FCD 11011 FCD水利水电工程初步设计阶段径流分析计算大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1996年3月1水电站初步设计阶段径流分析计算大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:勘测设计研究院年月2目次1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3. 基本资料 (4)4. 径流分析计算内容和要求 (6)5.径流特性分析 (6)6.径流还原计算 (7)7.径流系列代表性分析 (10)8.径流系列计算 (11)9.径流频率分析计算 (14)10.径流年内分配 (18)11.应提供的设计成果 (19)31. 引言2. 设计依据文件和规范2.1 有关本工程径流计算的文件(1) 规划与可行性研究阶段的设计报告、专题报告以及审查意见；(2) 初步设计任务书和项目任务书。

2.2 主要设计规范(1) SDJ 214-83 水利水电工程水文计算规范(试行)；(2) SL 44-93 水利水电工程设计洪水计算规范；(3) DL 5020-93 水利水电工程可行性研究报告编制规程(4) DL 5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程3. 基本资料3.1 基本资料的收集和整理3.1.1 流域自然地理特征资料流域面积、地理位置(含经纬度)、地形、地貌、地质、土壤、植被、干流及主要支流分布、干流长度、坡度等。

3.1.2 水利和水土保持措施资料与工程径流计算有关的已建大中型水库、引水蓄水工程、分洪滞洪工程、水土保持措4施及土地利用措施等。

3.1.3 水文气象资料本流域与工程径流计算有关的气象资料及主要水文测站的水位、流量整编成果, 有关洪枯水调查考证资料, 历年资料复核评价的意见及成果；邻近流域主要水文测站的水位、流量整编成果, 资料复核评价及成果；本流域和邻近流域径流统计参数等值线图, 经验公式等。

3.1.4 其它资料与本工程有关的以前水文气象分析研究成果；本工程前阶段径流计算成果及有关资料。

3.2 基本资料复查3.2.1 水位资料复查(1) 复查重点：观测精度较差、水尺位置和高程系统变动较多时期的资料。

(2) 复查方法：上下游站水位相关和水位过程对照, 本站水位过程线的连续性和年际间衔接等。

(3) 复查结果：评价水位资料的质量。

如发现有的因素影响水位精度, 依照具体情况换算改正。

3.2.2 流量资料复查(1) 复查重点:测验和整编精度较差时期的资料。

(2) 复查方法:历年水位流量关系曲线比较、流量与水位过程线对照、水位流量关系与水位面积关系对照、上下游水量平衡分析等方法, 检查水位流量关系曲线定线及高低水延长的合理性。

(3) 复查结果:评价流量资料的质量。

如发现的问题, 其差别在测验允许误差范围以内,且对工程设计影响不大的, 可以不改。

如为明显错误或系统性偏差, 应予改正, 并写出说明,建档备查。

3.2.3 雨量资料复查(1) 复查重点:各站点实测雨量中特殊偏大、偏小的资料。

(2) 复查方法:检查雨量观测场地位置、高程、地形影响、测器类型、安装方式、观测5和整编方法, 分析设计站径流与相应面积雨量关系的合理性等。

(3)复查结果：评价雨量资料的质量。

4. 径流分析计算内容和要求4.1 径流分析计算一般内容(1) 径流补给来源及实际年内变化规律分析；(2) 人类活动对径流影响的分析及还原计算；(3) 径流系列代表性分析和插补延长；(4) 设计年、期径流及年内分配计算；(5) 计算成果的合理性检查。

4.2 计算要求(1) 按流域自然地理、工程设计具体任务要求和水文气象资料情况, 确定工程径流分析计算的具体内容；(2) 计算依据的水文资料需经过复查评定, 具有一定的精度, 并有一致性和代表性；(3) 径流计算一般采用天然径流系列。

如系列中有些年份的径流是经过还原计算, 则需提供实测径流和还原后的天然径流两种系列。

必要时应提供各年分项的还原水量；(4) 从实际情况出发, 确定采用一种或几种方法分析计算；(5) 各项径流计算成果, 需做合理性检查分析, 而后合理选用设计值。

5. 径流特性分析5.1 设计流域径流补给来源5.2 工程(坝址)以上流域径流地区来源、分布及特点5.3 径流年内不同季节变化情况及一般规律5.4 径流年际变化情况5.5 枯水径流情况及特点6. 径流还原计算6.1 还原计算原则和要求6(1) 设计站的径流和径流过程受人类活动影响发生显著变化时, 需做还原计算, 使径流资料具有一致性。

(2) 还原计算一般要求逐年逐月还原, 原则上有多少影响水量就还原多少。

若分月还原困难, 分主要用水期和非主要用水期做还原计算。

如逐年还原困难, 按人类活动措施的不同发展时期, 用丰、平、枯水典型年的耗水量做估算。

当设计站集水面积较大, 按人类活动情况的地区差异分区做还原计算。

(3) 还原时注意分析人类活动措施的不同发展时期和丰、平、枯水年还原水量的变化情况。

(4) 还原计算成果需做合理性检查。

6.2 还原水量内容(1) 农业灌溉用水的净耗水量；(2) 设计站以上大中型水库蓄水变量；(3) 跨流域引出(或引入)和分洪决口水量；(4) 工业和生活用水的净耗水量。

6.3 还原计算方法6.3.1 分项调查法还原水量计算公式:=+(1)W W W天然实测还原=+++++(2)W W W W W W W还原农引蒸蓄工渗式中:W天然−−还原后的天然径流量, 万m3；W实测−−实测径流量, 万m3；W还原−−还原总水量, 万m3；W农−−农业灌溉净耗水量, 万m3；W引−−跨流域引出(或引入)、分洪决口水量(引出为正、引入为负), 万m3；W蒸−−水面面积扩大增加的耗水量, 万m3；W蓄−−蓄水工程的蓄水变量(增加为正、减少为负), 万m3；78W 工 −−工业和生活净耗水量, 万m 3； W 渗 −−水库渗漏量, 万m 3。

(1) 总量还原法6.3.2 降水径流模式法 (1) 多元回归分析法根据人类活动前的资料, 建立降水~径流模式如下: R a a P a P a T =++++0123上 (3)式中: R −−年径流量；9P −−年降水量；P 上−上一年10~12月总降水量；T −−年平均气温；a 0、a 1、a 2−−待定系数。

将受人类活动影响后的各年降水、气温等资料代入(3)式, 算得不受人类活动影响的径流量, 与实测径流的差值, 即为还原水量。

(2) 参数分析法6.3.3 蒸发差值法径流计算时段较长时, 还原水量可归结为人类活动前后流域蒸发量的变化。

还原水量公式为:∆R E E P R E =-=--后前前 (4) E A A E aA E A前陆水=-+()11(5)式中:E 前−−人类活动前流域的蒸发量, mm ； A −−设计流域总面积, km 2；A 1−−人类活动前流域内的水库、湖、塘等水面面积, km 2； a −−水面蒸发折算系数；E 水−−蒸发器实测水面蒸发量, mm ；E 陆−−陆面蒸发量(在南方可用凯江公式计算), mm 。

6.4 还原成果合理性检查 (1) 水量平衡检查(2) 单项指标检查(3) 径流深和降水径流关系检查7. 径流系列代表性分析分析方法7.17.1.1 设计站长系列径流分析法(1) 差积曲线法(2) 累积平均过程线法(3) 其它方法7.1.3 水文气象长系列资料分析法10117.2 分析结果8. 径流系列计算8.1 设计站径流系列插补延长 8.1.1 插补延长原则设计站实测径流不足30年, 或虽有30年但系列不连续或代表性不足, 一般应插补延长。

延长年数视参证站资料条件、相关插补精度和设计站系列代表性的要求而定。

8.1.2 插补延长方法8.1.2.1 水位流量关系法(1) 设计站Z-Q 关系法设计站水位资料长而流量资料短, 用本站实测资料, 拟定Z-Q 关系, 由水位插补流量。

(2) Z 设计－Q参证关系法设计站只有长期水位资料, 而参证站有短期流量资料。

利用参证站流量, 分析修正为设计站流量, 后拟定设计站Z-Q 关系线, 由设计站水位插补流量。

(3) Z 参证－Q 设计关系法设计站水位流量资料较短, 而参证站有较长水位资料。

用参证站水位和设计站流量建立Z 参证－Q 设计关系线, 由参证站水位, 插补延长设计站流量。

(1) 图解法用设计站与参证站同步实测径流资料, 点绘相关图, 按点据密集程度和趋势, 通过点群中心目估定出相关线。

根据相关线插补延长设计站径流系列。

(2) 计算法应用设计站与参证站较长的同步系列, 建立两变量或多元回归直线相关方程式, 插补延长设计站的径流系列。

降水径流相关法8.1.2.3(1)(2) 前期影响雨量为参数的降水径流相关, 插补延长径流系列。

(3) 其它方法。

12138.2 坝址径流系列计算(1) 坝址与设计站集水面积相差在3%~15%之间, 而且区间降水量和下垫面条件与设计流域相差不大, 按面积比修正得坝址径流。

一个设计站情况: ⎭⎬⎫==设坝坝F F k x k Y /11(6)式中: Y 坝−−坝址处径流； x −−设计站径流；F 坝、F 设−−坝址和设计站的集水面积。

(2) 坝址上下游均有长系列设计站情况:式中:x 上、x 下−−坝址上下游设计站径流； F 上、F 下−−上下游设计站集水面积。

(3) 坝址与设计站集水面积相差在15%以上, 按面积和区间自然地理条件(如降水或其它有关因素)差异, 综合修正得坝址径流。

式中:P 坝、P 设−−坝址、设计站以上流域相应时间的平均降水量； 其它符号同上。

8.3 区间径流系列计算⎪⎭⎪⎬⎫--=-+=上下上坝上下上坝F F F F k x x k x Y 22)()7(⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫==⋅⋅=设坝设坝坝P P k F F k x k k Y 3131)8(8.3.1 区间径流计算方法根据各相邻梯级坝址同时期的年、月、旬径流系列, 相减得出。

8.3.2 区间径流成果合理性检查及修正9. 径流频率分析计算9.1 有充分径流资料的设计径流计算9.1.1 统计时段拟定9.1.2 经验频率估算(1) 连续径流系列的经验频率n项连续径流系列的经验频率, 用数学期望公式计算:Pm nm =+⨯1100%(9)式中:P m−−大于或等于第m项径流值的经验频率；m−−径流系列由大到小排位的顺序号；n−−径流系列的总项数。

(2) 不连续径流系列的经验频率①特枯值重现期分析用历史枯水调查和文献考证资料, 分析近百年或更长期特枯水的发生次数、量级、序位1415情况, 确定特枯水重现期。

用长系列雨量资料, 分析降水~径流关系和同步系列量级大小排位次序一致性情况, 以降水的经验重现期作为相应径流特枯值的重现期。