工程水文學(xué)培訓(xùn)課件

工程水文學(xué)培訓(xùn)課件工程水文學(xué)培訓(xùn)課件第七章設(shè)計年徑流量第一節(jié)概述第二節(jié)影響年徑流的因素第三節(jié)具有長期實測資料時，設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配計算計算第四節(jié)具有短期實測資料時，設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配計算計算第五節(jié)缺乏實測徑流資料時，設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配計算計算第六節(jié)流量歷時曲線第七章設(shè)計年徑流量第一節(jié)概述一、年徑流量及其特性

年徑流：在一年內(nèi)通過河流某一斷面的水量，稱該斷面流域的年徑流量。

第一節(jié)概述水文年：是以水文現(xiàn)象的循環(huán)周期作為一年，即從每年的汛期開始到第二年的枯水期結(jié)束為一年。

水利年：是以水庫的蓄泄循環(huán)周期作為一年，即從水庫的蓄水開始到第二年水庫供水結(jié)束為一年。

日歷年：陽歷1月1日～12月31日。目前水文年鑒上刊印的年徑流資料就是按日歷年整編的，設(shè)計年徑流計算一般也是按日歷年進(jìn)行的。

一、年徑流量及其特性第一節(jié)概述水文年：是以水文現(xiàn)象的循環(huán)（1）徑流量的年內(nèi)變化我國絕大部分河流年徑流量年內(nèi)分配主要取決于年降水量的季節(jié)變化。第一節(jié)概述（1）徑流量的年內(nèi)變化我國絕大部分河流年徑流量年內(nèi)分配主要（2）徑流的年際變化

年徑流過程線[（a）黃河陜縣站、（b）松花江哈爾濱站]年徑流在年際間存在豐水年和枯水年；一般來說，年徑流變差系數(shù)越大，年徑流多年之間變幅越大。（2）徑流的年際變化年徑流過程線[（a）黃河陜縣站、（b）為保證用水所需的水庫庫容V的大小，決定于徑流的天然過程和用水過程之間的差別。

二、

設(shè)計年徑流分析計算的任務(wù)（一）工程規(guī)模與來水、用水、保證率的關(guān)系

V＝(QR－Q2)×T2第一節(jié)概述為保證用水所需的水庫庫容V的大小，決定于徑流的天然過程和用水

設(shè)計保證率：用水量在多年期間能夠充分滿足的概率。（二）設(shè)計年徑流計算的任務(wù)分析研究年徑流量的變化(年際變化和年內(nèi)變化)規(guī)律，提供工程設(shè)計需要的來水資料，作為確定工程規(guī)模的主要依據(jù)。

第一節(jié)概述設(shè)計保證率：用水量在多年期間能夠充分滿足的概率。第一在水文計算中，研究影響年徑流量的因素具有重要的意義。通過對影響因素分析研究，可以從物理成因方面去深入探討徑流的變化規(guī)律。另一方面，在徑流資料短缺時，可以利用徑流與有關(guān)因素之間的關(guān)系來推算徑流特征值。也可對計算成果作分析論證。年降水量、蒸發(fā)量屬于氣象因素，流域的年蓄水量變化△S屬于下墊面及人類活動因素。R=P-E-△S第二節(jié)影響年徑流的因素在水文計算中，研究影響年徑流量的因素具有重要的意義。作為氣象因素的年降水量和年蒸發(fā)量，對年徑流量的影響程度隨流域所處的地理位置的不同而不同。在濕潤地區(qū)，降水量較多，年徑流系數(shù)較高，年降水量與年徑流量之間具有較密切的關(guān)系，說明年降水量對年徑流量起著決定性作用，而流域蒸發(fā)的作用就相對較小。在干旱地區(qū)，降水量少，年徑流系數(shù)很低，年降水量與年徑流量的關(guān)系不很密切，降水和蒸發(fā)都對年徑流量起著相當(dāng)大的作用。一、氣象因素對年徑流量的影響

第二節(jié)影響年徑流的因素作為氣象因素的年降水量和年蒸發(fā)量，對年徑流量的影響程下墊面因素主要包括：地形、植被、土壤、地質(zhì)、湖泊、沼澤、流域大小等。（1）地形地形主要通過對氣候因素——降水、蒸發(fā)、氣溫的影響，間接對年徑流量發(fā)生作用。二、下墊面因素對年徑流量的影響

（2）植被一般情況下，由于植被對徑流的調(diào)蓄作用，年徑流量年內(nèi)分配區(qū)趨于均勻。第二節(jié)影響年徑流的因素下墊面因素主要包括：地形、植被、土壤、地質(zhì)、湖泊、沼澤（3）土壤和地質(zhì)土壤的結(jié)構(gòu)和透水巖層的厚度，直接影響地下水儲量的大小和調(diào)節(jié)能力的大小，因此影響年徑流的年內(nèi)分配過程。（4）湖泊和沼澤湖泊（包括水庫在內(nèi)）一方面通過蒸發(fā)的影響而間接影響年徑流量的大小，另一方面通過對流域蓄水量的調(diào)節(jié)而影響年徑流量年際的變化。湖泊或沼澤增加流域的水面面積，一般增加了蒸發(fā)量，從而使年徑流量減少。另外，較大的湖泊增大了流域的調(diào)節(jié)作用，起著減小徑流年際變化的作用。第二節(jié)影響年徑流的因素（3）土壤和地質(zhì)土壤的結(jié)構(gòu)和透水巖層的厚度，直（5）流域大小流域面積大，流域的地面與地下蓄水能力強；同時，流域內(nèi)各局部地區(qū)徑流的不同期性，也隨著流域面積的加大愈加明顯。因此，大流域的徑流在年內(nèi)、年際變化比小流域要平緩些。小流域的河槽切割較淺，往往不能全部匯集本流域所產(chǎn)生的地下徑流（屬于流域不閉合的情況），其年徑流深或年徑流模數(shù)一般比同一氣候區(qū)內(nèi)較大流域的小。人類活動對年徑流的影響，包括直接和間接影響。直接影響如跨流域引水，直接減少（或增加）本流域的年徑流量。間接影響如修水庫、塘堰等水利工程，旱地改水田，坡地改梯田，植樹造林，種植牧草等措施，主要通過改變下墊面性質(zhì)而影響年徑流量。（三）人類活動因素對年徑流量的影響

（5）流域大小流域面積大，流域的地面與地下蓄水能力強；同時，第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算

所謂具有長期實測徑流資料，一般指n≥30年,而且資料必須具備“三性”：可靠性、一致性、和代表性。（2）流速測驗及流量計算的方法。（3）水位流量關(guān)系曲線的繪制及延長方法，歷年水位流量關(guān)系曲線受河道變遷引起的變化情況。（4）上、下游站的水量應(yīng)符合水量平衡原則。1.資料的可靠性審查

（1）水位觀測的方法、精度，水位過程線有無反常情況。一、資料審查第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算

2.資料的一致性審查對于年徑流量來說，其一致性是建立在氣候條件和下墊面條件穩(wěn)定的基礎(chǔ)上的。還原計算方法：分項調(diào)查分析法、降雨徑流模式法、蒸發(fā)差值法等，應(yīng)視資料情況選擇適宜的方法。2.資料的一致性審查對于年徑流量來說，其一致性（1）還原計算的基本原理（2）還原方法總量還原法、過程還原法（1）還原計算的基本原理（2）還原方法總量還原法、過程還原法3.資料的代表性審查

年徑流系列的代表性，是指所選取的樣本對年徑流總體的接近程度，如接近程度較高，則系列的代表性較好，頻率分析成果的精度較高，反之較低。因此，在進(jìn)行年徑流頻率分析之前，還應(yīng)進(jìn)行系列的代表性分析。樣本對總體代表性的高低，可通過對二者統(tǒng)計參數(shù)的比較加以判斷。但總體分布是未知的，無法直接進(jìn)行對比，只能根據(jù)人們對徑流規(guī)律的認(rèn)識以及與更長徑流、降水等系列對比，進(jìn)行合理性分析與判斷。第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算3.資料的代表性審查年徑流系列的代表性，是指所選取的樣本對（1）將設(shè)計代表站n年系列與參證變量N年的統(tǒng)計參數(shù)（主要是均值和變差系數(shù)）比較，接近則說明代表性好。設(shè)計站A具有30年（1970~1999年）年徑流量系列參證站B具有50年（1950~1999年）年徑流量系列說明A站具有代表性。（1）將設(shè)計代表站n年系列與參證變量N年的統(tǒng)計參數(shù)（主要是均（2）周期分析法對于一個較長的年徑流系列，應(yīng)著重檢驗它是否包括了一個比較完整的水文周期，即包括了豐水段(年組)、平水段和枯水段，而且豐、枯水段又大致是對稱分布的。一般說來，徑流系列愈長，其代表性就愈好，但也不盡然。如系列中的豐水段數(shù)多于枯水段數(shù)，則年徑流可能偏豐，反之可能偏枯。去掉一個豐水段或枯水段徑流資料，其代表性可能更好。第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算（2）周期分析法對于一個較長的年徑流系列，應(yīng)著重檢驗二、設(shè)計年、月徑流系列的選取對實測徑流系列經(jīng)過審查和分析后，再按水利年排列為一個新的年、月徑流系列。然后，選出代表段。代表段應(yīng)包括有豐、平、枯水年，并且要有一個或幾個完整的調(diào)節(jié)周期。代表段就是水利計算所要求的所謂“設(shè)計年、月徑流系列”。第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算方法：長系列操作法、設(shè)計代表年法、實際代表年法二、設(shè)計年、月徑流系列的選取對實測徑流系列經(jīng)過審查和分析后，三、設(shè)計代表年法設(shè)計年徑流量及年內(nèi)分配計算①進(jìn)行頻率計算；②選擇豐水、平水、枯水3個代表年；③推求流量過程線。步驟：（1）計算時段的確定對灌溉工程，取灌溉期為計算時段；1、設(shè)計時段徑流量的計算

對水電工程，取枯水期或年為計算時段；三、設(shè)計代表年法設(shè)計年徑流量及年內(nèi)分配計算①進(jìn)行頻率計算；②（3）計算成果的合理性分析多年平均年徑流量的檢查：通過上、下游站，鄰近流域的值進(jìn)行對比；利用等值線圖對比。一般年徑流變差系數(shù)Cv的檢查：通過上、下游站，鄰近流域的值進(jìn)行對比；利用等值線圖對比。一般年徑流編態(tài)系數(shù)Cs的檢查：可以利用分區(qū)圖進(jìn)行對比。（2）頻率計算采用適線法、三點法（3）計算成果的合理性分析多年平均年徑流量的檢查：通過上、【例1】擬興建一水利水電工程，某河段有18年（1958~1976年）的流量資料，試求P=10%的設(shè)計豐水年，P=50%的設(shè)計平水年，P=90%的設(shè)計枯水年徑流量。（1）進(jìn)行年、月徑流資料的審查分析，認(rèn)為18年實測系列具有較好的可靠性、一致性、和代表性。（2）將年平均徑流量組成統(tǒng)計系列，按照適線法進(jìn)行頻率分析。第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算【例1】擬興建一水利水電工程，某河段有18年（1958~19年份1958~19591959~19601960~19611961~19621962~19631963~19641964~19651965~19661966~1967年平均流量m3/s11.97.7810.09.6414.44.737.8710.410.2年份1967~19681968~19691968~19701970~19711971~19721972~19731973~19741974~19751975~1976年平均流量m3/s10.912.610.315.17.2411.317.78.4216.9某站年徑流量表第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算年份1958~19591959~19601960~19611頻率計算結(jié)果如下：

均值P=10%的設(shè)計豐水年P(guān)=50%的設(shè)計平水年P(guān)=90%的設(shè)計枯水年第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算頻率計算結(jié)果如下：第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其（1）代表年的選擇選取年徑流量與設(shè)計值相接近的實際年份。2、設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配計算

選取對工程較為不利的年份。

對水利水電工程而言,則應(yīng)選取枯水期較長、且枯水期徑流量又較枯的年份。根據(jù)這種典型年的徑流分配情況,計算得到的工程規(guī)模較大，對工程不利。第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算（1）代表年的選擇選取年徑流量與設(shè)計值相接近的實際年份。2（2）年內(nèi)分配計算方法：同倍比放大法將設(shè)計年徑流量按典型年的月徑流過程進(jìn)行分配。先求設(shè)計年徑流量（Qp

或Wp

）與典型年的年徑流量（QD

或WD）的比值：第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算（2）年內(nèi)分配計算方法：同倍比放大法將設(shè)計年徑流量按典型年的【例2】按前例，求設(shè)計豐水年、設(shè)計平水年及設(shè)計枯水年的設(shè)計年徑流的年內(nèi)分配。（1）代表年的選擇P=10%的設(shè)計豐水年，Q年，10%=15.7m3/s。選1975~1976年為豐水代表年。P=50%的設(shè)計平水年，Q年，50%=10.7m3/s。選1960~1961年為平水代表年。P=90%的設(shè)計枯水年，Q年，90%=6.82m3/s。選1964~1965年為枯水代表年。（2）以年水量控制求縮放倍比K設(shè)計豐水年K豐=QP/QD=15.7/16.9=0.929【例2】按前例，求設(shè)計豐水年、設(shè)計平水年及設(shè)計枯水年的設(shè)計年設(shè)計平水年K平=10.7/10.0=1.07設(shè)計枯水年K枯=6.82/7.87=0.867（1964~1965代表年）K枯=6.82/7.24=0.942（1971~1972代表年）（3）設(shè)計年徑流年內(nèi)分配計算以縮放倍比K乘以各代表年逐月徑流，即得設(shè)計年徑流年內(nèi)分配。

第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算設(shè)計平水年第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配月3456789枯水代表年（1964~1965）P=90%設(shè)計枯水年9.918.5912.510.812.9011.2034.6029.906.905.795.554.822.001.73枯水代表年（1971~1972）P=90%設(shè)計枯水年5.084.806.105.7624.3022.8022.8021.483.403.203.453.254.924.63平水代表年（1960~1961）P=50%設(shè)計平水年8.218.7819.5020.9026.4028.2024.6026.307.357.869.6210.303.203.42豐水代表年（1975~1976）P=10%設(shè)計豐水年22.420.837.1034.5058.0053.9023.9022.2010.609.8512.4011.506.265.82某站以年水量控制，同倍比縮放的設(shè)計年、月徑流量月3456789枯水代表年（1964~1965）9.9月10111212全年總量平均枯水代表年（1964~1965）P=90%設(shè)計枯水年3.272.831.621.401.171.020.990.863.062.6794.5081.807.876.82枯水代表年（1971~1972）P=90%設(shè)計枯水年2.792.631.761.661.301.222.232.108.768.2586.9081.807.246.82平水代表年（1960~1961）P=50%設(shè)計平水年2.072.211.982.121.902.032.352.511.321.41120.40128.8010.0010.70豐水代表年（1975~1976）P=10%設(shè)計豐水年8.517.907.306.787.457.003.122.905.565.17202.70188.3016.9015.70月10111212全年總量平均枯水代表年（1四、實際代表年法的年、月徑流量計算

實際代表年法就是從實測年、月徑流系列中，選取一個實際的干旱年作為代表年。第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算四、實際代表年法的年、月徑流量計算實際代表年法就是第四節(jié)具有短期實測徑流資料時的設(shè)計年徑流量及年內(nèi)分配的分析計算資料條件：當(dāng)實測資料年數(shù)n≥30，為具有長期實測資；當(dāng)30＞n≥12，為具有短期實測資料；當(dāng)n＜12，為缺乏實測資料。關(guān)鍵：展延年徑流系列的長度。實質(zhì)：尋求與設(shè)計斷面徑流有密切關(guān)系并有較長觀測系列的參證變量，通過設(shè)計斷面年徑流與其參證變量的相關(guān)關(guān)系，將設(shè)計斷面年徑流系列適當(dāng)?shù)丶右匝娱L至規(guī)范要求的長度。當(dāng)年徑流系列適當(dāng)延長以后，其頻率分析方法與本書第四章所述完全一樣。第四節(jié)具有短期實測徑流資料時的設(shè)計年徑流量及年內(nèi)分配的分析一、參證變量的選擇

最常采用的參證變量有：設(shè)計斷面的水位、上下游測站或鄰近河流測站的徑流量、流域的降水量。參證變量應(yīng)具備下列條件：①參證變量與設(shè)計斷面徑流量在成因上有密切關(guān)系。②參證變量與設(shè)計斷面徑流量有較多的同步觀測資料。③參證變量的系列較長，并有較好的代表性。一、參證變量的選擇最常采用的參證變量有：設(shè)計斷面的水位、上（一）利用徑流量資料展延系列同一河流上下游的水量存在著有機聯(lián)系，因此，當(dāng)設(shè)計斷面上下游不太遠(yuǎn)處有實測徑流資料時，常是很好的參證變量。同一水文氣候區(qū)內(nèi)的鄰近河流，當(dāng)流域面積與設(shè)計流域面積相差不太懸殊時，其徑流資料也可試選為參證變量。二、相關(guān)法展延系列

選好參證變量并建立相關(guān)圖。從相關(guān)圖上查出設(shè)計站的對應(yīng)值。（一）利用徑流量資料展延系列同一河流上下游的水量存在著有機（二）利用降水量資料展延系列濕潤地區(qū)，P與R關(guān)系密切，易使用；干旱地區(qū)，P與R關(guān)系不太密切，不易使用P來展延R。注意：（1）找出有物理成因的真實關(guān)系；（2）不要通過輾轉(zhuǎn)相關(guān)建立相關(guān)關(guān)系；（3）不要過分延長相關(guān)線展延資料。不可利用月降雨徑流關(guān)系來展延枯水期的月徑流量（二）利用降水量資料展延系列濕潤地區(qū)，P與R關(guān)系密切，易使用第五節(jié)缺乏實測徑流資料時的設(shè)計年徑流量及年內(nèi)分配的分析計算常用方法：水文比擬法和等值線圖法。一、水文比擬法

（1）參證流域應(yīng)具有較長期實測徑流系列，且資料代表性好；（2）參證流域與設(shè)計流域必須屬于同一氣候區(qū)，且下墊面條件相似；（3）參證流域與設(shè)計流域面積不能相差太大，最好不超過15%。（一）參證流域的選擇原則第五節(jié)缺乏實測徑流資料時的設(shè)計年徑流量及年內(nèi)分配的分析計算（二）多年平均年徑流量的計算1、直接移用2、修正移用（二）多年平均年徑流量的計算1、直接移用2、修正移用（三）年徑流變差系數(shù)Cv的計算移用參證流域的年徑流量Cv值時：（1）兩站所控制的流域特征大致相似；（2）兩流域?qū)儆谕粴夂騾^(qū)。

CVR設(shè)=KCVR參

K=CVP設(shè)/CVP參CVP設(shè)、CVP參—設(shè)計流域、參證流域年降水量的變差系數(shù)，可查水文手冊。CVR參—參證流域年徑流深的變差系數(shù)，可查水文手冊。實際工作中，常取用Cs=2Cv（四）年徑流變差系數(shù)Cs的計算（三）年徑流變差系數(shù)Cv的計算移用參證流域的年徑流量Cv值時二、等值線圖法

用等值線圖法推求多年平均年徑流深，一般只用于中等流域。

（1）等值線分布均勻，流域面積較小情況下，可直接確定，或通過形心插值求得。（2）等值線分布不均勻，流域面積大情況下，用加權(quán)平均法求得。

Cv值具有地理分布規(guī)律Cs＝2Cv。求得、Cv、Cs后，利用P—Ⅲ表查得,求設(shè)計枯水年或豐、平、枯3個設(shè)計年徑流量。二、等值線圖法Cv值具有地理分徑流的分配過程除用流量過程表示之外，還可以用流量歷時曲線來表示。這種曲線是按其時段內(nèi)所出現(xiàn)的流量數(shù)值及其歷時(或相對歷時)而繪成的，說明徑流分配的一種特性曲線。第六節(jié)流量歷時曲線徑流的分配過程除用流量過程表示之外，還可以用流量歷時多年綜合日流量歷時曲線是根據(jù)所有各年份的實測日平均流量資料繪成的，它能反映流量在多年期間的歷時情況。在工程設(shè)計中，有時要求繪制豐水年(或枯水年)的綜合日流量歷時曲線，它是根據(jù)各豐水年(或枯水年)的實測日平均流量資料繪成的。1、多年綜合日流量歷時曲線

所謂豐水期(枯長期、灌溉期)的綜合日流量歷時曲線，它是根據(jù)所有各年豐水期(枯水期，灌溉期)的實測日平均流量資料繪成的。第六節(jié)流量歷時曲線多年綜合日流量歷時曲線是根據(jù)所有各年份的實測日平均流量資料繪代表年日流量歷時曲線是根據(jù)某一年份的實測日平均流量資料繪成的，曲線的縱坐標(biāo)為日平均流量或其相對值(模比系數(shù))，橫坐標(biāo)則為歷時日數(shù)或相對歷時(占全年的百分?jǐn)?shù))。2、代表年日流量歷時曲線

平均歷時曲線是以各年同歷時的日平均流量的平均值為縱坐標(biāo)，其相應(yīng)歷時為橫坐標(biāo)點繪的曲線。3、平均日流量歷時曲線

平均歷時曲線是一種虛擬的曲線。與綜合歷時曲線相比，它的上部較低而下部較高，中間則大致與綜合曲線重合。代表年日流量歷時曲線是根據(jù)某一年份的實測日平均流量資料繪成的日流量歷時曲線的繪制步驟：1）將代表枯水年的日平均流量按遞減順序排列，分組統(tǒng)計各組流量出現(xiàn)的天數(shù)，以及大于等于各組下限流量的累計天數(shù)。2）計算大于等于各組下限流量的累計天數(shù)占全年天數(shù)的百分比（也稱保證率）。3）以縱坐標(biāo)表示流量。以橫坐標(biāo)表示百分比，將各組下限流量值及相應(yīng)的百分比點會與坐標(biāo)中，過點群中心畫一條曲線，這就是流量歷時曲線?！纠磕痴綪=90%的枯水年日流量經(jīng)整理列如下表，試求保證率為90%的日流量值。解：（1）將各組流量出現(xiàn)的天數(shù)、Q≥Qi的累計天數(shù)、相應(yīng)的百分比列于下表

（2）繪制流量歷時曲線。

（3）在橫坐標(biāo)上保證率為90%處作垂線，垂線與曲線交點處的縱坐標(biāo)即為所求，此例Q≈400m3/s.第六節(jié)流量歷時曲線日流量歷時曲線的繪制步驟：第六節(jié)流量歷時曲線工程水文學(xué)培訓(xùn)課件工程水文學(xué)培訓(xùn)課件第七章設(shè)計年徑流量第一節(jié)概述第二節(jié)影響年徑流的因素第三節(jié)具有長期實測資料時，設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配計算計算第四節(jié)具有短期實測資料時，設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配計算計算第五節(jié)缺乏實測徑流資料時，設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配計算計算第六節(jié)流量歷時曲線第七章設(shè)計年徑流量第一節(jié)概述一、年徑流量及其特性

年徑流：在一年內(nèi)通過河流某一斷面的水量，稱該斷面流域的年徑流量。

第一節(jié)概述水文年：是以水文現(xiàn)象的循環(huán)周期作為一年，即從每年的汛期開始到第二年的枯水期結(jié)束為一年。

水利年：是以水庫的蓄泄循環(huán)周期作為一年，即從水庫的蓄水開始到第二年水庫供水結(jié)束為一年。

日歷年：陽歷1月1日～12月31日。目前水文年鑒上刊印的年徑流資料就是按日歷年整編的，設(shè)計年徑流計算一般也是按日歷年進(jìn)行的。

一、年徑流量及其特性第一節(jié)概述水文年：是以水文現(xiàn)象的循環(huán)（1）徑流量的年內(nèi)變化我國絕大部分河流年徑流量年內(nèi)分配主要取決于年降水量的季節(jié)變化。第一節(jié)概述（1）徑流量的年內(nèi)變化我國絕大部分河流年徑流量年內(nèi)分配主要（2）徑流的年際變化

年徑流過程線[（a）黃河陜縣站、（b）松花江哈爾濱站]年徑流在年際間存在豐水年和枯水年；一般來說，年徑流變差系數(shù)越大，年徑流多年之間變幅越大。（2）徑流的年際變化年徑流過程線[（a）黃河陜縣站、（b）為保證用水所需的水庫庫容V的大小，決定于徑流的天然過程和用水過程之間的差別。

二、

設(shè)計年徑流分析計算的任務(wù)（一）工程規(guī)模與來水、用水、保證率的關(guān)系

V＝(QR－Q2)×T2第一節(jié)概述為保證用水所需的水庫庫容V的大小，決定于徑流的天然過程和用水

設(shè)計保證率：用水量在多年期間能夠充分滿足的概率。（二）設(shè)計年徑流計算的任務(wù)分析研究年徑流量的變化(年際變化和年內(nèi)變化)規(guī)律，提供工程設(shè)計需要的來水資料，作為確定工程規(guī)模的主要依據(jù)。

第一節(jié)概述設(shè)計保證率：用水量在多年期間能夠充分滿足的概率。第一在水文計算中，研究影響年徑流量的因素具有重要的意義。通過對影響因素分析研究，可以從物理成因方面去深入探討徑流的變化規(guī)律。另一方面，在徑流資料短缺時，可以利用徑流與有關(guān)因素之間的關(guān)系來推算徑流特征值。也可對計算成果作分析論證。年降水量、蒸發(fā)量屬于氣象因素，流域的年蓄水量變化△S屬于下墊面及人類活動因素。R=P-E-△S第二節(jié)影響年徑流的因素在水文計算中，研究影響年徑流量的因素具有重要的意義。作為氣象因素的年降水量和年蒸發(fā)量，對年徑流量的影響程度隨流域所處的地理位置的不同而不同。在濕潤地區(qū)，降水量較多，年徑流系數(shù)較高，年降水量與年徑流量之間具有較密切的關(guān)系，說明年降水量對年徑流量起著決定性作用，而流域蒸發(fā)的作用就相對較小。在干旱地區(qū)，降水量少，年徑流系數(shù)很低，年降水量與年徑流量的關(guān)系不很密切，降水和蒸發(fā)都對年徑流量起著相當(dāng)大的作用。一、氣象因素對年徑流量的影響

第二節(jié)影響年徑流的因素作為氣象因素的年降水量和年蒸發(fā)量，對年徑流量的影響程下墊面因素主要包括：地形、植被、土壤、地質(zhì)、湖泊、沼澤、流域大小等。（1）地形地形主要通過對氣候因素——降水、蒸發(fā)、氣溫的影響，間接對年徑流量發(fā)生作用。二、下墊面因素對年徑流量的影響

（2）植被一般情況下，由于植被對徑流的調(diào)蓄作用，年徑流量年內(nèi)分配區(qū)趨于均勻。第二節(jié)影響年徑流的因素下墊面因素主要包括：地形、植被、土壤、地質(zhì)、湖泊、沼澤（3）土壤和地質(zhì)土壤的結(jié)構(gòu)和透水巖層的厚度，直接影響地下水儲量的大小和調(diào)節(jié)能力的大小，因此影響年徑流的年內(nèi)分配過程。（4）湖泊和沼澤湖泊（包括水庫在內(nèi)）一方面通過蒸發(fā)的影響而間接影響年徑流量的大小，另一方面通過對流域蓄水量的調(diào)節(jié)而影響年徑流量年際的變化。湖泊或沼澤增加流域的水面面積，一般增加了蒸發(fā)量，從而使年徑流量減少。另外，較大的湖泊增大了流域的調(diào)節(jié)作用，起著減小徑流年際變化的作用。第二節(jié)影響年徑流的因素（3）土壤和地質(zhì)土壤的結(jié)構(gòu)和透水巖層的厚度，直（5）流域大小流域面積大，流域的地面與地下蓄水能力強；同時，流域內(nèi)各局部地區(qū)徑流的不同期性，也隨著流域面積的加大愈加明顯。因此，大流域的徑流在年內(nèi)、年際變化比小流域要平緩些。小流域的河槽切割較淺，往往不能全部匯集本流域所產(chǎn)生的地下徑流（屬于流域不閉合的情況），其年徑流深或年徑流模數(shù)一般比同一氣候區(qū)內(nèi)較大流域的小。人類活動對年徑流的影響，包括直接和間接影響。直接影響如跨流域引水，直接減少（或增加）本流域的年徑流量。間接影響如修水庫、塘堰等水利工程，旱地改水田，坡地改梯田，植樹造林，種植牧草等措施，主要通過改變下墊面性質(zhì)而影響年徑流量。（三）人類活動因素對年徑流量的影響

（5）流域大小流域面積大，流域的地面與地下蓄水能力強；同時，第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算

所謂具有長期實測徑流資料，一般指n≥30年,而且資料必須具備“三性”：可靠性、一致性、和代表性。（2）流速測驗及流量計算的方法。（3）水位流量關(guān)系曲線的繪制及延長方法，歷年水位流量關(guān)系曲線受河道變遷引起的變化情況。（4）上、下游站的水量應(yīng)符合水量平衡原則。1.資料的可靠性審查

（1）水位觀測的方法、精度，水位過程線有無反常情況。一、資料審查第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算

2.資料的一致性審查對于年徑流量來說，其一致性是建立在氣候條件和下墊面條件穩(wěn)定的基礎(chǔ)上的。還原計算方法：分項調(diào)查分析法、降雨徑流模式法、蒸發(fā)差值法等，應(yīng)視資料情況選擇適宜的方法。2.資料的一致性審查對于年徑流量來說，其一致性（1）還原計算的基本原理（2）還原方法總量還原法、過程還原法（1）還原計算的基本原理（2）還原方法總量還原法、過程還原法3.資料的代表性審查

年徑流系列的代表性，是指所選取的樣本對年徑流總體的接近程度，如接近程度較高，則系列的代表性較好，頻率分析成果的精度較高，反之較低。因此，在進(jìn)行年徑流頻率分析之前，還應(yīng)進(jìn)行系列的代表性分析。樣本對總體代表性的高低，可通過對二者統(tǒng)計參數(shù)的比較加以判斷。但總體分布是未知的，無法直接進(jìn)行對比，只能根據(jù)人們對徑流規(guī)律的認(rèn)識以及與更長徑流、降水等系列對比，進(jìn)行合理性分析與判斷。第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算3.資料的代表性審查年徑流系列的代表性，是指所選取的樣本對（1）將設(shè)計代表站n年系列與參證變量N年的統(tǒng)計參數(shù)（主要是均值和變差系數(shù)）比較，接近則說明代表性好。設(shè)計站A具有30年（1970~1999年）年徑流量系列參證站B具有50年（1950~1999年）年徑流量系列說明A站具有代表性。（1）將設(shè)計代表站n年系列與參證變量N年的統(tǒng)計參數(shù)（主要是均（2）周期分析法對于一個較長的年徑流系列，應(yīng)著重檢驗它是否包括了一個比較完整的水文周期，即包括了豐水段(年組)、平水段和枯水段，而且豐、枯水段又大致是對稱分布的。一般說來，徑流系列愈長，其代表性就愈好，但也不盡然。如系列中的豐水段數(shù)多于枯水段數(shù)，則年徑流可能偏豐，反之可能偏枯。去掉一個豐水段或枯水段徑流資料，其代表性可能更好。第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算（2）周期分析法對于一個較長的年徑流系列，應(yīng)著重檢驗二、設(shè)計年、月徑流系列的選取對實測徑流系列經(jīng)過審查和分析后，再按水利年排列為一個新的年、月徑流系列。然后，選出代表段。代表段應(yīng)包括有豐、平、枯水年，并且要有一個或幾個完整的調(diào)節(jié)周期。代表段就是水利計算所要求的所謂“設(shè)計年、月徑流系列”。第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算方法：長系列操作法、設(shè)計代表年法、實際代表年法二、設(shè)計年、月徑流系列的選取對實測徑流系列經(jīng)過審查和分析后，三、設(shè)計代表年法設(shè)計年徑流量及年內(nèi)分配計算①進(jìn)行頻率計算；②選擇豐水、平水、枯水3個代表年；③推求流量過程線。步驟：（1）計算時段的確定對灌溉工程，取灌溉期為計算時段；1、設(shè)計時段徑流量的計算

對水電工程，取枯水期或年為計算時段；三、設(shè)計代表年法設(shè)計年徑流量及年內(nèi)分配計算①進(jìn)行頻率計算；②（3）計算成果的合理性分析多年平均年徑流量的檢查：通過上、下游站，鄰近流域的值進(jìn)行對比；利用等值線圖對比。一般年徑流變差系數(shù)Cv的檢查：通過上、下游站，鄰近流域的值進(jìn)行對比；利用等值線圖對比。一般年徑流編態(tài)系數(shù)Cs的檢查：可以利用分區(qū)圖進(jìn)行對比。（2）頻率計算采用適線法、三點法（3）計算成果的合理性分析多年平均年徑流量的檢查：通過上、【例1】擬興建一水利水電工程，某河段有18年（1958~1976年）的流量資料，試求P=10%的設(shè)計豐水年，P=50%的設(shè)計平水年，P=90%的設(shè)計枯水年徑流量。（1）進(jìn)行年、月徑流資料的審查分析，認(rèn)為18年實測系列具有較好的可靠性、一致性、和代表性。（2）將年平均徑流量組成統(tǒng)計系列，按照適線法進(jìn)行頻率分析。第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算【例1】擬興建一水利水電工程，某河段有18年（1958~19年份1958~19591959~19601960~19611961~19621962~19631963~19641964~19651965~19661966~1967年平均流量m3/s11.97.7810.09.6414.44.737.8710.410.2年份1967~19681968~19691968~19701970~19711971~19721972~19731973~19741974~19751975~1976年平均流量m3/s10.912.610.315.17.2411.317.78.4216.9某站年徑流量表第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算年份1958~19591959~19601960~19611頻率計算結(jié)果如下：

均值P=10%的設(shè)計豐水年P(guān)=50%的設(shè)計平水年P(guān)=90%的設(shè)計枯水年第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算頻率計算結(jié)果如下：第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其（1）代表年的選擇選取年徑流量與設(shè)計值相接近的實際年份。2、設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配計算

選取對工程較為不利的年份。

對水利水電工程而言,則應(yīng)選取枯水期較長、且枯水期徑流量又較枯的年份。根據(jù)這種典型年的徑流分配情況,計算得到的工程規(guī)模較大，對工程不利。第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算（1）代表年的選擇選取年徑流量與設(shè)計值相接近的實際年份。2（2）年內(nèi)分配計算方法：同倍比放大法將設(shè)計年徑流量按典型年的月徑流過程進(jìn)行分配。先求設(shè)計年徑流量（Qp

或Wp

）與典型年的年徑流量（QD

或WD）的比值：第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算（2）年內(nèi)分配計算方法：同倍比放大法將設(shè)計年徑流量按典型年的【例2】按前例，求設(shè)計豐水年、設(shè)計平水年及設(shè)計枯水年的設(shè)計年徑流的年內(nèi)分配。（1）代表年的選擇P=10%的設(shè)計豐水年，Q年，10%=15.7m3/s。選1975~1976年為豐水代表年。P=50%的設(shè)計平水年，Q年，50%=10.7m3/s。選1960~1961年為平水代表年。P=90%的設(shè)計枯水年，Q年，90%=6.82m3/s。選1964~1965年為枯水代表年。（2）以年水量控制求縮放倍比K設(shè)計豐水年K豐=QP/QD=15.7/16.9=0.929【例2】按前例，求設(shè)計豐水年、設(shè)計平水年及設(shè)計枯水年的設(shè)計年設(shè)計平水年K平=10.7/10.0=1.07設(shè)計枯水年K枯=6.82/7.87=0.867（1964~1965代表年）K枯=6.82/7.24=0.942（1971~1972代表年）（3）設(shè)計年徑流年內(nèi)分配計算以縮放倍比K乘以各代表年逐月徑流，即得設(shè)計年徑流年內(nèi)分配。

第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算設(shè)計平水年第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配月3456789枯水代表年（1964~1965）P=90%設(shè)計枯水年9.918.5912.510.812.9011.2034.6029.906.905.795.554.822.001.73枯水代表年（1971~1972）P=90%設(shè)計枯水年5.084.806.105.7624.3022.8022.8021.483.403.203.453.254.924.63平水代表年（1960~1961）P=50%設(shè)計平水年8.218.7819.5020.9026.4028.2024.6026.307.357.869.6210.303.203.42豐水代表年（1975~1976）P=10%設(shè)計豐水年22.420.837.1034.5058.0053.9023.9022.2010.609.8512.4011.506.265.82某站以年水量控制，同倍比縮放的設(shè)計年、月徑流量月3456789枯水代表年（1964~1965）9.9月10111212全年總量平均枯水代表年（1964~1965）P=90%設(shè)計枯水年3.272.831.621.401.171.020.990.863.062.6794.5081.807.876.82枯水代表年（1971~1972）P=90%設(shè)計枯水年2.792.631.761.661.301.222.232.108.768.2586.9081.807.246.82平水代表年（1960~1961）P=50%設(shè)計平水年2.072.211.982.121.902.032.352.511.321.41120.40128.8010.0010.70豐水代表年（1975~1976）P=10%設(shè)計豐水年8.517.907.306.787.457.003.122.905.565.17202.70188.3016.9015.70月10111212全年總量平均枯水代表年（1四、實際代表年法的年、月徑流量計算

實際代表年法就是從實測年、月徑流系列中，選取一個實際的干旱年作為代表年。第三節(jié)具有長期實測資料時設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配的分析計算四、實際代表年法的年、月徑流量計算實際代表年法就是第四節(jié)具有短期實測徑流資料時的設(shè)計年徑流量及年內(nèi)分配的分析計算資料條件：當(dāng)實測資料年數(shù)n≥30，為具有長期實測資；當(dāng)30＞n≥12，為具有短期實測資料；當(dāng)n＜12，為缺乏實測資料。關(guān)鍵：展延年徑流系列的長度。實質(zhì)：尋求與設(shè)計斷面徑流有密切關(guān)系并有較長觀測系列的參證變量，通過設(shè)計斷面年徑流與其參證變量的相關(guān)關(guān)系，將設(shè)計斷面年徑流系列適當(dāng)?shù)丶右匝娱L至規(guī)范要求的長度。當(dāng)年徑流系列適當(dāng)延長以后，其頻率分析方法與本書第四章所述完全一樣。第四節(jié)具有短期實測徑流資料時的設(shè)計年徑流量及年內(nèi)分配的分析一、參證變量的選擇

最常采用的參證變量有：設(shè)計斷面的水位、上下游測站或鄰近河流測站的徑流量、流域的降水量。參證變量應(yīng)具備下列條件：①參證變量與設(shè)計斷面徑流量在成因上有密切關(guān)系。②參證變量與設(shè)計斷面徑流量有較多的同步觀測資料。③參證變量的系列較長，并有較好的代表性。一、參證變量的選擇最常采用的參證變量有：設(shè)計斷面的水位、上（一）利用徑流量資料展延系列同一河流上下游的水量存在著有機聯(lián)系，因此，當(dāng)設(shè)計斷面上下游不太遠(yuǎn)處有實測徑流資料時，常是很好的參證變量。同一水文氣候區(qū)內(nèi)的鄰近河流，當(dāng)流域面積與設(shè)計流域面積相差不太懸殊時，其徑流資料也可試選為參證變量。二、相關(guān)法展延系列

選好參證變量并建立相關(guān)圖。從相關(guān)圖上查出設(shè)計站的對應(yīng)值。（一）利用徑流量資料展延系列同一河流上下游的水量存在著有機（二）利用降水量資料展延系列濕潤地區(qū)，P與R關(guān)系密切，易使用；干旱地區(qū)，P與R關(guān)系不太密切，不易使用P來展延R。注意：（1）找出有物理成因的真實關(guān)系；（2）不要通過輾轉(zhuǎn)相關(guān)建立相關(guān)關(guān)系；（3）不要過分延長相關(guān)線展延資料。不可利用月降雨徑流關(guān)