本系列接近程度，越接近，代表性越好；一般样本系列接近程度，越接近，代表性越好；一般样本系列越长，代表性也越好。越长，代表性也越好。越长，代表性也越好。越长，代表性也越好。代表性高低的判断采用代表性高低的判断采用代表性高低的判断采用代表性高低的判断采用长短系列对比法长短系列对比法长短系列对比法长短系列对比法，即选择一个，即选择一个，即选择一个，即选择一个代表性较好的
29、长系列代表性较好的长系列代表性较好的长系列代表性较好的长系列(参证变量参证变量参证变量参证变量)，将其统计参数与短系列，将其统计参数与短系列，将其统计参数与短系列，将其统计参数与短系列(设计变量设计变量设计变量设计变量)的统计参数作对比，若统计参数大体接近则认的统计参数作对比，若统计参数大体接近则认的统计参数作对比，若统计参数大体接近则认的统计参数作对比，若统计参数大体接近则认为短系列在长系列中具有代表性。为短系列在长系列中具有代表性。为短系列在长系列中具有代表性。为短系列在长系列中具有代表性。见见见见p.109 p.109 p.109 p.109 例例例例 换言之，参证变量换言之，参证变量换
30、言之，参证变量换言之，参证变量代表性好代表性好代表性好代表性好，且与设计变量的，且与设计变量的，且与设计变量的，且与设计变量的气候和气候和气候和气候和下垫面条件相似下垫面条件相似下垫面条件相似下垫面条件相似，两者间应，两者间应，两者间应，两者间应具有一定同期观测资料具有一定同期观测资料具有一定同期观测资料具有一定同期观测资料统计统计统计统计参数参数参数参数(X(X(X(X、CvCvCvCv、Cs)Cs)Cs)Cs)。如果短系列的代表性不高时，则应。如果短系列的代表性不高时，则应。如果短系列的代表性不高时，则应。如果短系列的代表性不高时，则应当插补、展延系列。当插补、展延系列。当插补、展延系列。
31、当插补、展延系列。15/43设计年、月径流量系列的选取：设计年、月径流量系列的选取：设计年、月径流量系列的选取：设计年、月径流量系列的选取：丰、平、枯水年丰、平、枯水年丰、平、枯水年丰、平、枯水年代表段代表段代表段代表段 有一个或几个完整的调节周期有一个或几个完整的调节周期有一个或几个完整的调节周期有一个或几个完整的调节周期 流量系列的流量系列的流量系列的流量系列的X X X X、CvCvCvCv、CsCsCsCs与长系列相近与长系列相近与长系列相近与长系列相近 该代表段即为该代表段即为该代表段即为该代表段即为“设计年、月径流系列设计年、月径流系列设计年、月径流系列设计年、月径流系列”，也称为
32、，也称为，也称为，也称为长长长长系列操作法、时历法、综合法系列操作法、时历法、综合法系列操作法、时历法、综合法系列操作法、时历法、综合法 或或或或 长期年法。长期年法。长期年法。长期年法。p.109 p.109 p.109 p.109 例例例例16/43实际代表年年、月径流量的选取：实际代表年年、月径流量的选取：实际代表年年、月径流量的选取：实际代表年年、月径流量的选取：利用利用利用利用实际的干旱年实际的干旱年实际的干旱年实际的干旱年 作为代表年进行年径流分配和调作为代表年进行年径流分配和调作为代表年进行年径流分配和调作为代表年进行年径流分配和调节库容的计算，相应年份的节库容的计算，相应年份的
33、节库容的计算，相应年份的节库容的计算，相应年份的年、月径流量就是实际代表年、月径流量就是实际代表年、月径流量就是实际代表年、月径流量就是实际代表年的年、月径流量。年的年、月径流量。年的年、月径流量。年的年、月径流量。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：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：QQQQp p p p 的推求的推求的推求的推求 选择水利年，利用选择水利年，利用选择水利年，利用选择水利年，利用P-P-P-P-型理论分布曲型理论分布曲型理论分布曲型理论分布曲线，用适线法进行频率计算，并侧重考虑线，用适线法进行频率计算，
34、并侧重考虑线，用适线法进行频率计算，并侧重考虑线，用适线法进行频率计算，并侧重考虑丰、平、枯水丰、平、枯水丰、平、枯水丰、平、枯水年份年份年份年份年径流点群的趋势，推求指定频率的设计代表年年年径流点群的趋势，推求指定频率的设计代表年年年径流点群的趋势，推求指定频率的设计代表年年年径流点群的趋势，推求指定频率的设计代表年年径流量，并对该设计代表年的径流过程进行缩放，最后径流量，并对该设计代表年的径流过程进行缩放，最后径流量，并对该设计代表年的径流过程进行缩放，最后径流量，并对该设计代表年的径流过程进行缩放，最后得到设计的年径流过程线。得到设计的年径流过程线。得到设计的年径流过程线。得到设计的年径
35、流过程线。一般地，小型一般地，小型一般地，小型一般地，小型灌溉工程选枯水年为代表年；水电工程选灌溉工程选枯水年为代表年；水电工程选灌溉工程选枯水年为代表年；水电工程选灌溉工程选枯水年为代表年；水电工程选“丰平枯丰平枯丰平枯丰平枯”(如如如如p p20%,50%,80%20%,50%,80%或或或或p p25%,50%,75%)25%,50%,75%)三种代表年。三种代表年。三种代表年。三种代表年。17/43设计时段径流量的计算：设计时段径流量的计算：设计时段径流量的计算：设计时段径流量的计算：1 1 1 1）计算时期的确定）计算时期的确定）计算时期的确定）计算时期的确定 灌溉工程取灌溉期，水电
36、工程取枯水期。灌溉工程取灌溉期，水电工程取枯水期。灌溉工程取灌溉期，水电工程取枯水期。灌溉工程取灌溉期，水电工程取枯水期。2 2 2 2）频率计算）频率计算）频率计算）频率计算 按水利年历年逐月径流资料作频率适线，推求指定按水利年历年逐月径流资料作频率适线，推求指定按水利年历年逐月径流资料作频率适线，推求指定按水利年历年逐月径流资料作频率适线，推求指定频率的设计年径流量或设计时段径流量。频率的设计年径流量或设计时段径流量。频率的设计年径流量或设计时段径流量。频率的设计年径流量或设计时段径流量。一般取一般取一般取一般取CsCsCsCs(3(3(3(34)Cv4)Cv4)Cv4)Cv，并需注意特大
37、或特小值的处，并需注意特大或特小值的处，并需注意特大或特小值的处，并需注意特大或特小值的处理。理。理。理。3 3 3 3）设计年径流量的推求）设计年径流量的推求）设计年径流量的推求）设计年径流量的推求 （另见第（另见第（另见第（另见第7 7 7 7章）章）章）章）18/43 设计成果的合理性分析设计成果的合理性分析设计成果的合理性分析设计成果的合理性分析:多年平均年径流量多年平均年径流量多年平均年径流量多年平均年径流量 地理分布规律地理分布规律地理分布规律地理分布规律(等值线等值线等值线等值线)，上、上、上、上、下游站和邻近站的比较水量平衡。下游站和邻近站的比较水量平衡。下游站和邻近站的比较水
38、量平衡。下游站和邻近站的比较水量平衡。统计参数统计参数统计参数统计参数 如如如如X X X X、Cv Cv Cv Cv、CsCsCsCs值的合理性，应注意值的合理性，应注意值的合理性，应注意值的合理性，应注意与地区综合分析成果统一。与地区综合分析成果统一。与地区综合分析成果统一。与地区综合分析成果统一。历史洪历史洪历史洪历史洪(枯枯枯枯)水年径流水年径流水年径流水年径流 考证和引用的依据。考证和引用的依据。考证和引用的依据。考证和引用的依据。19/43设计代表年径流量的年内分配计算：设计代表年径流量的年内分配计算：设计代表年径流量的年内分配计算：设计代表年径流量的年内分配计算：问题的提出问题的
39、提出问题的提出问题的提出：虽然：虽然：虽然：虽然年径流量相同，但会有年径流量相同，但会有年径流量相同，但会有年径流量相同，但会有不同的年内分配，将使不同的年内分配，将使不同的年内分配，将使不同的年内分配，将使得得得得V V V V兴兴兴兴各不相同。又由于各不相同。又由于各不相同。又由于各不相同。又由于库容大，投资大，保证库容大，投资大，保证库容大，投资大，保证库容大，投资大，保证率高；库容小，投资少率高；库容小，投资少率高；库容小，投资少率高；库容小，投资少,保证率却较低。因此，保证率却较低。因此，保证率却较低。因此，保证率却较低。因此，必须进行年径流的年内必须进行年径流的年内必须进行年径流的
40、年内必须进行年径流的年内分配分析与计算。分配分析与计算。分配分析与计算。分配分析与计算。汛期汛期汛期汛期非汛期非汛期非汛期非汛期来水过程来水过程来水过程来水过程用水过程用水过程用水过程用水过程V V V V兴兴兴兴V V V V兴兴兴兴Z Z Z Z正正正正Z Z Z Z死死死死V V V V死死死死QT20/43 代表年的选择原则：代表年的选择原则：代表年的选择原则：代表年的选择原则：1 1 1 1）流量相近流量相近流量相近流量相近 年份原则，选择与设计年径流量大小年份原则，选择与设计年径流量大小年份原则，选择与设计年径流量大小年份原则，选择与设计年径流量大小相近的年；相近的年；相近的年；相
41、近的年；2 2 2 2）对工程较不利对工程较不利对工程较不利对工程较不利 年份原则：如汛期流量大且供水年份原则：如汛期流量大且供水年份原则：如汛期流量大且供水年份原则：如汛期流量大且供水期径流较小的年份；期径流较小的年份；期径流较小的年份；期径流较小的年份；一般地，灌溉工程选需水径流比较枯的年份；水电一般地，灌溉工程选需水径流比较枯的年份；水电一般地，灌溉工程选需水径流比较枯的年份；水电一般地，灌溉工程选需水径流比较枯的年份；水电工程选枯水期较长且径流又较枯的年份。工程选枯水期较长且径流又较枯的年份。工程选枯水期较长且径流又较枯的年份。工程选枯水期较长且径流又较枯的年份。21/43 实际代表年
42、法：实际代表年法：实际代表年法：实际代表年法：根据灌溉工程实际情况选择代表年，并按灌区作物需根据灌溉工程实际情况选择代表年，并按灌区作物需根据灌溉工程实际情况选择代表年，并按灌区作物需根据灌溉工程实际情况选择代表年，并按灌区作物需用水量进行分配。该法多在灌溉工程规划中采用。用水量进行分配。该法多在灌溉工程规划中采用。用水量进行分配。该法多在灌溉工程规划中采用。用水量进行分配。该法多在灌溉工程规划中采用。方法方法方法方法1 1 1 1 根据各干旱年的干旱程度，明确其排序位根据各干旱年的干旱程度，明确其排序位根据各干旱年的干旱程度，明确其排序位根据各干旱年的干旱程度，明确其排序位置并确定其经验频率
43、；再根据设计频率选定某一实际干置并确定其经验频率；再根据设计频率选定某一实际干置并确定其经验频率；再根据设计频率选定某一实际干置并确定其经验频率；再根据设计频率选定某一实际干旱年作为代表年；采用该代表年的来水和用水过程规划旱年作为代表年；采用该代表年的来水和用水过程规划旱年作为代表年；采用该代表年的来水和用水过程规划旱年作为代表年；采用该代表年的来水和用水过程规划设计工程的规模。设计工程的规模。设计工程的规模。设计工程的规模。方法方法方法方法2 2 2 2 通过灌溉用水量计算，求出每年的灌溉定通过灌溉用水量计算，求出每年的灌溉定通过灌溉用水量计算，求出每年的灌溉定通过灌溉用水量计算，求出每年的
44、灌溉定额，作频率分析并绘制出频率曲线，然后根据灌溉设计额，作频率分析并绘制出频率曲线，然后根据灌溉设计额，作频率分析并绘制出频率曲线，然后根据灌溉设计额，作频率分析并绘制出频率曲线，然后根据灌溉设计保证率保证率保证率保证率P P P P查频率曲线得到设计灌溉定额，则对应年份为查频率曲线得到设计灌溉定额，则对应年份为查频率曲线得到设计灌溉定额，则对应年份为查频率曲线得到设计灌溉定额，则对应年份为实际代表年。实际代表年。实际代表年。实际代表年。22/43径流年内分配计算：径流年内分配计算：径流年内分配计算：径流年内分配计算：同倍比法同倍比法同倍比法同倍比法 用年水量或供水期水量控制缩放倍比，用年水
45、量或供水期水量控制缩放倍比，用年水量或供水期水量控制缩放倍比，用年水量或供水期水量控制缩放倍比，把设计年径流量按代表年的月径流过程进行分配。把设计年径流量按代表年的月径流过程进行分配。把设计年径流量按代表年的月径流过程进行分配。把设计年径流量按代表年的月径流过程进行分配。缩放倍比系数缩放倍比系数缩放倍比系数缩放倍比系数 K K K KQQQQp p p p/Q/Q/Q/QD DD D 或或或或 K K K KT T T TQ QQ QTpTpTpTp/Q/Q/Q/QTDTDTDTD 同频率法同频率法同频率法同频率法 各时段采用不同的缩放倍比，并使所求各时段采用不同的缩放倍比，并使所求各时段采用
46、不同的缩放倍比，并使所求各时段采用不同的缩放倍比，并使所求的设计年内分配的各个时段径流量都符合设计频率。的设计年内分配的各个时段径流量都符合设计频率。的设计年内分配的各个时段径流量都符合设计频率。的设计年内分配的各个时段径流量都符合设计频率。缩放倍比系数缩放倍比系数缩放倍比系数缩放倍比系数 K K K Kt t t tQQQQtPtPtPtP/Q/Q/Q/QtDtDtDtD 其中其中其中其中 t t t t1 1 1 1月月月月,3,3,3,3月月月月,7,7,7,7月月月月,年年年年23/43 注意：注意：注意：注意：要求长时段的水量应包含短时段的水量，即要求长时段的水量应包含短时段的水量，
47、即要求长时段的水量应包含短时段的水量，即要求长时段的水量应包含短时段的水量，即QQQQ年年年年D DD D Q QQ Q7D7D7D7D Q QQ Q3D3D3D3D Q QQ Q1D1D1D1D 利用设计径流过程的缩放倍比系数利用设计径流过程的缩放倍比系数利用设计径流过程的缩放倍比系数利用设计径流过程的缩放倍比系数K K K Kt t t t 遍乘代表年各月遍乘代表年各月遍乘代表年各月遍乘代表年各月的实测径流过程，即得设计年径流的年内时程分配。的实测径流过程，即得设计年径流的年内时程分配。的实测径流过程，即得设计年径流的年内时程分配。的实测径流过程，即得设计年径流的年内时程分配。Q QQ Q
48、P P P P(t)(t)(t)(t)K K K Kt t t t Q QQ QD DD D(t)(t)(t)(t)见见见见p.112 p.112 p.112 p.112 算例算例算例算例24/435.3.2 5.3.2 5.3.2 5.3.2 具有短期实测径流资料时设计年径流量具有短期实测径流资料时设计年径流量具有短期实测径流资料时设计年径流量具有短期实测径流资料时设计年径流量 及年内分配的分析计算及年内分配的分析计算及年内分配的分析计算及年内分配的分析计算 当设计代表站实测年径流资料较短当设计代表站实测年径流资料较短当设计代表站实测年径流资料较短当设计代表站实测年径流资料较短 n30n30
49、n30n30 n30 n30 n30 但系列不连续或代表性不够时，如何进行设计年径流但系列不连续或代表性不够时，如何进行设计年径流但系列不连续或代表性不够时，如何进行设计年径流但系列不连续或代表性不够时，如何进行设计年径流计算？计算？计算？计算？通过建立设计断面年径流与通过建立设计断面年径流与通过建立设计断面年径流与通过建立设计断面年径流与参证变量参证变量参证变量参证变量的相关关系，的相关关系，的相关关系，的相关关系，适当插补、展延设计断面年径流系列至规范要求长度。适当插补、展延设计断面年径流系列至规范要求长度。适当插补、展延设计断面年径流系列至规范要求长度。适当插补、展延设计断面年径流系列至
50、规范要求长度。25/43 选择参证变量选择参证变量选择参证变量选择参证变量:常用的参证变量常用的参证变量常用的参证变量常用的参证变量 设计断面的水位、上下游测站或设计断面的水位、上下游测站或设计断面的水位、上下游测站或设计断面的水位、上下游测站或邻近河流测站的径流量、流域的降雨量等。邻近河流测站的径流量、流域的降雨量等。邻近河流测站的径流量、流域的降雨量等。邻近河流测站的径流量、流域的降雨量等。参证变量应具备条件参证变量应具备条件参证变量应具备条件参证变量应具备条件 参证变量与设计断面径流量参证变量与设计断面径流量参证变量与设计断面径流量参证变量与设计断面径流量在成因上有密切关系；参证变量与设