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水文比拟法：设计年径流量估算方法

2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：当采用水文比拟法进行计算时，可同样将参证流域代表年的年内分配直接或间接移用到设计流域来。表G1.3p＝90%设计年径流量年内分配计算表将多年平均年径流深换算成多年平均流量得由p＝90%、Cv＝0.39、Cs＝2Cv，查皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数kp值表，得kp＝0.54。表G1.3p＝90%设计年径流量年内分配计算表

水文比拟法是将参证流域的水文资料（指水文特征值、统计参数、典型时空分布）移用到设计流域上来的一种方法。这种移用是以设计流域影响径流的各项因素与参证流域影响径流的各项因素相似为前提。因此使用水文比拟法时，关键在于选择恰当的参证流域，具体选择条件为：①参证流域与设计流域必须在同一气候区，且下垫面条件相似；②参证流域应具有长期实测径流资料系列，而且代表性好；③参证流域与设计流域面积不能相差太大。常见的参证流域为与设计站处于同一河流的上下游、干支流站或邻近流域。

1.多年平均年径流量的估算

当选择了符合要求的参证流域后，确定设计流域的多年平均年径流深，常用以下两种方法：

（1）直接移用径流深。若设计站与参证站位于同一条河流的上下游，两站的控制面积相差不超过3%时，一般可直接移用参证站的成果。

（2）用流域面积修正。若设计流域与参证流域流域面积相差在3%～15%，但区间降雨和下垫面条件与参证流域相差不大时，则应按面积比修正的方法来推求设计站多年平均流量，即

式中　——设计流域、参证流域的多年平均流量，m3/s；

F设、F参——设计流域、参证流域的面积，km2。

移用参证流域的多年平均流量时，式（G1.2）考虑面积比进行修正，易知它与式（G1.3）是等价的。

（3）用降水量修正。如果设计流域与参证流域的多年平均年降水量不同，就不能直接移用径流深。可假设径流系数接近，即R设/H设＝R参/H参，考虑年降水量差异进行修正，即

式中　H设、H参——设计流域、参证流域的多年平均年降水量，mm。

2.年径流量变差系数Cv和偏态系数Cs的估算

年径流量变差系数Cv一般可直接移用，无须进行修正，并常采用Cs＝（2～3）Cv。

3.设计年径流量的估算

有了上述三个统计参数后，推求设计年径流量Qp的方法同前。

4.设计年内分配的计算

为配合参数等值线图的应用，各省（区）水文手册、水文图集或水资源分析成果中，都按气候及地理条件划分了水文分区，并给出各分区的丰、平、枯各种年型的代表年分配过程，可供无资料流域推求设计年内分配查用。

当采用水文比拟法进行计算时，可同样将参证流域代表年的年内分配直接或间接移用到设计流域来。

【例G1.3】拟在某河流A断面处修建一座水库，流域面积F＝176km2。试用参数等值线法推求坝址断面A处p＝90%的设计年径流量及其年内分配。

式中　——设计流域、参证流域的多年平均流量，m3/s；

F设、F参——设计流域、参证流域的面积，km2。

移用参证流域的多年平均流量时，式（G1.2）考虑面积比进行修正，易知它与式（G1.3）是等价的。

（3）用降水量修正。如果设计流域与参证流域的多年平均年降水量不同，就不能直接移用径流深。可假设径流系数接近，即R设/H设＝R参/H参，考虑年降水量差异进行修正，即

式中　H设、H参——设计流域、参证流域的多年平均年降水量，mm。

2.年径流量变差系数Cv和偏态系数Cs的估算

年径流量变差系数Cv一般可直接移用，无须进行修正，并常采用Cs＝（2～3）Cv。

3.设计年径流量的估算

有了上述三个统计参数后，推求设计年径流量Qp的方法同前。

4.设计年内分配的计算

为配合参数等值线图的应用，各省（区）水文手册、水文图集或水资源分析成果中，都按气候及地理条件划分了水文分区，并给出各分区的丰、平、枯各种年型的代表年分配过程，可供无资料流域推求设计年内分配查用。

当采用水文比拟法进行计算时，可同样将参证流域代表年的年内分配直接或间接移用到设计流域来。

【例G1.3】拟在某河流A断面处修建一座水库，流域面积F＝176km2。试用参数等值线法推求坝址断面A处p＝90%的设计年径流量及其年内分配。

（1）设计年径流量的推求。如图G1.2所示，在流域所在地区的多年平均年径流深等值线及年径流量变差系数Cv等值线图上，分别勾绘出流域分水线，并定出流域形心位置。用直线内插法求出流域形心处数值为：＝780mm，Cv＝0.39。采用Cs＝2Cv。

（1）设计年径流量的推求。如图G1.2所示，在流域所在地区的多年平均年径流深等值线及年径流量变差系数Cv等值线图上，分别勾绘出流域分水线，并定出流域形心位置。用直线内插法求出流域形心处数值为：＝780mm，Cv＝0.39。采用Cs＝2Cv。

图G1.2　某地区多年平均年径流深及年径流量Cv等值线图

图G1.2　某地区多年平均年径流深及年径流量Cv等值线图

（a）等值线图；（b）Cv等值线图
×—流域形心位置

（a）等值线图；（b）Cv等值线图
×—流域形心位置

将多年平均年径流深换算成多年平均流量得

由p＝90%、Cv＝0.39、Cs＝2Cv，查皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数kp值表，得kp＝0.54。故坝址断面p＝90%的设计年径流量为

（2）设计年内分配的推求。由水文图集查得，流域所在分区的枯水代表年的年内分配比见表G1.3。只要用表中的各月分配比乘以设计年径流量，就可得到设计年内分配过程，结果见表G1.3。全年各月流量之和为28.79m3/s，除以12得2.4m3/s，等于设计值，计算正确。

表G1.3　p＝90%设计年径流量年内分配计算表

将多年平均年径流深换算成多年平均流量得

由p＝90%、Cv＝0.39、Cs＝2Cv，查皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数kp值表，得kp＝0.54。故坝址断面p＝90%的设计年径流量为

（2）设计年内分配的推求。由水文图集查得，流域所在分区的枯水代表年的年内分配比见表G1.3。只要用表中的各月分配比乘以设计年径流量，就可得到设计年内分配过程，结果见表G1.3。全年各月流量之和为28.79m3/s，除以12得2.4m3/s，等于设计值，计算正确。

表G1.3　p＝90%设计年径流量年内分配计算表