設(shè)計年徑流量的計算(gao).ppt

第四章 設(shè)計年徑流量的計算,第一節(jié) 河流與流域 第二節(jié) 正常徑流量的計算 第三節(jié) 徑流的年際變化 第四節(jié) 徑流的年內(nèi)分配 第五節(jié) 枯水徑流量 第六節(jié) 多年平均年輸沙量的估算,本章重點(diǎn)：正常徑流量的計算與徑流的年際變化,第一節(jié) 河流與流域,一、基本概念,1. 河流定義及其組成,（1）地表水在重力的作用下，沿著陸地表面上的線形凹地流動，并匯集于各級河槽上稱為河流。,（2）構(gòu)成河流的兩個基本要素：經(jīng)?；蜷g歇性的水流和河槽（河床）。,（3）河流可分成河源、上游、中游、下游及河口五段。 河源：河流的發(fā)源地。一般是溪澗、泉水、湖泊、沼澤和冰川。 上游：連著河源，河流的上段。特點(diǎn)：河谷狹窄、比降陡、流量小、流速大、沖刷占優(yōu)勢、河槽多為基巖或礫石、多急灘、瀑布。,第一節(jié) 河流與流域,中游：比降與流速減小、流量加大、沖刷淤積不嚴(yán)重、河槽多為粗沙。 下游：位于河流的最下一段。比降與流速更小、流量更大、淤積占優(yōu)勢、多淺灘沙洲、河槽多細(xì)沙或淤泥。 河口：河流的出口處。河流注入海洋或湖泊處，有大量的泥沙淤積形成三角洲。,1. 河流定義及其組成,一、基本概念,2. 水系,大小河流構(gòu)成脈絡(luò)相通的水流系統(tǒng)稱為水系。 直接入海或內(nèi)陸湖泊的河流叫做干流。匯入干流的河流叫一級支流；流入一級支流的稱二級支流，依次類推。,3. 流域,匯集地面水和地下水的區(qū)域稱為流域。閉合和非閉合流域？,第一節(jié) 河流與流域,1. 水系形狀,二、河系特征,根據(jù)干流與支流的分布及組合情況的不同，可分以下4種類型：,（1）扇形水系：各支流較集中地匯于干流。流域呈扇形或圓形。扇形水系在降雨時，各支流的洪水幾乎同時到達(dá)流域出口處，因此，這種水系很容易發(fā)生危害性洪水。,第一節(jié) 河流與流域,1. 水系形狀,二、河系特征,（2）羽狀水系：干流較長，支流從左右岸相間呈羽狀匯入干流。這種水系由于干流較長，各支流匯入干流的時間有先有后，河網(wǎng)匯流時間較長，調(diào)蓄作用大，洪水過程較為平緩。,（3）平行水系：若干近似乎行 的支流匯入干流。這種水系的洪水狀況與暴雨中心的走向、分布關(guān)系密切，若暴雨中心由上游向下游移動，易造成大洪水，反之則比較平緩。,第一節(jié) 河流與流域,1. 水系形狀,二、河系特征,（4）混合狀水系：大多數(shù)河流的水系并不是由單一的某種水系過程，一般都包括上述兩種或三種形式，把這種由兩種以上的水系復(fù)合而成的水系為混合狀水系。,2. 河長,（1）從河口到河源，沿河道溪線量得的距離稱為河長，單位為km。河長是確定河流落差、比降、匯流時間和流量的重要參數(shù)。,（2）在河槽中各斷面的最低點(diǎn)的聯(lián)線稱為溪線，或中泓線。,第一節(jié) 河流與流域,1. 水系形狀,二、河系特征,2. 河長,3. 河網(wǎng)密度,單位流域面積內(nèi)干、支流的總長度稱河網(wǎng)密度?？捎孟率接嬎悖?河網(wǎng)密度表示一個地區(qū)河網(wǎng)的疏密程度，是流域中徑流發(fā)展的標(biāo)志之一。河網(wǎng)密度越大，流域被洪水切割程度越大，徑流匯集較快；河網(wǎng)密度小，徑流匯集慢，流域排水不良。,第一節(jié) 河流與流域,1. 水系形狀,二、河系特征,2. 河長,3. 河網(wǎng)密度,4. 河流彎曲系數(shù),某河流的實(shí)際長度與河流直線長度之比稱河流的彎曲系數(shù)。它表示河流平面形狀的彎曲程度。彎曲系數(shù)越大，表明河流越彎曲，徑流匯集相對較慢，對航運(yùn)及排洪不利。,第一節(jié) 河流與流域,1. 水系形狀,二、河系特征,2. 河長,3. 河網(wǎng)密度,4. 河流彎曲系數(shù),5. 河流的斷面,縱斷面：是指河底高程沿河長的變化，一般用縱斷面圖表示。以河長為橫坐標(biāo)，河底高程為縱坐標(biāo)繪制而成的圖為河槽的縱斷面圖。縱斷面圖表示河流的縱坡和落差的沿程分布。,第一節(jié) 河流與流域,1. 水系形狀,二、河系特征,2. 河長,3. 河網(wǎng)密度,4. 河流彎曲系數(shù),5. 河流的斷面,橫斷面： 指垂直于流向的斷面。兩邊以河岸為界，下面以河底為界。分單式及復(fù)式兩種，單式斷面水面寬度隨水深的變化沒有突變點(diǎn)，是連續(xù)變化的，而復(fù)式斷面水面寬度隨水深的變化有突變點(diǎn)，是不連續(xù)的。河流橫斷面是計算流量的主要依據(jù)。,第一節(jié) 河流與流域,二、河系特征,6. 河流的比降,（1）河道縱比降：是指河段落差與相應(yīng)河段長度之比即單位河長的落差。用下式計算：,當(dāng)河槽縱斷面呈折線時，通過下游端斷面河底處作一斜線（AB），使此斜線以下面積與原河底線以下面積相等。AB線的坡度即為河槽的平均坡度（J）。 L為河長，li為各段河長，hi為相應(yīng)各段的河底高程。,（2）河流橫比降： 河流橫斷面的水面，一般是橫向傾斜或凹凸不平的，這種河流表面橫向的水面傾斜稱為橫比降。,第一節(jié) 河流與流域,三、流域特征,1. 流域幾何特征,流域面積：流域分水線和出流斷面所包圍的面積稱流域面積，單位為km2。,（1）流域面積, 測量面積方法：一般可用求積儀法、數(shù)方格法、權(quán)重法等進(jìn)行測定。,意義：流域面積是河流的重要特征。它不僅決定河流的水量也影響徑流的過程。在其它因素相同時，流域面積越大，河流的水量也越大，對徑流的調(diào)節(jié)作用也大，洪水過程較為平緩，枯水流量相對較大；面積越小，流量也越小。,第一節(jié) 河流與流域,三、流域特征,1. 流域幾何特征,（1）流域面積,（2）流域長度和平均寬度,流域長度：即流域的軸長，是以河口為中心，任意長為半徑，畫出若干圓弧，各交流域的邊界于兩點(diǎn)，這些弧線中點(diǎn)的連線的長度即為流域長度，單位km 。,若流域形狀不甚彎曲，且左右岸對稱，可用干流長度或河源到河口的直線距離代替。,流域平均寬度：指流域面積與流域長度的比值。,第一節(jié) 河流與流域,三、流域特征,1. 流域幾何特征,（1）流域面積,（2）流域長度和平均寬度,（3）流域形狀系數(shù),流域形狀系數(shù)(Ke)：是流域分水線的實(shí)際長度（l）與流域同面積圓的周長（L）之比。,流域形狀與圓的形狀相差越大，Ke也越大，流域形狀越狹長，徑流變化越平緩。Ke值接近于1.0時，流域形狀接近圓形，這樣流域易造成大的洪水。, Ke1？,在等面積的幾何圖形中，圓的周長最?。?第一節(jié) 河流與流域,三、流域特征,1. 流域幾何特征,（1）流域面積,（2）流域長度和平均寬度,（3）流域形狀系數(shù)(Ke),（4）流域不對稱系數(shù)(Ka),Ke表示流域左右岸面積分布的不對稱程度。 Ke是左右岸面積之差與左右岸面積之和的比值。計算公式為：,當(dāng)Ka愈大時，流域愈不對稱。左、右流域面積內(nèi)的來水也愈不均勻，徑流不易集中，調(diào)節(jié)作用越大。,第一節(jié) 河流與流域,三、流域特征,1. 流域地形特征,（1）流域平均高度,流域平均高度是指流域范圍內(nèi)地表平均高程。可用下式計算： H0=(a1h1+ a2h2.+ anhn)/A 式中：H0流域平均高度（m） ai相鄰兩等高線間的面積，km2 hi相鄰兩等高線的平均高度，m A流域總面積，km2,第一節(jié) 河流與流域,三、流域特征,1. 流域地形特征,（2）流域平均坡度,又稱地面平均坡度，是坡地漫流過程的一個影響因素，在小流域洪水匯流計算時，是一個重要參數(shù)。流域平均坡度按下式計算： J=(a1J1+ a2J2.+ anJn)/A 式中：J流域平均坡度 Ji相鄰兩等高線間的平均坡度 ai相鄰兩等高線間的面積，km2 A流域面積，km2,（1）流域平均高度,1. 年徑流量,在一個年度內(nèi)，通過河川某一斷面的水量，稱為該斷面以上流域的年徑流量。它可用年平均流量、年徑流深、年徑流總量或年徑流模數(shù)來表示。徑流模數(shù)？,第二節(jié) 正常徑流量的計算,一、基本概念及其特點(diǎn),1. 年徑流量,一、基本概念及其特點(diǎn),2. 年徑流量的變化特點(diǎn),（1）年內(nèi)變化：由以年為周期的汛期與枯季水量所構(gòu)成，但各年汛期、枯季的歷時有長有短，發(fā)生有早有遲，水量有大有小，不重復(fù)，有偶然性。,（2）年際變化：在年際間變化很大，豐水年徑流量可達(dá)平水年的2-3倍，枯水年徑流量僅為平水年的1/10-1/5。,（3）年徑流量在多年變化中有豐水年組和枯水年組交替出現(xiàn)的現(xiàn)象。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,1. 年徑流量,一、基本概念及其特點(diǎn),2. 年徑流量的變化特點(diǎn),3. 設(shè)計年徑流量,是指相應(yīng)于某一設(shè)計頻率的年徑流量。 設(shè)計年徑流是水庫、塘壩設(shè)計確定有效庫容的一個重要水文依據(jù)。,4. 多年平均徑流量,年徑流量的多年平均值稱為多年平均徑流量Qn。,5. 正常年徑流量,在氣候和下墊面基本穩(wěn)定的條件下，隨著觀測年數(shù)的增加，Qn趨向于一個穩(wěn)定數(shù)值，這個穩(wěn)定數(shù)值稱為正常年徑流量Q0。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,（1）長期實(shí)測資料條件,二、正常年徑流量的推算方法(三種),1.有長期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,實(shí)測系列長度：根據(jù)我國河流的特點(diǎn)和資料條件，一般具有二三十年以上可作為有長期資料處理。 代表性：一般是指在觀測系列中應(yīng)包含有特大豐水年，特小枯水年及大致相同的豐水年群和枯水年群。,（2）正常年徑流量計算,算術(shù)平均法計算： Q0=Qi / n n為觀測年數(shù); Qi為某年的年徑流量。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,二、正常年徑流量的推算方法(三種),2.有短期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,1.有長期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,（1）短期實(shí)測資料條件,短期實(shí)測資料：是指一般僅有幾年或十幾年的實(shí)測資料，且資料的代表性較差。 利用算數(shù)平均法直接計算會產(chǎn)生很大的誤差，必須把資料系列延長，提高資料的代表性。,系列展延插補(bǔ)方法：主要是相關(guān)分析法，即通過建立年徑流量與其密切相關(guān)的要素（稱為參證變量）之間的相關(guān)關(guān)系，然后利用有較長觀測系列的參證變量來展延研究變量年徑流量的系列。,（2）系列展延插補(bǔ)方法,第二節(jié) 正常徑流量的計算,2.有短期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,1.有長期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,（1）短期實(shí)測資料條件,（2）系列展延插補(bǔ)方法,二、正常年徑流量的推算方法(三種),（3）參證變量選擇條件,參證變量與研究變量在成因上要有聯(lián)系。當(dāng)需要借助其他流域資料時，參證流域與研究流域也需具備同一成因的共同基礎(chǔ)。 參證變量的系列要比研究變量的系列長。 參證變量與研究變量須具有一定同步系列，以便建立相關(guān)關(guān)系。,水文上常用的參證變量：年徑流量資料和年降水量資料。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,2.有短期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,二、正常年徑流量的推算方法(三種),（4）利用年徑流量資料展延插補(bǔ)資料系列,在研究流域附近有長期實(shí)測年徑流量資料，或研究站的上、下游有長期實(shí)測年徑流量資料的水文站。經(jīng)分析，證明其徑流形成條件相似后，可用兩者的相關(guān)方程延長插補(bǔ)短期資料。,例1 某河流擬在乙站處修建水庫，乙站流域面積F1200km2，具有1956-1959年、1964-1966年共7年實(shí)測年徑流量資料，需展延該站系列，以提供水庫水文設(shè)計依據(jù)。 乙站上游的甲站，流域面積F=820km2，有19521971年共20年較長的年徑流量系列，經(jīng)分析甲站可作為參證站。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,甲、乙兩站各年實(shí)測年平均徑流量如表(單位：m3s),首先用兩站同期實(shí)測資料(1956-1959年、1964-1966年)點(diǎn)繪相關(guān)圖。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,（4）利用年徑流量資料展延插補(bǔ)資料系列,2.有短期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,由圖4-2可知兩站相關(guān)點(diǎn)據(jù)密集，可通過相關(guān)點(diǎn)群中心定一條單一曲線，乙站缺測資料年份可用此相關(guān)線插補(bǔ)和外延（圖解相關(guān)法），最后得乙站20年的年徑流量資料。如下表：,第二節(jié) 正常徑流量的計算,第二節(jié) 正常徑流量的計算,計算乙站20年的年徑流量資料的算術(shù)平均值，即為乙站正常年徑流量Q0 。,算術(shù)平均法計算： Q0=Qi / n=15.3m3/s n為觀測年數(shù);n=20年 Qi為某年的年徑流量。 1956-1959a、1964-1996a為實(shí)測系列；1952-1955a、1967-1971a為延長系列；1960-1963為插補(bǔ)系列。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,（5）利用年降水資料展延插補(bǔ)資料系列,2.有短期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,降水資料容易取得，資料系列也較徑流資料長，當(dāng)不能用徑流資料延長時，可用流域內(nèi)或流域外降水資料進(jìn)行展延插補(bǔ)。 當(dāng)資料很少時，可通過建立月降水量與月徑流量間的相關(guān)關(guān)系，然后推算年徑流量。,注意：必須分析降水與徑流關(guān)系。在濕潤地區(qū)降水充沛，徑流系數(shù)大，徑流量與降水量間的相關(guān)關(guān)系較密切；而在干旱、半干旱地區(qū)，蒸發(fā)量大，大部分降水消耗于蒸發(fā)，年徑流量與年降水量之間的關(guān)系不夠密切，此時，可適當(dāng)增加參證變量，如降雨強(qiáng)度等。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,（5）利用年降水資料展延插補(bǔ)資料系列,2.有短期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,例2 某河支流有甲、乙兩站，甲站流域面積為992km2，有1953-1955年、1959-1969年實(shí)測年徑流量資料，而甲、乙兩站同時具有較長期的降水資料(1953-1970)。需插補(bǔ)甲站缺測年份徑流量資料。如表4-3,第二節(jié) 正常徑流量的計算,（5）利用年降水資料展延插補(bǔ)資料系列,2.有短期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,表4-3 甲站部分年平均流量及兩站年降水量表(流量:m3/s, 單位:mm),第一節(jié) 正常徑流量的計算,甲站以上年徑流深h用下式計算：,由于乙站無實(shí)測徑流資料，甲站缺測年份徑流資料只能采用本流域的降雨和徑流關(guān)系插補(bǔ)。 甲站以上流域平均降水量，可用甲乙兩站年降水量算術(shù)平均值求得。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,2.有短期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,以甲站以上各年徑流深與流域平均雨深點(diǎn)繪關(guān)系，如圖所示，由圖可見，關(guān)系尚密切，可以定線使用。,（5）利用年降水資料展延插補(bǔ)資料系列,根據(jù)年降雨徑流相關(guān)圖，就可以由甲站以上平均降水量資料插補(bǔ)甲站缺測年份的年徑流資料，然后計算正常年徑流量Q0 。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,（5）利用年降水資料展延插補(bǔ)資料系列,2.有短期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,第二節(jié) 正常徑流量的計算,2.有短期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,例1和例2的相關(guān)分析都屬圖解相關(guān)法，即利用研究變量和參證變量的同步資料，點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)相關(guān)點(diǎn)據(jù)，然后根據(jù)點(diǎn)群的分布情況和趨勢，通過點(diǎn)群中心，定出一條平均線。,此外，可以利用相關(guān)分析方法，計算回歸方程：,第二節(jié) 正常徑流量的計算,2.有短期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,1.有長期實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,二、正常年徑流量的推算方法(三種),3.無實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,我國的水文站網(wǎng)不完善，只在較大的河流上有水文觀測站，在實(shí)際工作中常遇到的小流域，根本沒有徑流資料，甚至連降雨資料也沒有。在計算正常年徑流量時，需用一些特殊方法，如等值線圖法、水文比擬法、徑流系數(shù)法和水文查勘法。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,二、正常年徑流量的推算方法(三種),3.無實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,（1）等值線圖法,把相同數(shù)值的點(diǎn)連接起來的線叫等值線。 在地圖上把觀測到的水文特征值標(biāo)記出來，然后把相同數(shù)值各點(diǎn)連成等值線，即可構(gòu)成該水文特征值的等值線圖，從而顯示了水文特征值的地理分布規(guī)律。,利用多年平均年徑流量等值線圖推算無實(shí)測資料地區(qū)的多年平均年徑流量。由于徑流量的多寡與流域面積的大小有直接關(guān)系，為了消除影響，多年平均年徑流量等值線圖一般以徑流深或徑流模數(shù)為度量單位。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,二、正常年徑流量的推算方法(三種),3.無實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,（1）等值線圖法,目前，各?。▍^(qū)）編制的水文手冊一般都繪有本省(區(qū))的多年平均年徑流深和各種頻率的年徑流深等值線圖。,如何應(yīng)用等值線圖推求正常年徑流深？ 形心法：首先在圖上勾繪出研究流域的分水線，再找出流域的形心，而后根據(jù)等值線內(nèi)插讀出形心處的多年平均年徑流深值。形心？,加權(quán)平均法： Y0=(y1f1+ y2f2+ ynfn)/F 式中： yi相鄰兩徑流深等值線的平均值； fi相鄰兩等值線間面積； F流域面積； Y0多年平均年徑流深。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,等值線圖法適應(yīng)條件：一般對大流域查算的結(jié)果精度高一些。對于小流域，因小流域可能不閉合和河槽下切不深，不能匯集全部地下徑流，所以使用等值線圖有可能導(dǎo)致結(jié)果偏大或偏小，應(yīng)結(jié)合具體條件加以適當(dāng)修正。,二、正常年徑流量的推算方法(三種),3.無實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,（1）等值線圖法,第二節(jié) 正常徑流量的計算,二、正常年徑流量的推算方法(三種),3.無實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,（1）等值線圖法,（2）水文比擬法,水文比擬法就是以流域間的相似性為基礎(chǔ)，將相似流域的水文資料移用至研究流域的一種簡便方法。,相似流域：與研究流域有相似自然地理特征的流域稱為相似流域（即參證流域）。,移用相似流域研究資料方法：如選擇相似流域的徑流模數(shù)、徑流深度、徑流系數(shù)以及降水徑流相關(guān)圖等。若相似流域與研究流域之間有些差異時，可用不同的修正系數(shù)加以修正。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,二、正常年徑流量的推算方法(三種),3.無實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,（1）等值線圖法,（2）水文比擬法,例1 研究流域與相似流域的氣象和下墊面因素基本相似，僅流域面積不同，則研究流域的正常年徑流量有如下關(guān)系式： Q研/F研Q參/F參 如果使用徑流深或徑流模數(shù)，則不需修正即可直接使用。,例2 若兩流域的年降水量有不同時，則: Q研/P研Q參/P參 式中P研和P參分別為研究流域與參證流域的年降水量。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,水文比擬法適應(yīng)條件：在缺乏等值線圖時較為有用。即使在具有等值線圖的條件下，而研究流域面積較小，它的年徑流量受流域自身特點(diǎn)的影響很大，該方法可以避免盲目地使用等值線圖而未考慮局部下墊面因素所產(chǎn)生的誤差。因此，對于小流域，水文比擬法更有實(shí)際意義。,二、正常年徑流量的推算方法(三種),3.無實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,（1）等值線圖法,（2）水文比擬法,第二節(jié) 正常徑流量的計算,二、正常年徑流量的推算方法(三種),3.無實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,（1）等值線圖法,（2）水文比擬法,（3）徑流系數(shù)法,適宜條件：當(dāng)流域內(nèi)或附近有年降雨量資料，且雨量與徑流關(guān)系密切，可用多年平均降雨量與徑流量間的定量關(guān)系計算年徑流量，可由下式計算：, W1000CPF 式中：W多年平均徑流總量，m3； C年徑流系數(shù)，與研究區(qū)植被、地形地質(zhì)等因素有關(guān)，可通過調(diào)查并參考省、地水文手冊確定； P多年平均降雨量(mm)，可從省、地水文手冊查出，或向附近水文站、雨量站查詢； F研究流域的集水面積(km2)。,第二節(jié) 正常徑流量的計算,二、正常年徑流量的推算方法(三種),3.無實(shí)測資料時正常年徑流量的計算,（1）等值線圖法,（2）水文比擬法,（3）徑流系數(shù)法,（4）水文勘查法,適宜條件：完全沒有資料，也找不到相似流域，此時可進(jìn)行水文查勘，不僅對完全無資料的小流域有必要，就是對有資料的大流域也是不可缺少的。,方法：通過野外實(shí)地查勘訪問，了解多年期間典型水位過程線，河道特性，建立水位流量關(guān)系曲線，從而推算出近似的流量過程線，并估算其正常年徑流量。,總結(jié)：為慎重，幾種方法推算的成果相互驗(yàn)證，以保計算成果的精度。,第三節(jié) 徑流的年際變化,一、基本概念,河川徑流為何存在年際變化？正常年徑流量反映了河流水量的多少，但并不反映具體某一年的水量。由于河川徑流是流域自然地理氣候因素綜合影響的產(chǎn)物，而氣候因素具有明顯的年際變化特征，因此，受其影響的河川徑流量也具有明顯的年際變化。,河川徑流年際變化,定義：徑流年際變化就是徑流量每年都不相同，有些年份大，有些年份小。舉例？,舉例：雨量豐沛地區(qū)如我國東南沿海及華南，年降水量變化小，因而年徑流變化也小；在雨量較少且在時間分配上集中地區(qū)如華北、西北，降雨量的年際變化大，徑流量年際變化也大。,第三節(jié) 徑流的年際變化,二、河川年徑流量（年際變化）的計算,應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法計算年徑流量變化，就是計算相應(yīng)于某一頻率的設(shè)計年徑流量，按其資料不同分為兩種情況。,1、有實(shí)測資料時設(shè)計年徑流量的計算,具有實(shí)測年徑流量資料時年際變化的計算，就是要確定某 一指定頻率的年徑流量。常用方法為適線法： 資料表性的審查與分析； 選配頻率曲線，確定統(tǒng)計參數(shù)（均值，變差系數(shù)Cv，偏差系數(shù)Cs）； 按照某一指定頻率推求年徑流量。 詳細(xì)計算方法見第三章,第三節(jié) 徑流的年際變化,二、河川年徑流量（年際變化）的計算,2、缺乏實(shí)測資料時設(shè)計年徑流量的計算,缺乏實(shí)測年徑流量資料時年際變化的計算，關(guān)鍵是通過其他間接資料確定統(tǒng)計參數(shù)Cv、Cs和多年平均徑流量Q，其中，多年平均徑流量Q可由前節(jié)介紹的方法（等值線圖法、水文比擬法、徑流系數(shù)法和水文查勘法）求得；剩下的問題就是如何求變差系數(shù)Cv 、偏差系數(shù)Cs。,確定Cv的方法： 等值線圖法: 流域機(jī)構(gòu)和省區(qū)都繪制有年徑流量變差系數(shù)Cv的等值線圖。 水文比擬法：缺乏實(shí)測資料時，可設(shè)法移用鄰近測站年徑流量的Cv值。 經(jīng)驗(yàn)公式法：通過研究建立Cv與其影響因子間相關(guān)關(guān)系，可在與其自然地理?xiàng)l件相似地區(qū)應(yīng)用。,第三節(jié) 徑流的年際變化,二、河川年徑流量（年際變化）的計算,2、缺乏實(shí)測資料時設(shè)計年徑流量的計算,確定Cs的方法： 缺乏資料地區(qū)年徑流量偏差系數(shù)Cs值的估算，一般通過Cv與Cs的比值定出。 在多數(shù)情況下，常采用Cs/Cv=2.0； 對于湖泊較多的流域，因Cv較小，可采用Cs2Cv； 半干旱干旱地區(qū)，則常用Cs2Cv。,第四節(jié) 徑流的年內(nèi)分配,河川徑流量在一年內(nèi)的變化稱為徑流的年內(nèi)分配。影響徑流年內(nèi)分配的因素很多，主要為流域氣象因素和與流域調(diào)蓄能力有關(guān)的自然地理因素。,一、基本概念,河川徑流的年內(nèi)分配,徑流年內(nèi)分配的計算的方法有兩種： 時序分配法和歷時曲線法。,第四節(jié) 徑流的年內(nèi)分配,二、徑流年內(nèi)分配的計算的方法,1、時序分配法,在實(shí)測的各年資料中找出具有代表性的一些年份作為典型年，再計算其年內(nèi)徑流的數(shù)量分配。由于年內(nèi)分配情況與年降水量大小有關(guān)，一般選擇三種典型年，即多水年、少水年和中水年來描述徑流的年內(nèi)徑流分配。,（1）具有長期實(shí)測徑流資料時典型年法,選擇典型年的原則： A、按過去發(fā)生的過程來選擇：流域在一定的氣候和自然地理?xiàng)l件下曾經(jīng)發(fā)生過的徑流分配，將來可能會重新出現(xiàn)相近的分配。,第四節(jié) 徑流的年內(nèi)分配,二、徑流年內(nèi)分配的計算的方法,1、時序分配法,（1）具有長期實(shí)測徑流資料時典型年法,選擇典型年的原則： B、選取多水年、少水年和中水年典型年時，一般選取與設(shè)計年水量相近的實(shí)際年分配作為各種典型年分配。,選擇典型年的原則： C、對水量相近的幾個年份，其年內(nèi)分配應(yīng)取平均情況。但在水利計算中可以考慮選取其中對工程不利的一種分配，較為安全。,對工程不利：是指根據(jù)這種代表年的來水、用水情況，要求工程投資較大或工程效益較低。,第四節(jié) 徑流的年內(nèi)分配,二、徑流年內(nèi)分配的計算的方法,1、時序分配法,（1）具有長期實(shí)測徑流資料時典型年法,典型年法計算步驟： A、根據(jù)給定資料，計算設(shè)定頻率條件下的年徑流量的大?。?B、根據(jù)設(shè)定頻率的年徑流量大小，在實(shí)測資料中遵循一定原則，選取典型年；,典型年法計算步驟： C、計算典型年中各月徑流量與年徑流量的比值 Ki=月徑流量/年徑流量； D、利用設(shè)計年徑流量乘以Ki，可得設(shè)計年徑流年內(nèi)分配。,第四節(jié) 徑流的年內(nèi)分配,二、徑流年內(nèi)分配的計算的方法,1、 時序分配法,（2）缺乏實(shí)測資料時徑流年內(nèi)分配的計算,一般是根據(jù)氣候因素及自然地理因素相似，選擇具有充分實(shí)測資料的測站作為參證站，借用參證站典型年的年內(nèi)分配，然后按照本站各種指定頻率的流量數(shù)值進(jìn)行分配。,第四節(jié) 徑流的年內(nèi)分配,二、徑流年內(nèi)分配的計算的方法,2、歷時曲線法,在水利發(fā)電、灌溉、航運(yùn)及環(huán)境規(guī)劃設(shè)計時，需要年內(nèi)徑流歷時分配情況，即一年內(nèi)大于和等于某一個流量值的累積時間。解決這類問題就需要用歷時曲線法。,日流量歷時曲線繪制：應(yīng)用實(shí)測的日平均流量，將所需研究的典型年的全部日流量由大到小排列，可劃分若干組，再統(tǒng)計得每組流量出現(xiàn)的累積日數(shù)，并轉(zhuǎn)變?yōu)槔鄯e頻率，然后用水位歷時曲線的制作方法繪制年內(nèi)日流量歷時曲線。在該曲線上，可查得指定流量值的持續(xù)歷時及其分配情況。,枯水徑流：當(dāng)河流的絕大部分水源由地下水補(bǔ)給時，稱為枯水徑流。枯水經(jīng)歷的時間稱為枯水期，當(dāng)月平均水量占全年水量的比例小于5時，則屬于枯水期。,一、枯水徑流含義及其出現(xiàn)時間,我國多數(shù)河流，枯水徑流一年內(nèi)出現(xiàn)兩次： 一次是在10月至次年3、4月的冬季枯水；另一次是夏季的歷時短暫的枯水。,意義：枯水徑流的大小及枯水徑流的歷時，對灌溉、航運(yùn)、發(fā)電、供水等有很大影響。為了各部門合理地利用水源，研究枯水徑流具有重要的意義。,第五節(jié) 枯水徑流量,第五節(jié) 枯水徑流量,二、枯水徑流的形式及其影響因素,（1）形式 枯水徑流主要來自流域蓄水量的補(bǔ)給。流域蓄水量是指蓄積在地表和地下的水量，其主要指存在于土壤層中的水、巖石層中的水、河網(wǎng)中的水和地表洼地中保存的水分。,（2）影響因素 氣象因素：前期降水和蒸發(fā)、枯水期的降水和蒸發(fā)等。 下墊面因素：流域的地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、流域面積、河槽下切深度、河網(wǎng)密度及湖泊、沼澤、森林等。 人類活動影響：人類活動可直接增加或減少枯水徑流，如：河流上游修建水庫塘壩調(diào)節(jié)徑流，可增加枯水徑流。引水灌溉，減少枯水徑流；開展小流域治理工程(梯田、整地工程等)增加下滲，加大枯水徑流。,第五節(jié) 枯水徑流量,三、枯水徑流的表示與計算方法,（1）表示方法 枯水徑流量一般用不同時段的最小徑流量表示，如最小日平均流量、最小月平均流量、連續(xù)三個月最小平均流量，整個枯水期平均流量等。,（2）計算方法 即推求某一指定頻率下的時段枯水徑流量。 有比較充分的資料情況下，與年徑流計算一樣，用適線法，但在選擇時，要注意不同枯水季節(jié)的枯水徑流應(yīng)分別處理。 缺乏實(shí)測資料地區(qū)可采用經(jīng)驗(yàn)公式、等值線圖法和水文比擬法，其內(nèi)容與年徑流求算法相當(dāng)。,第六節(jié) 多年平均年輸沙量的計算,1、研究河流泥沙目的：預(yù)估未來河道來沙量，為水利水保工程規(guī)劃設(shè)計提供河流泥沙數(shù)量資料。黃河泥沙含量？,一、輸沙量計算的目的及河流泥沙分類,2、河流泥沙分類：根據(jù)泥沙運(yùn)動狀態(tài)，分懸移質(zhì)、推移質(zhì)和躍移質(zhì)。 (1) 懸移質(zhì)：指顆粒較小，懸浮于水中并隨之流動，也稱懸沙，河流泥沙主要組成部分。 (2) 推移質(zhì)：指顆粒較大，受水流沖擊沿河底移動或滾動，也稱底沙。 (3) 躍移質(zhì)：介于兩者之間，跳躍式的前進(jìn)運(yùn)動。躍移質(zhì)泥沙數(shù)量不多，難于測驗(yàn)。水文計算中主要考慮？,河流泥沙的主要來源：流域表面的侵蝕和河床的沖刷。,第六節(jié) 多年平均年輸沙量的計算,二、河流輸沙量的影響因素,1、 河流泥沙主要來源,2、 河流泥沙主要影響因素,與影響河流輸沙量因素一樣有三方面： 1、氣候因素（氣候、降雨）； 2、下墊面因素（流域地形、植被和土壤特性）； 3、人類活動。,第六節(jié) 多年平均年輸沙量的計算,1、懸移質(zhì)多年平均年輸沙量估算,三、河流多年平均輸沙量的計算,河流的年輸沙量多集中在汛期的3-4個月內(nèi)，汛期的輸沙量約占全年總沙量的60%-70以上，能隨水流移動的泥沙主要是懸移質(zhì)和推移質(zhì)泥沙。,利用如下公式計算多年平均年輸沙量： W=(W1+W2+.+Wn)/n 式中： W多年平均輸沙量； Wi某年的輸沙量； n觀測年數(shù)。,（1）有長期懸移質(zhì)泥沙資料時,第六節(jié) 多年平均年輸沙量的計算,1、懸移質(zhì)多年平均年輸沙量估算,三、河流多年平均輸沙量的計算,（2）有短期或沒有懸移質(zhì)泥沙資料時,需采用各種方法展延原有資料，或由短期的平均值來推求多年平均值等。遇到完全沒有資料時，則只能利用經(jīng)驗(yàn)公式求算。常用方法如下：,利用年徑流量估算： A、當(dāng)有短期懸移質(zhì)輸沙量資料時，若流域內(nèi)下墊面因素變化不大，懸移質(zhì)年輸沙量與年徑流量之間的相關(guān)性較好，則可根據(jù)較長期的年徑流量資料展延懸移質(zhì)年輸沙量資料，然后求其多年平均年輸沙量。,1、懸移質(zhì)多年平均年輸沙量估算,三、河流多年平均輸沙量的計算,（2）有短期或沒有懸移質(zhì)泥沙資料時,