使用等值线图法估算设计年径流量

2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：缺乏实测径流资料时，可用水文手册或水文图集上的多年平均径流深、年径流量变差系数的等值线图来推求设计年径流流量。

缺乏实测径流资料时，可用水文手册或水文图集上的多年平均径流深、年径流量变差系数的等值线图来推求设计年径流流量。

1.多年平均年径流深的估算

水文特征值（如年径流深、年降水量等）的等值线图是表示这些水文特征值的地理分布规律的。当影响这些水文特征值的因素是分区性因素（如气候因素）时，则该特征值随地理坐标不同而发生连续变化，利用这种特性就可以在地图上绘出它的等值线图。反之，有些水文特征值（如洪峰流量、特征水位等）的影响因素主要是非分区性因素（如下垫面因素——流域面积、河床下切深度等），则该特征值不随地理坐标而连续变化，也就无法绘出等值线图。对于同时受分区性因素和非分区性因素两种因素影响的特征值，应当消除非分区性因素的影响，才能得出该特征值的地理分布规律。

影响闭合流域多年平均年径流量的因素主要是气候因素——降水与蒸发。由于降水量和蒸发量具有地理分布规律，所以多年平均年径流量也具有这一规律。为了消除流域面积这一非分区性因素的影响，多年平均年径流量等值线图是以径流深（mm）或径流模数［m3/（s·km2）］来表示的。

绘制降水量、蒸发量等水文特征值的等值线图时，是把各观测点的观测数值点注在地图上各对应的观测位置上，然后勾绘该特征值的等值线图。但在绘制多年平均年径流深（或模数）等值线图时，由于任一测流断面的径流量是由断面以上流域面上的各点的径流汇集而成的，是流域的平均值，所以应该将数值点注在最接近于流域平均值的位置上。当多年平均年径流深在地区上缓慢变化时，则流域形心处的数值与流域平均值十分接近。但在山区流域，径流量有随高程增加而增加的趋势，则应把多年平均年径流深点注在流域的平均高程处更为恰当。将一些有实测资料流域的多年平均年径流深数值点注在各流域的形心处（或平均高程）处，再考虑降水及地形特性勾绘等值线，最后用大、中流域的资料加以校核调整，并与多年平均年降水量、蒸发量等值线图对照，消除不合理现象，则构成适当比例尺的多年平均年径流深等值线图。

用等值线图推求设计流域的多年平均年径流深时，先在图上绘出设计流域的分水线，然后定出流域的形心。当流域面积较小，且等值线分布均匀时，用地理插值法求出通过流域形心处的等值线数值即可作为设计流域的多年平均年径流深。如流域面积较大或等值线分布不均匀时，则采用各等值线间部分面积为权重的加权法，求出全流域多年平均年径流深。具体方法与等雨量线法计算流域平均雨量相同，这里不再赘述。

对于中等流域，多年平均年径流深等值线图有很大的实用意义，其精度一般也较高。对于小流域，等值线图的误差可能较大。这是由于绘制等值线图时主要依据的是大、中等流域的资料，用来推求小流域的多年平均年径流深一般得到的数值偏大，其原因是小流域河槽下切深度较浅，一般为非闭合流域，不能汇集全部地下径流。故实际应用时，要进行调查，必要时加以修正。

2.年径流量变差系数Cv及偏态系数Cs的估算

影响年径流量年际变化的因素主要是气候因素，因此也可以用等值线图来表示年径流量变差系数Cv在地区的变化规律，并用它来估算缺乏资料的流域年径流量的变差系数Cv值。年径流量变差系数Cv等值线图的绘制和使用方法与多年平均年径流深等值线图相似。但Cv等值线图的精度一般较低，特别是用于小流域时，读数一般偏小，其主要原因是大、中等流域与小流域调蓄能力的差异而导致径流的年际变化不同。因此，必要时应进行修正。

至于年径流量偏态系数Cs值，可用水文手册上给出的各分区Cs与Cv的比值，一般常取Cs＝2Cv。

3.设计年径流量的估算

求得上述三个统计参数后，根据指定的设计频率，查皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数，查表确定是Kp，然后由式求得设计年径流量Qp。

使用等值线图法估算设计年径流量

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