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第9章年径流分析与计算

第9章年径流分析与计算
第9章年径流分析与计算

第9章年径流分析与计算

41.什么是水库的兴利调节和防洪调节?

天然径流在时间、空间上的分布一般不完全符合人类的需要。为了除水害,兴水利,需要采取人工措施对天然径流进行调节,称为径流调节。

利用水库,以兴利为目的进行的径流调节称为水库兴利调节。为调蓄洪水进行的径流调节称为水库防洪调节。

需注意,实现径流调节不仅可以采用水库调节一种方式。修建一些别的工程,如水土保持工程,或采取一些农业措施、林业措施等,也可实现径流调节。但在本课程中主要介绍利用水库进行兴利调节和防洪调节。

42.水库的特征水位和相应库容有哪些,各有什么意义?

首先应当明确,水库特征水位和相应库容这部分内容十分重要。因为,一方面水库特征水位和相应库容是水利工程专业最基础的知识,另一方面,只有透彻地理解了水库的特征水位和相应库容的有关概念,才能理解水库运行和发挥作用的机制,也才能理解和掌握进行兴利调节计算和防洪调节计算,以及进行水库参数选择的方法。

文字教材中的图9.3是水库特征水位和相应库容的示意图。

如图示,水库最低的特征水位是死水位。死水位是水库在正常运用情况下,允许消落到的最低水位,死水位以下的库容称为死库容。在正常运用情况下,死库容不参与径流调节。水库设置死库容,是为了容纳水库的泥沙淤积,以及满足灌溉、航运等部门对于最低水位的要求。为了环境保护的需要,也需要设置死库容。因水库只有保持一定的蓄水量,才能使水库库区沉积的有害物质得到稀释,使污染物不超过规定的标准。

正常运用情况下,为了满足设计的兴利要求,在设计枯水年(或设计枯水段)开始供水的时候,水库必须蓄到的水位称为正常蓄水位。正常蓄水位到死水位之间的容积,称为兴利库容。正常蓄水位与死水位之间的水层深度称为消落深度。水库蓄水达到正常蓄水位,就能够按照设计标准满足兴利的需要。正常蓄水位的高低,兴利库容的大小,反映了水库兴利调节能力的大小,同时也反映了水库工程投入和淹没损失的大小。正常蓄水位提高,兴利库容加大,水库能发挥更多、更大的综合效益,但同时水库的坝高要加高,工程投资要加大,水库造成的淹没损失也要加大。因此,必须合理地选择水库的正常蓄水位。

图9.3中,正常蓄水位以下为防洪限制水位。防洪限制水位是水库在汛期开始和汛期中允许兴利蓄水的上限水位。为了保持足够的库容拦蓄洪水,水库在汛期到来时和汛期当中,必须限制兴利蓄水,使水库的水位不超过防洪限制水位。只有洪水到来时,才允许在调蓄洪水的过程中使水位超过防洪限制水位。汛期水库调洪后,在一场洪水消退时,水库要迅速泄洪,使得水位尽快回降到防洪限制水位,准备迎接下一次洪水的到来。

在水库正常蓄水位以上,有和防洪有关的另外三个特征水位,即设计洪水位、校核洪水位和防洪高水位。

如前述,对于水利工程,水工建筑物本身的设计洪水包括设计标准洪水和校核标准洪水。设计洪水对应于正常运用情况,校核洪水对应于非常运用情况。发生水库大坝设计洪水时,水库在坝前蓄到的最高水位称为设计洪水位。设计洪水位和防洪限制水位之间的库容称为拦洪库容。发生大坝校核标准洪水时,水库在坝前达到的最高水位称为校核洪水位。校核洪水位和防洪限制水位之间的库容称为调洪库容。设计洪水位和校核洪水位都是确定水库坝高和进行大坝稳定计算的主要依据(确定水库坝高的具体方法将在专业课《水工建筑物》中介绍)。

当水库承担下游防洪任务,如水库下游有城市、工矿企业、铁路、公路、农田等防护对象时,水库应保护这些防护对象不受洪水危害。在遇到下游防护对象的防洪标准洪水时,水库需控制下泄流量,拦蓄洪水,此时水库坝前所达到的最高水位称为防洪高水位。防洪高水位与防洪限制水位之间的库容称为防洪库容。

对于一定标准的洪水进行调蓄,所需水库库容是一定的。因防洪限制水位是水库蓄洪水的起调水位,故防洪限制水位取得越低,调蓄洪水过程中的最高水位就会越低。对应于设计洪水,防洪限制水位降低可使水库设计洪水位、校核洪水位以及相应的水库坝高降低。而坝高降低会使整个工程的造价及淹没损失减少。故防洪限制水位应尽可能降低。但需注意,防洪限制水位的降低受到水库兴利要求的限制。因汛期结束时水是处在防洪限制水位,如汛期过后,水库所在的河流有足够的水量,不但能够满足当时用水的需要,而且能够保证水库在下一个供水期开始时回蓄到正常蓄水位,则可将防洪限制水位定在低于正常蓄水位的位置。但在有些河流上(如我国北方的一些河流),汛期结束后河流就几乎没有多余的水供水库蓄水,此时则只能把水库的正常蓄水位作为防洪限制水位了。当防洪限制水位低于正常蓄水位时,防洪限制水位到正常蓄水位之间的库容既可用于兴利,又可以用于防洪,称为共用库容或结合库容。

校核洪水位与死水位之间的库容称为有效库容。校核洪水位以下的库容称为总库容,总库容是划分水库等级的依据。

由以上介绍可知,水库的各个特征水位和相应库容是紧密地相互联系,相互影响的。为此,确定水库特征水位需反复进行工作,并需多方面进行方案比较。文字教材的第11章第5节对水库特征水位的选择作了简单介绍。

43.水库兴利调节计算的基本课题是什么,计算方法有哪几类?

(1)水库兴利调节计算基本课题

水库兴利调节计算中有4方面的因素,即来水、用水或调节流量、水库兴利库容,以及设计保证率。

进行水库工程规划设计时,来水是已知的,故归纳起来水库兴利调节计算有3类基本课题,即:

1)根据来水、用水资料以及设计保证率推求水库兴利库容;

2)根据来水资料、兴利库容以及设计保证率推求水库的调节流量;

3)根据来水资料、兴利库容和水库操作方案,推求水库运用过程。

文字教材第9章介绍了前两类课题,第12章介绍水库调度图时包含了第3类课题。

(2)水库兴利调节计算的基本方法

水库兴利调节计算的基本方法由两类:

1)时历法。时历法的已知资料和计算成果,如来水、用水、调节流量、蓄水量等均为具有时间顺序的变化的过程。时历法又分为列表法和图解法,本课程中主要介绍了时历列表法。时历列表法适用于水库兴利调节计算的各种课题,同时便于使用计算机,是当前实际使用的主要方法。文字教材的第9章第4节对兴利调节计算的时历列表法进行了介绍,并提供了例题。

2)数理统计法。数理统计法的已知条件和计算成果,都用一定频率的随机变量表示。对于数理统计法,本课程中主要介绍了运用普列什科夫线解图进行多年调节水库兴利调节计算的方法。

在学习水库调节兴利计算这部分内容时,可重点掌握按照设计代表年资料用时历列表法考虑水库水量损失推求年调节水库兴利库容和调节流量的计算方法。

需注意,对于兴利调节计算的第2类基本课题(即推求水库调节流量),其基本方法是试算法。试算法实际上是把水库兴利调节计算的第二类课题转化为第一类课题来解决。文字教材中还介绍了公式法。需注意公式法的试用条件为:a. 年调节水库;b. 水库年内一次蓄放运用。如不同时满足这两个条件,公式法的计算公式是不成立的。

44.水库防洪调节计算的基本课题是什么,计算方法有哪几种?

(1)水库防洪调节计算的基本课题

水库防洪调节计算即水库调洪计算,文字教材的第10章对水库调洪计算作了介绍。

水库具有蓄洪和滞洪作用。洪水到来时,水库水位有可能低于防洪限制水位,经过水库调蓄后,洪水的一部分水量被存蓄在水库中,使水库下游洪水洪量减少,这种作用称为蓄洪。

有时水库并不存蓄洪水,但因水库的水面宽和水深远比一般河道大,对洪水的调蓄作用远比一般河道强,故水库下泄的洪峰流量将减小,这种作用称为滞洪。

生产上需要防洪调节计算解决的课题是多种多样的。如确定水库坝高时,需先确定设计洪水位或校核洪水位。水库规划设计时需确定各种泄洪建筑物的结构和尺寸,或需进行水库坝高和泄洪建筑物的综合方案比较。对于防洪工程,还可能需对不同工程方案进行比较。对于已建成的水库,可能需要确定水库汛期运用方式、水库的防洪限制水位、以及水库非常泄洪建筑物启用的条件,等等。但以上这些课题不能够全部直接求解。

水库防洪调节计算直接解决的基本课题,是对于设计洪水过程,按照拟定泄洪建筑物的类型、尺寸和一定的运用方式,推求水库下泄流量过程,以及相应的库容、水位变化过程。

以上所说生产中的各种实际问题,可以通过求解这个基本课题得到解决。如为了进行水库坝高和泄洪建筑物的综合方案比较,可拟定若干防洪建筑物的可行方案,分别进行防洪调节计算,求出相应的水库坝高,然后在经济、社会、环境等方面综合进行方案比较,选出最好的方案。

(2)水库防洪调节计算的基本方法

文字教材的第9章第2节介绍了防洪调节计算的两种方法:

1)列表试算法

烈表示算法较为准确,并适用于计算时段改变、泄流规律变化的情况,而且便于使用计算机进行计算,故为水库防洪调节计算的基本方法。但采用手算时列表示算法计算工作量比较大。

2)半图解法

采用手算时半图解法较为简便,同时半图解法的辅助线也可用计算机绘制,但半图解法不适用于计算时段不同或泄流规律变化的情况。

45.防洪调节计算在生产实际中有哪几种常见情况?

文字教材中介绍了生产实际中常见的防洪调节计算情况:

(1)水库溢洪道无闸门控制的情况;

(2)水库泄洪建筑物有闸门控制的情况。其中又包括:1)对于下游防护对象防洪设计洪水的防洪调节计算;2)对于水库大坝设计洪水和校核洪水的防洪调节计算;3)考虑洪水预报时的防洪调节计算;4)考虑区间洪水的防洪补偿调节计算。

在以上情况中,可重点掌握水库泄洪建筑物有闸门控制,对下游防护对象防洪设计洪水及对于水库大坝设计洪水进行防洪调节计算的方法。

第9章年径流分析与计算

第9章年径流分析与计算 41.什么是水库的兴利调节和防洪调节? 天然径流在时间、空间上的分布一般不完全符合人类的需要。为了除水害,兴水利,需要采取人工措施对天然径流进行调节,称为径流调节。 利用水库,以兴利为目的进行的径流调节称为水库兴利调节。为调蓄洪水进行的径流调节称为水库防洪调节。 需注意,实现径流调节不仅可以采用水库调节一种方式。修建一些别的工程,如水土保持工程,或采取一些农业措施、林业措施等,也可实现径流调节。但在本课程中主要介绍利用水库进行兴利调节和防洪调节。 42.水库的特征水位和相应库容有哪些,各有什么意义? 首先应当明确,水库特征水位和相应库容这部分内容十分重要。因为,一方面水库特征水位和相应库容是水利工程专业最基础的知识,另一方面,只有透彻地理解了水库的特征水位和相应库容的有关概念,才能理解水库运行和发挥作用的机制,也才能理解和掌握进行兴利调节计算和防洪调节计算,以及进行水库参数选择的方法。 文字教材中的图9.3是水库特征水位和相应库容的示意图。 如图示,水库最低的特征水位是死水位。死水位是水库在正常运用情况下,允许消落到的最低水位,死水位以下的库容称为死库容。在正常运用情况下,死库容不参与径流调节。水库设置死库容,是为了容纳水库的泥沙淤积,以及满足灌溉、航运等部门对于最低水位的要求。为了环境保护的需要,也需要设置死库容。因水库只有保持一定的蓄水量,才能使水库库区沉积的有害物质得到稀释,使污染物不超过规定的标准。 正常运用情况下,为了满足设计的兴利要求,在设计枯水年(或设计枯水段)开始供水的时候,水库必须蓄到的水位称为正常蓄水位。正常蓄水位到死水位之间的容积,称为兴利库容。正常蓄水位与死水位之间的水层深度称为消落深度。水库蓄水达到正常蓄水位,就能够按照设计标准满足兴利的需要。正常蓄水位的高低,兴利库容的大小,反映了水库兴利调节能力的大小,同时也反映了水库工程投入和淹没损失的大小。正常蓄水位提高,兴利库容加大,水库能发挥更多、更大的综合效益,但同时水库的坝高要加高,工程投资要加大,水库造成的淹没损失也要加大。因此,必须合理地选择水库的正常蓄水位。 图9.3中,正常蓄水位以下为防洪限制水位。防洪限制水位是水库在汛期开始和汛期中允许兴利蓄水的上限水位。为了保持足够的库容拦蓄洪水,水库在汛期到来时和汛期当中,必须限制兴利蓄水,使水库的水位不超过防洪限制水位。只有洪水到来时,才允许在调蓄洪水的过程中使水位超过防洪限制水位。汛期水库调洪后,在一场洪水消退时,水库要迅速泄洪,使得水位尽快回降到防洪限制水位,准备迎接下一次洪水的到来。 在水库正常蓄水位以上,有和防洪有关的另外三个特征水位,即设计洪水位、校核洪水位和防洪高水位。

径流分析计算大纲范本

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) 3

1. 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、水土保持措施 4

年径流量的计算例题

基本步骤: 1. 分析资料的代表性,少于20年的短系列加以延展; 2. 计算经验频率,绘制经验频率曲线; 3. 计算径流量均值Q 及C v 和C s 的值; 4. 用适线法确定理论频率曲线; 5. 推求不同设计频率的年径流量。 例题: 某河某站年平均流量资料如下表,试用适线法估计参数,并推求频率为5%,10%和95%的设计年平均流量。 解: 1)将实测年平均流量按大小次序排列,利用公式 计算 经验频率P ,列表计算如下。并将x 和P 对应点绘在概率格纸上,见频率曲线图。 %1001?+=n m P

2)计算系列的多年平均流量: 3)计算模比系数x x K i i = ,也列于表中。 4)用矩法公式求偏态系数(无偏估计量): 5)取Cv=0.2,Cs=2Cv 进行PIII 曲线的配线:查PIII 型频率曲线的模比系数p K 值表,求出不同频率P 对应的p K ,则x K x p p ?=。 6)将频率P 和对应的p x 绘于同一个概率格纸上,并与经验频率比较,结果符合不太满意。改变参数,分别取Cs =3Cv 和Cs =3.5Cv ,重复步骤5),计算不同频率对应的年径流量Xp ,结果绘于概率格纸上。 频率曲线选配计算表 x x x 第三次配线与经验点据配合较好,即为采用的频率曲线 ) /(586.3328 4 .9403s m x == 1878 .01289526 .01)1-(1 2===∑=--n i i V n k C

7)根据第三次配线频率曲线,可求相应频率的设计年平均流量p p K x x ?=,分别得到如下结果: X 5% =45.68 m 3/s X 10%=42.65 m 3/s X 95%=24.18 m 3/s

设计年径流量的计算

4设计年径流量的计算 4.1正常年径流量的计算 在一个年度,通过河川某一断面的水量,称为该断面以上流域的年径流量。河川径流在时间上的变化过程有一个以年为周期循环的特性,这样,我们就可以用年为单位分析每年的 径流总量以及径流的年际与年分配情况,掌握它们的变化规律,用于预估未来各种情况下的 变化情势。 河川径流量是以降水为主的多因素综合影响的产物,表现为任一河流的任一断面上逐年的天然年径流量是各不相同的,有的年份水量一般,有的年份水量偏多,有的年份则水量偏 少。年径流量的多年平均值称为多年平均径流量 多年平均径流量Q=EQ i/n 刀Q各年的年径流量之和n 年数。 在气候和下垫面基本稳定的条件下,随着观测年数的不断增加,多年平均年径流量Q趋 向于一个稳定数值,这个稳定数值称为正常年径流量。 显然,正常年径流量是反映河流在天然情况下所蕴藏的水资源,是河川径流的重要特征值。在气候及下垫面条件基本稳定的情况下,可以根据过去长期的实测年径流量,计算多年 平均年径流量来代替正常年径流量。 但是正常年径流量的稳定性不能理解为不变性,因为流域没有固定不变的因素。就气候和下垫面条件来说,也是随着地质年代的进展而变化,只不过这种变化非常缓慢,可以不用 考虑,但是大规模的人类活动,特别是对下垫面条件的改变将使正常年径流量发生显著变化。 根据观测资料的长短或有无,正常年径流量的推算方法有三种:有长期实测资料,有短期实测资料和无实测资料。 4.1.1 有长期实测资料时正常年径流量的推算 有长期实测资料的含意是:实测系列足够长,具有一定的代表性,由它计算的多年平均值基本上趋于稳定。由于各个流域的特性不同,其平均值趋于稳定所需的时间也是不会相同。对于那些年径流的变差系数Cv 变化较大的河流,所需观测系列要长一些,反之则短些。所谓代表性一般是指在观测系列中应包含有特大丰水年,特小枯水年及大致相同的丰水年群和枯水年群。

地表径流计算

(2)地表径流污染物 本产业转移园规划区内已开发的区域为华鸿铜业,面积为20公顷,未开发面积为 407.57公顷。 根据历史气象资料统计,园区所在区域多年平均降雨量为22l6mm,径流系数按《环境影响评价技术导则—地表水环境》(HJ/T 2.3-93)中表15的推荐值,硬化地面(道路路面、人工建筑物屋项等)的径流系数可取值 0.80,其它绿化地面(草地、植被地表等)的径流系数可取 0.18。地表径流量估算公式如下:Qm103C Q A(3-1)式中:Qm——降雨产生的路面水量,m3 /a; C——集水区径流系数; Q——集水区多年平均降雨量,mm; A——集水区地表面积,m2。 通过地表径流量估算公式计算,可得目前园区地表年径流量,见表3-18。 表3-18不同类型区域地表径流量 地表类型 已建成区 未建成区 合计地面面积(ha) 20.0

407.57 427.57径流系数 0.80 0.18 ——地表径流量(万m3/a) 35.46 160.44 195.90对于地表径流中水污染物浓度参数选取,可类比《面污染源管理与控制手册》(科学普及出版社广州分社),具体取值见表3-19。一般来说,面源污水大部分的污染物出现在降雨前15分钟初期的雨水中,假定降雨集中在一年中的150天,每天连续6小时的降雨,6小时降雨的前15分钟为初期降雨,计算得出一年中的初期降雨总径流量为 8.16万m3 /a。 表3-19不同类型区域地表径流中水污染物浓度参数单位: mg/L污染源 农田径流 xx径流BOD57 30COD 80 20~600总氮93~10总磷 0.02~

0.6对于园区已建成区水中污染物的浓度可参考城市暴雨水,未开发区域可参考农业耕地雨水径流中水污染物的浓度,结合表3-19,计算本工业园区地表径流量,见表3-20。 表3-20工业园现状地表径流中主要水污染物排放负荷单位: t/a地表类型 已建成区 未开发区 合计初期雨水径流量 (万m3/a) 1.48 6.69 8.16BOD5 0.44 0.47 0.91COD 4.58 5.35 9.93总氮 0.10 0.60 0.70总磷

设计年径流

一、概念题 (一)填空题 1、某一年的年径流量与多年平均的年径流量之比称为。 2、描述河川径流变化特性时可用变化和变化来描述。 3、下墊面对年径流的影响,一方面,另一方面。 4、对同一条河流而言,一般年径流流量系列Q i (m3/s)的均值从上游到下游是。 5、对同一条河流而言,一般年径流量系列C v值从上游到下游是。 6、湖泊和沼泽对年径流的影响主要反映在两个方面,一方面由于增加了,使年径流量减少; 另一方面由于增加了,使径流的年内和年际变化趋缓。 7、流域的大小对年径流的影响主要通过流域的而影响年径流的变化。 8、根据水文循环周期特征,使年降雨量和其相应的年径流量不被分割而划分的年度称为。 9、为方便兴利调节计算而划分的年度称为。 10、水文资料的“三性”审查是指对资料的、和进行审查。 11、对年径流系列一致性审查是建立在气候条件和下墊面条件稳定性上的,一般认为 是相对稳定的,主要由于受到明显的改变使资料一致性受到破坏。 12、当年径流系列一致性遭到破坏时,必须对受到人类活动影响时期的水文资料进行计算,使之状态。 13、流域的上游修建引水工程后,使下游实测资料的一致性遭到破坏,在资料一致性改正中,一定要将 资料修正到引水工程建成的同一基础上。 14、在缺乏实测径流资料时,年径流量的估算常用一些间接的方法(如参数等值线图法,经验公式法, 水文比拟法等)。采用这些方法的前提是。 15、流量历时曲线是。 16、在一定的兴利目标下,设计年径流的设计频率愈大,则相应的设计年径流量就愈,要求的水 库兴利库容就愈。 17、当缺乏实测径流资料时,可以基于参证流域用法来推求设计流域的年、月径流系列。 18、年径流设计成果合理性分析,主要是对进行合理性分析。 19、在干旱半干旱地区,年雨量与年径流量之间的关系不密切,若引入为参数,可望改善年 雨量与年径流量的关系。 20、月降雨量与月径流量之间的关系一般较差,其主要有两个原因:(1);(2)月

设计年径流量的计算

4 设计年径流量的计算 4.1 正常年径流量的计算 在一个年度内,通过河川某一断面的水量,称为该断面以上流域的年径流量。河川径流在时间上的变化过程有一个以年为周期循环的特性,这样,我们就可以用年为单位分析每年的径流总量以及径流的年际与年内分配情况,掌握它们的变化规律,用于预估未来各种情况下的变化情势。 河川径流量是以降水为主的多因素综合影响的产物,表现为任一河流的任一断面上逐年的天然年径流量是各不相同的,有的年份水量一般,有的年份水量偏多,有的年份则水量偏少。年径流量的多年平均值称为多年平均径流量 多年平均径流量Q=∑Q i/n ∑Q i各年的年径流量之和 n——年数。 在气候和下垫面基本稳定的条件下,随着观测年数的不断增加,多年平均年径流量Q 趋向于一个稳定数值,这个稳定数值称为正常年径流量。 显然,正常年径流量是反映河流在天然情况下所蕴藏的水资源,是河川径流的重要特征值。在气候及下垫面条件基本稳定的情况下,可以根据过去长期的实测年径流量,计算多年平均年径流量来代替正常年径流量。 但是正常年径流量的稳定性不能理解为不变性,因为流域内没有固定不变的因素。就气候和下垫面条件来说,也是随着地质年代的进展而变化,只不过这种变化非常缓慢,可以不用考虑,但是大规模的人类活动,特别是对下垫面条件的改变将使正常年径流量发生显著变化。 根据观测资料的长短或有无,正常年径流量的推算方法有三种:有长期实测资料,有短期实测资料和无实测资料。 4.1.1 有长期实测资料时正常年径流量的推算

有长期实测资料的含意是:实测系列足够长,具有一定的代表性,由它计算的多年平均值基本上趋于稳定。由于各个流域的特性不同,其平均值趋于稳定所需的时间也是不会相同。对于那些年径流的变差系数Cv变化较大的河流,所需观测系列要长一些,反之则短些。所谓代表性一般是指在观测系列中应包含有特大丰水年,特小枯水年及大致相同的丰水年群和枯水年群。 当满足以上条件时,可用算术平均法直接计算出正常年径流量。 Q=∑Q i/n n――为观测年数 Q i---为,某年的年径流量 此法的关键是分析资料的代表性,即在实测资料的系列中必须包含河川径流变化的各种特征值,同时还要同临近有更长观测资料的流域进行对比分析,进一步确定实测资料的代表性。 根据我国河流的特点和资料条件,一般具有二三十年以上可作为有长期资料处理。 4.1.2 有短期实测资料时正常年径流量的推算 短期实测资料是指一般仅有几年或十几年的实测资料,且资料的代表性较差。此时,如果利用算数平均法直接计算将会产生很大的误差,因此,计算前必须把资料系列延长,提高其代表性。 延长资料的方法,主要是通过相关分析,即通过建立年径流量与其密切相关的要素(称为参证变量)之间的相关关系,然后利用有较长观测系列的参证变量来展延研究变量年径流量的系列。 4.1.2.1参证变量的选择 展延观测资料系列的首要任务是选择恰当的参证变量,参证变量的好坏直接影响精度的高低。一般参证变量应具备以下三个条件: (1)参证变量与研究变量在成因上是有联系的。当需要借助其他流域资料时,参证流域与研究流域也需具备同一成因的共同基础)。 (2)参证变量的系列要比研究变量的系列长。 (3)参证变量与研究变量必须具有一定的同步系列,以便建立相关关系。 当有好几个参证变量可选时,可以选择与研究变量关系最好的作为首选参证变量,也可以同时选择好几个参证变量,建立研究变量与所选参证变量间的多元相关关系。总之,以研究成果精度的高低作为评判参证变量选择好坏的标准。 目前,水文上常用的参证变量是年径流量资料和年降水量资料。 4.1.2.2利用年径流资料展延插补资料系列 在研究流域附近有长期实测年径流量资料,或研究站的上、下游有长期实测年径流量资料的水文站。经分析,证明其径流形成条件相似后,可用两者的相关方程延长插补短期资料。

衡水市城区降水径流分析

Jan. ,2019Vol. 41 NO. 1 2019年1月第41卷第1期小地下水Ground water 衡水市城区降水径流分析 张新潮,徐 佳,张爽娜 (河北省衡水水文水资源勘测局,河北衡水053000) [摘要〕利用衡水市城区及周边站点降水、径流实麻观测资料,分析彩响城区径流的因素。计算得出城区不 同强度平均径流系数,次降水径流系数多在0.32以下,符合衡水市城区发展现状。根据城区计算的不同强度次降 水量、次径流深成果,分别绘制X 、Y 散点图,添加趋势线并显示公式,降水径流相关关系较好,呈线性关系,遂得出降 水径流P-R 线性方程式,可为城区防洪排涝提供预测预报服务。 [关键词]衡水市城区;降水径流;系数;方程式 [中图分类号]P333.6 [文献标识码〕B [文章编号]1004 - 1184(2019)01 -0173 -03 1衡水市城区雨污排放状况 河北省衡水市区分为主城区、路北区、河东区三大排水 区域。主城区主要通过胡堂排干渠排水,路北区主要通过班 曹店排干渠排水,河东区及南部新区主要通过京衡大街主管 道排入浚阳河,市区各排水分支管网通过截流最终进入市污 水处理厂处理。汛期雨水较大时,可通过东浚阳、北门口、前 进街等多处排涝闸提闸直接排水入淺阳河。 衡水市区工业废水和生活污水经污水处理厂处理后经闸 西干渠排入漫阳河,城市雨洪部分就近排入景观水体、坑塘 等,其余与污水处理厂处理后的污水排入浚阳河。濫阳河衡 水站位于溢阳河大西头枢纽以下400 m 处,衡水市排污水和 雨洪排水口均在该断面以上,淺阳河上游来水在侯庄枢纽以 上导入淺阳新河,所以衡水站控制来水全部为衡水市区排污 和城市雨洪。 2城区监测站点、资料选择及参数计算方法 衡水市城区及周边先后建有衡水湖、市水务局、水文局 等6处降水量站点,能够准确计算城区面降水量,漫阳河衡 水站为水文站,降水量、径流资料齐全,并能够完全控制市区 排污和城市雨洪,城区生活污水和生产废水排放比较稳定, 可以看作基流,衡水站洪水过程扣除基流(排污),即为衡水 市城区雨洪径流量。 2.1雨量站点选择及面雨量计算方法 根据研究区内及周边雨量站点的设站时间及控制范围, 选取对应的雨量站,并对产生次洪水的有效降水进行分析, 采用面积加权法、以点代面法计算次面平均降水量。 2.2次洪水过程选取原则 根据衡水站2004 -2017年洪水水文要素摘录表、降水 量摘录表,参考水位变化,选取雨洪对应关系良好的洪水过 程为原则,计算次地表径流深及次地表径流系数,其中去除 了一些基流量大或可能为上游排水的场次洪水过程。 2.3次洪水地表径流计算方法 城区次洪水地表径流量一般用径流深(R )或径流系数 (a )来表示,其关系表达式为: R = R itl - R? ( 1) a = R/P (2) 式中:R 为次洪水地表径流量(m m ) ;a 为次洪水地表径 流系数;P 为次面平均降水量(m m );R*为本次降水所形成的 基流(或污水)总量(mm ); 2.4次洪水地表径流计算成果 从衡水站水文资料成果中,选取了测验和整编可靠,雨 洪对应关系良好的洪水过程计算地表径流深和径流系数。 共选取雨洪过程65次,其中,中小雨雨洪过程有22次、大雨 雨洪过程有19次、暴雨及大暴雨过程有24次。经计算,得 出衡水市城区次洪水地表径流系数成果,不同强度降水径流 系数中小雨平均为0.20,大雨平均为0.20,暴雨及大暴雨平 均为0. 24,综合平均降水径流系数为0. 21。 3降雨径流关系分析 3.1次降雨径流关系的建立与参数计算 根据研究区计算的次降水量、次径流深成果,在Excel 表 中绘制X 、Y 散点图,X 代表降水量、Y 代表径流量,添加趋势 线并显示公式⑴、显示R 平方值,此处R 为相关系数,以下用 r 代替。根据X 、Y 散点图呈现的关系,在趋势预测/回归分析 类型中分别选取指数、线性、对数、多项式和審函数进行趋势 线比较,最终选取曲线拟合较好,趋势线r 2较大的趋势预测/ 回归分析类型为最优⑵。 通过中小雨、大雨、暴雨及大暴雨的趋势线分析,发现多 项式拟合和线性拟合都较好,最终选取较为简单的线性关系 方程式,降水径流相关关系方程表达式为: R = aP + b 由于径流系数a = R/P,故a 与P 之间关系可以表示为: a = a + b/P 从Excel 表中绘制的中小雨、大雨、暴雨及大暴雨、综合 降雨散点图中,可以看出P~R 线性方程式及参数a 、b,以及 相关系数r 平方值。P~a 通过计算可得关系式。衡水市城 区降水径流相关图见图1?图4;具体P ?R 和P ?a 线性方 程式见表1。 [收稿日期]2018 -09 -22 [作者简介]张新潮(1974 -),男,河北枣强人,高级工程师,主要从事水文水资源监测与评价工作。 173

工程水文学习题年径流和年输沙量

第五章年径流及年输沙量分析与计算 本章学习的内容和意义:年径流及年输沙量的分析计算是为水利水电工程的规划设计服务的,年径流分析计算成果与用水资料相配合,进行水库调节计算,便可求出水库的兴利库容;多年平均输沙量计算成果为水库死水位的选择提供了重要依据。同时,年径流分析计算成果是进行水资源评价的重要依据,也是制定和实施国民经济计划的重要依据之一。年径流及年输沙量的分析计算主要包括年径流变化及其影响因素,设计年径流分析计算,设计年径流的年内分配;枯水流量分析计算;多年平均输沙量的估算。 本章习题内容主要涉及:年径流和年输沙量的资料审查;年径流量的频率分析计算;年径流量的相关分析及插补延长;设计年径流量的推求;设计年径流的年内分配;无资料地区设计年径流量及其年内分配的推求;枯水流量分析计算;年、月输沙量和设计年输沙量及其年内分配的分析计算。 一、概念题 (一)填空题 1、某一年的年径流量与多年平均的年径流量之比称为。 2、描述河川径流变化特性时可用变化和变化来描述。 3、下墊面对年径流的影响,一方面,另一方面。 4、对同一条河流而言,一般年径流流量系列Q i (m3/s)的均值从上游到下游是。 5、对同一条河流而言,一般年径流量系列C v值从上游到下游是。 6、湖泊和沼泽对年径流的影响主要反映在两个方面,一方面由于增加了,使年径流量减少; 另一方面由于增加了,使径流的年内和年际变化趋缓。 7、流域的大小对年径流的影响主要通过流域的而影响年径流的变化。 8、根据水文循环周期特征,使年降雨量和其相应的年径流量不被分割而划分的年度称为。 9、为方便兴利调节计算而划分的年度称为。 10、水文资料的“三性”审查是指对资料的、和进行审查。 11、对年径流系列一致性审查是建立在气候条件和下墊面条件稳定性上的,一般认为 是相对稳定的,主要由于受到明显的改变使资料一致性受到破坏。 12、当年径流系列一致性遭到破坏时,必须对受到人类活动影响时期的水文资料进行计算,使之状态。

第五章 设计年径流的分析计算(习题)

第五章 设计年径流的分析计算 一、简答题 1.日历年度、水文年度、水利年度的涵义各如何? 2.水文资料的“三性”审查指的是什么?如何进行资料审查? 3.如何分析判断年径流系列代表性的好坏?怎样提高系列的代表性? 4.通过图解相关发现,甲与丙的关系不理想,而甲与乙的关系较密切,乙与丙的关系尚可。是否可以先建立甲~乙的相关来展延乙,再建立乙~丙的相关来达到展延丙站的年径流资料。 5.某流域的水文站、雨量站分布及资料情况如图5-1、表5-1所示,其中1979年后在A 站上游10km 处修建一引水工程。试拟定插补B 站年、月径流的各种可行方案。 表5-1 测站资料情况表 图5-1 某流域水文测站和引水枢 纽分布图 6.怎样选择参证站?单站(一个站)的年雨量能否作为展延年径流系列的参证变量? 7.月降雨径流相关图上点据散乱的原因是什么? 8.缺乏实测资料时,怎样推求设计年径流量? 9.资料情况及测站分布见图5-2、表5-2,拟在D 处建库,试述D 处设计年径流的计算方案及顺序写出大的计算步骤(不要求细节)。

表5-2 测站资料情况表 11.推求设计年径流量的年内分配时,应遵循什么原则选择典型年? 12.简述具有长期实测资料情况下,用设计代表年法推求年内分配的方法步骤? 二、计算题 1.根据所给的年径流参数等值线图(图5-3)及枯水典型的年内分配(表5-3),求某水库(F=284km2)坝址处的P=90%的设计枯水年年径流值及其年内分配。(采用皮-Ⅲ型分布,C s=2C V)。 表5-3 设计枯水(P=90%)径流年内分配计算表

图5-3 多年平均年径流深、年径流Cv等值线图 2.如图5-4所示,以灌溉为主的陂下水库 (F=166km2),坝址处无实测径流资料,今拟 采用水文比拟法推求P=90%的设计枯水年的 年、月径流(即设计年内分配)或推求典型干旱 年(实际代表年)年、月径流过程。 资料情况如下: (1)汀江上游观音桥站(F=377km2)具 有18年(1958~1975年)实测年月径流资料, 见表5-4 (逐月径流略)。 图 5-4 陂下水库周边区域水文測站分布图 (2)观音桥站三个实际干旱年的年、月径流见表5-5。 (3)观音桥站以上流域面雨量(三站平均)资料共有13年,见表5-4。 (4)陂下水库的雨量资料用四都站资料,共有20年(1956~1975年),见表5-6。具体要求: (1)从三个枯水年径流资料中选一枯水典型,并说明理由。 (2)将求得的观音桥站P=90%的设计枯水年年、月径流,用水文比拟法移用于陂下水库,作为陂下水库的设计枯水年的径流年内分配。 (3)或用水文比拟法将典型干旱年(实际代表年)的年、月径流移用于陂下水库。(水文比拟法可用雨量修正,也可用观音桥站的年降雨径流相关图修正。)

推求设计年径流

课程设计 一推求设计年径流 (一)资料: 已知某拟建水库坝址处逐年月平均流量表(见下表一) (二)要求: (1)如果设计水库的年径流设计保证率为p=90%,丰水采用p=10%,平水采用p=50% 试用频率分析法求丰平枯的设计年径流值。 (2)根据设计年径流成果,选择典型年,用同倍比方法推求p=90%的年径流过程。 (三)交阅成果: (1)频率分析计算表。 (2)频率分析适线图。 (3)频率p=90%的设计年径流过程。 表一年月径流过程表

二推求设计洪水 (一)资料: 已知某拟建水库坝址处多年实测洪水资料(见下表二~表四),另调查到1878年的洪峰流量为18300m3/s,1935年的洪峰流量为12500m3/s。 (二)要求: (1)根据表二及调查洪水试用频率分析列表法求p=1%和p=0.33%的设计洪峰流量。 (2)依据表三所给的一日、三日、七日设计洪量值以及上面求得的洪峰设计值,结合表四的典型洪水过程,推求p=1%的设计洪水过程线。 (三)交阅成果: (1)设计洪峰频率计算表以及频率分析图。 (2)同频率法推求的设计洪水过程线。 表二实测洪峰流量成果表 表三不同时段洪量以及设计洪峰成果表

表四典型洪水过程 三列表法年调节计算 (一)资料: 已知某拟建水库坝址处逐年月平均流量表(见表一) (二)要求: (1)如果水库各月均匀供水,Q调=30m3/s,试用列表法求1964年3月至1965年2月这一年所需兴利库容(不考虑水库蒸发,渗漏损失)。 (2)分析该年什么时候兴利库容必须蓄满,什么时候兴利库容供水结束。 (3)分别用早蓄方案和迟蓄方案求水库蓄水变化过程和各月弃水量。 (三)交阅成果: (1)逐月流量调节计算表。 (2)绘出入库流量、出库流量、早蓄(或迟蓄)方案弃水量过程线(参考课本)。 (3)绘出早蓄和迟蓄方案水库蓄水过程线。

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