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计算多年平均河川径流量

【摘要】:多年平均河川径流量计算方法有:代表站法、等值线法、年降水径流关系法。在区域面积不大,并且缺乏实测径流资料的情况下,可以借用包括该区在内的较大面积的多年平均径流深及年径流变差系数等值线,计算区域多年平均径流量。在使用多年平均年径流深等值线图时应注意以下两个方面的分析。

多年平均河川径流量计算方法有:代表站法、等值线法、年降水径流关系法。

2.2.3.1 代表站法

在研究区域内,选择一个或几个基本能够控制全区、实测径流资料系列较长并具有足够精度的代表站,从径流形成条件的相似性出发,把代表站的年径流量,按面积比的方法移用到研究区的范围内,推算出区域多年平均年径流量。计算公式如下:

式中:为研究区多年平均径流量;为代表站控制范围内的多年平均径流量;F、f分别为研究区和代表站的面积。

当代表站的代表性不好时,如自然条件相差较大,此时不能简单地用面积为权重计算年与多年平均径流量,而应选择其他一些对产水量有影响的指标,对研究区的年与多年平均径流量进行修正。常见的修正方法如下。

1.引用多年平均降水量进行修正

在面积为权重计算的基础上,再考虑代表站和研究区降水条件的差异,可进行如下修正:

式中:分别为研究区和代表站的多年平均降水量;其他符号意义同前。

2.引用多年平均降水、多年平均年径流系数进行修正

该法不仅考虑了多年平均降水量的影响,而且也考虑了下垫面对产水量的综合影响,在引用多年平均降水量修正的基础上,再引用多年平均径流系数α进行修正。

式中:分别表示研究区与代表站的多年平均径流系数;其他符号意义同前。

2.2.3.2 等值线法

用年或多年平均的径流深等值线法,推求研究区的年或多年平均的径流深,是一种常用的方法。在区域面积不大,并且缺乏实测径流资料的情况下,可以借用包括该区在内的较大面积的多年平均径流深及年径流变差系数等值线,计算区域多年平均径流量。

在使用多年平均年径流深等值线图时应注意以下两个方面的分析。

1.成因分析

降雨是径流的来源,因此在使用径流深等值线时,应当充分注意降雨等值线图;同时地形不仅通过对降雨的影响产生对径流的影响,而且对径流可直接产生影响,径流是降雨与下垫面综合作用下的产物。下垫面包含地质、地貌、水文地质及植被等环境因素,下垫面对径流的影响较大。

用年径流与年降水地区分布对比检查。一般降水与径流的地区分布规律大体一致,可以通过年径流与年降水等值线的对比,论证等值线图的合理性,若二者地区变化的总趋势以及高、低值的地区分布比较吻合,即可认为年径流等值线基本合理。

以年径流与流域平均高程的关系进行检查。通常随着流域高程的增加,地面坡度加大,气温降低,蒸发损失减小,在同样降水条件下径流深加大,为了验证径流深等值线图是否符合上述一般规律,可在径流等值线图上选择若干流域分区绘制多年平均年径流深与流域平均高程关系图,如图2.4所示。然后在研究区范围内选择几处无实测径流资料的天然流域,分别根据其流域平均高程,查图2.4得多年平均径流深,若其值基本在原等值线的范围内,说明等值线图是合理的。

图2.4 H-yt关系示意图

2.水量平衡控制

应使径流等值线平面与垂直方向上水量达到平衡。所谓面上水量平衡,是指用等值线图计算面的径流深与实测的径流深基本相近;所谓垂直方向水量平衡是指径流、降雨和蒸发三要素之间互相协调,无突出矛盾。

一般是选择大支流或独立水系控制站,自上游向下游逐级检查,其实测多年平均径流深与用等值线量算的径流深相对误差应不超过±5%,且无系统偏差,即认为合理。垂直方向上通过对年降水Xt、年径流Yt、年陆面蒸发量Et三要素之间的综合平衡分析进行检查,当计算的(Xt-Yt)与Et之差的相对误差不大于±10%,且无系统偏差时,则年径流深等值线及其他等值线可认为是合理的。

2.2.3.3 年降水径流关系法

在代表区域内,选择具有充分实测降水、年径流资料的分析代表站,统计逐年面平均降水量、年径流深,建立年降水径流关系。如果计算区域与代表流域的自然地理条件比较接近,即可依据计算区域实测逐年面平均降水量,在年降水径流关系图上查得逐年径流深,乘以区域面积得逐年年径流量,其算术平均值即为多年平均年径流量。