Δt取不同小时数，分别计算还原洪水过程，以出现锯齿状较少，无突出不合理现象为准。其不受水库调蓄影响的流量过程资料，只有根据水库和水文站的水文观测资料进行还原计算得到。......
2025-09-30
水文分析计算中径流的年内分配及年际变化
【摘要】：例如当水库为多年调节时，径流的年内分配及年际之间的变化对水库库容具有决定性的影响。表3.5为长江上游有关测站年径流量的秩次相关检验结果。
3.2.3.1 年内分配分析
在河流水资源规划及水利工程设计中，年内径流分配在实用方面有重要作用。例如当水库为多年调节时，径流的年内分配及年际之间的变化对水库库容具有决定性的影响。当水库的调节程度较低时，则年内分配起主要作用，水库库容决定了天然来水量与用水量在时间上的配合程度。如果两条河流的年径流量相等，而年内分配的均匀程度相差甚远，需要调节的出流量又一致时，则年内变化幅度较大者所需要的库容大于变化幅度较小者。
年内分配分析一般采用水文测站的年内分配百分比方式表示，具体作法为：先统计分析范围内各站各实测年份的径流某时段占全年径流量的百分比，然后统计各年各时段百分比的平均数，即可得出某站各时段的年内平均分配。若分析区域较大，在进行全区综合分析的同时，还应分析各支流分区的径流年内分配，见表3.3。
径流年内分配除用年内分配的百分比表示径流年内分配不均匀性外，还有一些其他表达径流年内不均匀程度的方法，如用达到完全年调节所需库容与年径流总量的比值，即不均匀系数CL来表示：
式中：V年为某年达到完全年调节所需库容，m3；W为某年的年径流总量，m3。
CL受自然地理因素的影响。CL值不仅说明径流的不均匀性，同时也考虑了过程的不均匀性。因为在计算CL值时，考虑了超过平均流量的时间连续和不连续两种情况。
表3.3显示长江干流年径流不均匀系数有沿程递减的趋势，变化范围为0.21～0.39之间；支流呈北大南小之势，变化范围在0.21～0.33之间。
表3.3 长江流域主要水文站径流年内分配统计表（1951～2025年）
① 屏山站位于长江上游干流（金沙江末端） ，长期以来在水文分析计算中以其作为控制金沙江以上径流的控制站，为突出这一特点，习惯上将其“河名” 冠以“金沙江”。
3.2.3.2 年际变化分析
河川径流年际之间的变化取决于大气降水的年际变化，当然也受径流的补给类型及流域内地貌、地质条件的影响。
年径流变化规律分析，可以从下述方面进行：一方面是从成因出发，研究年径流量多年变化必然规律，另一方面是应用统计方法研究年径流量的统计规律，后者主要考虑偶然性规律。在我国影响年径流量第一平衡要素的是年降水量，年季降水量是大气环流的产物，而大气环流演变十分复杂。具体到每一个地区及时段，降水又受到各地各时段的诸多条件影响，如下垫面条件的影响。因此，从成因上分析年际变化规律，问题还比较复杂，在不断探索研究的同时，通常应用统计学方法分析其变化规律。
一般来说，年径流量是一种随机变量，年径流的统计特性包括随机性、趋势性、周期性等。
年径流的随机特性一般通过对年径流的特征值进行统计分析，并辅之以图表说明。
表3.4 长江流域主要水文站年径流特征值统计表
注 本表长系列统计至2025年。
从表3.4可以看出，长江干流自屏山以下先后接纳了岷江、沱江、嘉陵江、乌江等大支流，各干支流年际之间存在丰、枯水互补，随着流域面积的增长，干流年径流变化渐趋稳定，Cv由金沙江屏山站的0.16，减少至宜昌站的0.11。宜昌以下由于洞庭湖、鄱阳湖、汉江等水系水量加入，Cv值又有沿程增大的趋势，至大通站Cv为0.15。从总体上来说，长江年径流变化比较稳定，沿程变化不大。但支流的Cv大于干流，且有随年径流增大而减小的趋势。
年径流量具有不规则的周期变化。如三峡工程设计所依据的宜昌水文站具有110年以上的实测系列，反映了宜昌年径流量的丰、枯变化。若以各年年水量与多年平均径流量的比值Ki表示年径流变率，则宜昌站的Ki—t（年）变幅过程比上游干支流各站（见图3.5）稳定。(https://www.chuimin.cn)
图3.5 长江宜昌以上干支流Ki—t图
年径流序列特征值随时间而存在一定规则的变化即称为趋势。趋势分析的方法较多，一般常采用滑动平均法、秩次相关检验2种方法。
（1）滑动平均法。滑动平均法是通过选择合适的滑动年限K值，使序列高频振荡的影响得以弱化，据此研究系列的趋势变化规律。为消除年径流系列周期性的影响，一般选用与系列周期相近的年数作为K值。根据有关研究成果，年径流与太阳黑子活动有一定的关系，而太阳黑子活动是具有周期变化的，其周期的平均长度约为11年，短的只有9年，长的可达14年。因此，为分析方便起见，对年径流量一般取11年进行滑动平均统计，并绘制多年变化过程进行统计。图3.6为嘉陵江北碚水文站年径流11年滑动平均图，从图中可以看出嘉陵江北碚水文站年径流略显减少趋势。
（2）Spearman秩次相关检验。分析序列与时间t的相关关系，以Mi代表年径流量系列的秩次，以Ti代表时间序列的秩次，计算两者的相关关系r按下式计算：
图3.6 嘉陵江北碚水文站年径流11年滑动平均图
表3.5 长江上游干流年径流量秩次相关检验结果
从表3.5可以看出，嘉陵江北碚站｜r｜＞c，故其径流减小趋势明显，这与滑动平均法得出的结果一致；岷江高场站的秩次相关系数处于0.8c≤｜r｜≤1.0c之间，其径流减少趋势较明显；而长江干流寸滩站的秩次相关系数｜r｜≤0.6c，反映其年径流变化较为稳定。
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