水力學教程1013-第四章-年徑流量及洪枯徑流

第四章

年徑流及洪枯徑流4.4設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

徑流年內(nèi)分配的表示方式：流量（或水位）過程線

流量（或水位）過程線反映一年內(nèi)流量（或水位）隨時間的變化過程流量（或水位）歷時曲線

流量（或水位）歷時曲線是將年內(nèi)逐日平均流量（或水位）按遞減次序排列，以逐日平均流量（或水位）為縱坐標，以百分數(shù)（累計頻率）為橫坐標，在點群中央繪一條光滑的曲線，即流量（或水位）歷時曲線有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

設(shè)計代表年法

推求設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配，是從實測資料中選取某一年的徑流年內(nèi)分配作為模型，設(shè)計年徑流量年內(nèi)分配即按此模型計算，稱為代表年法水力發(fā)電工程一般選豐水、平水和枯水三個代表年；對城鎮(zhèn)給水工程和農(nóng)業(yè)灌溉工程只選枯水年作為代表年有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

選取典型枯水年的條件（1）年徑流量與設(shè)計年徑流量相近

因為當年徑流量相似時，徑流的形成條件可能相差不太大，年內(nèi)分配也接近（2）工程造價過高（偏安全）

因為與設(shè)計徑流量相近的年份可能不止一個，為安全起見，應(yīng)在其中選取枯水期（流量小于年平均流量的一半的連續(xù)時期）最長、枯水流量最小的年份作為典型枯水年有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

缺水期虛線-需水過程線；

實線-來水過程線

有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

計算調(diào)節(jié)容積

有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

【例】根據(jù)某測站1951年11月-1981年10月連續(xù)30年的年徑流資料組成的系列進行頻率分析，再根據(jù)設(shè)計頻率標準P=95%時的設(shè)計年徑流量Q95%=8.21m3/s，試按同倍比縮放法確定設(shè)計年徑流量Q95%的年內(nèi)分配并繪制其年內(nèi)月徑流量歷時曲線有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

【解】(1)根據(jù)選擇典型枯水年的原則，在實測資料中選出與設(shè)計年徑流量Q95%相近的序號為9的1959.11-1960.10、序號為19的1969.11-1970.10和序號為23的1973.11-1974.10這3年作為代表年選擇對象，它們的年平均流量分別為8.80m3/s、7.73m3/s和8.85m3/s某站實測歷年逐月平均流量摘錄表年份序號月份111212345678910…………………………………1959-196093.891.912.21.956.277.6321.812.7213.715.79.018.828.80…………………………………1969-1970196.042.152.33.025.43189.872.723.916.422.810.127.73…………………………………1973-1974233.982.172.94.354.8912.116.911.321.47.456.112.78.85…………………………………(2)由上表可見：序號為9的1959-1960年的枯水期(月平均流量<年平均流量的一半)是1959.11-1960.2共4個月；序號為19的1919-1970的枯水期是1969.12-1970.3共3個月；序號為23的1973-1974年的枯水期是1973.11-1974.2共4個月

比較來看，1959-1960年的枯水期最長、枯水流量最小，故不需要作年來水過程線與用水過程線比較調(diào)節(jié)容積，因此可選1959-1960年作為典型枯水年有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

設(shè)計枯水年徑流年內(nèi)分配（同倍比法）計算月份111212345678910Qidm3/s3.891.912.21.956.277.6321.812.7213.715.79.018.82Qim3/s3.631.782.051.825.857.1220.3411.8712.7814.658.418.23

有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

(5)必要時，再按擬采用的其他典型年實測年內(nèi)分配徑流量求出設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配的不同方案，然后分別進行調(diào)節(jié)容積計算，求得兩種以上設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配條件下的工程規(guī)模（如調(diào)節(jié)庫容），并選取其中的較大者作為設(shè)計成果，以求安全設(shè)計年徑流量的月流量歷時曲線計算表序號123456789101112月份587691043111212Qim3/s20.3414.6512.7811.878.418.237.125.853.632.051.821.78m123456789101112Pi%8.3316.6725.0033.3341.6750.0058.3366.6775.0083.3391.67100.00有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

(6)繪制設(shè)計年徑流量Q95%的年內(nèi)月徑流量歷時曲線流量歷時曲線圖有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

某站實測歷年逐月平均流量摘錄表年份序號月份111212345678910…………………………………1959-196093.891.912.21.956.277.6321.812.7213.715.79.018.828.803.98…………………………………1969-1970196.042.152.33.025.43189.872.723.916.422.810.127.733.79…………………………………1973-1974233.982.172.94.354.8912.116.911.321.47.456.112.78.853.66…………………………………【例】資料同4.2，取設(shè)計頻率標準P=95%，試按同頻率縮放法確定設(shè)計年徑流量Q95%的年內(nèi)分配

有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

【解】設(shè)計年徑流量Q95%=8.21m3/s【例】資料同4.2，取設(shè)計頻率標準P=95%，試按同頻率縮放法確定設(shè)計年徑流量Q95%的年內(nèi)分配

有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

【解】(4)由K1、K2即可求得設(shè)計年徑流量Q95%的供水期及年內(nèi)其他月份的月徑流量

設(shè)計枯水年徑流年內(nèi)分配（同頻法）計算表月份111212345678910Qidm3/s3.891.912.21.956.277.6321.812.7213.715.79.018.82K0.930.930.930.930.930.930.9340.9340.9340.9340.9340.934Qim3/s3.621.782.051.815.837.1020.3611.8812.8014.668.428.24Qim3/s3.631.782.051.825.857.1220.3411.8712.7814.658.418.23有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

有實測資料時徑流年內(nèi)分配計算

流量歷時曲線圖資料不足時設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配計算通過相關(guān)分析插補和展延設(shè)計站的資料，使其達到20年以上按有實測資料時年徑流量年內(nèi)分配的方法進行計算等值線圖法

各省（自治區(qū)、直轄市）水文手冊都已按氣候及地理條件作了分區(qū)，并給出了各分區(qū)豐水、平水、枯水典型年的分配過程，可供查用缺乏實測資料時

設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配計算缺乏實測資料時

設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配計算【例】某取水口所在地為平原地區(qū)較小流域，該地區(qū)既不屬于湖泊度較大，也不屬于干旱地區(qū)，該取水口處只有9年的觀測資料，求取水口處的設(shè)計年徑流量及其年內(nèi)分配

(2)確定設(shè)計斷面處的離勢系數(shù)CV缺乏實測資料時

設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配計算在水文手冊中找到本地區(qū)的CV等值線圖。在圖4.6(b)中勾繪出流域分水線。作輔助線3把流域分成兩等份，再作輔助線4把流域分成另外兩等分，兩線的交點坐標B處的CV為0.27，因CV等值線圖是按中等流域繪制的，而設(shè)計站所處地為小流域，故應(yīng)適當增大CV↑。現(xiàn)取CV為0.28

缺乏實測資料時

設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配計算月份345678910111212代表年年內(nèi)分配比%13.310.513.213.736.67.35.92.13.51.71.2x月設(shè)

mm7.7425.5381.22102.10105.97283.1156.4745.6416.2427.0713.159.28

缺乏實測資料時

設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配計算【例】欲在某地興建一水庫，其控制面積為13.4km2，壩址處無實測徑流資料，流域年降水量之和為1010.0mm。求設(shè)計流域1985年3月-1986年2月（枯水年）的年徑流量之和與月徑流量【解】選擇參證流域

距水庫最近的某水文站具有20年連續(xù)的實測資料，且氣候條件相似，流域面積為40.6km2，流域植被、土壤等因素也相似，故流域調(diào)蓄性能相似，年內(nèi)分配可以認為是相似的，所以選該水文站以上流域為參證流域。參證流域1985.3-1986.2枯水代表年月平均降雨量及徑流資料見表缺乏實測資料時

設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配計算設(shè)計流域1985-1986年枯水年的年徑流量之和與月經(jīng)流量計算表年份月份參證流域設(shè)計流域流域平均降雨量mm徑流深mm雨量修正法mm年降雨量和年徑流量相關(guān)圖法mm（1）（2）（3）（4）（5）（6）19853121.281.462.656.94113.555.842.939.05158.89976.269.26108.852.940.737.07133.996.574.267.48244.312797.788.79111.343.533.530.410107.39.87.56.811104.813.910.79.71214.15.13.93.61986153.315.311.810.7241.68.16.25.7∑1312.9608.3468.0425.0

缺乏實測資料時

設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配計算設(shè)計流域1985-1986年枯水年的年徑流量之和與月經(jīng)流量計算表年份月份參證流域設(shè)計流域流域平均降雨量mm徑流深mm雨量修正法mm年降雨量和年徑流量相關(guān)圖法mm（1）（2）（3）（4）（5）（6）19853121.281.462.656.94113.555.842.939.05158.89976.269.26108.852.940.737.07133.996.574.267.48244.312797.788.79111.343.533.530.410107.39.87.56.811104.813.910.79.71214.15.13.93.61986153.315.311.810.7241.68.16.25.7∑1312.9608.3468.0425.0采用移置參證流域年降雨徑流相關(guān)圖法，求設(shè)計流域年徑流量x0.下圖為參證站流域連續(xù)40年的年降雨量和年徑流量相關(guān)圖，將此圖移置設(shè)計流域缺乏實測資料時

設(shè)計年徑流量的年內(nèi)分配計算425設(shè)計流域1985-1986年枯水年的年徑流量之和與月經(jīng)流量計算表年份月份參證流域設(shè)計流域流域平均降雨量mm徑流深mm雨量修正法mm年降雨量和年徑流量相關(guān)圖法mm（1）（2）（3）（4）（5）（6）19853121.281.462.656.94113.555.842.939.05158.89976.269.26108.852.940.737.07133.996.574.267.48244.312797.788.79111.343.533.530.410107.39.87.56.811104.813.910.79.71214.15.13.93.61986153.315.311.810.7241.68.16.25.7∑1312.9608.3468.0425.0

日流量(或水位)歷時曲線的繪制和應(yīng)用

日流量（或水位）歷時曲線表示年內(nèi)不小于QP（或ZP）的流量（或