设计年径流量的计算ga课件

1、山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第四章第四章 设计年径流量的计算设计年径流量的计算 第一节第一节 河流与流域河流与流域第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算第三节第三节 径流的年际变化径流的年际变化第四节第四节 径流的年内分配径流的年内分配第五节第五节 枯水径流量枯水径流量第六节第六节 多年平均年输沙量的估算多年平均年输沙量的估算本章重点：本章重点：正常径流量的计算与径流的年际变化正常径流量的计算与径流的年际变化山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 一、基本概念一、基本概念 1. 河流定义及其组成河流定义及其组成 （1）地表水地表水在重力的

2、在重力的作用下，沿着陆地表作用下，沿着陆地表面上的线形凹地流动，面上的线形凹地流动，并汇集于各级河槽上并汇集于各级河槽上称为河流。称为河流。 （2）构成河流的两个基本构成河流的两个基本要素：要素：经常或间歇性的水流经常或间歇性的水流和和河槽（河床）。河槽（河床）。 （3）河流可分成河源、上游、中游、下游及河口五段。）河流可分成河源、上游、中游、下游及河口五段。河源：河源：河流的发源地。一般是溪涧、泉水、湖泊、沼泽和冰川。河流的发源地。一般是溪涧、泉水、湖泊、沼泽和冰川。上游：上游：连着河源，河流的上段。特点：河谷狭窄、比降陡、流量连着河源，河流的上段。特点：河谷狭窄、比降陡、流量小、流速大、冲

3、刷占优势、河槽多为基岩或砾石、多急滩、瀑布。小、流速大、冲刷占优势、河槽多为基岩或砾石、多急滩、瀑布。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 中游：中游：比降与流速减小、流量加大、冲比降与流速减小、流量加大、冲刷淤积不严重、河槽多为粗沙。刷淤积不严重、河槽多为粗沙。下游：下游：位于河流的最下一段。比降与流位于河流的最下一段。比降与流速更小、流量更大、淤积占优势、多浅滩速更小、流量更大、淤积占优势、多浅滩沙洲、河槽多细沙或淤泥。沙洲、河槽多细沙或淤泥。河口：河口：河流的出口处。河流注入海洋或河流的出口处。河流注入海洋或湖泊处，有大量的泥沙淤积形成三角洲。湖泊处

4、，有大量的泥沙淤积形成三角洲。 1. 河流定义及其组成河流定义及其组成 一、基本概念一、基本概念 2. 水系水系 大小河流构成脉络相大小河流构成脉络相通的水流系统称为水通的水流系统称为水系。系。 直接入海或内陆湖泊直接入海或内陆湖泊的河流叫做的河流叫做干流干流。汇入干。汇入干流的河流叫流的河流叫一级支流一级支流；流；流入一级支流的称入一级支流的称二级支流，二级支流，依次类推。依次类推。 3. 流域流域 汇集地面水和地下水的区汇集地面水和地下水的区域称为域称为流域。闭合和非闭流域。闭合和非闭合流域？合流域？ 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 1. 水系形

5、状水系形状 二、河系特征二、河系特征根据干流与支流的分布及根据干流与支流的分布及组合情况的不同，可分以组合情况的不同，可分以下下4种类型：种类型： （1）扇形水系：）扇形水系：各支流各支流较集中地汇于干流。流较集中地汇于干流。流域呈扇形或圆形。扇形域呈扇形或圆形。扇形水系在降雨时，各支流水系在降雨时，各支流的洪水几乎同时到达流的洪水几乎同时到达流域出口处，域出口处，因此，这种因此，这种水系很容易发生危害性水系很容易发生危害性洪水。洪水。 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 1. 水系形状水系形状 二、河系特征二、河系特征（2）羽状水系：羽状水系：干流较长

6、，支流从左干流较长，支流从左右岸相间呈羽状汇入干流。这种水系由于右岸相间呈羽状汇入干流。这种水系由于干流较长，各支流汇入干流的时间有先有干流较长，各支流汇入干流的时间有先有后，河网汇流时间较长，调蓄作用大，后，河网汇流时间较长，调蓄作用大，洪洪水过程较为平缓。水过程较为平缓。 （3）平行水系：）平行水系：若干近若干近似乎行似乎行 的支流汇入干流。的支流汇入干流。这种水系的洪水状况与这种水系的洪水状况与暴雨中心的走向、分布暴雨中心的走向、分布关系密切，关系密切，若暴雨中心若暴雨中心由上游向下游移动，易由上游向下游移动，易造成大洪水，反之则比造成大洪水，反之则比较平缓。较平缓。 山东农业大学林学院

7、设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 1. 水系形状水系形状 二、河系特征二、河系特征（4）混合状水系：）混合状水系：大多大多数河流的水系并不是由数河流的水系并不是由单一的某种水系过程，单一的某种水系过程，一般都包括上述两种或一般都包括上述两种或三种形式，把这种由两三种形式，把这种由两种以上的水系复合而成种以上的水系复合而成的水系为混合状水系。的水系为混合状水系。 2. 河长河长 （1）从河口到河源，沿从河口到河源，沿河道河道溪线溪线量得的距离称量得的距离称为河长，单位为为河长，单位为km。河河长是确定河流落差、比长是确定河流落差、比降、汇流时间和流量的降、汇流时间和流量的

8、重要参数。重要参数。 （2）在河槽中各断面的最低点的在河槽中各断面的最低点的联线称为联线称为溪线，或中泓线。溪线，或中泓线。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 1. 水系形状水系形状 二、河系特征二、河系特征 2. 河长河长 3. 河网密度河网密度 单位流域面积内干、单位流域面积内干、支流的总长度支流的总长度称河称河网密度。网密度。可用下式可用下式计算：计算： ）流域面积（）干、支流总长度（）河网密度（式中：22/kmFkmLkmkmDFLD 河网密度表示一个地区河网的疏密程度，是河网密度表示一个地区河网的疏密程度，是流域中径流发展的标志之一。河网密度越

9、大，流域中径流发展的标志之一。河网密度越大，流域被洪水切割程度越大，径流汇集较快；河流域被洪水切割程度越大，径流汇集较快；河网密度小，径流汇集慢，流域排水不良。网密度小，径流汇集慢，流域排水不良。 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 1. 水系形状水系形状 二、河系特征二、河系特征 2. 河长河长 3. 河网密度河网密度 4. 河流弯曲系数河流弯曲系数 某河流的实际长度与河流直线某河流的实际长度与河流直线长度之比称长度之比称河流的弯曲系数。河流的弯曲系数。它表示河流平面形状的弯曲程它表示河流平面形状的弯曲程度。度。弯曲系数越大，表明河流弯曲系数越大，表明

10、河流越弯曲，径流汇集相对较慢，越弯曲，径流汇集相对较慢，对航运及排洪不利。对航运及排洪不利。 ）河流的直线长度（）河流的实际长度（河流的弯曲系数式中：kmlkmLKlLK 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 1. 水系形状水系形状 二、河系特征二、河系特征 2. 河长河长 3. 河网密度河网密度 4. 河流弯曲系数河流弯曲系数 5. 河流的断面河流的断面 纵断面：是指河底高程沿河长的变化，纵断面：是指河底高程沿河长的变化，一般用纵断面图表示。一般用纵断面图表示。以河长为横坐以河长为横坐标，河底高程为纵坐标绘制而成的图标，河底高程为纵坐标绘制而成的图为河槽

11、的纵断面图。为河槽的纵断面图。纵断面图表示河纵断面图表示河流的纵坡和落差的沿程分布。流的纵坡和落差的沿程分布。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 1. 水系形状水系形状 二、河系特征二、河系特征 2. 河长河长 3. 河网密度河网密度 4. 河流弯曲系数河流弯曲系数 5. 河流的断面河流的断面 横断面：横断面： 指垂直于流向的断面。两边指垂直于流向的断面。两边以河岸为界，下面以河底为界。以河岸为界，下面以河底为界。分单分单式及复式两种，单式断面水面宽度随式及复式两种，单式断面水面宽度随水深的变化没有突变点，是连续变化水深的变化没有突变点，是连续变化的，而

12、复式断面水面宽度随水深的变的，而复式断面水面宽度随水深的变化有突变点，是不连续的。化有突变点，是不连续的。河流横断河流横断面是计算流量的主要依据。面是计算流量的主要依据。 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 二、河系特征二、河系特征 6. 河流的比降河流的比降 （1）河道纵比降：）河道纵比降：是指河段是指河段落差与相应河段长度之比即单落差与相应河段长度之比即单位河长的落差。用下式计算：位河长的落差。用下式计算：）程（河段上、下游两点的高、）河段长度（河底比降式中：mHHmLILHHI1212当河槽纵断面呈折线时，通过下当河槽纵断面呈折线时，通过下游端断面

13、河底处作一斜线（游端断面河底处作一斜线（AB），使此斜线以下面积与原河），使此斜线以下面积与原河底线以下面积相等。底线以下面积相等。AB线的坡线的坡度即为河槽的平均坡度（度即为河槽的平均坡度（J）。）。 L为河长，为河长，li为各段河长，为各段河长，hi为相为相应各段的河底高程。应各段的河底高程。2012211100012211102)()(21)(21)(21)(21LLhlhhlhhlhhJLhJLhlhhlhhlhhnnnnnn）（）（整理后得；（2）河流横比降：）河流横比降： 河流横断河流横断面的水面，一般是横向倾斜或面的水面，一般是横向倾斜或凹凸不平的，这种河流表面横凹凸不平的，这种

14、河流表面横向的水面倾斜称为横比降。向的水面倾斜称为横比降。 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 三、流域特征三、流域特征 1. 流域几何特征流域几何特征 流域面积：流域面积：流域分水线和出流流域分水线和出流断面所包围的面积称流域面积，断面所包围的面积称流域面积，单位为单位为km2。（1）流域面积）流域面积 测量面积方法：测量面积方法：一般可一般可用求积仪法、数方格法、用求积仪法、数方格法、权重法等进行测定权重法等进行测定。意义：流域面积是河流的重要特征。意义：流域面积是河流的重要特征。它不仅决定河流的水量也影响径流的过它不仅决定河流的水量也影响径流的过程

15、。程。在其它因素相同时，流域面积越大，在其它因素相同时，流域面积越大，河流的水量也越大，对径流的调节作用河流的水量也越大，对径流的调节作用也大，洪水过程较为平缓，枯水流量相也大，洪水过程较为平缓，枯水流量相对较大；面积越小，流量也越小。对较大；面积越小，流量也越小。 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 三、流域特征三、流域特征 1. 流域几何特征流域几何特征 （1）流域面积）流域面积 （2）流域长度和平均宽度）流域长度和平均宽度 流域长度：流域长度：即流域的轴长，是即流域的轴长，是以河口为中心，任意长为半径，以河口为中心，任意长为半径，画出若干圆弧，各交

16、流域的边界画出若干圆弧，各交流域的边界于两点，于两点，这些弧线中点的连线的这些弧线中点的连线的长度即为流域长度，单位长度即为流域长度，单位km 。若流域形状不甚弯若流域形状不甚弯曲，且左右岸对称，可曲，且左右岸对称，可用用干流长度或河源到河干流长度或河源到河口的直线距离代替。口的直线距离代替。 流域平均宽度：流域平均宽度：指流域面指流域面积与流域长度的比值。积与流域长度的比值。 ）流域长度（）流域面积（）流域的平均宽度（式中：kmLkmFkmBLFB2山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 三、流域特征三、流域特征 1. 流域几何特征流域几何特征 （1）流域

17、面积）流域面积 （2）流域长度和平均宽度）流域长度和平均宽度 （3）流域）流域形状系数形状系数 流域形状系数流域形状系数(Ke)：是流域分：是流域分水线的实际长度（水线的实际长度（l）与流域同）与流域同面积圆的周长（面积圆的周长（L）之比。）之比。 FlFlLlKe28. 02流域形状与圆的形状相差越大，流域形状与圆的形状相差越大，Ke也越也越大，流域形状越狭长，径流变化越平缓。大，流域形状越狭长，径流变化越平缓。Ke值接近于值接近于1.0时，流域形状接近圆形，这时，流域形状接近圆形，这样流域易造成大的洪水。样流域易造成大的洪水。 Ke1？在等面积的几何在等面积的几何图形中，圆的周图形中，圆的

18、周长最小！长最小！山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 三、流域特征三、流域特征 1. 流域几何特征流域几何特征 （1）流域面积）流域面积 （2）流域长度和平均宽度）流域长度和平均宽度 （3）流域）流域形状系数形状系数(Ke) （4）流域）流域不对称系数不对称系数(Ka) Ke表示流域左右岸面积分布表示流域左右岸面积分布的不对称程度。的不对称程度。 Ke是左右岸面是左右岸面积之差与左右岸面积之和的比积之差与左右岸面积之和的比值。计算公式为：值。计算公式为： 当当Ka愈大时，流域愈不对愈大时，流域愈不对称。左、右流域面积内的来称。左、右流域面积内的来水也愈不

19、均匀，径流不易集水也愈不均匀，径流不易集中，调节作用越大。中，调节作用越大。）左、右岸的流域面积（、流域的不对称系数式中：右左右左右左2kmFFKFFFFKaa山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 三、流域特征三、流域特征 1. 流域地形特征流域地形特征 （1）流域平均高度）流域平均高度 流域平均高度是指流域范围内地表平均流域平均高度是指流域范围内地表平均高程。高程。可用下式计算：可用下式计算： H0=(a1h1+ a2h2.+ anhn)/A式中：式中：H0流域平均高度（流域平均高度（m）ai相邻两等高线间的面积，相邻两等高线间的面积，km2hi相邻两等

20、高线的平均高度，相邻两等高线的平均高度，m A流域总面积，流域总面积，km2山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 河流与流域河流与流域 三、流域特征三、流域特征 1. 流域地形特征流域地形特征 （2）流域平均坡度）流域平均坡度 又称地面平均坡度，又称地面平均坡度，是坡地漫流过程是坡地漫流过程的一个影响因素，在小流域洪水汇流的一个影响因素，在小流域洪水汇流计算时，是一个重要参数。流域平均计算时，是一个重要参数。流域平均坡度按下式计算：坡度按下式计算： J=(a1J1+ a2J2.+ anJn)/A式中：式中：J流域平均坡度流域平均坡度Ji相邻两等高线间的平均坡度相邻两等高线间的平

21、均坡度ai相邻两等高线间的面积，相邻两等高线间的面积，km2A流域面积，流域面积，km2（1）流域平均高度）流域平均高度 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga 1. 年径流量年径流量 在一个年度内，通过河川某一断在一个年度内，通过河川某一断面的水量，称为该断面以上流域面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。的年径流量。它可用年平均流量、它可用年平均流量、年径流深、年径流总量或年径流年径流深、年径流总量或年径流模数来表示。模数来表示。径流模数？径流模数？第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 一、基本概念及其特点一、基本概念及其特点山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga 1. 年径

22、流量年径流量 一、基本概念及其特点一、基本概念及其特点 2. 年径流量的变化特点年径流量的变化特点 （1 1）年内变化：）年内变化：由以年为周由以年为周期的期的汛期与枯季水量汛期与枯季水量所构成，但所构成，但各年汛期、枯季的历时有长有短，各年汛期、枯季的历时有长有短，发生有早有迟，水量有大有小，发生有早有迟，水量有大有小，不重复，有偶然性。不重复，有偶然性。（2）年际变化：）年际变化：在年在年际间变化很大，丰水年径际间变化很大，丰水年径流量可达平水年的流量可达平水年的2-3倍，倍，枯水年径流量仅为平水年枯水年径流量仅为平水年的的1/10-1/5。（3）年径流量在多年变化中有）年径流量在多年变化

23、中有丰水年组和枯水年组交替出现的丰水年组和枯水年组交替出现的现象。现象。第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga 1. 年径流量年径流量 一、基本概念及其特点一、基本概念及其特点 2. 年径流量的变化特点年径流量的变化特点 3. 设计设计年径流量年径流量 是指相应于某一设计频率是指相应于某一设计频率的年径流量。的年径流量。设计年径流是水库、设计年径流是水库、塘坝设计确定有效库容的塘坝设计确定有效库容的一个重要水文依据。一个重要水文依据。 4. 多多年平均径流量年平均径流量 年径流量的多年平均年径流量的多年平均值称为值称为多年平均径流多年平均径流量

24、量Qn。 5. 正常年正常年径流量径流量 在气候和下垫面基本稳定的条件下，随着观在气候和下垫面基本稳定的条件下，随着观测年数的增加，测年数的增加，Qn趋向于一个稳定数值，这趋向于一个稳定数值，这个稳定数值称为个稳定数值称为正常年径流量正常年径流量Q0。第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga（1）长期实测资料条件）长期实测资料条件 二、正常年径流量的推算方法二、正常年径流量的推算方法( (三种三种) ) 1.有长期实测资料时正常年径流量的计算有长期实测资料时正常年径流量的计算 实测系列长度：实测系列长度：根据我国根据我国河流的特点和资料条件，一河

25、流的特点和资料条件，一般具有二三十年以上可作为般具有二三十年以上可作为有长期资料处理。有长期资料处理。代表性：代表性：一般是指在观测一般是指在观测系列中应包含有特大丰水年，系列中应包含有特大丰水年，特小枯水年及大致相同的特小枯水年及大致相同的丰丰水年群和枯水年群。水年群和枯水年群。（2）正常年径流量计算）正常年径流量计算 算术平均法计算：算术平均法计算：Q0=Qi / n n为观测为观测年年数数; Qi为为某年的年某年的年径径流量。流量。第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga二、正常年径流量的推算方法二、正常年径流量的推算方法( (三种三种)

26、) 2.有短期实测资料时正常年径流量的计算有短期实测资料时正常年径流量的计算 1.有长期实测资料时正常年径流量的计算有长期实测资料时正常年径流量的计算 （1）短期实测资料条件）短期实测资料条件短期实测资料：短期实测资料：是指一般仅有是指一般仅有几年或十几年几年或十几年的实测资料，且资的实测资料，且资料的料的代表性代表性较差。较差。利用算数平均法直接计算会产利用算数平均法直接计算会产生很大的误差，生很大的误差，必须把资料系列必须把资料系列延长，延长，提高资料的代表性。提高资料的代表性。系列展延插补方法：系列展延插补方法：主要是主要是相关分析法，相关分析法，即通过建立年径流量与其密切相关的要即通过

27、建立年径流量与其密切相关的要素（素（称为参证变量称为参证变量）之间的相关关系，）之间的相关关系，然后利用有较长观测系列的参证变量来然后利用有较长观测系列的参证变量来展延研究变量年径流量的系列。展延研究变量年径流量的系列。（2）系列展延插补方法）系列展延插补方法第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga 2.有短期实测资料时正常年径流量的计算有短期实测资料时正常年径流量的计算 1.有长期实测资料时正常年径流量的计算有长期实测资料时正常年径流量的计算 （1）短期实测资料条件）短期实测资料条件 （2）系列展延插补方法）系列展延插补方法 二、正常年径流量的

28、推算方法二、正常年径流量的推算方法( (三种三种) )（3）参证变量选择条件）参证变量选择条件 参证变量与研究变量在参证变量与研究变量在成因上要成因上要有联系。有联系。当需要借助其他流域资料当需要借助其他流域资料时，参证流域与研究流域也需具备时，参证流域与研究流域也需具备同一成因的共同基础。同一成因的共同基础。 参证变量的系列要参证变量的系列要比研究变量比研究变量的系列长。的系列长。参证变量与研究变量须具有一定参证变量与研究变量须具有一定同步系列，同步系列，以便建立相关关系。以便建立相关关系。水文上常用的参证变水文上常用的参证变量：量：年径流量资料和年径流量资料和年降水量资料。年降水量资料。第

29、二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga 2.有短期实测资料时正常年径流量的计算有短期实测资料时正常年径流量的计算 二、正常年径流量的推算方法二、正常年径流量的推算方法( (三种三种) )（4）利用年径流量资料展延插补资料系列）利用年径流量资料展延插补资料系列 在研究流域附近在研究流域附近有长期有长期实测年径流量资料，或实测年径流量资料，或研究站的上、下游有长研究站的上、下游有长期实测年径流量资料期实测年径流量资料的的水文站。经分析，证明水文站。经分析，证明其径流形成条件相似后，其径流形成条件相似后，可用两者的相关方程延可用两者的相关方程延长插补短

30、期资料。长插补短期资料。例例1 某河流拟在乙站处修建水库，乙站某河流拟在乙站处修建水库，乙站流域面积流域面积F1200km2，具有具有1956-1959年、年、1964-1966年共年共7年实测年径流量资年实测年径流量资料，料，需展延该站系列，以提供水库水文需展延该站系列，以提供水库水文设计依据。设计依据。 乙站上游的甲站，流域面乙站上游的甲站，流域面积积F=820km2，有有19521971年共年共20年年较长的年径流量系列，较长的年径流量系列，经分析甲站可作经分析甲站可作为参证站。为参证站。第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga甲、乙两站各

31、年实测年平均径流量如表甲、乙两站各年实测年平均径流量如表(单位：单位：m3s) 首先用两站首先用两站同期同期实测资料实测资料(1956-1959年、年、1964-1966年年)点点绘相关图。绘相关图。第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga（4）利用年径流量资料展延插补资料系列）利用年径流量资料展延插补资料系列 2.有短期实测资料时正常年径流量的计算有短期实测资料时正常年径流量的计算由图由图4-2可知可知两站相关点两站相关点据密集，可通过相关点群据密集，可通过相关点群中心定一条单一曲线，乙中心定一条单一曲线，乙站缺测资料年份可用此相站缺测资料年份

32、可用此相关线插补和外延（关线插补和外延（图解相图解相关法）关法），最后得乙站最后得乙站20年年的年径流量资料。的年径流量资料。如下表：如下表：第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 计算乙站计算乙站20年的年径流量年的年径流量资料的算术平均值，资料的算术平均值，即为即为乙站正常年径流量乙站正常年径流量Q0 。算术平均法计算：算术平均法计算：Q0=Qi / n=15.3m3/s n为观测为观测年年数数;n=20年年 Qi为为某年的年某年的年径径流量。流量。1956-1959a、1964-1996a为实

33、测系列；为实测系列；1952-1955a、1967-1971a为延长系列；为延长系列；1960-1963为插补系列。为插补系列。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 （5）利用年降水资料展延插补资料系列）利用年降水资料展延插补资料系列 2.有短期实测资料时正常年径流量的计算有短期实测资料时正常年径流量的计算 降水资料容易取得，资料系降水资料容易取得，资料系列也较径流资料长，当不能用列也较径流资料长，当不能用径流资料延长时，径流资料延长时，可用流域内可用流域内或流域外降水资料进行展延插或流域外降水资料进行展延插补。补。当资料很少时，可通过建立当资

34、料很少时，可通过建立月降水量与月径流量间的相关月降水量与月径流量间的相关关系，然后推算年径流量。关系，然后推算年径流量。 注意：必须分析降水与径流关系。注意：必须分析降水与径流关系。在湿润地区在湿润地区降水充沛，径流系数大，降水充沛，径流系数大，径流量与降水量间的相关关系较密径流量与降水量间的相关关系较密切；而切；而在干旱、半干旱地区在干旱、半干旱地区，蒸发，蒸发量大，大部分降水消耗于蒸发，年量大，大部分降水消耗于蒸发，年径流量与年降水量之间的关系不够径流量与年降水量之间的关系不够密切，此时，可适当增加参证变量，密切，此时，可适当增加参证变量，如降雨强度等。如降雨强度等。山东农业大学林学院设计

35、年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 （5）利用年降水资料展延插补资料系列）利用年降水资料展延插补资料系列 2.有短期实测资料时正常年径流量的计算有短期实测资料时正常年径流量的计算例例2 某河支流有甲、乙两站，某河支流有甲、乙两站，甲站流域面积为甲站流域面积为992km2，有，有1953-1955年、年、1959-1969年年实实测年径流量资料，而甲、乙两测年径流量资料，而甲、乙两站同时具有较长期的降水资料站同时具有较长期的降水资料(1953-1970)。需插补甲站缺测需插补甲站缺测年份径流量资料。年份径流量资料。如表如表4-3 山东农业大学林学院设计年径流量的计算

36、ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 （5）利用年降水资料展延插补资料系列）利用年降水资料展延插补资料系列 2.有短期实测资料时正常年径流量的计算有短期实测资料时正常年径流量的计算表表4-3 甲站部分年平均流量及两站年降水量表甲站部分年平均流量及两站年降水量表(流量流量:m3/s, 单位单位:mm) 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第一节第一节 正常径流量的计算正常径流量的计算 2PP乙甲P甲站以上年径流深甲站以上年径流深h用用下式计算：下式计算：由于乙站无实测径流资料，由于乙站无实测径流资料，甲站缺测年份径流资料只能甲站缺测年份径流资料只能采用本流域的降雨和径流关采用本

37、流域的降雨和径流关系插补。系插补。甲站以上流域平均降水量，甲站以上流域平均降水量，可用甲乙两站年降水量算术可用甲乙两站年降水量算术平均值求得。平均值求得。F1000T甲Qh山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 2.有短期实测资料时正常年径流量的计算有短期实测资料时正常年径流量的计算以甲站以上各年以甲站以上各年径流深与流域平均径流深与流域平均雨深点绘关系，如雨深点绘关系，如图所示，由图可见，图所示，由图可见，关系尚密切，可以关系尚密切，可以定线使用。定线使用。（5）利用年降水资料展延插补资料系列）利用年降水资料展延插补资料系列 根据根据年降雨径流

38、相关图，年降雨径流相关图，就可以由就可以由甲站以甲站以上平均降水量资料上平均降水量资料插补甲站缺测年份的年径插补甲站缺测年份的年径流资料，然后计算正常年径流量流资料，然后计算正常年径流量Q0 。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 （5）利用年降水资料展延插补资料系列）利用年降水资料展延插补资料系列 2.有短期实测资料时正常年径流量的计算有短期实测资料时正常年径流量的计算注意上述图注意上述图4-4插补甲站缺测年份的年径插补甲站缺测年份的年径流资料单位？须由流资料单位？须由h h Q0山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流

39、量的计算正常径流量的计算 2.有短期实测资料时正常年径流量的计算有短期实测资料时正常年径流量的计算例例1和例和例2的相关分析都属图解的相关分析都属图解相关法，相关法，即利用研究变量和参即利用研究变量和参证变量的同步资料，点绘经验证变量的同步资料，点绘经验相关点据，然后根据点群的分相关点据，然后根据点群的分布情况和趋势，通过点群中心，布情况和趋势，通过点群中心，定出一条平均线。定出一条平均线。 此外，可以利用相关分析此外，可以利用相关分析方法，计算方法，计算回归方程：回归方程：XbYaxxxyLLb 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 2.有短

40、期实测资料时正常年径流量的计算有短期实测资料时正常年径流量的计算 1.有长期实测资料时正常年径流量的计算有长期实测资料时正常年径流量的计算 二、正常年径流量的推算方法二、正常年径流量的推算方法( (三种三种) ) 3.无实测资料时正常年径流量的计算无实测资料时正常年径流量的计算 我国的水文站网不完善，只在较大的河流上有水文观测站，在我国的水文站网不完善，只在较大的河流上有水文观测站，在实际工作中常遇到的小流域，根本没有径流资料，甚至连降雨实际工作中常遇到的小流域，根本没有径流资料，甚至连降雨资料也没有。资料也没有。在计算正常年径流量时，需用一些特殊方法，如在计算正常年径流量时，需用一些特殊方法

41、，如等值线图法、水文比拟法、径流系数法和水文查勘法。等值线图法、水文比拟法、径流系数法和水文查勘法。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 二、正常年径流量的推算方法二、正常年径流量的推算方法( (三种三种) ) 3.无实测资料时正常年径流量的计算无实测资料时正常年径流量的计算 （1）等值线图法等值线图法 把相同数值的点连接起来的线把相同数值的点连接起来的线叫叫等值线。等值线。在地图上把观测到的水文特征值在地图上把观测到的水文特征值标记出来，然后把相同数值各点连标记出来，然后把相同数值各点连成等值线，即可构成该水文特征值成等值线，即可构成该水文特

42、征值的的等值线图，等值线图，从而显示了水文特征从而显示了水文特征值的值的地理分布规律。地理分布规律。利用利用多年平均年径流量等多年平均年径流量等值线图值线图推算无实测资料地区推算无实测资料地区的多年平均年径流量。由于的多年平均年径流量。由于径流量的多寡与流域面积的径流量的多寡与流域面积的大小有直接关系，为了消除大小有直接关系，为了消除影响，影响，多年平均年径流量等多年平均年径流量等值线图一般以径流深或径流值线图一般以径流深或径流模数为度量单位。模数为度量单位。 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 二、正常年径流量的推算方法二、正常年径流量的推

43、算方法( (三种三种) ) 3.无实测资料时正常年径流量的计算无实测资料时正常年径流量的计算 （1）等值线图法等值线图法 目前，各省目前，各省（区）编制的（区）编制的水文水文手册手册一般都绘有本一般都绘有本省省( (区区) )的多年平均的多年平均年径流深和各种频年径流深和各种频率的年径流深等值率的年径流深等值线图。线图。 如何应用等值线图推如何应用等值线图推求正常年径流深？求正常年径流深？形心法：形心法：首先在图首先在图上勾绘出研究流域的分上勾绘出研究流域的分水线，再找出流域的形水线，再找出流域的形心，而后根据等值线内心，而后根据等值线内插读出插读出形心处的多年平形心处的多年平均年径流深值。均

44、年径流深值。形心？形心？加权平均法：加权平均法：Y0=(y1f1+ y2f2+. ynfn)/F式中：式中： yi相邻两径相邻两径流深等值线的平均值；流深等值线的平均值；fi相邻两等值线间面相邻两等值线间面积；积；F流域面积；流域面积；Y0多年平均年径流多年平均年径流深。深。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 等值线图法适应条件：一般对大流域查算的等值线图法适应条件：一般对大流域查算的结果精度高一些。对于小流域，结果精度高一些。对于小流域，因小流域可能因小流域可能不闭合和河槽下切不深，不能汇集全部地下径不闭合和河槽下切不深，不能汇集全部地下径

45、流，所以使用等值线图有可能导致结果偏大或流，所以使用等值线图有可能导致结果偏大或偏小，偏小，应结合具体条件加以适当修正。应结合具体条件加以适当修正。 二、正常年径流量的推算方法二、正常年径流量的推算方法( (三种三种) ) 3.无实测资料时正常年径流量的计算无实测资料时正常年径流量的计算 （1）等值线图法等值线图法 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 二、正常年径流量的推算方法二、正常年径流量的推算方法( (三种三种) ) 3.无实测资料时正常年径流量的计算无实测资料时正常年径流量的计算 （1）等值线图法等值线图法 （2）水文比拟法水文比拟法

46、 水文比拟法水文比拟法就是以流就是以流域间的相似性为基础，域间的相似性为基础，将将相似流域相似流域的水文资料的水文资料移用至移用至研究流域研究流域的一种的一种简便方法。简便方法。 相似流域相似流域：与研究流域有相似与研究流域有相似自然地理特征的流域称为相似流自然地理特征的流域称为相似流域（即参证流域）。域（即参证流域）。 移用相似流域研究资料方法：移用相似流域研究资料方法：如选如选择相似流域的择相似流域的径流模数、径流深度、径流模数、径流深度、径流系数以及降水径流相关图径流系数以及降水径流相关图等。若等。若相似流域与研究流域之间有些差异时，相似流域与研究流域之间有些差异时，可用不同的修正系数加

47、以修正。可用不同的修正系数加以修正。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 二、正常年径流量的推算方法二、正常年径流量的推算方法( (三种三种) ) 3.无实测资料时正常年径流量的计算无实测资料时正常年径流量的计算 （1）等值线图法等值线图法 （2）水文比拟法水文比拟法 例例1 1 研究流域与相似流域的气象和下垫研究流域与相似流域的气象和下垫面因素基本相似，仅面因素基本相似，仅流域面积不同，流域面积不同，则则研究流域的正常年径流量有如下关系式：研究流域的正常年径流量有如下关系式： Q研研/F研研Q参参/F参参 如果使用径流深或径流模数，则不如果使

48、用径流深或径流模数，则不需修正即可直接使用。需修正即可直接使用。例例2 若两流域的年降若两流域的年降水量有不同时，则水量有不同时，则:Q研研/P研研Q参参/P参参式中式中P研研和和P参参分别分别为研究流域与参证流为研究流域与参证流域的年降水量。域的年降水量。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 水文比拟法适应条件：在缺乏等值线图时较为有用水文比拟法适应条件：在缺乏等值线图时较为有用。即。即使在具有等值线图的条件下，而研究流域面积较小，它的使在具有等值线图的条件下，而研究流域面积较小，它的年径流量受流域自身特点的影响很大，该方法可以避免盲年径流量

49、受流域自身特点的影响很大，该方法可以避免盲目地使用等值线图而未考虑局部下垫面因素所产生的误差。目地使用等值线图而未考虑局部下垫面因素所产生的误差。因此，对于小流域，水文比拟法更有实际意义。因此，对于小流域，水文比拟法更有实际意义。二、正常年径流量的推算方法二、正常年径流量的推算方法( (三种三种) ) 3.无实测资料时正常年径流量的计算无实测资料时正常年径流量的计算 （1）等值线图法等值线图法 （2）水文比拟法水文比拟法 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 二、正常年径流量的推算方法二、正常年径流量的推算方法( (三种三种) ) 3.无实测资

50、料时正常年径流量的计算无实测资料时正常年径流量的计算 （1）等值线图法等值线图法 （2）水文比拟法水文比拟法 （3）径流系数）径流系数法法 适宜条件：适宜条件：当流域内或附近当流域内或附近有年降雨量资料，且雨量与径有年降雨量资料，且雨量与径流关系密切，流关系密切，可用多年平均降可用多年平均降雨量与径流量间的定量关系计雨量与径流量间的定量关系计算年径流量，可由下式计算：算年径流量，可由下式计算： W1000CPF式中：式中：W多年平均径流总量，多年平均径流总量，m3；C年径流系数，与研究区植被、年径流系数，与研究区植被、地形地质等因素有关，可通过调查地形地质等因素有关，可通过调查并参考省、地并参

51、考省、地水文手册水文手册确定；确定；P多年平均降雨量多年平均降雨量(mm)，可从省、，可从省、地地水文手册水文手册查出，或向附近水查出，或向附近水文站、雨量站查询；文站、雨量站查询；F研究流域的集水面积研究流域的集水面积(km2)。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第二节第二节 正常径流量的计算正常径流量的计算 二、正常年径流量的推算方法二、正常年径流量的推算方法( (三种三种) ) 3.无实测资料时正常年径流量的计算无实测资料时正常年径流量的计算 （1）等值线图法等值线图法 （2）水文比拟法水文比拟法 （3）径流系数）径流系数法法 （4）水文勘查）水文勘查法法 适宜条件：适宜条件：完全

52、没有资料，完全没有资料，也找不到相似流域，此时可进行水也找不到相似流域，此时可进行水文查勘，文查勘，不仅对完全无资料的小流不仅对完全无资料的小流域有必要，就是对有资料的大流域域有必要，就是对有资料的大流域也是不可缺少的。也是不可缺少的。方法：方法：通过野外实地查勘通过野外实地查勘访问，了解多年期间典型水访问，了解多年期间典型水位过程线，河道特性，建立位过程线，河道特性，建立水位流量关系曲线，水位流量关系曲线，从而推从而推算出近似的流量过程线，并算出近似的流量过程线，并估算其正常年径流量。估算其正常年径流量。总结：总结：为慎重，几种方法推算的成为慎重，几种方法推算的成果相互验证，以保计算成果的精

53、度。果相互验证，以保计算成果的精度。 山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第三节第三节 径流的年际变化径流的年际变化 一、基本概念一、基本概念河川径流为何存在年际变化？河川径流为何存在年际变化？正常年径流量反映了河流水量的正常年径流量反映了河流水量的多少，但并不反映具体某一年的多少，但并不反映具体某一年的水量。由于河川径流是流域自然水量。由于河川径流是流域自然地理气候因素综合影响的产物，地理气候因素综合影响的产物，而气候因素具有明显的年际变化而气候因素具有明显的年际变化特征，因此，受其影响的河川径特征，因此，受其影响的河川径流量也具有明显的年际变化。流量也具有明显的年际变化。河川径流年际变

54、化河川径流年际变化 定义：定义：径流年际变化径流年际变化就是径流量每年都不相就是径流量每年都不相同，有些年份大，有些同，有些年份大，有些年份小。年份小。举例？举例？举例：举例：雨量丰沛地区如雨量丰沛地区如我国东南我国东南沿海及华南，沿海及华南，年降水量变化小，年降水量变化小，因而年径流变化也小；在雨量较因而年径流变化也小；在雨量较少且在时间分配上集中地区少且在时间分配上集中地区如华如华北、西北，北、西北，降雨量的年际变化大，降雨量的年际变化大，径流量年际变化也大。径流量年际变化也大。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第三节第三节 径流的年际变化径流的年际变化 二、河川年径流量（年际变化）

55、的计算二、河川年径流量（年际变化）的计算应用数理统计方法计算应用数理统计方法计算年径流量变化，就是计年径流量变化，就是计算相应于算相应于某一频率的设某一频率的设计年径流量，计年径流量，按其资料按其资料不同分为不同分为两种情况。两种情况。1、有实测资料时设计年径流量的计算、有实测资料时设计年径流量的计算 具有实测年径流量资料时年际具有实测年径流量资料时年际变化的计算，就是要确定某变化的计算，就是要确定某 一指一指定频率的年径流量。常用方法为定频率的年径流量。常用方法为适线法：适线法： 资料表性的审查与分析；资料表性的审查与分析； 选配频率曲线，确定统计参数（均值，选配频率曲线，确定统计参数（均值

56、，变差系数变差系数Cv，偏差系数，偏差系数Cs）；）； 按照某一指定频率推求年径流量。按照某一指定频率推求年径流量。详细计算方法见详细计算方法见第三章第三章山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第三节第三节 径流的年际变化径流的年际变化 二、河川年径流量（年际变化）的计算二、河川年径流量（年际变化）的计算2、缺乏实测资料时设计年径流量的计算、缺乏实测资料时设计年径流量的计算 缺乏实测年径流量资料时年际变化缺乏实测年径流量资料时年际变化的计算，关键是通过其他间接资料确的计算，关键是通过其他间接资料确定统计参数定统计参数Cv、Cs和多年平均径流量和多年平均径流量Q，其中，多年平均径流量其中，多年

57、平均径流量Q可由前节介绍可由前节介绍的方法（的方法（等值线图法、水文比拟法、等值线图法、水文比拟法、径流系数法和水文查勘法径流系数法和水文查勘法）求得；剩）求得；剩下的问题就是如何求变差系数下的问题就是如何求变差系数Cv 、偏、偏差系数差系数Cs。确定确定Cv的方法的方法： 等等值线图值线图法法: 流域机流域机构构和省和省区区都都绘绘制有年制有年径径流量流量变变差系差系数数Cv的等的等值线图值线图。水文比拟法：水文比拟法：缺乏实缺乏实测资料时，可设法移用邻测资料时，可设法移用邻近测站年径流量的近测站年径流量的C Cv v值。值。经验公式法：经验公式法：通过研通过研究建立究建立Cv与其影响因子间

58、与其影响因子间相关关系，可在与其自然相关关系，可在与其自然地理条件相似地区应用。地理条件相似地区应用。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第三节第三节 径流的年际变化径流的年际变化 二、河川年径流量（年际变化）的计算二、河川年径流量（年际变化）的计算2、缺乏实测资料时设计年径流量的计算、缺乏实测资料时设计年径流量的计算 确定确定Cs的方法：的方法： 缺乏资料地区年径流量偏差系数缺乏资料地区年径流量偏差系数Cs值的值的估算，一般通过估算，一般通过Cv与与Cs的比值定出。的比值定出。在多数情况下，在多数情况下，常采用常采用Cs/Cv=2.0；对于湖泊较多的流域，对于湖泊较多的流域，因因Cv较小

59、，较小，可采用可采用Cs2Cv；半干旱干旱地区，半干旱干旱地区，则常用则常用Cs2Cv。山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第四节第四节 径流的年内分配径流的年内分配 河川径流量在一年内的变河川径流量在一年内的变化化称为径流的年内分配称为径流的年内分配。影。影响径流年内分配的因素很多，响径流年内分配的因素很多，主要为流域气象因素和与流主要为流域气象因素和与流域调蓄能力有关的自然地理域调蓄能力有关的自然地理因素。因素。一、基本概念一、基本概念河川径流的年内分配河川径流的年内分配 径流年内分配的计算径流年内分配的计算的方法有两种：的方法有两种： 时序分配法和历时时序分配法和历时曲线法。曲线法。

60、山东农业大学林学院设计年径流量的计算ga第四节第四节 径流的年内分配径流的年内分配 二、二、径流年内分配的计算的方法径流年内分配的计算的方法 1 1、时序分配法、时序分配法 在实测的各年资料中找出具有在实测的各年资料中找出具有代表性的一些年份代表性的一些年份作为典型年，作为典型年，再计算其年内径流的数量分配。再计算其年内径流的数量分配。由于年内分配情况与年降水量大由于年内分配情况与年降水量大小有关，一般选择三种典型年，小有关，一般选择三种典型年，即即多水年、少水年和中水年来描多水年、少水年和中水年来描述径流的年内径流分配。述径流的年内径流分配。（1）具有长期实测径流资料时具有长期实测径流资料时