水文分析计算及水资源评价

2023-08-23 理论教育版权反馈

【摘要】：通过上述水文分析计算，弄清工程所在流域和坝址附近的水文规律，定量分析计算工程设计需要的水文特征值及其变化趋势，着重研究解决下列问题：水文特征值的数量。水文特征值随时间变化的过程线。水文特征值的地区组成。

1.4.2.1　要求

经过50多年的科学实验和工程实践，我国在关于大中型水利水电工程规划设计方面积累了丰富的知识和经验，制定了江河流域规划、工程项目建议书、可行性研究、初步设计等阶段的设计报告编制规程。根据这些规程，编写和颁布了水文计算、设计洪水规范和水资源评价导则、建设项目水资源论证导则等水文水资源相关技术规定。有些规范和规程还历经数次修订，凝聚了水文水资源专业科技和水文设计工作的成就与业绩，统一了水文分析计算的技术要求，确保了成果质量。同时为配合规范和规程实施，水利水电设计主管部门还组织编写了手册和教材，例如设计洪水手册和水资源评价教材，进一步推进水文分析计算技术的发展。

水利水电工程在不同设计阶段，内容和深度不一样，对水文分析计算的要求也不同。我国现行的水文计算和设计洪水规范，均以大中型工程可行性研究和初步设计阶段为主要适用对象，确定水文设计工作的内容和深度。大中型工程项目建议书阶段，或工程改建、扩建、复核适用于现行的要求；小型水利水电工程及江河流域规划也可参照执行。可行性研究阶段，水文计算的主要参数和成果应当确定；初步设计阶段是可行性研究阶段的补充和深化，是对水文计算成果进行复核。项目建议书阶段比可行性阶段的要求稍低；小型水利水电工程基本资料往往较为欠缺，不易达到规范的要求，因任务简单，且功能较少，设计标准较低，可适当降低水文计算工作的要求；江河流域规划的水文计算内容和深度与大中型工程的设计要求不尽一致，内容可适当取舍，深度可适当降低。

1.4.2.2　内容

按照现行规范和当前工程建设实际，参照工程水文学水文分析计算的内容，水利水电工程水文分析计算的主要内容为：

（1）基本资料搜集、复核与评价。

（2）径流分析计算。

（3）设计洪水计算。

（4）泥沙分析计算。

（5）水位分析计算和水位流量关系拟定。

（6）气象要素、水面蒸发、水质、水温和冰情分析计算。

（7）水文测报系统设计。

（8）其他水文要素分析计算。

其中以基本资料、径流和洪水等有关内容最为重要，也是水工程设计的普遍要求，其他内容视工程设计要求、资料条件和流域水文气象、自然地理条件确定取舍。

通过上述水文分析计算，弄清工程所在流域和坝址附近的水文规律，定量分析计算工程设计需要的水文特征值及其变化趋势，着重研究解决下列问题：

（1）水文特征值的数量。

（2）水文特征值随时间变化的过程线。

（3）水文特征值的地区组成。

（4）人类活动对水文过程和生态环境的影响。

（5）水文不确定性和计算方法的合理性、多样性对水文成果的影响。

1.4.2.3　方法

严格地说，水文现象的变化过程和空间分布属于随机过程，包含了确定性、随机性和区域性。其分析计算方法可分为3类：

（1）成因分析法：利用水文过程与其影响因素之间成因机理的确定性关系建立它们之间的定量关系。例如，由降水、径流与蒸发的相应关系，推求流域蒸发；根据天气与洪水过程和水文气象物理成因，暴雨在一定区域和当代气候条件下存在上限值或极值，限于理论和资料条件，其准确数量与过程难以推求，但可依据天气学原理和实际出现的暴雨天气过程推算可能最大暴雨或可能最大降水（PMP）与可能最大洪水（PMF），此即水文气象法，常用于重要工程的洪水设计。

（2）数理统计法：水文计算的任务主要是推断水文现象的长期变化趋势，例如：预测工程运行期内年径流量和年最大洪水过程的变化，通常这些变化受确定性因素影响表现为周期性和趋势性，但相对于随机性，其影响甚小或不甚明显，因而将径流和洪水的年际变化视为相互独立、同分布的随机变量，这就是广泛应用的水文频率计算的数学物理基础。

应当指出，影响水文过程的因素极其错综复杂，水文特征值与其影响因素之间的确定性规律（关系），难以用数学上的函数或方程式描述，如大量观测资料表明，河流某一断面以上的降水与径流、断面水位与流量，存在不完全确定的关系，而往往以相关关系来表达，称为统计相关关系或回归关系。这种关系的分析计算属于数理统计的范畴。

（3）地区综合法：受气候和自然地理影响，水文特征值具有区域性（或称地区性）特征。这种特征既含有确定性，又具有随机性。水文特征值的地区变化可用等值线图或经验公式表示。因此，对资料短缺或无资料地区，可采用这些图表或公式，或用水文比拟法进行水文分析计算。

水文分析计算及水资源评价

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