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2017年第5期
水利规划与设计
水文水资源
DOI:10.3969/j.is.1672-2469.2017.05.015
水文比拟法在计算河川径流量时的修正
周彦龙,刘燕
(长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710064)
摘要:在水文比拟法计算径流量时,为了提高计算精度,保证成果的可靠性,使之能够更精确的反映出真实径流
径流爱指一定时段内河流通过某一断面的水量,而实际情况是流城河流中包含有泥沙和水两部分的含量,、
量的大小,基于流域中彩响因素的差异性,引入已知参数对水文比拟法进行一系列修正。由径流量的概念可知
贯的把这部分泥沙含量理所当然的当作水来处理,从而不能客观的反映出径流量的大小,特别是在西北千早多泥
沙流城。基于流域面积和降雨量差异性的修正,考虑悬移质泥沙的差异,引入参数对水文比拟法进行修正。经验
证,修正后计算精度可由1,40%提高到1.06%,从而更好的服务于生产实践。
关键词:水文比拟法;河川径流量;修正;泥沙
中图分类号:P333
文献标识码:A
文章编号:1672-2469(2017)05-0044-03
近年来,面对水资源短缺,水环境恶化,对各计流域上来的一种推求径流量的方法,称之为水文
个用水部门提出了更高的要求。而准确推求地表径比拟法。
流量,是水资源评价、分配、调度和工程规划等的
此时认为设计流域与设计流域具有类似的气候
基本依据,是推动国民经济发展的基本保障。《水和自然地理条件。同时为了提高计算精度,保证计
利水电工程水文计算规范》对于具有长期实测径流算成果的可靠性,对两流域的影响因素进行分析,
资料、短期实测径流资料和缺乏实测径流资料的年并引人已知参数,对径流量计算公式进行修正,使
径流量计算做了具体的规定。而就缺乏实测水文资其达到更加精确的目的。
料年径流量的计算,常用到水文比拟法推求径流
量。考虑到流域面积、降水量、下垫面们、雨量崎2现用的水文比拟法
密度等因素的差异性,引人已知参数,如流域面2.1现用水文比拟法的介绍
积S、降雨量X、径流系数a、径流深且等对其进
水文比拟法计算设计流域径流量时,用武汉大
行修正,可显著提高计算精度。其中S、X、a,H学编写的《工程水文及水利计算》一书中的计算
为参量,它们可以通过地形图,流域内历年实测资公式。
料统计,结合有关等值线图确定,最终通过不同
移用多年平均流量时,考虑流域面积差异进行
的水文比拟公式推求未知流域的径流量。然而,我修正的计算公式为:
国北方很多河流属多泥沙河流,泥沙对径流量的推
求十分重要,在以往的水文比拟法的研究中,未见
考虑河流泥沙而对水文比拟法进行修正。故本文拟
考虑设计流域和参证流域多平均年降雨量的不
通过引人多年平均含沙量S和泥沙的密度p,对已同,则同时考虑流域面积和多年平均年降雨量的差
有的水文比拟法公式进行修正,以期提高地表径流异,对其修正公式为:
分析计算的可靠性。
1水文比拟法简介
收稿日期:2016-11-17
在推求设计流域年径流量时,遇到完全没有水
基金项目:国家外专局和教育部联合自助“111”引智计划项目;于
文资料,或资料系列太短,无法展延时,引人参证
旱半干旱地区水文生态与水安全学科创新引智基地(B08039)
流域。把参证流域的水文资料和水文规律移植到设作者简介:周彦龙(199年ー),男,硬土研究生
万方数据
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设设
设
(2)3.2水文比拟法的修正
在设计流域和参证流域都具有研究河床演变的
式中,Qa、Qな一设计流域与参证流域的年径流长期泥沙观测资料,用水文比例法求解设计流域的
量
设计流域与参证流域的流域面径流量时,为达到切合实际的效果,对求解公式进
积,Km';X被、X
设计流域与参证流域的多年行必要的修正。已知在河流中多年平均含沙量为
平均降雨量
mm
S,单位为Kg/m2,将多年平均含沙量换算为体积
2.2现行水文比拟法存在的问题
公式,则有V=S,单位为m2,p为泥沙的密度,
通过“三性”审查的长系列资料,计算成果可
般取值为2650~2700Kg/m。将此体积公式变形
更准确的反映出径流量的大小。而在我国大多数为V/Q=Sp,为无量纲,表示为来水流量中泥沙
中、小河流中,缺乏水文资料,根本无法实现“
所占的比例,即为径流计算公式的相对误差。来水
性”审査。为了完成设计流域径流量的计算,用到
中纯水的体积所占来水的比例为1
将此公
水文比拟法。考虑到气候、自然地理条件和人为因式应用到水文比拟法推求河川径流量的修正中。
移用多年平均流量时,考虑流域面积和悬移
素的差异性存在,科技工作者不断探索影响因素的
分析,开展对水文比拟法的修正,使其计算成果具质泥沙差异的修正公式为
有代表性。其中考虑到流域面积和降水量的差异
3)
对水文比拟法公式进行了修正,在计算精确度上取
考虑设计流域和参证流域多平均年降兩量的不
得显著效果。但对流域中泥沙含量的差异性的分
同,则同时考虑流域面积、多年平均年降雨量和悬
析,并没有提出可行的修正,粗略地忽略差异性的
移质泥沙的差异,对其修正公式为
存在。因而,在推求径流量时,由泥沙差异性造成
的精度问题始终没有得到有效解决
设人设P二
现行水文比拟法存在的问题是:引入参证流域式中,S後、S一设计流域与参证流域的多年平均
多年平均径流量推求设计流域径流量时,计算出的含沙量,Kg/m';P一泥沙的密度,Kg/m,通常取
径流量包含了悬移质泥沙和水两部分的含量。而科值为2650-2700gm3;3
技工作者在通常情况下,忽略了这一部分客观存在3.3修正公式的验证
的悬移质泥沙含量,一贯的把悬移质泥沙当作纯水
雨落坪水文站,设立于1954年8月,地处泾
来处理,没有客观的反映出设计流域真实径流量的河一级支流马莲河下游的甘肃省宁县新庄乡雨落坪
大小。特别是在西北地区多泥沙流域,这一向题的村,控制流域面积为19019Km2,多年平均降雨量
存在,使得计算精度偏低,计算结果偏离真正实际517.9mm,多年平均含沙量268Kg/m3,1956
情况。
2003年其平均天然径流量为46490万m3。庆阳水
3水文比拟法的修正
文站,设立于1951年9月,地处马莲河最大的一
级支流环河,控制流域面积为10603Km2,多年平
3.1水文比拟法的误差分析
均降雨量514.81mm,多年平均含沙量360Kg/
河川径流是指在单位时间内水流流经某一过水1954~2000年其平均天然径流量为22150万m3
断面的水量。而通常我们在计算径流时,用水流的两站同属泾河水系、干旱气候区的高泥沙河流控制
流速和过水断面的乘积,因此所求的流量就是泥沙站,且具有相似的下垫面条件
和纯水的混合流量。而通常人们粗略的把这一部分
若以雨落坪站所控制的流域为设计流域,庆阳
泥沙当作纯水来处理,在用水文比拟法求设计流域站所控制的流域为参证流域,验证水文比拟法修正
河川径流时就产生误差,特别是在多泥沙流域。若公式的计算精度。
参证流域舍沙量大于设计流域含沙量时,计算的设
移用参证流域多年平均径