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工程水文与水利计算(武大版教材 ) 第六章设计年径流及径流随机模拟第一节设计年径流分析计算的目的和内容

在一定时段内，通过河流某一断面的累积水量称径流量，记作

3

W(m) ；也可以用时段平

均流量 Q 函(m3／s)或流域径流深R (mm)来表示。径流量与流量的关系为：

W Q T (8 — 1) 式中T ——计算时段，s。

根据工程设计的需要，T 可分别采用年、季或月。则其相应的径流分别称为年径流、

季径流或月径流。其中年径流及其时程分配形式对水利水电工程的规划设计尤为重要。本章

重点介绍年径流的分析计算，较短时段径流的分析计算。可以参照进行。

一、径流特性

河川径流具有如下的一些特性：

1。径流的季节分配

河川径流的主要来源为大气降水。降水在年内分配是不均匀的，有多雨季节和少雨季节，径流也随之呈现出丰水期和枯水期，或汛期与非汛期。最大日径流量较之最小日径流量，有

时可达几倍到几十倍。

2．径流的地区分布

河川径流的地区性差异非常明显，这也和雨量分布密切相关。多雨地区径流丰沛，少雨

地区径流较少。我国的丰水带。包括东南和华南沿海，云南西部和西藏东部，年径流深在

1000mm以上。我国的少水带，包括东北西部，内蒙古、宁夏、甘肃大部和新疆西北部，年径

流深在 10— 50mm之间；而许多沙漠地区为干涸带。年径流深不足10mm。

3。径流的周期性

绝大多数河流以年为周期的特性非常明显。在一年之内，丰水期和枯水期交替出现，周

而复始。又因特殊的自然地理环境或人为影响，在一年的主周期中，也会产生一些较短的特

殊周期现象。例如，冰冻地区在冰雪融解期间，白昼升温，融解速度加快，径流较大；夜间

相反，呈现出以锯齿形为特征的径流日周期现象。又如担任调峰任务的水电站下游，在电力

负荷高峰期间，加大下泄流量，峰期过后。减小下泄流量，也会出现以日为周期的径流波动

现象。

在实测年径流系列中，往往发现连续丰水段或连续枯水段交替出现的现象，连续2—3 年年径流偏丰或偏枯的现象极为常见；连续3— 5 年也不罕见，有的甚至超过10 年以上。这种连续丰水段或连续枯水段的交替出现，会形成从十几年到几十年的较长周期，需要通过周

期分析加以识别。

二、年径流分析计算的目的和内容

( 一 ) 目的

年径流分析计算是水资源利用工程中最重要的工作之一。设计年径流是衡量工程规模和

确定水资源利用程度的重要指标。

水资源利用工程包括水库蓄水工程、供水工程、水力发电工程和航运工程等，其设计标

准，用保证率表示，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

的年数占运用年数的百分比。例如，一项水资源利用工程，有90％的年份可以满足其规划设计确定的目标，则其保证率为90％，依此类推。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。水资源利用程度，在分析枯水径流和时段最小流量时，还可用破坏率，即破坏年数占运用年数的百分比来表示，在概念上更为直观。事实上，保证

率和破坏率是事物的两个侧面，互为补充，并可进行简单的换算。设保证概率为p，破坏概率为 q，则 p＝ 1-q 。

( 二 ) 年径流分析计算的内容

年径流分析计算的内容如下：

(1)基本资料信息的搜集和复查。进行年径流分析的基本资料和信息，包括设计流域和参证流域的自然地理概况、流域河道特征、有明显人类活动影响的工程措施、水文气象资料，

以及前人分析的有关成果。其中水文资料，特别是径流资料为搜集的重点。对搜集到的水文

资料，应有重点地进行复查，着重从观测精度、设计代表站的水位流量关系以及上下游的水

量平衡等方面，对资料的可靠性作出评定。发现问题应找出原因，必要时应会同资料整编单

位，作进一步审查和必要的修正。

(2)年径流量的频率分析计算。对年径流系列较长且较完整的资料，可直接据以进行频率

分析，确定所需的设计年径流量。对短缺资料的流域，应尽量设法延长其径流系列，或用间

接方法，经过合理的论证和修正、移用参证流域的设计成果，详见第二节和第三节。

(3)提供设计年径流的时程分配。在设计年径流量确定以后，参照本流域或参证流域代表年的径流分配过程，确定年径流在年内的分配过程，详见本章第四节。

(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，详见本章第五一七节。

(5)对分析成果进行合理性检查。包括检查分析计算的主要环节，与以往已有设计成果和地

区性综合成果进行对比等手段，对设计成果的合理性作出论证。

第二节有较长资料时设计年径流频率分析计算

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系列，其长度不小

于规范规定的年数，即不应小于 20 年。如实测系列小于 20 年，应设法将系列加以延长；如系列

中有缺测资料，应设法予以插补；如有较明显的人类活动影响，应进行径流资料的还原

工作。

一、年径流系列的一致性和代表性分析

( 一 ) 年径流系列的一致性分析

应用数理统计法进行年径流的分析计算时，一个重要的前提是年径流系列应具有一致性。

就是说组成该系列的流量资料，都是在同样的气候条件、同样的下垫面条件和同二测流断面

上获得的。其中气候条件变化极为缓慢，一般可以不加考虑。人类活动影响下垫面的改变，

有时却很显著，为影响资料一致性的主要因素，需要重点进行考虑。测量断面位置有时可能

发生变动，当对径流量产生影响时，需要改正至同一断面的数值。

影响径流的人类活动，主要是蓄水、供水、水土保持以及跨流域引水等工程的大量兴建。

大坝蓄水工程，主要是对径流进行调节，将丰水期的部分水量存蓄起来，在枯水期有计划地

下泄，满足下游用水的需要。一船情况下，水库对年径流量的影 M向较小，而对径流的年内分配影

响很大。供水工程主要向农业、工业及城市用水提供水量，其中尤以灌溉用水占很大比重。但供水

中的一部分水量，仍流回原河流，称回归水，分析时应予注意。水土保持是根

治水土流失的群众性工程，面广量大， 70 年代后发展很快。一些重点治理的流域，河川径流和

泥沙已发生了显著变化，而且这种趋势还将长期持续下去。

可见在工程水文中，很多情况下需要考虑人类活动的影响，特别是在年径流分析计算中，需

要考虑径流的还原计算，把全部系列建立在同一基础上。

( 二 ) 年径流系列的代表性分析

年径流系列的代表性，是指该样本对年径流总体的接近程度，如接近程度较高，则系列

的代表性较好，频率分析成果的精度较高，反之较低。因此，在进行年径流频率分析之前，

还应进行系列的代表性分析。

样本对总体代表性的高低，可通过对二者统计参数的比较加以判断。但总体分布是未知

的，无法直接进行对比，只能根据人们对径流规律的认识以及与更长径流、降水等系列对比，进行合理性分析与判断。常用的方法如下：

1．进行年径流的周期性分析

对于一个较长的年径流系列，应着重检验它是否包括了一个比较完整的水文周期，即包

括了丰水段 ( 年组 ) 、平水段和枯水段，而且丰、枯水段又大致是对称分布的。一般说来，径

流系列愈长，其代表性就愈好，但也不尽然。如系列中的丰水段数多于枯水段数，则年径流可

能偏丰，反之可能偏低。去掉一个丰水段或枯水段径流资料，其代表性可能更好。又如，

有的测站， 1949 年以前的观测精度较低，50 年代初期，曾大量使用这些资料，但随着观测期的不断增长，可能已不再使用这些资料，且代表性可能更好一些。但是对去掉部分资料的情

况，应特别慎重对待，须经充分论证后决定取舍。·

一个较长的水文周期，往往需要几十年的时间，在条件许可时，可以在水文相似区内，

进行综合性年径流或年降水周期分析工作，·并结合历史旱涝分析文献，做出合理的判断。

2．与更长系列参证变量进行比较

参证变量系指与设计断面径流关系密切的水文气象要素，如水文相似区内其他测站观测

期更长，并被论证有较好代表性的年径流或年降水系列。设参证变量的系列长度为N，设计代表站年径流系列长度为 n，且 n 为二者的同步观测期。如果参证变量的 N 年统计特征 ( 主要是均值和变差系数 ) 与其自身” 年的统计特征接近，说明参证变量的 n 年系列在 N 年系列中具

有较好的代表性。又因设计断面年径流与参证变量有较密切的关系，从而也间接说明设计断

面 n 年的年径流系列也具有较好的代表性。

二、年径流的频率分析

水文要素频率分析的通用方法，在第七章中已有详细阐述，此处重点针对年径流的特点，补

充介绍一些应予注意的事项。

(一 ) 选择

当年径流资料经过审查、插补延长、还原计算和资料一致性和代表性论证以后，应按逐

年逐月统计其径流量，组成年径流系列和月径流系列。这些数据绝大部分可自《水文年鉴》

上直接引用，但须注意《水文年鉴》上刊布的数字是按日历年分界的，即每年l —12 月为一个完整的年份。

在水资源利用工程中，为便于水资源的调度运用，常采用另一种分界的方法，称水利年

度。它不是从 1 月份开始，而是将水库调节库容的最低点( 汛前某一月份，各地根据入汛的迟

早具体确定 ) 作为一个水利年度的起始点，周而复始加以统计，建立起一个新的年径流系列。

当年径流系列较长时，用上述两种系列做出的频率分析成果是很接近的。

( 二 ) 线型与参数估算

经验表明，我国大多数河流的年径流频率分析，可以采用P—Ⅲ型频率分布曲线，但规

范同时指出，经分析论证亦可采用其他线型。

P —Ⅲ型年径流频率曲线有三个参数，其中均值( x ) 一般直接采用矩法计算值；变差系

数 ( C v)可先用矩法估算，并根据适线拟合最优的准则进行调整；偏态系数( C s ) 一般不进行计算，而直接采用 C v的倍比，我国绝大多数河流可采用 C s＝2—3 C v。在进行频率适线和参

数调整时，可侧重考虑平、枯水年份年径流点群的趋势。

( 三 ) 其他注意事项

1．参数的定量应注意参照地区综合分析成果

对中小流域设计断面径流系列计算的统计参数，有时也会带有偶然性。因此在有条件时，应注意和地区综合分析的统计参数成果进行合理性比较，特别是在系列较短时尤应注意。我

国已制定有全国和各地区的中小河流年径流深和 C v的等值线图，可以作为重要的参考资料。

2．历史枯水年径流的考证和引用

如果在实测年径流系列以外，还能考证到历史上曾经发生过更枯的年径流时，应进一步

考证其发生的重现期，并点绘到年径流频率图上，可以起到控制频率曲线合理外延的作用。

第三节短缺资料时设计年径流的频率分析计算

短缺径流资料的情况可分为两种：一种是设计代表站只有短系列径流实测资料(n ＜ 20 年) ，其长度不能满足规范的要求；一种是设计断面附近完全没有径流实测资料。对于前一种情

况，工作重点是设法展延径流系列的长度；对于后一种情况，主要是利用年径流统计参数

的地理分布规律，间接地进行年径流估算。

一、有较短年径流系列时设计年径流频宰分析计算

本法的关键是展延年径流系列的长度。方法的实质是寻求与设计断面径流有密切关系并

有较长观测系列的参证变量，通过设计断面年径流与其参证变量的相关关系，将设计断面年

径流系列适当地加以延长至规范要求的长度。当年径流系列适当延长以后，其频率分析方法

与本章第二节所述完全一样。

最常采用的参证变量有：设计断面的水位、上下游测站或邻近河流测站的径流量、流

域的降水量。参证变量应具备下列条件：

(1)参证变量与设计断面径流量在成因上有密切关系。

(2)参证变量与设计断面径流量有较多的同步观测资料。

(3)参证变量的系列较长，并有较好的代表性。

( 一 ) 利用本站的水位资料延长年径流系列

有些测站开始只观测水位，后来增加了流量测验。可根据其水位一流量关系，将水位资

料转化成径流资料。

( 二 ) 利用上下游站或邻近河流测站实测径流资料，延长设计断面的径流系列

同一河流上下游的水量存在着有机联系，因此，当设计断面上下游不太远处有实测径流

资料时，常是很好的参证变量，可通过建立二者的径流相关加以论证。同一水文气候区内的

邻近河肋当流域面积与设计流域面积相差不太悬殊时，其径流资料也可试选为参证变量。下

面是一个实例。

设有甲乙 2 个水文站，设计断面位于甲站附近，但只有1971— 1980 年实测径流资料。其下游的乙站却有 196l 一 1980 年实测径流资料，见表 8— 1( 表 8— 1 引自参考文献 [1]) 。将二者 10 年同步年径流观测资料对应点绘，发现关系较好，如图 8— l( 图 8— 1 引自参考文献 [1]) 。根据二者的相关线，可将甲站1％ 1 一 1970 年缺测的年径流查出，延长年径流系列，进行年

径流的频率分析计算。

表 8— 1 某河流甲乙两站年径流资料

3

单位： m／ s

1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 乙1400 1050 1370 1360 1710 1440 1640 1520 1810 1410 站

甲(1120) (800) (1100) (1080) (1510) (1180) (1430) (1230) (1610) (1150) 站

1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 乙1430 1560 1440 1730 1630 1440 1480 1420 1350 1630 站

甲1230 1350 1160 1450 1510 1200 1240 1150 1000 1450 站

注括号内数字为插补值。

( 三 ) 利用年降水资料延长设计断面的年径流系列

径流是降水的产物。流域的年径流量与流域的年降水量往往有良好的相关关系。又因降

水观测系列在许多情况下较径流观测系列长，因此降水系列常被用来作为延长径流系列的参

证变量。从理论上讲，这个参证变量应取流域降水的面平均值，有条件时应尽量这样做，但

实际上，流域内往往只有少数甚至只有一处降水量观测点的系列较长，这时也可试用此少数

点的年降水量与设计断面的年径流建立相关关系，如关系较好，亦可据以延长年径流系列。

在一些小流域内，有时流域内没有长系列降水量观测，而在流域以外不远处有长系列降水量

观测，也可以试用上述办法。总之以降水与径流相关关系较好作为采用的原则。

(四)注意事项

利用参证变量延长设计断面的年径流系列时，应别注意下列问题：一是尽量避免远距离测

验资料的转相关。如设计断面C设与一参证断面 C 参相距很远，它们的年径流之间，虽有一定

相关关系，但相关系较小。如在它们之间还有两个 ( 或几个 ) 测流断面 C1、 C2，系列均较短，不符合

参证站条件，但 C2与 C 参、C1与 C2以及 C设与 C1年径流的相关关系均较好，可通过辗转相关，

把 C 参的信息传递到 C设上来。表面看来各相邻断面，年径流的相关程度虽均较高，但

随着每次相关误差的累积和传播，最终延长C 种做法不宜提倡。二是系列外延的幅度不宜过大，设年径流系列的精度并不会因之提高，因此这

一般以控制在不超过实测系列的50％为宜。

二、缺乏实测径流资料时设计年径流量的估算

在部分中小设计流域内，有时只有零星的径流观测资料，且无法延长其系列，甚至完全

没有径流观测资料，则只能利用一些间接的方法，对其设计径流量进行估算。采用这类方法

的前提是设计流域所在的区域内，有水文特征值的综合分析成果，或在水文相似区内有径流

系列较长的参证站可资利用。

( 一 ) 参数等值钱图法

我国已绘制了全国和分省( 区 ) 的水文特征值等值线图和表，其中年径流深等值线图及C v 等值线图，可供中小流域设计年径流量估算时直接采用。

1．年径流均值的估算

根据年径流深均值等值线图，可以查得设计流域年径流深的均值，然后乘以流域面积，

即得设计流域的年径流量。

如果设计流域内通过多条年径流深等值线，可以用面积加权法推求流域的平均径流深，

见图 8— 2。计算公式为：

n n

R R i A i / A i （ 8-2 ）

i 1 i 1

式中 R i——分块面积的平均径流深，

R ——流域平均径流深，mm。

mm； A i——分块面积，km2；

其中流域顶端的分块，可能会在流域以外的一条等值线之间，如图8— 2 中的及R n A n。

OA

R＝ 700+(800-700)(mm)

OB

上述两种计算流域年径流深均值的方法，都不是很严格的，但作为径流深均值的估值，

已经可以满足要求了。

年径流深均值确定以后，可通过下列关系确定年径流量：

W＝ KRA (8-3)

3

式中 W——年径流量，m

R——年径流深，mm；

2

K——单位换算系数，采用上述各单位时，K＝ 1000。

2．年径流 Cv 值的估算

年径流深的Cv 值，也有等值线图可供查算，方法与年径流均值估算方法类似，但可更简单一点，即按比例内插出流域重心的Cv 值就可以了。

3．年径流 Cs 值的估算

年径流的 Cs 值，一般采用 Cv 的倍比。按照规范规定，一般可采用 Cs＝ 2—3Cv。在确定了年径流的均值、 Cv， Cs 后，便可借助于查用 P—Ⅲ型频率曲线表，绘制出年径

流的频率曲线，确定设计频率的年径流值。

( 二 ) 经验公式法

年径流的地区综合，也常以经验公式表示。这类公式主要是与年径流影响因素建立关系。例如，多年径流均值的经验公式有如下类型：

Q b1 An1 (8-4)

或 Q b2 An 2 P m (8-5)

3

Q ——多年平均流量，m／ s；

2

A ——流域面积，km．

P——多年平均降水量，mm；

b1， b2、 n1、 n2、m——参数，通过实测资料分析确定，或按已有分析成果采用。

不同设计频率的年平均流量 Qp，也可以建立类似的关系，只是其参数的定量亦各有不这类方法的精度，一般较等值线图法低。但在进行流域初步规划，需要快速估算流域的

地表水资源量及水力蕴藏量时，有实用价值。

( 三 ) 水文比拟法

水文比拟法是无资料流域移置 ( 经过修正 ) 水文相似区内相似流域的实测水文特征的常用方法，特别适用于年径流的分析估算。当设计断面缺乏实测径流资料，但其上下游或水文相似区内有实测水文资料可以选作参证站时，可采用本法估算设计年径流。

本法的要点是将参证站的径流特征值，经过适当的修正后移用于设计断面。进行修正的

参变量，常用流域面积和多年平均降水量，其中流域面积为主要参变量，二者应比较接近，通

常以不超过 15％为宜；如径流的相似性较好，也可以适当放宽上述限制。当设计流域无降水

资料时，亦可不采用降水参变量。年径流移置的形式如下：

Q K1 K 2 Q c (8 — 6)

式中 Q ， Q c——分别为设计流域和参证流域的多年平均流量，

3

m／ s；

K1、 K 2——分别为流域面积和年降水量的修正系数，K 1 ＝ A／Ac，K2 P / P c；

A 、 Ac——分别为设计流域和参证流域的流域面积，km2；

P 、P c——分别为设计流域和参证流域的多年平均降水量，mm。

年径流的 Cv 值可以直接采用，一般无须进行修正，并取用Cs＝ 2—3Cv。

如果参证站已有年径流分析成果，也可以用下列公式，将参证站的设计年径流直接移用

于设计流域。

Q p K

1

K

2

Q

p,c (8 —7)

下标严代表频率，其他符号的意义同前。

水文比拟法成果的精度，取决于设计流域和参证流域的相似程度，特别是流域下垫面的情况要比较接近。

当设计断面有不完整的径流资料时，如只有少数几年的年径流资料，或只有若干年的汛

期或枯水期的径流资料，虽不足据以延长年径流系列至所需长度，但仍应充分加以利用，如

与参证站的同步径流资料点绘，可以进一步论证二者的径流相似程度。

三、流量历时曲线的绘制

在有部分径流资料的情况下，还可以用绘制流量历时曲线的方法，满足某些工程，如小

型水电站、航运和漂木等在规划设计中确定对水资源利用保证率的初步需要。在一些有径流

频率分析计算成果的大中型水利水电工程中，为了专项设计任务的需要，有时也可以绘制这

种曲线，作为深入分析研究的辅助手段。在我国的小型水力发电站水文计算规范中，已将此

法列为一项重要的工作内容。

流量历时曲线是累积径流发生时间的曲线，表示等于或超过某一流量的时间百分数。径

流统计时段，可按工程的要求选定，常采用日或旬为单位。当资料年数较多时，为简化计算，也可以按典型年( 详见下节 ) 或丰平枯代表年绘制流量历时曲线。当资料年数较少时，也可采

用全部完整年份的流量资

料绘制流量历时曲线。

现以代表年日平均流量历时曲线为例，说明曲线的制作方法和步骤。将代表年365 个日平均流量分为n 级 (n ＝ 20— 50) ，取每组资料的平均值，从大到小排队，与累积时间百分数对应点绘，即得代表年的日平均流量历时曲线。对应于某一流量，可以从曲线上查得年内出现

等于或大于该值历时的百分数，如为 80％，即一年内有80％的时间，流量将不小于该指定值。这对小水电站的保证出力计算、河流可通航天数和漂木天数的估算，具有重要的实际意义。

图 8—4 给出了某水文站日平均流量历时曲线的一个示例。

第四节设计年径流的时程分配

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

规模和水资源利用程度关系很大。元径流调节设施的灌溉工程，完全利用天然河川径流，主要

依赖灌溉期径流的大小，决定对水资源的利用程度。灌溉期径流比重较大的河流，径流利用程

度比较高，反之较低。对水库蓄水工程来说，非汛期径流比重愈小，所需的调节库容愈大；反

之则小。如图 8-5 所示。设来水量相同，汛期与非汛期的来水比例不同，但需水过程

相同。图（ a）中枯季径流较小，为满足需水要求，所需调节库容V1较大；图 (b) 中枯季径流较大，所需调节库容V2较小。

因此，当设计径流量确定以后，还须根据工程的目的与要求，提供与之配套的设计径流

时程分配成果，以满足工程规划设计的需要。但是径流年内分配的随机性很强，即使年径流

总量相同或接近时，其在年内按月分配的过程，也可能有很大的差异。如何确定一个合理的

设计年径流分配过程，常用下列几种方法。

一、代表年法

在工程水文中，常采用按比例缩放代表年径流过程的方法，来确定设计年径流的时程分

配。代表年法比较直观和简便，采用较广。

( 一 ) 代表年的选择

(1) 根据设计标准，查年径流频率曲线，确定设计年径流量W p或Q p。为了检验工程在不同来水年份的运行情况，又常选出丰平枯三个年份 ( 如频率 P＝ 20％、50％、80％或 P＝ 25％、50％、 75％ ) 为代表年。对水资源综合利用工程，其中分项任务( 城市供水、发电、灌溉等 ) 设计标准各有不同，应选出相应于各个分项任务设计标准的代表年。

(2)在实测年径流资料 W实 ( 或 Q实) 中，选出年径流量接近W p ( 或Q p ) 的年份。这种年份有时可能不只一个，可选出供水期径流较小的年份为代表年。

( 二 ) 年径流时程分配计算

Q 实 ) ，并求出设计年径流W p ，( 或Q p ) 当代表年选定以后，统计出实测年径流W实

( 或

与实测年径流的比例系数K。

K W p / W实(8 — 8a)

或K Q p / Q实(8 — 8b)

用此系数遍乘代表年各月的实测径流过程，即得设计年径流的按月时程分配。

二、虚拟年法

在水资源利用规划阶段，有时并不针对某项具体工程的具体标准，而只作水资源利用的宏

观分析或评估，则年径流的时程分配可采用一种多年平均情况，即年和各月的径流均采用多年

平均值，并列出丰、平、枯三种代表年的年径流及按月时程分配。目前许多大中河流均

有年、月径流的多年均值及其不同频率的相应计算值可供采用。这种年径流的时程分配型式，不是来

自某些代表年份，而是代表多年的统计特征，是一种虚拟的年份，故称虚拟年法。

三、全系列法

评价一项水资源利用工程的性能和效益，最严密的办法是将全部年、月径流资料，按工

程运行设计进行全面的操作运算，以检验有多少年份设计任务不遭到破坏，从而较准确地评

定出工程的保证率或破坏率。显然，这种方法较之上述两种方法更为客观和完善。它的缺点

是计算较繁，特别是当年、月径流系列较长时，工作量很大，手工操作比较困难。但是，由

于电子计算机的迅速推广和普及，上述困难不难克服。因而全系列法已越来越多地引起重视

和被采用。

四、水文比拟法

对缺乏实测径流资料的设计流域，其设计年径流的时程分配，主要采用水文比拟法推求，即

将水文相似区内参证站各种代表年的径流分配过程，经修正后移用于设计流域。先求出参

证站各月的径流分配比，遍乘设计站的年径流，即得设计年径流的时程分配。月径流分配比

按下式推求：

y i / Y (8 — 9)

i

式中i ——参证站第i 月的径流分配比，％；

3

y i——参证站第z．月的径流量，m；

Y ——参证站年径流量，m3。

如果找不到合适的参证站，但设计流域有降水量资料时，也可以将月降水量分配比，近

似地移用于年径流的分配，但此法精度较差，使用时应予注意。在小流域中，其近似性较好，中等以上流域，一般不宜采用此法。

第五节年际连续枯水段径流分析

前面介绍的年径流分析计算，是以年为设计时段的，但有些大型蓄水工程，特别是具有

多年调节性能的大型水库工程，在规划、设计和运行中，不仅要考虑年径流设计值，而且还

要考虑年际连续枯水段出现的情况。

年际连续枯水段是设计断面连续多年发生年径流偏枯的现象，为河川径流的一种特性，

在我国许多河流上均有发现，见表8— 2。

水资源利用工程中需要考虑的问题．（ 1）对已出现的某一连续枯水段的重现期如何确定 ?②连续枯水段的频率曲线如何分析计算 ?

一、连续枯水段的定义与选样

1．连续枯水段定义

描述年径流丰枯程度的指标很多，其中较常用的一种指标是以年径流系列均值进行界定

的：凡低于年径流均值的年份，均作为枯水年份。连续发生几个枯水年份，称枯水段。国际

上在进行水文干旱持续性分析时，也常采用这一指标。

2．连续枯水段选样

根据上述定义，可将全部年径流系列N年中长度为设计需要而定 ) 的连续枯水段一一选出组成一个新的系列。n(n ＝ 2、 3、 4 年、。。。。。。，根据工程其中径流变量可采用 n 年中的平均

n

年径流量Q n＝Q

年

/ n ，并须注意各年的径流资料，只能统计到一个枯水段中，不要重复i

使用。显然这个新的Q n系列的长度N’《 N，因为有些年份并不属于枯水年份，而属于枯水范围，又不一定是连续出现的。只有在年径流系列长度N 很大时，才有可能选出可供频率分析的连续枯水段样本。因此，往往需要设法延长年径流系列的长度。

另外，连续枯水段长度n 愈大，选样愈困难，这时也可适当酌情放宽选样条件，如在连续枯水段中间，偶而出现个别略大于多年年径流均值的平水年份，仍可作为连续枯水段加以

统计。

①其值为连续枯水段平均流量与多年平均流量之比

二、连续枯水段的重现期考证

当选出的连续枯水段系列的最小项在量级上比较突出，为连续特枯段时，就需对其出现

的重现期进行考证。下面介绍一些可以试用的方法。

1．历史资料考证法

在我国的历史文献中，关于旱情的记载很多，特别是对连续数年大旱记载尤详。目前我

国已出版或正在出版全国、各大流域和各省 ( 区 ) 的历史水旱灾害专著，其中有系统整理的大量

历史旱情资料，是考证历史连续枯水段重现期的重要文献，可资参考。

2．树木年轮法

树木年轮的疏密，与年降水的丰枯往往有较好的对应性，在干旱、半干旱地区尤为明显。国内外均有利用树木年轮的变化重建降雨系列的经验，有的可将系列延长至200—300 年。从而可进一步对连续枯水段的重现期作出判断。

3．随机模拟法

利用随机模拟技术，生成超长年径流系列，是另一种新的尝试，有的已初步应用于实践。此法弥补了年径流系列一般较短的缺陷，为连续枯水段的分析研究，提供了另一种有用途径。

三、连续枯水段的频率分析

当连续枯水段径流系列组成以后，亦可仿年径流频率分袄方法进行，但系列的排序，习

惯上按由小到大。经验点据的绘点位置，仍按数学期望公式计算，即

P n M /( N 1) (8—10)

式中 P n——连续n年枯水段平均流量的频率，％；

M—— Q n系列中事件的排位序数；

N——年径流系列的总长度，年。

这种频率曲线给出了连续n 年枯水段在N 年中发生的频率( 图 8— 6) ，可以作为水资源利

用工程规划设计的参考。至于工程对各项任务 ( 如发电、城市及工业供水、灌溉等 ) 的保证率或破坏率，仍需按水库运行设计，对采用的连续枯水段或全部年径流系列进行径流调节演算

后加以确定。

各种不同持续年数 (n) 的连续枯水段径流频率综合绘制在一张图上，以资比较，并满足规划设计的不同要求。

第六节径流随机模拟

由于实际水文资料往往比较短，难于满足实际水文程作随机模拟。这种随机模拟的目的

之一在于充分利用是用来延长资料长度。当所建模型及参数准确时，这种年月径流随机模拟

方法，对于多站及更深入的随机模拟

一、随机过程基本知识

( 一 ) 随机过程和时间序列的定义

在实际问题中，常涉及试验过程随某个参变量的变的流量、水位是随时间变化的随机变

量，气温是随时间这种随机变量为随机函数，并称以时间为参数的随机函数为随机过程，记

为 { (t), t

T} ， T 是 t 变化的范围。

随机过程在一次试验或观测中所得结果，称为随机过程的一个实现。

若时间参变量 T 是连续时刻的集合，则称这种随创机过程为连续参数随机过程，如水位

过程、流量过程等。若时间参变量 T 是程为离散时刻的集合，则称这种随机过离散参数随机过程，也称为随机序列或时间序列。如年、月径流程，年最大流量过程都是时间序列，也称 水文时间序列。

( 二) 随机过程的数字特征

随机过程

(t) 在任一固定时刻的状态是随机变量，因此可按与前述随机变量同样的方法定义

随机过程的数学期望和方差。定义如下

数学期望

(t) E[ (t )]

(8

— 11) 方差

2

(t) E{[ (t )

(t)] 2}

(8

—12)

为了规划随机变量两个不同时刻状态间关系的密切程度，可定义随机变量的自相关函数

为

R(t 1 ,t 2 ) E{

[ (t 1

)

(t 1 )][ (t 2 ) (t 2

)]

}

（ 8-13 ）

(t 1 ) (t 2 )

( 三 ) 随权过程基本分类 l

。按统计性质的稳定性分类

按随机过程的统计性质是否随时间而变化，可分成平稳和非平稳过程。若随机过程统计数字特征不随时间的平移而变化，则称为平稳过程，否则为非平稳过程。

2 ．按不同时刻状态间的关系分类

可分成独立过程和马尔柯夫过程。若过程各状态相互独立，则称为独立随机过程。在非 独立随机过程中，最重要的一类是马尔柯夫过程，其特点是

t n 时刻状态只与 t n 1 时刻有关，

而与 t n 1 以前各时刻无关。

以上各个概念的严格定义，可参见有关文献。

二、径流随机模拟一船步骤

图 8— 7 给出了单站年径流随机模拟的一般步骤：①时间序列组成分析；②模型的建立；②序列的生成；④模型及生成系列的检验。

三、水文时间序列的组成分析

水文序列 Q t一殷可按下式表示：

Q t T t C t P t S t（8-14）

T t， C t， P t， S t——分别为趋势项、跳跃项、周期项和随机项。

当水文序列 Q t中不含T t，C t，P t等确定性成分时，如 Q t＝S t，即仅包括随机成分的序列。

对年径流序列而言，这种情况是出较常见的。但月径流序列因存在明显的年周期，所以不是

仅包括随机成分的序列。

趋势项指的是水文变量的统计参数 ( 主要是均值 ) 的长期系统性升降，如图 8—8 即存在明显趋势 ( 增长 ) 。一般是由于气候因子或下垫面因子逐步改变而引起的缓慢变化。

对实测水文序列，可用假设检验或滑动平均的方法查明是否存在趋势。若存在趋势，呈

线性变化时，常用线性方程拟合，然后从序列中将趋势滤掉。

跳跃项是指水文序列急剧变化的一种形式，当水文序列从一种状态过渡到另一种状态时表现

出来。见图 8-9 。跳跃是人为或自然原因造成的。如建库后面积增大，蒸发量等损失增

加，有可能出现跳跃，并反映在年径流序列的均值等参数。突变可看作跳跃的一种特殊情况，如由

于地震塌方，拦截江河，形成水库以后溃坝，这样引起流量的突变，随着临时水坝的冲

毁，又恢复到原来状态。

跳跃是否存在于序列中，多用分割样本的方法检验。若存在较显著的跳跃成分，应从序列中排除掉，使得剩余序列具有原始状态或一致条件。

周期项 ( 含近似周期 ) 是由于天体运动的周期性影响造成的，如地球公转、自转引起以年和日为周期的变化，以及太阳黑子活动引起的旱涝多年变化。通常可用谐波分析的方法析

出，再从序列中滤掉。

随机成分是由于不规则及随机振荡引起的，一般由相依成分和纯随机成分组成。严格地讲，几乎所有水文变量应是非平稳过程。不过除了人为影响及自然灾变外，水文环境的变

化在数十年或几百年期间都相当小，因此，从实用观点，常把水文序列中的随机成分看作平

稳过程。

图8— 8 序列趋势变化示意图

图8—9 跳跃成分及包含跳跃成分的合成序列

四、单站年月径流随机模型的建立

对年月径流序列建立随机模型一般是对原始年月径流序列排除趋势跳跃等确定性成分后

的随机成分而建立的模型。设用于建模的年径流序列为Q1， Q2，?， Q n。

径流序列随机模型是实测时间序列一种概化的数学式子。目前常见的随机模型有：线性

平稳模型、非线性平稳模型，马尔柯夫模型及非马尔柯夫模型等。对年径流序列而言，常采

用线性平稳模型或马尔柯夫模型。

建立随机模型的一般步骤为：①选择模型；②确定阶数；②估计模型参数

(一)单站年径流随机模型的建立

通常采用线性自回归模型，即马尔柯夫模型

1．线性自回归模型的一船形式

Q t Q p ,1 (Q t 1Q ) p, 2 (Q

t 2

Q )

p , p (Q t p Q ) t（8-15）

Q t ——第 t 年的年径流量，t=1 ， 2，?，常称式（8-15 ）的Q t为自回归系列。Q—— Q t序列的平均值；

p ,1 ，?，p, p ——自回归系数或偏相关系数，反映Q t在时间上相依性大小；

t——模型残差项，纯随机成分，t与Q t 1，Q t，?无关且是独立随机变量，其均值为

0，方差为2

t 。

由于2t与 Q t的方差Q2 有确定关系，因此，一般自回归模型中参数有：Q 、Q和p ,1 ，?，p , p，共 p 十 2 个参数。

该模型说明第t 年年径流量仅依赖于第t 一 1 年、第 t 一 2 年、?、第 t 一 p 年的年径流

量和一个纯随机变量t

。

若令 y t Q t Q ，则式(8—15)变为：

y t p ,1 y

t 1 p,2

y

t 2 p , p

y

t p t (8 — 16)

式 (8 —16) 是中心化变量表示的自回归模型。2．模型参数的估计

1 n

Q i

Q

n i 1

1 n

Q ) 2

?Q s Q (Q t

n 1 i 1

?

p,1 1 r1 r2 r p

1

1

r1

p,2

r1 1 r1 r p 2 r2

）

（ 8-19 ?

p,3 r p 1 r p 2 r p 3 1 r p

其中 K阶样本自相关系数r K在n较大，K较小时，计算公式为

n K

n (Q t Q )(Q t K

Q )

t 1

（ 8-20 ）

r K

n

n K

(Q t Q )2

t

1

据推导

?2t ?Q 2 (1

?p, 1r

1

?p, 2 r

2

?p, p r p

)

（ 8-21 ）

在数学上序列，一般假定

t 为正态分布，故不需计算其偏态系数。但对于具有偏态的水

文系列，一般把

t 当作 P-Ш型分布，因此还必须估计

t 的偏态系数 Cs t 。

1

n

?t )

3

Cs t

3) ? 3

( t

（ 8-22 ）

( N

P

t t P 1

t （ t=P+1 ，P+2，?，n ）是根据估计出的以上 P+2 个参数及观测序列

Q t ，利用公式（ 8-15 ）

反推得到的。平均值

?

t 是根据反推序列

t

利用矩法估计的。

3．常见 AR （ 1）及 AR （ 2）模型参数估计公式 AR （ 1）模型形式为：

Q t

Q

1,1

(Q

t 1

Q )

t

模型参数估计公式为：

?

1,1

r

1

? t

?Q 1 r 12

1

n

? 2

C s

( t

t

( n 4) 3

)

? t t

2

AR （ 2）模型形式为：

?2,1

r 1 (1 r 2 ) /(1 r 1 2 ) ?

2, 2

(r 2

r 12 ) /(1 r 12 )

? t

?Q 1

?

2,1 r

1

?

2,2 r

2

1

n

? 3

C s

( t

t

(n 5) 3

)

? t t

3

（ 8-23 ）

（ 8-26 ）

（ 8-31 ）

4．模型阶数 P 的确定

对于AR（ P）序列，可以证明：它的自相关系数随滞时增大而减小，呈拖尾状，而偏相

关系数K ,K 则呈截尾状，在 K P 时出现一个截止点，即在 K P 时，K ,K 0 ，当K P

时，

K ,K 0 。因此从理论上讲，可以通过计算不同的? 进行模式识别。例如，当从样

K , K

本序列估计?K , K在K 3时具有明显的截尾现象，那么可以推断该水文序列P 3 即适合于AR（ 3）模型。但是由于实际水文样本容量较小，故统计量 ?K ,K抽样误差较大，即使是AR（P）序列，当 K P 时，?K ,K可能并不为零，这样就难于做直观判断，必须进行统计推断。

统计推断方法是：取显著水平0.05 ，若?K , K 1.96

?K ,K异于0

n

，则可接受的假

设。例如，某河流年径流偏相关系数如图8-10 所示，该图表明，只有?1,1超过 95%容许极限，

1.96

即?

1,1 ，故该模型阶数应为 1，即 AR（ 1）模型。

n

（二）单站月径流随机模型的建立

对已有 n 年实测月径流资料的单站通常有两条途径建立其月径流随机模型。一是先建立

年径流模型，再通过建立解集模型把年径流分解成各月月径流。

解集模型公式为：

Y AQ B（8-32）

公式中 Y --各月月径流流量，Y ( y1 , y2 , y12 )T；

Q --年径流量；

A --模型参数， A ( a1, a2, a12 )T，反映各月月径流流量平均分配水平；

B--12 ×12 的参数矩阵，反映各月之间的相关关系程度；

--模型残差项，( 1 , 2 ,12 )T相互独立，可以是正态或偏态分布。

以上参数n 由年实测资料估算。本模型结构简单，概念清晰，但因参数多，故所需实测

资料较长。二是直接建立月径流随机模型，通常采用季节性一阶自回归模型，即假定可用 12 个一阶自回归模型来描述各月月径流流量及相关系数。各月月径流模型如下：

Q

i , j Q

j j

r

j , j 1

(Q

i , j 1

Q

j 1

)

j

1 r

j

2

, j 1 j （ 8-33 ）j 1

公式中

i --年份，i 1,2,...；

j -- 月份， j 1,2,...12 ；

Q i , j -- 第i年第j月的月径流量；

Q j，j-- 第 j 月的月径流均值和均方差，Q0 Q

12

，

0 12

；

r j , j 1 --第j 月和第 j -1月月径流之间的相关系数，r1,0表示第一月和上一年第十二月月径流

量相关系数；

j -- 第j月纯随机变量，是模型残差想，可以是标准正态分布或标准P- Ⅲ分布，各月之间j 相互独立，且j与 Q i , j 1相互独立。

以上各有关参数可由 n 年实测月径流资料用矩法估算。

若j 采用标准正态分布，则月径流量也是正态分布。若j 采用标准 P- Ⅲ分布，则月径流量为近似 P- Ⅲ分布，生成 P-Ⅲ分布j 时，还需估算j 的偏态系数

C s j C sQ j r j3, j 1 C sQ j 1

（8-34 ）

(1

2

)

3 / 2

r

j , j 1

公式中 C sQ j -- 第j月径流偏态系数，j 0 时，表示的是第12 月的偏态系数，该参数可用实测 n 年第j 月月径流序列估算。

五、年月径流序列的生成（模拟）

年月径流序列模拟涉及到纯随机变量t 的生成及由t 生成年月径流序列的问题。

（一）纯随机变量随机数的产生

纯随机变量t的分布可以是正态，也可以是偏态。它的生成一般先生成[0 ， 1] 均匀分布随机数 u，再通过变换生成指定分布的随机数。

1．均匀分布随机数的生成

生成方法有随机数表法、物理方法及数学方法。由于前两种方法存在严重缺陷，故常用

数学方法生成，其中应用最广的是乘同余法。

乘同余法生成随机数递推公式是：

x

n 1 MOD ( x n , M ) n 0,1,2,... (8—35)

u

n 1 x n 1 / M (8 —36)

式(8 — 35) 、式 (8 — 36) 中x0为初值，为乘子，为模，它们均为非负整数，而且＜ M。

x n 1是 x n被M整除后的余数，于是 x n 1＜M，故 u n 1即为[0，1] 上的随机数。

这种方法生成的随机数存在着循环周期，因此， u n 1 不是真正意义上的随机数，俗称“伪随机数”。但由于 M往往取值很大，周期也很长，目前微机上周期可达109以上，实用上完全能满足需要。正因如此，实际大都使用该法生成[0 ， 1] 均匀分布随机数。不过使用前要对生

成的随机数作均匀性、独立性等检验。

2 ．正态分布随机数的生成

通常用 Box— Muller 变换生成，即

N1 2 ln u1 cos(2 u2 ) (8—37)

N1 2 ln u1 cos(2 u2 )

中 (8 — 37) 中u1，u2为 [0 ，1] 上的随机数，N1，N2为相互独立标准化正态随机数。对

于任意正态分布N ( , 2 ) ，随机数 N '生成公式 N ' N ，N为标准化正态分布随机数。

3． P—Ⅲ型分布随机数生

利用舍选法生成 P—Ⅲ型分布随机数，详见图8 一 11。

其中 u i（i 1,2, , n 3 ）为为[0，1]均匀分布随机数，z 为所需生成 P—Ⅲ型分布随机数。该分布 3 个参数为：均值E x，离势系数C v及偏态系数C s。在E x，C v，C s已知的情况下，框图中n、 p、 a、的计算公式如下：

n INT (4 / C s2 ) (8 — 38)

p 4 / C s2 n (8 — 39)

2 /(E x C v C s ) 或 2 /( C s ) （ 8-40 ）

a E x 2E x C v / C s （ 8-41 ）

( 二) 年月径流的生成

AR(1)

已估计出。其模型为

Q t Q 1,1 (Q t 1 Q )

（8-42 ）

t

C s t 。下面分两种情

式 (8 — 42) 中

t 分布参数：均值为0，均方差为t 、，偏态系数为

况介绍年径流生成步骤：

1.考虑年径流为正态分布

这种情况下，t 为正态分布，即 C s t可认为等于0。

生成步骤：

(1)以 Q 或 Q t(t＝l、2、?、n)为 Q0；

(2) 生成一个符合 N (0, t 2 ) 的正态随机数 1

；

(3) 以 Q0及1代入式 (8 — 42) 生成一个年径流Q1；

(4) 同步骤 (2) ，生成一个 2 ；

(5) 以 Q1和 2 代人式 (8 — 42) ，计算出 Q2；

(6) 重复上述步骤，可得到一个很长Q t生成序列，如容量为NN 50的序列 Q t；

(7) 考虑到前50 项可能受初值影响，应舍去，故剩下NN 年生成的年径流系列。2．考虑年径流为偏态分布

这种情况一般考虑

2

t为 P—Ⅲ型分布，t 三个参数是：均值（均值为0），方差t ，偏态系

数 C s t 。生成年径流 Q t序列的方法与考虑年径流为正态分布时几乎一样，唯一不同的是上述

第二步t改用了 P—Ⅲ型分布随机数生成。这样生成的Q t序列可近似认为是P—Ⅲ型分布。六、模型及生成系列的检验

模型检验是指所选用的模型残差t 为独立随机变量是否成立，t 分布是否为假定分布。

生成序列检验是指所生成年月径流序列是否能反映实测径流的统计特性。

1．残差独立性检验

在模型及参数确定后，根据实测样本Q t ，用式（ 8-15 ）可推出残差序列t （t=P+1，?，

n），由

t 序列可计算其各阶自相关系数r K ，再对r K 作独立性假设检验。当检验通过，即

t 满

足独立性，说明建模时对t 独立性假定是成立的，否则要分析产生的原因。若t 序列存在密

切自相关，应考虑使用其他模型。

2．生成系列检验

一般要求生成序列与实测序列统计特征相近。如差异很大，要分析原因，确实是模型结

构问题，应考虑改变模型。

七、实例——红水河龙滩站年径流序列生成

红水河龙滩水库为一多年调节水库，坝址处有自1946— 1979 年共34 年的资料。为了分析工作需要，要求生成年径流系列。

1．径流组成分析

经过分析，末发现有趋势、突变、周期等确定成分，故可直接对实测序列建立平稳模型。

2．模型选择和参数估计‘

为了便于选择模型，已估算了年径流序列统计参数Q 、 C v、 C s及自相关系数r1、 r2、?、

r15，见表8—3及图8—12(a)。从图8—12(a)可看出，自相关系数呈指数衰减趋势，故选用

常用的 AR(P) 模型作为年径流模型。

为了确定模型阶数，计算了K , K

（K 1,2,...,15 1 2

，?，

15)

见图

8 12(b)

。从

? ），互＝，—

图中可知， K＝ 3 时，?K ,K超过置信限范围，而 K＞ 3 时，?K ,K均在置信限范围内，说明?K , K 在 K＞3 久可以认为是 0，因此，应选定阶数为3。

模型参数利用前面介绍的矩法估算，结果为：3,1＝一 0．021，3,2 ＝ 0．143，3, 3＝ 0．333，

t＝ 0．931。此外，利用实测系列仅推出 4 、

5 、?34 、计算出t

的C

s t ，结果是 C s t

接近于 0。

3．年径流序列生成

由于 C s t很小，故把t 当作正态分布，即用正态分布生成t ，利用三阶自回归模型生成

1000F 年径流系列。

4．模型及生成系列的检验

(1) 对于反推序列 4 、5、?34，求自相会系数 r K，经检验可认为是独立的，因此，模

型的假定是成立的。

(2) 生成系列的检验。对生成1000F 年径流系列计算Q、、C v、C s及自相关系数r1、r2、?，见表8—3。通过对比发现两序列各项统计参数相对误差较小。

以上检验结果表明，所建模型是可接受的。

总之，径流随机模型是随着数学中随机过程理论和电子计算机技术在水文学中应用而逐

渐发展起来的，所有各种随机模型都是建立在水文现象的统计特性基础上，模型中参须基于

实测资料所提供信息加以估计，因此，只有深入了解水文现象的特性以及获得尽能多的可靠

信息，才能更有效地使随机模型应用于工程水文中。

图 8—12 龙滩站自、偏相关函数示意图

(Hydrolab Basic)广东水文水利计算软件使用手册

（Hydrolab Basic）广东水文水利计算软件使用手册 1软件主界面组成 HydroLab项目管理 HydroLab软件是以工作区和项目的概念管理用户的设计工作。在使用本软件时，工作区是必需的。一个工作区可以包含多个项目。对于已有的项目，也可以添加到另外的工作区中。 HydroLab的用户可以打开已保存的工作区以及工作区中的项目，在做出修改后对项目进行保存。在打开的工作区环境中，用户可以添加新项目、添加已有项目、复制删除已有项目、重命名项目。 在进行一个新的工程设计计算时，用户需要建立新的工作区，然后在工作区中添加所需类型的项目，进行相关的计算和设计。 每个工作区最多支持32个工程项目。 1、新建工作区： 可以通过“文件”->“新建”->“工作区”或者“文件”->“新建”->“项目”建立一个工作区。二者的区别在于前者建立空白工作区，而后者建立工作区的同时把建立的项目放到工作区中。

2、打开工作区： 可以通过“文件”->“打开”或者工具栏图标打开保存在磁盘上的工作区。工作区文件的格式为“.woa”。 3、新建项目： 可以通过“文件”->“新建”->“项目”新建项目。

按“分类”，在“项目”中选择相应的设计计算项目，给出项目名称和位置。对于已经打开的工作区，注意选择是“新建工作区”还是“加入工作区”。默认情况是加入打开的工作区中。 对于已经打开的工作区，也可以在“工作区”内点击鼠标右键，选择“新建项目”。 4、添加现有项目： 对于已经打开的工作区，可以在“工作区”内点击鼠标右键，选择“添加现有项目”把保存在磁盘上的项目加入到当前工作区中。 5、移除项目：

(完整版)工程水文及水利计算简答题及答案

1． 简述暴雨资料充分时，由暴雨资料推求设计洪水的方法步骤。 （1）暴雨资料的三性审查；（2）暴雨资料年最大值法选样；（3）特大暴雨移植；（4）暴雨系列平率计算；（5）成果合理性分析；（6）由设计暴雨推求设计净雨；（7）单位线法由设计净雨推求设计洪水。 ①暴雨选样；②推求设计暴雨；③推求设计净雨；④推求设计洪水过程线 2． 什么是单位线？单位线有哪些假定？ 时段单位线的定义：“流域上单位时段内均匀降单位净雨在流域出口断面所形成的地面径流过程线”。 基本假定有二：⑴倍比假定：同一流域上，如两次净雨历时相等，且相应流量成比例，其比值等于相应的净雨深之比。⑵叠加假定：如净雨历时不是一个时段而是多个时段，则各时段净雨在流域出口形成的径流过程互不干扰，出口断面的流量过程等于各时段净雨所形成的流量过程相叠加。 3．简述采用适线法推求水文变量统计参数均值、Cv 、Cs 的步骤？ 将实测资料由大到小排列，算出各项的经验频率，在频率纸上点绘经验点据（纵坐标为变量的取值，看横坐标为对应的经验频率）；2)选定水文频率分布线型（一般选用皮尔逊Ⅲ型）；3)假定一组参数均值、Cv 和Cs ，可用矩法、三点法等来估计；4)根据假定的均值、，查表计算x p 值，并做出相应的频率曲线。查看与经验点据配合的情况，若不理想，则修改参数再次进行计算，主要调整Cv 和Cs ；5) 最后根据频率曲线与经验点据的配合情况，从中选择一条与经验点据配合较好的曲线作为采用曲线，相应于曲线的参数便看作是总体参数的估值；6)求指定频率的水文变量设计值 3． 对于闭合流域来说，为什么径流系数必然小于1？ 因为流域出口的径流过程是相应的降雨扣除损失后的净雨形成的，显然，其径流量必然比相应的降雨量小，所以径流系数必然小于1。 4． 日平均水位是如何通过观测数据计算的？ 通过观测数据来计算日平均水位有两种方法： （1）算术平均法计算：若一日内水位变化缓慢，或水位变化较大，但系等时距人工观测或从自记水位计上摘录，可采用算术平均法计算。 （2）面积包围法：若一日内水位变化较大、且系不等时距观测或摘录，则可采用面积包围法，即将当日0～24小时内水位过程线所包围的面积，除以一日时间求得，其计算公式为：[]n n n n n t z t t z t t z t t z t z z ?+?+?++?+?+?+?+?=--)()()(48 11132221110Λ

工程水文与水利计算

工程水文及水利计算 课程设计书 课设名称：天福庙水库防洪复核计算 姓名: 安小虎 学号：2015095081 班级：15农业水利工程1班

2017年6月22日 天福庙水库防洪复核设计 一、设计任务 天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天福庙村，大坝以上流域面积553.6km2，河长58.2km，河道比降10.6%，总库容6367万m3，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。天福庙水库于1974年冬开工建设，1978年建设成，已运行近30年。1975年技术设计时，水文系列年限仅20年，系列太短，也缺乏大洪水的资料。本次课程设计的任务，是在延长基本资料的基础上，按现行规范要求对水库的防洪标准进行复核，其具体任务是： 1．选择水库防洪标准。 2．历史洪水调查分析及洪量插补。 3．设计洪水和校核洪水的计算。 二、流域自然地理概况，流域水文气象特性 (一) 流域及工程概况

天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天赋庙村，大坝以上流域 面积553.6km2，河长58.2km，河道比降10.6‰，总库容6367万m2，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。 天福庙水库于1974年冬开工建设，1978年建设成，大坝为浆砌石双曲拱坝，坝前河底高程348m，坝高63.3m，电站总装机6040kw。水库死水位378m，死库容714万m3，正常蓄水位409m，相应库容6032万m3。设计洪水位 （P=2%）409.28m,校核（P=0.2%）洪水位409.28m，坝顶高程410.3m，防浪墙顶高程411.3m。库区吹程1000m。 （二）水文气象资料 1.气象特征。天福庙流域地处亚热带季风区，四季分明，夏季炎热多雨，冬季低温少雨，秋温高于春温，春雨多于秋雨，气温年内变化较大，无霜期长。多年平均气温16.8℃，历年最高气温达40℃，最低气温-12℃，平均风速1.2m/s,多年平均最大风速15.5m/s，风向多为NE。流域多年平均降水量1036.3mm，流域暴雨频繁，洪水多发，4-10月为汛期，汛期降雨量占全年降雨量的86.7%左右，尤其以7月最大，占全年的19.5%。月降雨量最少是12月，仅占全年的1.3%。 2.水文测站。黄柏河干流上1958年设立池湾河水文站，1971年设立小溪

山农成人教育 水文水利计算期末考试复习题及参考答案-专升本

《水文水利计算》复习题 一、判断题 1、年径流资料的“三性”审查是指对资料的可靠性、一致性和代表性进行审查。 2、水文频率计算中配线时，增大Cs可以使频率曲线曲率变小。 3、流域总蒸发包括土壤蒸发、植物蒸散发、水面蒸发。 4、防洪限制水位到防洪高水位之间的库容是兴利库容。 5、在湿润地区，年降水量越大，年径流量越小。 6、对同一条河流，从上游到下游，一般年径流系列的均值会越来越大。 7、在水文计算中，用配线法进行频率计算时，主要的内容是确定水文系列的三个参数，即均值、Cv、Cs。 8、闭合流域多年平均降雨量为1200 mm,径流深为700mm,则多年平均蒸发量为1900 mm。 9、相关分析在水文分析计算中主要用于水文资料的插补、延长。 10、由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定设计暴雨与设计洪水的频率不同。 二、选择题 1、某堤防按五十年一遇洪水设计，这是指该堤防今后遇到大于或等于该洪水的可能 性( )。 A、每隔五十年必然发生一次 B 、工程运行五十年内发生一次 C、长期平均五十年可能发生一次 D、一百年内一定发生两次 2、水文计算在水利水电工程的( ) 阶段将发挥作用。 A、规划设计 B、施工 C、运行管理 D、规划设计、施工、运行管理 3、某闭合流域多年平均降雨量为900 mm,多年平均径流深为600mm,则多年平均蒸发 量为( ) A、1500mm B. 300mm C.600 mm D. 750 mm 4、大坝的防洪标准比下游保护对象的防洪标准要( )。 A、高 B、低 C、不一定

5、由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定( )。 A、设计暴雨的频率大于设计洪水的频率 B、设计暴雨的频率等于设计洪水的频率 C、设计暴雨的频率小于设计洪水的频率 D、设计暴雨的频率大于、等于设计洪水的频率 6、相关分析在水文分析计算中主要用于( )。 A、推求设计值； B、推求频率曲线； C、计算统计参数； D、插补、延长水文系列 7、通常情况下，对同一河流，洪峰流量系列的CV值 ( )。 A 、CV上游> CV下游 B、CV上游= CV下游 C、CV上游< CV下游 D、CV上游<= CV下游 8、水文计算在水利水电工程的( ) 阶段将发挥作用。 A、规划设计 B、施工 C、运行管理 D、规划设计、施工、运行管理 9、对设计流域历史特大洪水调查考证的目的是( )。 A.提高系列的一致性 B.提高系列的可靠性 C.提高系列的代表性 D.使暴雨系列延长一年 10、由暴雨资料推求设计洪水时，一般假定( )。 A、设计暴雨的频率大于设计洪水的频率 B、设计暴雨的频率等于设计洪水的频率 C、设计暴雨的频率小于设计洪水的频率 D、设计暴雨的频率大于、等于设计洪水的频率（） 三、名词解释 1、流域汇流时间 2、防洪限制水位 3、单位线 4、超渗产流 5、前期影响雨量 6、随机变量 7、单位线

工程水文与水利计算复习题

《工程水文与水利计算》复习题 一、填空题（每空0.5分，共10分） 1、对同一条河流，一般情况下，从上游到下游，年径流系列的均值会越来越。 2、年径流资料的“三性”审查是指对资料的、和进行审查。 3、水库的特性曲线包括___________ _ 曲线和_____ ___曲线。 4、水库的水量损失主要包括：_____________________、____________________。 5、某河洪峰出现大于1000m3/ s 的频率为 10%，则洪水重现期为_________年，若某站年径流大于等于90mm的频率为90%，则其重现期为_________年。 6、在水文计算中，用配线法进行频率计算时，主要的内容是确定水文系列的三个参数，即、和。 7、按空气上升的原因，降雨可分为四种类型________________、__________________、________________、__________________。 8、设计洪水的三要素包括、、。 二、选择题（每小题1分，共10分） 1、某堤防按五十年一遇洪水设计，这是指该堤防今后遇到大于或等于该洪水的可能 性( )。 A、每隔五十年必然发生一次 B 、工程运行五十年内发生一次 C、长期平均五十年可能发生一次 D、一百年内一定发生两次 2、相关分析在水文分析计算中主要用于( )。 A、推求设计值； B、推求频率曲线； C、计算统计参数； D、插补、延长水文系列 3、通常情况下，对同一河流，洪峰流量系列的CV值 ( )。 A 、CV上游> CV下游 B、CV上游= CV下游 C、CV上游< CV下游 D、CV上游<= CV下游 4、水文计算在水利水电工程的( ) 阶段将发挥作用。

水文水利计算课程设计

石河子大学农业水利工程专业 《水文学及水利计算》课程设计 班级：10级农水四班 姓名：倪显锋 学号：88 指导老师：刘兵 设计成绩： 水利建筑工程学院 2012年6月30日——7月13日

目录 （1）任务书 -------------------------------------------------------------第 3页 （2）设计来水过程计算------------------------------------------------第6页 （3）设计用水过程计算------------------------------------------------第18页 （4）不计损失兴利调节计算------------------------------------------第20页 （5）计入损失兴利调节计算------------------------------------------第22页 （6）设计洪水过程计算------------------------------------------------第27页 （7）调洪计算

------------------------------------------------------------第34页 （8）课程设计心得------------------------------------------------------第36页 一任务书 一、目的 课程设计是培养学生运用所学理论知识解决实际问题的重要环节。主要目的在于：较系统的复习、巩固所学理论，联系实际、解决生产的问题；使学生初步了解和掌握设计工作的内容、方法和步骤；培养学生分析问题、解决问题的能力。 二、选题 本课程为：安集海灌区引、蓄水工程规划设计中的水文水利计算。 三、资料 （一）位置 安集海灌区位于新疆维吾尔自治区沙湾县境内的西部，距沙湾县城约20公里。处于准葛尔盆地南缘，天山北坡的八音沟河冲积扇和冲积平原上。 （二）水源及水文 1、水源 主要水源是八音沟河，其次春季有部分融雪水。 2、水文资料 ①八音沟发源于天山山系中部的伊乃尔卡山的北坡。全长约100-120公 里，河川径流主要为高山冰雪补给，山区暴雨对洪水的形成起重要作用。黑山头水文站为基本测站，建于1954年，为准备渠首上移，于1966年在头道

工程水文及水利计算习题一

工程水文及水利计算习 题一 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

一、填空题1．水文学按其研究的任务不同，可划分为水文测验、 ________________、 _____________、_____________ 等若干分支学科。 2．人们开发利用水资源的基本要求可大致归纳为以下三方面： _______________ 、___________________、保护水环境。 3．降雨的特性可用__________、________、_________、降雨面积及_______等特征来描述。 4．按空气上升的原因，降雨分为______、______、_______、气旋雨。 5.流域或区域上的蒸发包括___________、土壤蒸发和植物蒸发，其中后两者总称为___________。 6．测验河段应符合两个条件：______________、 __________________________。 7．径流资料的审查主要是审查径流资料的________、一致性和_________。8．设计年内分配的计算一般是采用缩放代表年径流过程的方法来确定的，因此首先要选择代表年，然后用_________或________来缩放，求得设计年内分配。9．对于水利枢纽工程的防洪问题可分作两类:__________________________、_____________________________________________。 10．水力发电的开发形式主要有_______、______和混合式三种。 11．由暴雨资料推求设计洪水包含_______ 产流计算和_______ 三个主要环节。12．按水库兴利调节周期的长短可分为日调节、_________、年调节和 _________。 13．在一个年度内，通过河流某一断面的水量称为该断面以上流域的年径流量。 径流量可用年平均流量、_________、_________ 或__________表示。 二、判断题1.水循环是一切水文现象的变化根源。( ) 2．当流域的地面与地下分水线一致时，称为非闭合流域。( ) 3．由于冷空气与地面的摩擦作用，使缝面接近地面部分坡度很大，暖空气几乎被迫垂直上升，因此冷缝雨一般强度大，历时短，雨区面积较小。( ) 4．对流雨一般强度大，但雨区小，历时也较短，并常伴有雷电，又称雷阵雨。5．在任一段时间内，降雨量累计曲线的平均坡度就是该时段内的平均降雨强度。 6．陆面蒸发自始至终处在充分供水条件下进行，所以它一直按蒸发能力蒸发。7．年降水量和年蒸发量是影响年径流量的主要因素。( ) 8．前期影响雨量可以大于流域最大蓄水量。( ) 9．为减免下游地区洪水灾害而设置的库容称为调洪库容。（） 10．治涝标准中设计暴雨的重现期不应高于当地的防洪标准。（） 三、名词解释 1．水文2．水文计算3．流域4．蒸发能力5．水文年度 6．治涝设计标准7．工业用水的重复利用率8.水库的兴利调节 四、简答题

水文水利计算

1. 水文水利计算 (1) 设计暴雨推求 有资料地区，设计暴雨的推求采用实测雨量进行分析；缺资料地区采用2003年颁布的《广东省暴雨参数等值线图》查算。 (2) 设计排涝流量 设计排涝流量一般采用平均排除法，也可采用排涝模数经验公式法。当涝区内有较大的蓄涝区时，一般需要采用产、汇流方法推求设计排涝流量过程线，供排涝演算使用。 1) 平均排除法 广东省一般采用平均排除法计算排水流量，这种计算方法适用于集水面积较小的涝区排水设计。平均排除法按涝区积水总量和设计排涝历时计算排水流量和排涝模数，其计算公式为： 43213 21)(1000q q q q T W W W h E R A C Q i i p i i ++++-----?=∑ （5-1） F Q q = 式中：Q ——设计排水流量(m 3/s)； Ci ——各地类径流系数，参考值：水稻田、鱼塘和河涌采用1.0；山岗、坡地、经济作物地类采用0.7；村庄、道路采用0.7～0.9；城镇不透水地面采用0.95； Ai ——各地类面积（km 2）； Rp ——设计暴雨量(mm)； Ei ——各地蒸发量（mm ），一般可采用4mm/d ； hi ——各地类暂存水量（mm ），水稻田采用40mm ，鱼塘采用50mm ～

100mm，河涌采用100mm； W1——水闸排水量（m3）； W2——截洪渠截流水量（m3）； W3——水库、坑塘蓄滞水量（m3）； T——排涝历时（s）； q1——堤围渗漏量（m3/s） q2——涵闸渗漏量（m3/s） q3——涝区引入水量，对灌溉是指回归水量（m3/s） q4——废污水量（m3/s） q——设计排涝模数(m3/s·km2)； F——控制排水面积（km2）。 治涝区内有水闸、泵站联合运用的情况下，一般先用水闸抢排，再电排。在用平均排除法计算泵站排涝流量时，应扣除水闸排水量和相应排水时间。 2) 排涝模数经验公式法 需求出最大排涝流量的情况，其计算公式为： n m F =（5-2）? q? R K = Q? F q 式中： K——综合系数（反映河网配套程度、排水沟坡度、降雨历时及流域形状等因素）； m——峰量指数（反映洪峰与洪量的关系）；

【精选】水文水利计算

第一章绪论 1水文水利计算分哪几个阶段？任务都是什么？ 答：规划设计阶段水文水利计算的主要任务是合理地确定工程措施的规模。 施工阶段的任务是将规划设计好的建筑物建成，将各项非工程措施付诸实施 管理运用阶段的任务是充分发挥已成水利措施的作用。 2我国水资源特点？ 答：一）水资源总量多，但人均、亩均占有量少（二）水资源地区分布不均匀，水土资源配 置不均衡（三）水资源年际、年内变化大，水旱灾害频繁四）水土流失和泥沙淤积严重（五）天然水质好，但人为污染严重 3水文计算与水文预报的区别于联系? 答：水文分析与计算和水文预报都是解决预报性质的任务。 （1）预见期不同，水文计算要求预估未来几十年甚至几百年内的情况，水文预报只能预报 几天或一个月内的未来情况。（2）采用方法不同，水文计算主要采用探讨统计规律性的统计 方法，水文预报采用探讨动态规律性的方法。 4水文分析与计算必须研究的问题？ 答：（1）决定各种水文特征值的数量大小。（2）确定该特征值在时间上的分配过程。（3）确定该特征值在空间上的分布方式。（4）估算人类活动对水文过程及环境的影响。 次重点：广义上讲，水文水利计算学科的基本任务就是分析研究水文规律，为充分开发利用水资源、治理水旱灾害和保护水环境工作提供科学的依据。 第二章水文循环及径流形成 1水循环种类：大循环、小循环 次重点定义：存在于地球上各种水体中的水，在太阳辐射与地心引力的作用下，以蒸发、降水、入渗和径流等方式进行的往复交替的运动过程，称为水循环或水分循环。 2水量平衡定义，地球上任意区域在一定时段内，进入的水量与输出的水量之差 等于该区域内的蓄水变化量，这一关系叫做水量平衡。 3若以地球陆地作为研究对象，其水量平衡方程式为 多年平均情况下的水量平衡方程式若以地球海洋作为研究 对象，其水量平衡方程式为多年平均全球水量平衡方程式 流域水量平衡的一般方程式如下：若流域为闭合流域， 则流域多年平均p=E+R 4干流、支流和流域内的湖泊、沼泽彼此连接成一个庞大的系统，称为水系。 5河流一般分为河源、上游、中游、下游及河口五段。

渭南某水库水文水利计算

水文水利计算课程设计 第一章概况 一、基本情况 某河是渭河南岸较大的一级支流，发源于秦岭北麓太白山区，流域面积，干流全长，河道比降1/60～1/70。流域内林木茂盛，植被良好，水流清澈，水质优良。该河干流上有一水文站，控制流域面积686 km2。 拟在该河干流上修建一水库，其坝址位于水文站上游公里处，控制流域面积673km2。该水库将承担着下游和渭河的防洪任务，下游的防洪标准为20年一遇洪水，水库设计标准为100年一遇洪水，校核标准为1000年一遇洪水。该水库建成后将承担本地区37万亩的农业用水任务和临近城市的供水任务，农业用水的保证率为75%，城市供水的保证率为95%。 二、基本资料 1、径流 水文站有实测的1951～2000年逐月径流资料。（见附表1-1） 2、洪水 水文站有实测的1950～2000年洪水资料，经整理摘录的逐年洪峰流量（见附表1-2），同时调查到该水文站在1890和1930年曾经发生过两次大洪水，其洪峰流量资料（见表附1-2）。并计算出了不同频率洪量（见附表1-3）和典型洪水过程（见附表1-4）。 3、农业用水 根据该灌区的作物组成和灌溉制度，分析计算的灌区不同频率灌溉需水量见表12。 4、城市用水

城市供水每年按亿m3计，年内采用均匀供水。 5、水库特性 水库库容曲线（见图1-1）。水库死水位为，泄洪设施为开敞式无闸溢洪道，断面为矩形，宽度为30米。根据本地区气象资料和地质资料，水库月蒸发量和渗漏量分别按当月水库蓄水量的2%和%计。 图1-1 水库水位～库容系曲线关 水库在汛期输水洞按其输水能力泄洪，输水洞进口高程为722m，内径为4m， 设计流量为70m3/s。 第二章水库的入库径流特征分析 一、水文资料审查 1、资料的可靠性审查。 因为各种数据资料均摘自《水文年鉴》，故可靠性较高。 2、资料的一致性审查

工程水文及水利计算(武大版教材)

工程水文与水利计算(武大版教材) 第三章水文信息采集与处理 水文信息采集与处理是：研究各种水文信息的测量、计算与数据处理的原理和方法的-门科学,是水文学与水资源学的重要组成部分。 水文信息的采集有两种情况:一种是对水文事件当时发生情况下实际观测的信息;另一种是对水文事件发生后进行调查.所得的信息。 获取水文信息的方法多种多样。现代科学技术的不断发展,新技术、新仪器的不断出现,更促进了获取水文信息手段不断更新。 第一节测站与站网 一、测站 测站：在流域内一定地点(或断面)按统一标准对所需要的水文要素作系统观测以获取信息并进行处理为即时观测信息。这些指定的 地点称为测站。 水文测站所观测的项目有：水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰凌、水质、地下水位等。只观测上述项目中的一项或少数几项的测站,则按其主要观测项目而分别称为水位站、流量站(也称水文站)、雨量站、蒸发站等。

根据测站的性质,河流水文测站又可分为基本站、专用站两大类。 基本站是水文主管部门为全国各地的水文情况而设立的,是为国民经济各方面的需要服务的。 专用站是为某种专门目的或用途由各部门自行设立的。这两类测站是相辅相成的,专用站在面上辅助基本站,而基本站在时间系列 上辅助了专用站。. 二、水文站网 测站在地理上的分布网称为站网。 理由：因为单个测站观测到的水文要素其信息只代表了站址处的水文情况,而流域上的水文情况则须在流域内的一些适当地点布站 观测。 广义的站网是指测站及其管理机构所组成的信息采集与处理体系。 布站的原则是通过所设站网采集到的水文信息经过整理分析后,达到可以内插流域内任何地点水文要素的特征值,这也就是水文站 网的作用。 水文站网规划的任务：就是研究测站在地区上分布的科学性、合理性、最优化等问题。

水利水电工程《水资源管理》试题及答案1复习过程

水资源管理试题 1 一、单项选择题（每小题3分，共15分） 在所列备选项中，选一项正确的或最好的作为答案，将选项号填人各题的括号中。 1．通常所说的水资源( )。 C．是指一个地区可以逐年恢复和更新并能被利用的淡水资源‘ 2．自然界中，整体性的在海洋和大陆之间进行的水的交换称为水的( )。 B．大循环 3．水文变量( )。 D．属于连续型随机变量 4．水库在正常运用情况下，为了满足设计的兴利要求，在设计枯水年（或设计枯水段）开始供水时必须蓄到的水位称为( )。 A．正常蓄水位 5．按照《地表水环境质量标准》，( )类水域主要适用于一般工业用水区及人体非直接 接触的娱乐用水区。 D．Ⅳ 二、判断题（每小题3分，共15分） 判断以下说法的正误，并在各题后的括号内进行标注（正确的标注√，错误的标注×）。 1．我国水旱灾害频繁，是世界上洪涝灾害最为严重的国家之一。( √ ) 2．浅层地下水又称为潜水。( √ ) 3．进行灌溉工程规划设计时，常同时采用实际年的来水年内分配和灌溉用水过程作为设 计依据。( √ ) 4．为求得日调节水电站的多年平均发电量，需计算水电站多年平均发电出力N，此时可对设计丰水年逐日进行水能计算，求得各日平均出力，并取其平均值为N。( ) 5．进行水资源调查评价时，某区域的地表水资源量包括区域的入境水量（自上游流入本区域的水量）。( ) 三、问答题（每小题12分．共60分） 1．如何理解水资源的战略地位？ 没有水就没有生命。淡水资源是人类生存和发展不可缺少、不可替代的基础性资源，是经济社会发展的战略性资源。 2．在水文分析计算中，将径流的形成过程概括为产流和汇流两个阶段。什么是产流和汇流？ 在水文分析计算中，将径流的形成过程概括为产流和汇流两个阶段。从降雨降落到流域地面而产生径流，称为产流，包括流域地面径流产流和地下径流产流。 3．进行水库兴利调节计算时，常需考虑水库的水量损失。什么是水库的水量损失？它主要包括哪几部分？ 降落到地面的雨水，从流域各处向流域出口断面汇集的过程称为汇流，包括地面径流汇流和地下径流汇流。地面径流的汇流又包括坡面汇流（含地表径流汇流和壤中流汇流）以及河网汇流。 4．什么是水电站装机容量年利用小时数？试写出水电站装机容量年利用小时数的计算公式，并说明式中各项的含义。 水电站装机容量年利用小时数是指水电站多年平均年发电量与水电站装机容量的比 值，其计算公式为 式中，k为水电站装机容量年利用小时数，E为水电站多年平均年发电量，N装为水电站装机容量。 5．简述你对实行合理水价意义的认识。 我国水资源紧缺，而同时水资源利用效率低，浪费严重。在社会主义市场经济体制下，应当充分运用以经济手段为主的节水机制，使水资源利用效率得到提高。水价格是水资源合理配置和提高水资源利用率最有活力的经济因素。建立合理水价制度，推行合理水价是以经济手段实施节水的关键之一。 四、计算题（10分） 为进行某流域年径流分析计算，需点绘年平均流量的经验频率曲线。为此，进行资料审查后，将该流域30年的年平均流量按照由大到小的顺序排序，其前5项摘录见下表。试计算年 平均流量1.7 70 rri3／s的经验频率。 说明：请先写出经验频率计算公式，并说明式中各项的含义，然后进行计算。 某流域年平均流量排序表（摘录） 采用数学期望公式计算经验频率，即 k、．

水利水能计算课程设计完整版

水利水能计算课程设计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

《隔河岩水库水文水利计算》任务书一，任务 （一）水文计算 1，设计年径流计算 （1）资料审查分析 （2）设计保证率选择 （3）频率计算确定设计丰水年、设计中水年、设计枯水年的年径流量 （4）推求各设计代表年的径流过程 2，设计洪水过程线及校核洪水过程线的推求 （1）审查资料 （2）确定设计标准及校核标准 （3）频率计算求设计洪峰设计流量 （4）求出设计洪水及校核洪水过程线 （二）水能计算 （1）了解水库兴利运用方式 （2）计算保证出力 （3）计算多年平均发电量 （4）装机容量的选择（最大工作容量、备用容量和重复容量）二，成果要求 （1）课程设计报告组成： A、封面； B、任务书； C、目录； D、正文； E、参考文献；

（2）课程设计要求： 要求条理清楚，书写工整，数据正确，表格整齐、清楚。计算必须写明计算条件、公式来源、符号的含义、计算 方法及计算过程，并附有必要的图纸。 目录 第一章参考资料 流域概况. 5 水文资料................................ .6 径流资料 (6) 洪水资料……………………………………. .7 水能资料............................ . (10) 第二章水文计算 设计年径流计算……… .13 资料审查分析 (13) 设计保证率选择 14 频率计算确定设计丰、中、枯水年年径流量 15 推求各设计代表年的径流过程 17 设计洪水过程线及校核洪水过程线的推求 21 审查资料 21 确定设计标准和校核标准 22 频率计算求设计洪峰、设计洪量 24 求出设计洪水及校核洪水过程线 26 第三章水能计算

名称水文水利计算

考试科目名称：水文水利计算 一、考试的总体要求 掌握水文水利计算的基本原理和方法，具备在各种例外资料情况下进行水文分析与计算能力，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 二、考试的内容 1.基础知识：水文现象的基本规律及研究方法，河川径流的形成及径流度量，水量平均，水系的几何学特征，下渗率与下渗能力，影响下渗的主要因素，蒸发率与蒸发能力，影响水面蒸发的因素。 2.水文统计：概率的加法定理和乘法定理，统计参数的意义及计算，P－Ⅲ型频率曲线的特点，适线法的基本思想和步骤，统计参数（均值、离散系数及偏态系数）及其对频率曲线的影响，相关分析在水文分析中的应用、回归方程参数的推求。 3.设计年径流及径流随机模拟：资料的“三性”审查，例外资料（长系列、短系列、无资料）情况下年径流的分析计算及径流年内分配（同倍比）。 4.设计洪水推求计算：洪水选样、特大洪水的处理、洪水频率计算，典型洪水的选择和缩放（同倍比、同频率），洪水成果合理性分析，点面雨量的计算，由暴雨资料推求设计洪水的基本思路，暴雨公式，入库洪水的特点、计算方法，可能最大降水与可能最大洪水(PMP/PMF)的概念，可能最大降水的估算方法，可能最大洪水的推求方法，小流域设计洪水。 5.兴利调节计算：设计枯水年和设计枯水系列选择，兴利调节计算的原理、公式及其物理意义，兴利调节计算主要解决的三类课题，不计损失的兴利调节计算，计入损失的兴利调节计算，设计保证率的概念、表示方法与计算，兴利库容推求，判别兴利库容的方法—逆时序最大蓄水量法，库容系数和调节系数的概念和公式。 6.防洪调度计算：防洪措施，水库调洪计算原理，水量平均方程与泄量方程，水库调洪计算方法（试算法图解法），水库调洪方式选定泄洪建筑物类型、尺寸，确定防洪库容、防洪高水位、调洪库容、设计洪水位、校核洪水位。

工程水文及水利计算教学教材

工程水文及水利计算

《工程水文及水利计算》复习提纲 二、重点复习内容 第一章水循环及水资源的基本概念 水循环、大循环和小循环，地球水量平衡方程，流域水量平衡方程。 答：水循环：水的不断蒸发、输送、降落，无始无终，往复循环的过程称为水循环。 地球水量平衡方程：海洋和陆地的多年平均年蒸发量=海洋和陆地的多年平均年降水量 河流分段、长度、弯曲系数、河网密度；水系干、支流及水系形态；流域面积、长度、形状系数及流域自然地理特征。 降水的成因和分类，流域平均降水量计算方法及适用条件。水面蒸发量的确定方法，流域总蒸发； 答：降水的成因：一是大气中要有充沛的水汽；二是要有较强的气流上升运动。强烈的上升气流造成空气绝热冷却，使水汽产生凝结形成云。同时源源不断地向云中输入水汽，使云得以维持和发展。其次，强烈的上升气流能托住小水滴，并使其在气流升降运动中不断增大。当云滴增长到能克服空气阻力和上升气流的顶托，则下降，并在下降过程中不被蒸发掉，最终从云中降落到地面而形成降水。降水分类：对流雨、地形雨、锋面雨、台风雨 流域平均降水量计算方法及适用条件： 算术平均法：流域内地形起伏变化不大，雨量站分布比较均匀。 泰森多边行法：雨量站或降雨分布不不均匀的情况，工作量也不大。

等雨量线法：地形起伏较大，对降水影响显著，且有足够的雨量站。 水面蒸发量的确定方法：单位时间从水面蒸发的水量称水面蒸发率,以毫米/日计。水面蒸发量可用仪器直接观测确定，也可估算。中国采用的直接观测水面蒸发的仪器有20厘米直径小型蒸发器，80厘米直径套盆式蒸发器。 下渗率、下渗能力及下渗能力曲线。径流的表示方法，影响径流的因素，径流形成过程。 下渗率：单位时间内渗入土壤的水量。 径流的表示方法：流量，径流总量，径流深，径流模数，径流系数 影响径流的因素：气候因数、下垫面因数、人类活动因数。 径流形成过程：产流过程和汇流过程 下渗能力：在供水充分的条件下，下渗率随时间的变化过程线。 第二章水文观测与资料收集 日平均水位计算；断面测量：起点矩，水深；流速测量：测流断面流量计算。第三章水文统计的基本知识 随机变量、概率分布及其统计参数；皮尔逊Ⅲ型分布，及其统计参数，无偏估计、有偏估计，抽样误差；经验频率及经验频率曲线，配线法；回归方程及其误差。 统计参数：算术平均数，均方差，变差系数，偏态系数。 第四章年径流分析计算 资料审查，短期径流系列展延方法，配线法求设计年径流量；多年平均径流量估算，年径流变差系数估算，设计年径流量计算；设计代表年法求设计年径流年内分配。

1 水文水利计算

1 水文水利计算 1.1用推理公式推求坡面最大流量 1.1.1 推求1#渣场山坡来水最大流量 参照《四川省水文手册》推理公式求解2#渣场后坡面在暴雨期的最大流量，步骤如下： 1.1.1.1 确定设计坡面的流域特征值F 、L 、J 1、F 为设计坡面的积水面积，由比例尺为1：500的地形图上量取得24602m ； 2、L 为自出口断面沿主河道至分水岭的河流长度，包括主河槽及其上游沟形不明显部分和沿流程的坡面直至分水岭的全长从1：500的地形图上量取得77.19m ； 3、J 为沿L 的河道平均坡度，即在量出L 的过程中读取河道各转折点的高程i h 和间距i l ，如图1.1-1所示，落差i h 和间距i l 如表1.1-1所示。 图1.1-1 落差i h 和间距i l 逐段关系示意图 表1.1-1 落差i h 和间距i l 逐段关系表

03220H m = ()()()()() 011122233102 2n n n i i H H l H H l H H l H H l H l J l -+++++++++= ∑∑…… ()1 02 2i i i H H l H L L -+-=∑式中i H 、i h 以米计；L 、i l 以公里计；J 以千分率（‰） 计 将已知数据代入公式求得J=118‰。 1.1.1.2 计算设计坡面的流域特征系数θ，并分析确定汇流参数m 值 1、流域特征系数：13141314 0.07719 0.12610.118 2.46L J F θ== =

(完整版)水文水利计算课程设计

目录 第一章设计水库概况 (1) 1.1流域概况 (1) 1.2工程概况 (1) 第二章年径流分析计算 (4) 2.1 径流资料来源 (4) 2.2 年径流资料的审查 (4) 2.2.1 资料可靠性审查 (4) 2.2.2 资料一致性审查 (4) 2.2.3 资料代表性审查 (4) 2.3 设计年径流分析计算 (4) 2.3.1 水利年划分 (4) 2.3.2 绘制年径流频率曲线 (4) 2.3.2.1 频率曲线线型选择 (4) 2.3.2.2 经验频率计算 (5) 2.3.2.3 频率曲线参数估计 (5) 2.3.2.4 绘制频率曲线 (5) 2.3.3 计算成果 (7) 2.3.4成果合理性分析 (7) 2.4 设计代表年径流分析计算 (7) 2.4.1 代表年的选择应用实测径流资料选择代表年的原则： (7) 2.4.2 设计代表年径流年内分配计算 (7) 2.4.3 代表年内径流分配成果 (7) 第三章设计洪水分析 (9) 3.1 洪水资料的审查 (9) 3.1.1 洪水资料可靠性审查 (9) 3.1.2 洪水资料一致性审查 (9) 3.1.3 洪水资料代表性审查 (9) 3.2 特大洪水的处理 (9) 3.3 设计洪水分析计算 (9) 3.3.1 频率曲线线型选择 (9) 3.3.2 经验频率计算 (9)

3.3.3 频率曲线参数估计 (10) 3.3.4 绘制频率曲线 (10) 3.3.5 成果合理性分析 (13) 3.3.6 计算成果 (13) 3.4 设计洪水过程线 (13) 3.4.1 典型洪水过程线的选取 (13) 3.4.2 推求设计洪水过程线方法 (13) 3.4.3 计算成果 (14) 3.4.4 设计洪水过程线的绘制 (14) 第四章兴利调节 (16) 4.1 兴利调节计算的方法 (16) 4.2 兴利调节计算 (16) 4.2.1 来水量的确定 (16) 4.2.2 用水量的确定 (16) 4.2.2.1 灌溉用水量的确定 (16) 4.2.2.2 城镇生活供水 (16) 4.2.3 死水位与死库容的确定 (17) 4.2.3.1死水位的确定 (17) 4.2.3.2 死库容的确定 (17) 4.2.3水量损失的确定 (18) 4.2.4 渗漏损失 (18) 4.2.5 计入水量损失的兴利调节 (18) 4.2.7 计算成果 (18) 第五章水库调洪演算 (20) 5.1 泄洪方案的拟定 (20) 5.2 水库调洪的基本原理 (20) 5.3 水库调洪的列表试算法 (21) 5.4 计算成果 (22) 5.4.1 不同重现期洪水的水库调洪试算 (22) 5.4.2 特征水位及特征库容 (25) 参考文献 (26)

湖南水利水电职业技术学院水文题库期末及答案7653227

湖南水利水电职业技术学院水文题库(期末)及答案 填空 1.根据水文现象变化的基本规律水文现象变化的基本规律，水文计算的基本方法可分为：成因分析法和数理统计法和。 2.水循环的外因是太阳辐射和地球重力作用___ ，内因是_水具有固液汽三态转换的物理特性。 3. 按水文循环的规模和过程不同，水文循环可分为大_循环和小_循环。 4. 水循环的重要环节有蒸发_，降雨__，下渗_，径流_。 5. 一条河流，沿水流方向，自上而下可分为河源、上游、中游、下游、河口五段。 6. 地面分水线与地下分水线在垂直方向彼此相重合，且在流域出口河床下切较深的流域，称闭合流域；否则，称非闭合流域。 7. 自河源沿主流至河流某一断面的距离称该断面以上的河流长度。 8. 单位河长的落差称为河流纵比降_。 9. 河流某一断面的集水区域称为流域_。 10. 自河源沿主流至河流某一断面的距离称该断面以上的河流长度。 11. 按暖湿空气抬升而形成动力冷却的原因,降雨可分为对流雨, 地形雨, 锋面雨, 气旋雨。 12. 计算流域平均雨深的方法通常有算术平均法, 泰森多边形法, 等雨量线法。 13.流域总蒸发包括水面,土壤和植被蒸发。 14. 在充分供水条件下,干燥土壤的下渗率(f)随时间(t)呈下降变化,称为下渗能力曲线。 15. 降雨初期的损失包括蒸发,植物截留, 填洼,补充土壤水分。 16. 河川径流的形成过程可分为产流过程和汇流过程。 17. 河川径流的成分包括地面径流、土壤中流和地下径流。 18.某一时段的降雨与其形成的径流深之比值称为径流系数。 19. 单位时间内通过某一断面的水量称为流量。 20.流域出口断面的流量与流域面积的比值称为径流模数。 21. 流域出口断面的洪峰流量与流域面积的比值称为洪峰流量模数。 22．根据水文测站的性质, 测站可分为基本站，专用站两大类。 23．用雨量器观测降水量的方法一般是采用分段定时观测，一般采用二段进行观测，即每日八时及每日二十时各观测一次，日雨量是将本日八时至次日八时的降水量作为本日的降水量。 24．水面蒸发量每日八时观测一次，日蒸发量是以每天八时作为分界，将本日八时至次日八时的蒸发水深，作为本日的水面蒸发量。 25 26．我国现在统一规定的水准基面为青岛黄河基面。

工程水文及水利计算课程设计

农业大学 工程水文及水利计算 课 程 设 计 题目：天福庙水库防洪复核计算 学院： 年级： 学号： 姓名：陈永顺

目录 1.设计任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.流域自然地理概况，流域水文气象特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.防洪标准选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.峰、量选样及历史洪水调查．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5.设计洪水计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6.设计洪水调洪计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7.坝顶高程复核计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

一、设计任务 天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天福庙村，大坝以上流域面积553.6km2，河长58.2km，河道比降10.6‰，总库容6367万m3，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。天福庙水库于1974年冬开工建设，1978年建设成，已运行近30年。1975年技术设计时，水文系列年限仅20年，系列太短，也缺乏大洪水的资料。本次课程设计的任务，是在延长基本资料的基础上，按现行规范要求对水库的防洪标准进行复核，其具体任务是： 1 . 选择水库防洪标准。 2 . 历史洪水调查分析及洪量插补。 3 . 设计洪水和校核洪水的计算。 4 . 调洪计算。 5 . 坝顶高程复核。 二、流域自然地理概况，流域水文气象特征 天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天赋庙村，大坝以上流域面积553.6km2，河长58.2km，河道比降10.6‰，总库容6367万m2，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。天福庙水库位置及水系见图KS1-1。 图KS1-1 黄柏河流域及天福庙水库位置图