設(shè)計年徑流量及年內(nèi)分配的分析計算實用教案

1、在水利工程的規(guī)劃設(shè)計階段，工程的規(guī)模(gum)是由來水和用水兩者之間矛盾的大小、以及希望解決矛盾的程度（設(shè)計保證率），經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定的。計算目的(md)：為確定工程規(guī)模的大小提供來水資料。計算任務(wù)：推求不同保證率下的年徑流量及其年內(nèi)分配過程；在水利工程的規(guī)劃設(shè)計中，依據(jù)設(shè)計要求、可利用水文資料樣本長度、以及采用水利計算方法等的不同，要求提供的來水資料也有所不同，例如：對于無調(diào)節(jié)性能的引水工程提供歷年（或代表年）的逐日流量過程資料；對于有調(diào)節(jié)性能的蓄水工程提供歷年（或代表年）的逐月（或旬）流量過程資料，供水利計算使用。第1頁/共22頁第一頁，共22頁。設(shè)計(shj)長期年的年、月徑流系列

2、長期年法（長系列操作法、時歷法、綜合法）；實際代表年的年、月徑流量實際代表年法 ；設(shè)計(shj)代表年的年、月徑流量 設(shè)計(shj)代表年法。當(dāng)具有長期實測徑流資料時，水文分析計算的成果(chnggu)一般可分為以下三種類型：第一步：基本資料的收集和審核（“三性”審查）；第二步：推求設(shè)計年徑流量 （頻率計算）；第三步：確定年徑流在年內(nèi)的分配過程（年內(nèi)分配計算）；第四步：成果合理性檢查。第2頁/共22頁第二頁，共22頁。徑流資料(zlio)一般來自水文測驗和摘自整編成果，可靠性審查主要包括以下內(nèi)容：第3頁/共22頁第三頁，共22頁。一致性是指組成(z chn)水文資料系列的每個觀測值具有同一成因

3、，對年徑流量系列而言，一致性是指所在流域的氣候條件和下墊面條件在觀測期內(nèi)比較穩(wěn)定，無顯著變化。第4頁/共22頁第四頁，共22頁。抽樣誤差用來衡量樣本對總體代表性的高低，水文(shuwn)計算成果的精度取決于樣本對總體的代表性。資料代表性的審查對衡量頻率計算成果的精度有重要意義。參證變量的選?。涸O(shè)計變量與參證變量的時序變化具有同步性，并且參證變量的長系列具有較高的代表性；計算參證變量長、短系列的分布參數(shù)，參證變量的短系列所處時段與設(shè)計變量實測系列的時段相同；如果參證變量長、短系列的分布參數(shù)值大致接近，就可認(rèn)為參證變量的短系列具有代表性，從而認(rèn)為設(shè)計變量系列具有代表性。叁證變量法舉例（此處略）第5

4、頁/共22頁第五頁，共22頁。調(diào)查歷史上出現(xiàn)過的旱、澇現(xiàn)象，估算其等級和頻率，然后與頻率計算成果中同等級的旱、澇頻率進(jìn)行比較，如果比較接近，可認(rèn)為所選取的徑流資料具有代表性；分析流域(liy)氣候特性（周期特性），如果實測徑流資料恰好包括同一個水文周期，可認(rèn)為所選取的徑流資料具有代表性。第一步：按水利年度排列為一個新的年、月徑流長系列第二步：從新系列中選出代表段，代表段須滿足以下三個條件：a.代表段中須包括有豐、平、枯水年；b.代表段中須包括一個或幾個完整的調(diào)節(jié)周期；c.代有段中的年徑流量均值、離勢系數(shù)須與長系列的相近。第6頁/共22頁第六頁，共22頁。第三步：用代表段的年、月徑流過程來代表未

5、來(wili)工程運行期間的年、月徑流量的變化過程。優(yōu)點：保證率的概念比較明確缺點：對水文(shuwn)資料要求較高、計算工作量大。 實際代表年法是從實測年、月徑流量系列中，選出一個實際的干旱年作為代表年，用其年徑流的分配過程直接與該年的用水過程相配合而進(jìn)行調(diào)節(jié)計算，從而求出調(diào)節(jié)庫容，確定工程規(guī)模。選出的年份稱為實際代表年，該年的年、月徑流量就是實際代表年年、月徑流量。優(yōu)點：操作簡單，直觀明晰缺點：不一定符合設(shè)計保證率 第7頁/共22頁第七頁，共22頁。第一步：計算(j sun)時段的確定第二步：頻率計算及其成果的合理性分析統(tǒng)計出歷年各個計算時段的徑流量，并按大小次序排成一列，構(gòu)成計算序列利用

6、適線法，求得各個計算時段徑流量的頻率分布曲線，并分析頻率曲線的均值、離勢系數(shù)、偏態(tài)系數(shù)是否合理。第三步：設(shè)計時段徑流量的計算根據(jù)頻率曲線，運用第七章中的公式（7-28），結(jié)合附表1，即可推求出指定頻率的設(shè)計年徑流量，或指定頻率的設(shè)計時段徑流量；)1 (pvpcQQ(7-28)第8頁/共22頁第八頁，共22頁。從實測的歷年徑流過程線中選擇代表年的徑流過程線應(yīng)依據(jù)以下(yxi)原則：選取年徑流(jngli)量接近于設(shè)計年徑流(jngli)量的代表年徑流(jngli)過程線；實測年徑流(jngli)量接近設(shè)計年徑流(jngli)量的徑流(jngli)過程線不只一條時，應(yīng)選取其中較為不利的，以使工程設(shè)

7、計偏于安全。第四步：代表(dibio)年的選取第五步：徑流年內(nèi)分配計算將設(shè)計時段徑流量按代表年的月徑流過程進(jìn)行分配，有同倍比法和同頻率法。：用設(shè)計年水量與代表年的年水量比值K年或設(shè)計供水期水量與代表年供水期水量的比值K供對整個代表年的月徑流過程線進(jìn)縮放代年設(shè)年年,QQK 代供設(shè)供供,QQK (1)第9頁/共22頁第九頁，共22頁。根據(jù)設(shè)計要求選擇幾個計算時段（如最小3個月、最小5個月、年等三個時段）；作各個時段的水量頻率曲線(qxin)，并求得設(shè)計頻率的各個計算時段的徑流量（最小3個月的設(shè)計流量Q3,設(shè)、最小5個月設(shè)計徑流量Q5,設(shè)、設(shè)計年徑流量Q年,設(shè)）；按選代表年的原則選取代表年，在代表年

8、的逐月徑流過程中，統(tǒng)計出各個計算時段的徑流量（最小3個月的徑流量Q3,代、最小5個月的徑流量Q5,代、年徑流量Q年,設(shè)）代年代代, 5, 3QQQ(2)第10頁/共22頁第十頁，共22頁。優(yōu)點：對水文資料長度要求不高，保證率的概念明確，可提供不同(b tn)設(shè)計保證率下的來水資料；缺點：同倍比法在計算時段和代表年的確定上存在困難；同頻率法的年內(nèi)分配會改變實際代表年的年內(nèi)分配過程，須對年內(nèi)分配計算結(jié)果做成因分析。某水庫的18年間(ninjin)的年、月徑流量資料如下表所示，用水流量q=3m3/s，求該水庫：供水保證率分別為P=10%、P=50%、P=90%的設(shè)計年徑流量；最小3個月、最小5個月的

9、設(shè)計時段徑流量；用同頻率法計算該水庫的興利調(diào)節(jié)庫容。設(shè)計代表年法的優(yōu)缺點：第11頁/共22頁第十一頁，共22頁。年份月平均流量(m3/s)年平均流量Q(m3/s)供水期T(月)供水期流量Wm3/（s月）所需庫容3456789101112121958195916.522.043.017.04.632.464.024.841.982.471.8721.611.936.322.68195919607.258.6916.326.17.157.506.811.862.672.734.202.037.7837.261.74196019618.2119.526.424.67.359.623.202.071.

10、981.902.3513.210.048.303.701961196214.717.719.830.45.204.879.103.463.422.922.481.629.6437.021.981962196312.915.741.650.719.410.47.482.975.302.671.791.8014.436.262.74196319643.204.987.1516.25.552.282.131.272.181.546.453.874.7359.405.60196419659.9112.512.934.66.905.552.003.271.621.170.993.067.8759.055

11、.95196519663.9026.615.213.66.1213.44.2710.58.219.038.358.4810.4000196619679.5229.013.525.425.43.582.672.231.932.761.415.3010.2511.04.001967196813.017.833.243.010.53.581.671.571.821.421.212.3610.9610.17.90196819699.4515.615.537.842.76.553.522.541.842.684.259.0012.637.061.941969197012.211.533.925.012.

12、77.303.654.963.182.353.883.5710.312.350.651970197116.324.841.030.724.28.306.508.754.527.964.103.8015.1000197119725.086.1024.322.83.403.454.922.791.761.302.238.767.2448.083.92197219733.2811.737.116.410.219.25.754.414.535.598.478.8911.30001973197415.438.541.657.431.75.866.564.552.591.631.765.2117.735.

13、983.02197419753.285.4811.817.114.414.33.843.694.675.166.2611.18.420001975197622.437.158.023.910.612.46.268.517.307.543.125.5616.9000第12頁/共22頁第十二頁，共22頁。解：年徑流量系列最小3個月徑流量系列最小5個月徑流量系列1.98 1.98 2.47 2.47 1.87 1.87 6.32 6.32 1.86 1.86 2.67 2.67 2.73 2.73 7.26 7.26 2.07 2.07 1.98 1.98 1.90 1.90 5.95 5.95 2

14、.92 2.92 2.48 2.48 1.62 1.62 7.02 7.02 2.67 2.67 1.79 1.79 1.80 1.80 6.26 6.26 1.27 1.27 2.18 2.18 1.54 1.54 4.99 4.99 1.62 1.62 1.17 1.17 0.99 0.99 3.783.78 8.21 8.21 9.03 9.03 8.35 8.35 25.59 25.59 1.93 1.93 2.76 2.76 1.41 1.41 6.10 6.10 1.82 1.82 1.42 1.42 1.21 1.21 4.45 4.45 2.54 2.54 1.84 1.84

15、2.68 2.68 7.06 7.06 3.18 3.18 2.35 2.35 3.88 3.88 9.41 9.41 7.96 7.96 4.10 4.10 3.80 3.80 15.86 15.86 1.76 1.76 1.30 1.30 2.23 2.23 5.29 5.29 4.41 4.41 4.53 4.53 5.59 5.59 14.53 14.53 2.59 2.59 1.63 1.63 1.76 1.76 5.98 5.98 3.84 3.84 3.69 3.69 4.67 4.67 12.20 12.20 7.54 7.54 3.12 3.12 5.56 5.56 16.2

16、2 16.22 4.02 4.02 4.84 4.84 1.98 1.98 2.47 2.47 1.87 1.87 15.18 15.18 1.86 1.86 2.67 2.67 2.73 2.73 4.20 4.20 2.03 2.03 13.49 13.49 3.20 3.20 2.07 2.07 1.98 1.98 1.90 1.90 2.35 2.35 11.50 11.50 3.46 3.46 3.42 3.42 2.92 2.92 2.48 2.48 1.62 1.62 13.90 13.90 2.97 2.97 5.30 5.30 2.67 2.67 1.79 1.79 1.80

17、 1.80 14.53 14.53 2.28 2.28 2.13 2.13 1.27 1.27 2.18 2.18 1.54 1.54 9.40 9.40 2.00 2.00 3.27 3.27 1.62 1.62 1.17 1.17 0.99 0.99 9.059.05 4.27 4.27 10.5 10.5 8.21 8.21 9.03 9.03 8.35 8.35 40.36 40.36 2.67 2.67 2.23 2.23 1.93 1.93 2.76 2.76 1.41 1.41 11.00 11.00 1.67 1.67 1.57 1.57 1.82 1.82 1.42 1.42

18、 1.21 1.21 7.69 7.69 3.52 3.52 2.54 2.54 1.84 1.84 2.68 2.68 4.25 4.25 14.83 14.83 4.96 4.96 3.18 3.18 2.35 2.35 3.88 3.88 3.57 3.57 17.94 17.94 8.75 8.75 4.52 4.52 7.96 7.96 4.10 4.10 3.80 3.80 29.13 29.13 4.92 4.92 2.79 2.79 1.76 1.76 1.30 1.30 2.23 2.23 13.0013.00 5.75 5.75 4.41 4.41 4.53 4.53 5.

19、59 5.59 8.47 8.47 28.75 28.75 4.55 4.55 2.59 2.59 1.63 1.63 1.76 1.76 5.21 5.21 15.74 15.74 3.84 3.84 3.69 3.69 4.67 4.67 5.16 5.16 6.26 6.26 23.62 23.62 8.51 8.51 7.30 7.30 7.54 7.54 3.12 3.12 5.56 5.56 32.03 32.03 195819581959195911.911.919591959196019607.787.78196019601961196110.010.0196119611962

20、19629.649.64196219621963196314.414.419631963196419644.734.7319641964196519657.877.87196519651966196610.410.4196619661967196710.210.2196719671968196810.910.9196819681969196912.612.6196919691970197010.310.3197019701971197115.115.119711971197219727.247.24197219721973197311.311.3197319731974197417.717.7

21、19741974197519758.428.42197519751976197616.916.9第13頁/共22頁第十三頁，共22頁。圖 1第14頁/共22頁第十四頁，共22頁。圖 2第15頁/共22頁第十五頁，共22頁。圖 3第16頁/共22頁第十六頁，共22頁。 參數(shù)參數(shù)計算時段計算時段均值均值CVCS/CVP=10%P=50%P=90%12個月個月131（10.97）0.322.0188(15.7)128(10.7)81.8(6.82)最小最小5個月個月18.00.472.029。3316。698.46最小最小3個月個月9.130.502.015。258。374.0006. 178. 300. 4, 代3設(shè)33QQK844. 078. 305. 900. 445. 8, 代35設(shè)3設(shè)535QQQQK代858. 005. 95 .9445. 88 .81,2,52, 代51設(shè)設(shè)1512QQQQK代(5)(3)(4)第17頁/共22頁第十七頁，共22頁。 月月 年型年型 3 34 45 56 67 78 89 91010111112121 12 2全年全年總量總量平均平均1964196419651965年）年）Q月月9.91 9.91 12.50 12.50 12.90 12.90 34.60 34.60 6.90 6.90