设计年径流及其年内分配.ppt
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设计年径流及其年内分配.ppt
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7.1概述概述7.2影响年径流的因素影响年径流的因素7.3有长期资料时设计年径流计算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设计枯水径流量分析计算7.7流量历时曲线流量历时曲线7.1.1年径流的变化特征年径流的变化特征年径流量:
年径流量:
在一个年度内,通过河流出口断面的水在一个年度内,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。
量,叫做该断面以上流域的年径流量。
年平均流量年平均流量Q(m3/s)年径流深年径流深R(mm)年径流总量年径流总量W(104m3)年径流模数年径流模数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。
径流模数径流模数单位面积上在单位时间内流动的平均水量。
径流系数与径流模数径流系数径流系数径流系数径流系数任意时段内的径流深度任意时段内的径流深度R(R(或径流总量或径流总量w)w)与同时与同时段内的降水深度段内的降水深度x(x(或降水总量或降水总量)的比值,称为径流系数。
径流的比值,称为径流系数。
径流系数系数说明在降水量中有多少变成了径流,它综合反映了流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域内自然地理要素对降水径流关系的影响。
径流关系的影响。
径流模数径流模数单位流域面积上单位时间所产生的径流量。
单单位流域面积上单位时间所产生的径流量。
单位立方米位立方米/秒秒*平方千米。
在所有计算径流的常用量中,径流平方千米。
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。
比较。
转化关系(11)地理分布不均)地理分布不均(22)年内变化)年内变化洪水期(汛期)洪水期(汛期)枯水期枯水期(33)年际变化)年际变化丰水年丰水年平水年平水年枯水年枯水年丰水年组丰水年组枯水年组枯水年组年径流变化特性(11)根据来水及用水,确定水利水电工程)根据来水及用水,确定水利水电工程规模大小;规模大小;(22)推求不同保证率的年径流量及其分配过)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。
程,就是设计年径流分析计算的主要目的。
7.1.2年径流分析计算的目的年径流分析计算的目的设计保证率设计保证率:
反映对水利资源利用的保证程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。
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。
湿润地区:
降水量较多,其中大部分形成径流,年径湿润地区:
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。
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。
量和蒸发都对径流量起着相当大的作用。
7.2.1气候因素降水量降水量蒸发量蒸发量流域下垫面因素包括地形、植被、土壤、地质、湖泊、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沼泽、流域大小等。
这些因素主要从两方面影响年径流量:
流量:
(11)通过流域蓄水量变化值影响年将流量的变化;)通过流域蓄水量变化值影响年将流量的变化;(22)通过对气候因素的影响间接地对年径流量发生)通过对气候因素的影响间接地对年径流量发生作用。
作用。
7.2.2下垫面因素地地形形湖湖泊泊流域大小流域大小(11)山地对气流的抬升和阻滞作用,使迎风坡降)山地对气流的抬升和阻滞作用,使迎风坡降水量增大;水量增大;(22)地形对蒸发也有影响,一般气温随地面高程)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。
的增加而降低,因而使蒸发量减少。
地地形形年径流量随高程的增加而增加年径流量随高程的增加而增加(11)湖泊增加流域的水面面积,加大蒸发,使年径)湖泊增加流域的水面面积,加大蒸发,使年径流量减小。
流量减小。
(22)湖泊对流域蓄水量具有调节作用,减小径流年)湖泊对流域蓄水量具有调节作用,减小径流年际变化。
际变化。
湖湖泊泊流域可看作为一个径流调节器,输入为降水,输出为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,净流量的变化相应径流,一般随着流域面积的增大,净流量的变化相应减小。
减小。
(11)流域面积增大时,地下蓄水量相应加大;)流域面积增大时,地下蓄水量相应加大;(22)随着流域面积的增加,流域内部各地径流的不)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。
同期性愈加显著,所起的调节作用就更加明显。
流域大小流域大小直接影响:
跨流域引水直接减少(或增加)本流域的直接影响:
跨流域引水直接减少(或增加)本流域的年径流量。
年径流量。
间接影响:
修水库、塘堰等水利工程,旱地改水田,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。
面性质,增加蒸发,使年径流量减小。
7.2.3人类活动直接影响直接影响间接影响间接影响所谓较长年径流系列是指设计代表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系列,其长度不小于规范规定的年数,即不应小于数,即不应小于2020年。
年。
7.3.1基本概念长期资料时设计年径流计算基本步骤如下:
长期资料时设计年径流计算基本步骤如下:
1.1.实测年径流资料的审查实测年径流资料的审查2.2.设计年径流量的推求及年内分配设计年径流量的推求及年内分配7.3.1计算步骤
(1)资料的可靠性审查7.3.2水文资料的审查水位资料审查水位资料审查水位流量关系曲线审查水位流量关系曲线审查水量平衡审查水量平衡审查检查原始水位资料情况并分析水位过程线形状,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。
了解观测质量,分析有无不合理现象。
检查水位流量关系曲线的绘制和延长方法,并分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。
析历年水位流量关系曲线的变化情况。
下游站的径流量应等于上游站径流量加区间径流量。
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。
通过水量平衡检查即可衡量径流资料的精度。
(2)年径流系列的一致性分析7.3.2水文资料的审查下垫面条件变化下垫面条件变化还原计算还原计算水量平衡法、降雨径流相关法水量平衡法、降雨径流相关法资料是否来自同一气候、下垫面条件和同一测站。
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。
人类活动的影响最显著。
(3)年径流系列的代表性分析7.3.2水文资料的审查周期性分析周期性分析与更长系列参证变量进行比较与更长系列参证变量进行比较样本接近总体的程度,即样本系列的大小,一般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。
系列越长,代表性越好。
(1)年径流量的起讫时间7.3.3设计年径流量推测时历年时历年水文年水文年以历法规定的时间为准,水文年鉴和水文特征统计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。
提供的年径流量一般以时历年的起讫时间划分。
以水文现象的循环作为年径流量计算的起讫时间,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,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。
算年径流的起讫时间。
按不同起讫时间统计的年径流量系列所求得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,年径的统计参数(均值、变差系数)值是不同,年径流量均值误差在流量均值误差在1%左右,变差系数误差约左右,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。
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7.3.3设计年径流量推测根据审查分析后的长期实测径流量资料,按工程要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,求确定计算时段,对各种时段径流量进行频率计算,求出求出指定频率的各种时段的设计流量值指定频率的各种时段的设计流量值;在实测径流资料中,按一定的原则在实测径流资料中,按一定的原则选取各种代表年选取各种代表年。
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;选丰水年、平水年、枯水年三个代表年;求设计时段径流量与代表年的径流量的比值,对代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,即得表年的径流过程进行缩放,即得设计年径流过程线设计年径流过程线。
11步骤:
步骤:
(1111)三性审查年径流量系列资料)三性审查年径流量系列资料)三性审查年径流量系列资料)三性审查年径流量系列资料(2222)对年径流系列作频率计算,求设计年径流)对年径流系列作频率计算,求设计年径流)对年径流系列作频率计算,求设计年径流)对年径流系列作频率计算,求设计年径流(PPPPQQQQPPPP),(年径流量由大),(年径流量由大),(年径流量由大),(年径流量由大小排列小排列小排列小排列计算计算计算计算、CCCCVVVV,假定,假定,假定,假定CCCCSSSS/CCCCVVVV=(22223333)CCCCVVVV,选配频率曲线),选配频率曲线),选配频率曲线),选配频率曲线)(3333)选代表年,按代表年径流量的分配缩放得选代表年,按代表年径流量的分配缩放得选代表年,按代表年径流量的分配缩放得选代表年,按代表年径流量的分配缩放得到设计年径流年内分配。
到设计年径流年内分配。
到设计年径流年内分配。
到设计年径流年内分配。
设计代表年法河川年径流的时程分配,一般按其各月的径流分河川年径流的时程分配,一般按其各月的径流分河川年径流的时程分配,一般按其各月的径流分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配比来表示。
年径流的时程分配与工程规模和水资源配比来表示。
年径流的时程分配与工程规模和水资源配比来表示。
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。
利用程度关系很大。
利用程度关系很大。
利用程度关系很大。
设计年径流的时程分配(11)选选取取年年径径流流量量接接近近于于设设计计年年径径流流量量的的代代表年径
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- 设计 径流 及其 年内 分配
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