第三章 设计年径流分析计算
【例】某水库具有18年的年、月径流资料,见下表。 设计保证率p=90%的年最小3个月、最小5个月的设 计径流量见表2,求设计年内分配过程。
1.频率计算
某水库时段径流量频率计算成果(p=90%)
时段
均值
Cv
Cs/Cv
Qp
12个月
131
0.32
2
81.8
最小5个月 18
0.47
2
8.45
最小3个月 9.1
4、相关线反映的是平均情况下的定量关系。
【例】
资料情况及测站如表和图所示,现拟在C处 建一座水库,试简要说明展延C处年径流系列的 计算方案。
C
D
A
B
F
Q
A
3600
1952-1985
B
1000 1958-1985
C
2400
1976-1985
D 72500 1910-1985
例1:已知某流域年径流量R和年降雨量P同期系列呈 直线相关,
二、设计代表年年径流量的年内分布计算
1.代表年的选择
对于灌溉工程,灌 溉枯水期比较枯的年份;
从实测径流资料中选择代表年,对选可于择按枯水下水利述期工原较程则长而。、言枯,水应
1.选取年径流量与设计年径流量相期接比近较枯的的年年份份作。为代表年。
2.选取对工程较为不利的年份作为代表年。
2.径流年内分配计算
定的,即在规划设计阶段要分析工程规模、来水、用 水、保证率四者之间的关系,经过经济技术比较来确定
工程规模。
三、水文计算任务
设计年径流量是指相应于设计保证率的年径流量。设计保 证率需根据各用水部门的设计标准确定。
计算的具体任务是:分析研究年径流量的年际变化和年内分 配规律,提供工程设计的主要依据-----------来水资料。
在湿润地区,降水量较大,大部分形成了径流,年径流系数 较大,年降水量与年径流量之间具有较密切的关系,降水量对年 径流量起着决定性作用,蒸发作用相对较小;
在干旱地区?
(二) 下垫面因素对年径流的影响
地形、植被、土壤、地质、湖泊、沼泽、流域大小等。
(三) 人类活动因素对年径流的影响
跨流域引水、修建水库、塘坝、旱田改水田等。
0.5
2
4
设计丰水年、设计水平年及设计枯水年的设计年径流。
P=10%的设计丰水年,Q10% 15.7m3 / s P=50%的设计平水年,Q50% 10.7m3 / s
P=90%的设计枯水年,Q90% 6.82m3 / s
2.典型年的选择
3.同倍比法计算放大倍比
典型特征值:
Qd,10% 16.9m3 / s Qd,50% 10.0m3 / s Qd,90% 7.87m3 / s
第三节 具有长期实测资料时设计年径流量及年内分配分 析计算
设计年径流量的计算包括: 实测年径流量资料的审查和设计年径流量的推求。
一、水文资料的审查
可靠性
一致性
代表性
水位资料 水位流量关系 水量平衡
气候条件 下垫面条件
样本与总体 代表性的接 近程度
二、设计年、月径流系列的选取
几个概念 日历年 水文年:从每年的汛期开始到下一年的枯水期结束为止。 水利年:以水库蓄水开始至第二年水库放空为止。
实际代表年法在小型灌溉工程的设计中应用较广。
四、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步骤为:
(1)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,求出指定频率的 各种时段的设计流量值。
(2)在实测径流资料中,按一定的原则选取各种代表年,对灌 溉工程只选枯水年为代表年;对水电工程一般选丰水、平水、 枯水三个代表年。
9.91 12.50 12.90 34.60 6.90 5.55 2.00 3.27 1.62 1.17 0.99 3.06 7.87 8.58 10.83 11.17 29.96 5.98 4.81 1.73 2.83 1.40 1.01 0.86 2.65 6.82
平水代表年(1971~1972) 8.21 19.50 26.40 24.60 7.35 9.62 3.20 2.07 1.98 1.90 2.35 1.32 10.00
第二节 影响年径流量的因素
研究影响年径流量的因素,可从流域水量平衡方程式着手。
交
以年为时段的流域水量平衡方程式:换
蒸发量
水 量
蓄水变化量
R P E u W
径流量
降雨量
气候因素
下垫面因素 人类活动影响
思考:当流域为 闭合流域时,哪 一项为零?
第二节 影响年径流量的因素
(一) 气候因素对年径流的影响
【例】
为了陈村灌区的需要,拟在青戈江支流徽水上建平垣水库。平 垣站具有14年短期实测年、月径流量资料,要求根据资料情况,展 延平垣站年、月径流系列。
(一)基本资料
第四节 缺乏实测资料的设计年径流量 及年内分配的分析计算
第三章 设计年径流及其年内分配
水利电力学院
主要内容
具有长期实测资料的设计年径流的计算 具有短期实测资料的设计年径流的计算 缺乏实测资料的设计年径流的计算 设计年径流的年内分配分析计算 设 计 年 径 流
第一节 概述
一、年径流的特性
年径流的定义: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。 单位分别是什么?
(2)按表2给出的设计代表年,求设计年径流的年内分配?
P - Ⅲ型频率曲线模比系数kp值表(C s = 2 C v )
20
50
75
90
95
99
0.2 1.16
0.25 0.3
1.2 0.98 0.82 0.7 0.63 0.52 1.24 0.97 0.78 0.64 0.56 0.44
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 Q(m3/s) 0.09 0.3 0.95 1.2 1.34 3.29 0.66 0.53 0.19 0.32 0.15 0.11 9.08
第三节 具有短期实测资料的设计年径流量 及年内分配的分析计算
一、参证变量选 择 利用参证变量展延缺测或插补资料时,选择的参证
变量应具有下列条件:
1.参证变量与设计变量在成因上有密切关系
2.参证变量具有充分长的实测资料,以用来展延设 计站系列
3.参证变量与设计变量之间要有一段相当长的同步 观测资料,以便建立可靠的相关关系。
年份
1953
1954
年平均
月份 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 8.81
Q(m3/s) 6 5.28 32.9 26.3 5.84 3.55 4.45 3.27 3.75 4.72 5.45 4.18
3、已知某站F=1000km2,多年平均年径流系数 0.65
多年平均年降水量为600mm,现进行设计年径流的年 内分配计算,典型年年平均流量为6m3/s,对于P=95% 查得Kp=0.7,试求年径流年内分配的放大倍比。
可用年平均流量、年径流深、年径流总量或年径流模数表示。
特性: 1、年径流具有大致以年为周期的汛期与枯季交替变化的规律 2、年径流在年际间变化很大 3、年径流量在多年变化中有丰水年组和枯水年组交替出现的 现象。
二、工程规模与来水、用水、保证率的关系
年径流量的自然变化情势往往与用水部门的需水有矛盾。为 了按时按量地满足用水部门的需水要求,必须兴建水利工程(水 库等),对天然径流加以人工调节,按用水要求泄放。
0.47
2
8.45 9.05
最小3个月 9.1
0.5
2
4
3.78
讨论:同频率和同倍比有哪些优缺点?
1、某站年径流系列符合P-Ⅲ型分布,其中
R 650mm, 162.55mm,Cs 2Cv
试计算p=90%的Rp?
2、某水库P=80%,设计年径流量 Qp 8.76m3 / s , 从坝址18年径流资料中选取接近设计年径流量且分配 较不利的1953-1954年作设计代表年,分配如下,试求 设计年径流量的年内分配。
实测径流系列经过审查和分析后,再按水利年度排列为一个 新的年、月径流系列后,从这个系列中选出代表段。代表段中应 包括有丰、平、枯水年。
三、实际代表年年、月径流的选取
实际代表年法就是从实测年、月径流量系列中,选出一个实际 的干旱年作为代表年,用其年径流分配过程直接与该年的用水过程 相配合而进行调节计算,求出调节库容,确定工程规模。
i 1
i 1
求(1)年平均径流量 Q, Cv,
(2) 设Cs=2Cv时,P-Ⅲ型曲线与经验点配合良好,试 按表求P=90%时的设计年径流量?
例:某水库多年平均流量 Q 15m3 / s,Cv 0.26,Cs 2.0Cv
年径流理论频率曲线为P-Ⅲ型,
(1)按表求该水库十年一遇枯水的年径流量?
具体计算步骤: 1)根据要求选定几个计算时段,如最小1个月、最小3个月、最 小7个月、全年四个时段。
2)做各个时段的水量频率曲线,并求得设计频率的各个时段径 流量,如最小1个月的设计径流量、最小3个月的设计径流量等。
3)按选择代表年的原则选定代表年,统计最小1个月的流量、最 小3个月的流量等,按同倍比或同频率方法对典型进行缩放,得 到设计年径流量过程。
(1)同倍比法
(2)同频率法
(1)同倍比法
整个分配过程按同一倍比k进行放大。K可选取按年水量进 行控制,也可按供水期水量进行控制。
K年
Q年,p Q年,d
K供
Q供,p Q供,d
用上面公式计算的倍比对整个代表年的月经流过程进行缩 放,即得设计年径流量年内分配过程。