長(zhǎng)期實(shí)測(cè)徑流資料時(shí)年徑流計(jì)算講解

主講：韓紅亮楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授

工程水文及水利計(jì)算長(zhǎng)期資料設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算——代表年法的應(yīng)用（方法）目錄12對(duì)“長(zhǎng)期”的定義

長(zhǎng)期實(shí)測(cè)徑流資料的審查34設(shè)計(jì)年徑流量的計(jì)算

代表年的選擇5設(shè)計(jì)年徑流年內(nèi)分配對(duì)“長(zhǎng)期”的定義011對(duì)“長(zhǎng)期”的定義

人們通過(guò)水文資料水文年鑒、水文數(shù)據(jù)庫(kù)、水文手冊(cè)、水文調(diào)查等，收集到代表站斷面或參證流域斷面的實(shí)測(cè)長(zhǎng)系列徑流資料。其長(zhǎng)度不應(yīng)小于規(guī)范規(guī)定的年數(shù)，即不應(yīng)小于30年。對(duì)收集到的長(zhǎng)系列資料，要進(jìn)行審查后才能使用，以保證計(jì)算的精度。長(zhǎng)期實(shí)測(cè)徑流資料的審查022.長(zhǎng)期實(shí)測(cè)徑流資料的審查

不能排除個(gè)別錯(cuò)誤存在的可能性，因此，使用時(shí)必須進(jìn)行審查，并對(duì)水量特豐、特枯或解放前以及其他有疑點(diǎn)的年份應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)審查?？煽啃砸恢滦源硇粤饔虻南聣|面條件在人類(lèi)活動(dòng)的影響下會(huì)發(fā)生較大變化，如修建水庫(kù)、引水工程、分洪工程等，會(huì)造成產(chǎn)生徑流的條件發(fā)生變化，從而使徑流資料系列前后不一致。資料的代表性指樣本的統(tǒng)計(jì)特性接近總體的統(tǒng)計(jì)特性的程度，樣本系列代表性好，則抽樣誤差就小，水文計(jì)算成果精度也就高。2.長(zhǎng)期實(shí)測(cè)徑流資料的審查可靠性審查

①水位資料。主要審查基準(zhǔn)面和水準(zhǔn)點(diǎn)，水尺零點(diǎn)高程的變化情況。②流量資料。主要審查水位——流量關(guān)系曲線(xiàn)定得是否合理，是否符合測(cè)站特性。同時(shí)，還可根據(jù)水量平衡原理，進(jìn)行上下游站、干支流站的年、月徑流量對(duì)照，檢查其可靠性。③水量平衡的審查。根據(jù)水量平衡的原理，上、下游站的水量應(yīng)該平衡，即下游站的徑流量應(yīng)等于上游站徑流量加區(qū)間徑流量。通過(guò)水量平衡的檢查即可衡量徑流資料的精度。④流量觀測(cè)和計(jì)算的方法與精度。如高水測(cè)流時(shí)，浮標(biāo)系數(shù)采用的過(guò)高、過(guò)低，均會(huì)導(dǎo)致所測(cè)汛期流量偏大或偏小。審查內(nèi)容2.長(zhǎng)期實(shí)測(cè)徑流資料的審查一致性審查

審查目的：調(diào)查人為原因?qū)搅鞯挠绊?，必要時(shí)還原以保持徑流下墊面影響的一致性。

審查方法：分項(xiàng)調(diào)查法。

基本原理：水量平衡方程。農(nóng)業(yè)凈用水量工業(yè)凈用水量生活凈用水量蓄水工程的蓄水變量水土保持措施對(duì)徑流的影響水量水面蒸發(fā)增損量跨流域引水量河道分洪水量水庫(kù)滲漏水量其他水量2.長(zhǎng)期實(shí)測(cè)徑流資料的審查代表性審查

審查原理：實(shí)測(cè)樣本的代表性越強(qiáng)，則統(tǒng)計(jì)精度越高。樣本本身的總體統(tǒng)計(jì)參數(shù)未知，用參證變量去對(duì)比。實(shí)測(cè)樣本n年（設(shè)計(jì)站）均值變差系數(shù)統(tǒng)計(jì)參數(shù)參證系列N年（參證站）均值變差系數(shù)統(tǒng)計(jì)參數(shù)選出與設(shè)計(jì)站實(shí)測(cè)同期的系列n年

兩者統(tǒng)計(jì)參數(shù)接近，可推斷參證變量的年短系列在年長(zhǎng)系列中具有較好的代表性。如兩者統(tǒng)計(jì)參數(shù)相差較大(一般相差值超過(guò)5％～10％)，則認(rèn)為設(shè)計(jì)站年徑流量系列代表性較差，這時(shí)應(yīng)設(shè)法插補(bǔ)、延長(zhǎng)系列，以提高系列的代表性。2.長(zhǎng)期實(shí)測(cè)徑流資料的審查代表性審查

參證變量的條件：①參證變量的長(zhǎng)系列本身具有較高的代表性；②設(shè)計(jì)站年徑流量與參證變量在時(shí)序上具有相似的豐枯變化。設(shè)計(jì)年徑流量的計(jì)算033.設(shè)計(jì)年徑流量的計(jì)算資料審查將長(zhǎng)系列重新排列選出代表段1.具有豐、平、枯年份；2.有一個(gè)或幾個(gè)完整的調(diào)節(jié)周期；3.代表段的均值、變差系數(shù)與長(zhǎng)系列相近。條件設(shè)計(jì)年、月徑流系列（列表給出）（1）設(shè)計(jì)長(zhǎng)期年、月徑流量系列樣例見(jiàn)下頁(yè)與用水資料配合，計(jì)算興利庫(kù)容3.設(shè)計(jì)年徑流量的計(jì)算第3部分具有長(zhǎng)期實(shí)測(cè)徑流資料時(shí)設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算年份月平均流量（m3/s）年平均流量（m3/s）6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月1958～195916.52243174.632.464.024.841.982.471.8721.611.861959～19607.258.6916.326.17.157.56.811.862.672.734.22.037.771960～19618.2119.526.426.47.359.623.22.071.981.92.3513.210.181961～196214.717.719.830.45.24.879.13.463.422.922.481.629.641962～196312.915.741.650.719.410.47.482.795.32.671.791.814.381963～19643.24.987.1516.25.552.282.131.272.181.546.453.877.871964～19659.9112.512.934.66.95.5523.271.621.170.993.067.871965～19663.926.615.213.66.1213.44.2710.58.219.038.358.4810.641966～19679.522913.525.425.43.582.672.231.932.671.415.310.221967～19681317.933.24310.53.581.671.571.821.421.212.3610.941968～19699.4515.615.537.842.76.553.522.541.842.684.25912.621969～197012.211.533.92512.77.33.654.963.182.353.883.5710.351970～197116.324.84130.724.28.36.58.754.257.964.13.815.061971～19725.086.124.322.83.43.454.922.791.761.32.238.767.241972～19733.2811.737.116.410.219.25.754.415.535.598.478.8911.381973～197415.438.541.657.431.75.846.654.552.591.631.765.2117.741974～19753.285.4811.817.114.414.33.843.694.675.166.2611.18.421975～197622.137.15823.910.612.46.268.517.37.543.125.5616.87某河斷面歷年逐月平均流量3.設(shè)計(jì)年徑流量的計(jì)算（2）設(shè)計(jì)代表年法設(shè)計(jì)年徑流量計(jì)算

根據(jù)工程要求或計(jì)算任務(wù)，設(shè)計(jì)代表年又可分為設(shè)計(jì)豐、平(中)、枯水年三種情況，并且通過(guò)不同頻率來(lái)反映豐、平、枯水情況。一般豐水年的頻率不大于25％，平水年的頻率取50％，枯水年的頻率不小于75％。情況1：對(duì)于灌溉工程、城鎮(zhèn)供水工程只需推求設(shè)計(jì)保證率設(shè)相應(yīng)的設(shè)計(jì)枯水年；情況2：對(duì)于水電工程一般應(yīng)推求頻率、50％、分別相應(yīng)的設(shè)計(jì)豐、平、枯三個(gè)代表年；情況3：水資源規(guī)劃或供需分析中，一般需推求頻率分別為20％(豐水)、50％(平水)、75％(偏枯)、90％或95％(枯水)的代表年。這些設(shè)計(jì)頻率(也稱(chēng)為指定頻率)相應(yīng)的年徑流量稱(chēng)為設(shè)計(jì)年徑流量。3.設(shè)計(jì)年徑流量的計(jì)算

前面已經(jīng)得到了設(shè)計(jì)站得樣本系列，并且可以求得其均值和離均系數(shù)。通過(guò)適線(xiàn)法可確定最終的離均系數(shù)Cv和偏態(tài)系數(shù)Cs?？稍谶m線(xiàn)得到的P-Ⅲ曲線(xiàn)上查得相應(yīng)頻率的徑流量，或者通過(guò)離均系數(shù)Kp計(jì)算相應(yīng)頻率的徑流量。。（2）設(shè)計(jì)代表年法設(shè)計(jì)年徑流量計(jì)算3.設(shè)計(jì)年徑流量的計(jì)算

需要補(bǔ)充的是：有時(shí)為了得到一些計(jì)算時(shí)段的徑流量達(dá)到指定的設(shè)計(jì)頻率。因此在對(duì)年徑流量進(jìn)行頻率計(jì)算時(shí)，常需對(duì)其他計(jì)算時(shí)段的徑流量也進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算時(shí)段，也稱(chēng)統(tǒng)計(jì)時(shí)段，它是按工程要求確定的。對(duì)灌溉工程，則取灌溉期或灌溉期各月作為計(jì)算時(shí)段；對(duì)水電工程，年水量和枯水期水量決定發(fā)電效益，采用年及枯水期作為計(jì)算時(shí)段。如計(jì)算時(shí)段為年，則按水利年統(tǒng)計(jì)逐年年徑流量，構(gòu)成年徑流量系列。如計(jì)算時(shí)段為枯水期3個(gè)月，則統(tǒng)計(jì)歷年連續(xù)最枯的3個(gè)月總水量，組成時(shí)段枯水量系列。SL278—2002《水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范》規(guī)定，徑流頻率計(jì)算依據(jù)的系列應(yīng)在30年以上。（2）設(shè)計(jì)代表年法設(shè)計(jì)年徑流量計(jì)算設(shè)計(jì)年徑流的年內(nèi)分配044.設(shè)計(jì)年徑流的年內(nèi)分配

基本方法：從實(shí)測(cè)年、月徑流量資料中，按一定的原則選擇代表年。然后依據(jù)代表年的年內(nèi)徑流過(guò)程，將設(shè)計(jì)年徑流量按一定比例進(jìn)行縮放，求得所需的設(shè)計(jì)年徑流年內(nèi)分配過(guò)程?；?/p>

以年徑流工程為例，如當(dāng)設(shè)計(jì)50%的平水年年徑流量為80萬(wàn)m3，而選定的設(shè)計(jì)代表年徑流量為65萬(wàn)m3。則在計(jì)算設(shè)計(jì)平水年年內(nèi)分配時(shí)，只需將設(shè)計(jì)代表年每個(gè)月的徑流量乘1.67，就是設(shè)計(jì)平水年的年內(nèi)徑流分配過(guò)程。設(shè)計(jì)代表年的同倍比縮放法代表年的選擇055.代表年的選擇

原則1：水量相近

原則2：最不利原則。在實(shí)測(cè)徑流資料中水量接近的年份可