第四章设计年径流量的计算(gao)

年平均径流量的计算方法年平均径流量是指在一年中经过某一水文站点的径流量的平均值。

计算年平均径流量有多种方法，以下将介绍两种常用的方法：水文平衡法和统计方法。

一、水文平衡法水文平衡法是指根据流域的水量收支平衡原理，通过计算流域的降水量、蒸发量和地下水补给量等，得到流域的平均径流量。

具体计算步骤如下：1. 收集数据：获取流域内水文站点的降水数据、蒸发数据和地下水监测数据等。

若没有地下水监测数据，可以使用其他方法进行估算。

2. 计算水量收入：根据水量收入的组成部分，将流域的降水量分为有效降水和流失降水。

有效降水是指渗透入土壤层并形成土壤水或地下水的降水量，而流失降水是指不被土壤层吸收和蒸发的降水量。

3. 计算水量支出：根据水量支出的组成部分，将流域的水量支出分为蒸发量、蓄水量和地下水补给量等。

4. 计算年平均径流量：根据水量收入和水量支出，可以得到年平均径流量。

年平均径流量的计算公式为：年平均径流量 =有效降水 - (蒸发量 + 蓄水量 + 地下水补给量)。

水文平衡法在计算年平均径流量时，需要对各项水文参数进行准确测量和估算，所以对数据的要求比较高。

另外，该方法还需要考虑水文方程的不确定性和流量观测的误差等因素。

二、统计方法统计方法是指通过对历史径流量数据进行分析和统计，计算得到年平均径流量。

具体计算步骤如下：1. 收集数据：获取流域内水文站点的历史径流量数据，通常要求至少连续10年以上的数据。

2. 数据预处理：对收集到的径流量数据进行预处理，包括数据缺失值填补、异常值处理和数据平滑等。

3. 统计分析：采用统计方法对预处理后的径流量数据进行分析，计算得到年均径流量。

常用的统计方法有算术平均法、加权平均法和频率分析法等。

4. 计算年平均径流量：根据统计分析的结果，可以得到年平均径流量。

统计方法在计算年平均径流量时，较少受到水文参数估算的影响，主要依赖于历史径流量数据的可靠性和有效性。

同时，统计方法还可以用于计算径流短期变化和长期趋势等信息。

年径流系数计算公式年径流系数是指某一时间段内的径流量与降水量的比值。

在水文学中，它可是个相当重要的概念呢！咱们先来了解一下年径流系数的计算公式。

一般来说，年径流系数（α）可以通过年径流量（W）除以年降水量（P）来计算，用公式表示就是：α = W / P 。

举个例子来说吧，就像我曾经去过的一个小山村。

那地方山清水秀，风景美极了。

村里有一条小河，常年流淌着清澈的水。

有一年，我专门在那里观察和记录了相关的数据。

那一年，村子里的降水量经过测量大概是 1000 毫米。

而通过对小河流量的监测和计算，发现这一年的径流量大约是 300 毫米。

按照年径流系数的计算公式一算，α =300÷1000 = 0.3 。

这就意味着，这一年降下来的水，只有 30% 形成了径流。

影响年径流系数的因素那可多了去了。

比如说，当地的地形地貌。

如果是山地，水流跑得快，径流系数可能就大一些；要是平原，水流缓慢，容易下渗，径流系数可能就小一些。

还有土地利用类型也很关键。

像森林覆盖面积大的地方，树木能截留一部分雨水，下渗也多，径流系数相对就小；而城市里大多是水泥地面，雨水不容易下渗，径流系数往往就比较大。

另外，气候条件也对年径流系数有着重要影响。

在湿润地区，降水丰富，年径流系数通常会高一些；在干旱地区，降水本来就少，蒸发又强，年径流系数自然就低。

在实际应用中，年径流系数的计算和分析可是大有用处的。

比如说在水利工程的规划设计中，工程师们得根据当地的年径流系数来合理确定水库的库容大小，以保证在干旱的时候也能有足够的水供应。

在城市的排水系统设计中，也得考虑年径流系数，要是算小了，一下大雨可能就会出现内涝，那可就麻烦啦！再回到那个小山村，后来村子发展了，修了不少新路和新建筑。

原本的一些农田和草地也变成了水泥地。

结果呢，再算年径流系数的时候发现比之前高了不少。

这也让村民们意识到，发展的同时还得注意保护环境，不能让过多的雨水都流走了，不然会影响到村里的生态平衡和农业灌溉。

径流量的定义和计算公式在水文学中，径流量是指河流或河川流域中在一定时间内通过某一横截面的水量。

径流是由降雨或融雪引起的地表和地下水流向河流的过程。

径流量的计算对于水资源管理、防洪工程和生态环境保护具有重要意义。

本文将介绍径流量的定义和计算公式，以及一些影响径流量的因素。

一、径流量的定义。

径流量是指在一定时间内通过某一横截面的水量，通常用单位时间内通过的水量来表示。

径流量的计算通常以立方米每秒（m³/s）或毫米（mm）为单位。

在实际应用中，径流量是指在一个流域内所有径流过程的总和，包括地表径流和地下径流。

地表径流是指降雨或融雪后，未被土壤吸收和植被蒸发的水流向河流的过程。

地下径流是指降雨或融雪后，被土壤吸收并渗入地下水层，最终流向河流的过程。

径流量的计算需要考虑地表径流和地下径流的总和。

二、径流量的计算公式。

径流量的计算通常使用流域水文模型来进行。

流域水文模型是通过对降雨、蒸发、渗漏和地表径流等过程进行模拟，来估算径流量的工具。

常用的径流计算方法包括经验公式法、水文比例法、水文模拟法等。

1. 经验公式法。

经验公式法是根据历史水文数据和流域特征，通过经验公式来估算径流量。

常用的经验公式包括Nash模型、Soil Conservation Service（SCS）模型等。

这些经验公式是根据实测数据和统计分析得出的，可以用于不同流域的径流量估算。

2. 水文比例法。

水文比例法是根据流域的降雨量和蒸发量之间的比例关系，来估算径流量。

通常使用水文平衡方程来表示，即降雨量减去蒸发量和渗漏量，即为地表径流和地下径流的总和。

3. 水文模拟法。

水文模拟法是通过建立数学模型，对流域内的水文过程进行模拟，来估算径流量。

常用的水文模型包括Soil and Water Assessment Tool（SWAT）模型、Hydrological Simulation Program-FORTRAN（HSPF）模型等。

这些水文模型可以考虑降雨、蒸发、渗漏、地表径流和地下径流等过程，对径流量进行较为准确的估算。

设计径流量计算径流量是指某一水域（河流、湖泊或湿地等）的流出量，是水文研究的重要内容，也是水利工程设计中的基础。

径流测量在水文研究以及水利工程设计中有其独特的地位，了解水文研究和水利设计中径流量计算的原理和方法，对设计工程师来说至关重要。

一、径流量计算的基本原理径流量表示水域某一时刻流出量，它可以从物理属性、社会和经济状况等方面考虑。

简单地说，径流量计算涉及从恒定排放口到期望流出口的水分控制及水的流动的过程。

径流量计算根据水文因子或期望的结果来进行，其计算公式为：Q=A*H*U，其中，Q表示径流量，A表示排放口到期望流出口径流流域面积，H表示径流流域平均水面高度，U表示径流流域平均流速。

二、径流量计算的方法1、水力学方法水力学方法是一种均一的计算方法，根据围堰空腔或围堰贯流液体的动力水力学定律计算径流量，采用Bernouli定律、能量定律、动量定律等水力学定律和方程来确定流量。

2、排深法排深法是一种变化的计算方法，它利用从恒定排放口到期望流出口的水深计算径流量，采用洪水形成洪水库的计算公式U=C*H^1.5，其中，U表示流速，C表示排深系数，H表示河道水深。

3、液体轻液位高度计算法液体轻液位高度计算法是一种最常用的计算方法，它利用从恒定排放口到期望流出口的液位高度计算径流量，其计算公式为：Q=K*H^2，其中，Q表示流量，H表示液位高度，K表示液位高度计算系数。

三、径流量计算的优缺点1、优点（1）径流量计算简单、方法简单，不需要繁杂的仪器设备，可以快速准确地计算出径流量。

（2）可以从排深或液位高度的结果准确地反映河流中水力状况，据此计算出径流量，可以更好地控制水力。

2、缺点（1）径流量计算的结果容易受水力特征及水文因子影响，若排深受特定水力要素的影响较大，则径流量计算结果可能产生偏差。

（2）径流量计算的误差还受河道的水文、地质、社会等影响较大，这些因素都可能导致计算结果的偏差。

四、总结径流量计算是水文研究和水利设计中重要的内容，它涉及从恒定排放口到期望流出口的水分控制及水的流动的过程。

年径流量计算公式
年径流量是指一年内通过河流某一过水断面的水量。

将瞬时流量按时间平均，求得一年的平均流量称为年平均流量等。

并由此可以引出多年的平均值称为多年平均年径流量。

当降水强度超过土壤入渗率时，地表开始产生径流。

全年地表径流的总水量，称为年径流量。

单位为立方米。

数值为年径流深乘以集雨面积。

多年平均径流量指多年径流量的算术平均值。

通常以立方米计。

用以总括历年的径流资料，估计水资源，并可作为测量或评定历年径流变化、最大径流和最小径流的基数。

多年平均径流量也可以多年平均径流深度表示，即以多年平均径流量转化为流域面积上多年平均降水深度，以毫米数计。

水文手册上，常以各个流域的多年平均径流深度值注在各该流域的中心点上，绘出等值线，叫做多年平均径流深度等值线。

1、有资料地区
计算公式为：多年年平均径流量=(多年逐月径流量之和）/12=多年年平均径流量之和/年数。

2、无资料地区
由于目前我国水文监测站网的建设还不是很完善，只有一些较大的流域才设有水文监测站，而在中小型流域特别是高寒山区的中小型流域中水文监测站相对较少。

因此在中小流域进行水利工程规划以及地下水资源评价时，一般缺乏可依据的实测径流资料，有的甚至连降雨资料都没有，或者虽有短期实测径流资料但无法展延。

在这种情况下设计年径流量只有通过间接途径来推求。

国内无资料地区径流计算。

4 设计年径流量的计算4.1 正常年径流量的计算在一个年度内，通过河川某一断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。

河川径流在时间上的变化过程有一个以年为周期循环的特性，这样，我们就可以用年为单位分析每年的径流总量以及径流的年际与年内分配情况，掌握它们的变化规律，用于预估未来各种情况下的变化情势。

河川径流量是以降水为主的多因素综合影响的产物，表现为任一河流的任一断面上逐年的天然年径流量是各不相同的，有的年份水量一般，有的年份水量偏多，有的年份则水量偏少。

年径流量的多年平均值称为多年平均径流量多年平均径流量Q＝∑Q i/n∑Q i各年的年径流量之和n——年数。

在气候和下垫面基本稳定的条件下，随着观测年数的不断增加，多年平均年径流量Q 趋向于一个稳定数值，这个稳定数值称为正常年径流量。

显然，正常年径流量是反映河流在天然情况下所蕴藏的水资源，是河川径流的重要特征值。

在气候及下垫面条件基本稳定的情况下，可以根据过去长期的实测年径流量，计算多年平均年径流量来代替正常年径流量。

但是正常年径流量的稳定性不能理解为不变性，因为流域内没有固定不变的因素。

就气候和下垫面条件来说，也是随着地质年代的进展而变化，只不过这种变化非常缓慢，可以不用考虑，但是大规模的人类活动，特别是对下垫面条件的改变将使正常年径流量发生显著变化。

根据观测资料的长短或有无，正常年径流量的推算方法有三种：有长期实测资料，有短期实测资料和无实测资料。

4.1.1 有长期实测资料时正常年径流量的推算有长期实测资料的含意是：实测系列足够长，具有一定的代表性，由它计算的多年平均值基本上趋于稳定。

由于各个流域的特性不同，其平均值趋于稳定所需的时间也是不会相同。

对于那些年径流的变差系数Cv变化较大的河流，所需观测系列要长一些，反之则短些。

所谓代表性一般是指在观测系列中应包含有特大丰水年，特小枯水年及大致相同的丰水年群和枯水年群。

当满足以上条件时，可用算术平均法直接计算出正常年径流量。

径流计算公式径流是指降雨及冰雪融水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。

在水文学中，准确计算径流对于水资源管理、水利工程设计等方面都具有极其重要的意义。

那咱就来好好唠唠径流计算公式这回事儿。

我记得有一次去一个山区考察水利情况。

那地方风景倒是挺美的，可就是水资源的管理让人头疼。

当地的农民们眼巴巴地盼着能有个科学合理的水利规划，让他们的庄稼能喝饱水，有个好收成。

咱先来说说常用的径流计算公式之一——经验公式法。

这就好比是个“土法子”，但有时候还挺管用。

经验公式一般是根据大量的实测数据统计分析得出的。

比如说，有个公式会考虑降雨量、流域面积这些因素。

就像你做一道数学题，把这些数字往公式里一套，就能算出个大概的径流量。

再说说推理公式法。

这个方法就稍微复杂点啦，得考虑更多的参数，像流域的形状、坡度，还有土壤的类型等等。

想象一下，一个流域就像是一个大盆子，这些参数就是决定这个盆子能装多少水、水流出去有多快的关键因素。

还有一种叫单位线法。

这就像是给径流画了个“时间表”。

通过分析之前的降雨和径流过程，得出一条反映流域汇流特性的单位线。

然后呢，根据新的降雨情况，就能用这条单位线来推算出径流的变化过程。

在实际应用中，选择合适的径流计算公式可不是一件轻松的事儿。

就像给病人开药，得对症下药。

如果流域的特点不清楚，参数估计不准确，那算出来的径流量可能就差之千里。

就拿我考察的那个山区来说，一开始，当地用的计算方法不太对，结果规划的灌溉渠道总是不够水，庄稼都蔫蔫的。

后来经过仔细的调研和分析，重新选择了合适的径流计算公式，调整了水利设施，情况才慢慢好起来。

总之啊，径流计算公式就像是水利世界里的“神奇密码”，掌握好了，就能让水资源得到合理的利用，让我们的生活更加美好。

可别小看这些公式，它们背后可是凝聚着无数水文学家的智慧和努力呢！。

年径流总量计算公式年径流总量是一个在水文学和水资源研究中相当重要的概念，它的计算公式也是我们了解和评估水资源状况的重要工具。

咱先来说说年径流总量到底是啥。

简单来讲，年径流总量就是在一年时间里，通过某一河流断面的水量总和。

这就好比一个大水池子，一年里流进去的水加起来有多少，这就是年径流总量。

那年径流总量咋算呢？常见的计算公式是：年径流总量 = 年平均流量 ×时间。

这里的年平均流量呢，是通过对一年中不同时间段的流量进行测量和统计分析得到的。

而时间，一般就是一年啦，通常以秒为单位。

比如说，有一条小河，经过多次测量和统计，发现它一年里的平均流量是 10 立方米每秒。

一年有 31536000 秒，那这条小河的年径流总量就是 10×31536000 = 315360000 立方米。

我记得有一次去一个山区考察水资源情况。

那地方山清水秀，但是居民用水却成了大问题。

我们就想着通过计算年径流总量来看看能不能找到解决办法。

当时为了测量流量，我们那是费了好大的劲。

水速快的时候，测量仪器都差点被冲走。

好不容易测得了比较准确的数据，再通过各种计算和分析，最终得出了年径流总量。

这结果可关系到当地能不能建个小水库，能不能解决村民们灌溉和生活用水的难题。

在实际应用中，计算年径流总量可不只是简单套个公式就行。

得考虑好多因素呢，像气候条件、地形地貌、植被覆盖，还有人类活动的影响等等。

比如说，如果上游建了个工厂，大量用水还排放污水，那下游的年径流总量肯定会受到影响。

而且不同地区的年径流总量差别那可大了去了。

像南方雨水多的地方，年径流总量一般就比北方干旱地区大得多。

这也是为啥南方很多地方水资源丰富，北方就得搞南水北调工程来平衡水资源分布。

总之，年径流总量计算公式虽然看起来简单，但是背后涉及的知识和实际情况那是相当复杂的。

要想准确计算和合理利用水资源，还得综合考虑各种因素，不断进行监测和研究。

只有这样，我们才能更好地管理和保护水资源，让每一滴水都发挥出最大的作用，造福人类。

设计年径流的分析计算
一、思考题：
1.什么是年径流量？什么是设计年径流量？
2.日历年、水文年、水利年的涵义各如何？
3.什么是设计保证率？
4.推求设计年径流量之前，需要对水文资料进行哪几方面的审查？
5.展延年径流系列的关键是选取参证变量，简述参证变量应具备的条件。

6.推求设计年径流量的年内分配时，应酬遵循什么原则选择典型年？
7.缺乏实测资料时，怎样推求设计年径流量？
8.何谓水文比拟法？使用水文比拟法的关键是什么？
9.水文比拟法的实质是什么？
二、习题：
1.教材P122；5—10。

2.某水库多年平均流量Q=15m3/s，C v=0.25，C s=2.0C v，年径流理论频率曲线为P—Ⅲ型。

（1）推求该水库设计频率为90%的年径流量。

（2）按下表径流年内分配典型，求设计年径流量的年内分配。

P—Ⅲ型频率曲线模比系数K p值表（C s=2.0C v）
3.某流域有甲乙两个水文站，设计断面位于甲站附近，但只有1969—1980年实测径流资料。

其下游的乙站却有1961—1980年
实测径流资料，见下表，两站12年同步年径流观测资料对应关系较好，试将甲站1961—1968年缺测的年径流插补出来。

某河流甲乙两站年径流资料表单位：m3/s
4.教材P124；5—13。

年径流量的计算公式
1. 基本概念。

- 年径流量是指一年内通过河流某一断面的水量。

2. 常用计算公式（以闭合流域为例）
- 根据水量平衡原理，对于闭合流域，其年径流量（R）的计算公式为：R = P - E。

- 其中P为流域的年降水量，E为流域的年蒸发量。

- 如果已知流量过程线，也可以通过以下方法计算年径流量。

- 假设流量过程线为Q(t)（Q为流量，t为时间）。

- 先将时间以秒为单位进行划分（例如一年T = 365×24×3600秒）。

- 年径流量R=∫_0^TQ(t)dt，在实际计算中，如果流量过程线是离散的数据点(Q_1,t_1),(Q_2,t_2),·s,(Q_n,t_n)，可以采用数值积分的方法，如梯形法来近似计算：
- R≈∑_i = 1^n - 1frac{(Q_i+Q_i + 1)(t_i+1-t_i)}{2}。

3. 不同资料来源的可能补充。

- 在人教版教材中，可能侧重于从水量平衡原理方面介绍年径流量的计算，重点理解降水、蒸发和径流之间的关系，通过简单的公式R = P - E进行初步计算，并且会结合一些简单的实例，如小流域的水量平衡计算等，帮助学生理解概念和计算方法。

同时，可能会有一些图表展示流量过程线的大致形状，辅助理解通过流量过程线计算年径流量的原理。