第二节 径流调节的来水资料
径流调节分为枯水调节和洪水调节两大类,枯水调节需要设计年径流资料,洪水调节需要设计洪水资料,这两部分重要来水资料来源于水文分析计算,有关获取方法可参考相关教材。
一、年径流及其变化特性
在一个年度内,通过河流出口断面的水量,叫做该断面以上流域的年径流量。它可用年平均流量、年径流深、年径流总量或年径流模数等表示。通过水文测验和整编,可以得到实测的年径流量。将实测值按年代顺序点绘,便得到年径流量过程线。从中可以看出年径流变化的一些特性。
1)年径流具有大致以年为周期的汛期与枯季交替变化的规律,但各年汛、枯季的历时有长有短,发生时间有早有迟,水量也有大有小,基本上年年不同,从不重复,具有偶然性质。
2)年径流在年际间变化很大,有些河流丰水年径流量可达平水年的2~3倍,枯水年径流量只有平水年的0.1~0.2倍。
3)年径流在多年变化中有丰水年组和枯水年组交替出现的现象。这说明河流的年径流量具有或多或少的持续性,即逐年的径流量之间并非独立,而具有一定的相关关系。
二、设计洪水
一次洪水过程包含有若干特征,如洪峰和洪量,在一般情况下它们出现的频率是互不相等的,而且,洪水过程本身并没有频率的概念,所以任何一场现实洪水过程的重现期或频率都是无法定义的。
所谓设计洪水,实质上是指具有规定功能的一场特定洪水,其具备的功能是:以频率等于设计标准的设计洪水作为基础而规划设计出的工程,其防洪安全事故的风险率应恰好等于指定的设计标准。设计洪水具有如下一些基本性质。
1)设计洪水具有实际洪水的样式,是在时间上、空间上的一个连续过程,可以输入到流域防洪工程措施系统中,并经过系统的调节计算输出该系统的防洪安全事故风险情况。
2)设计洪水不同于实际洪水。它总是与一定的发生概率相联系,譬如百年一遇的设计洪水。通常百年一遇的设计洪水就是指会造成百年一遇概率防洪后果的洪水过程。
3)设计洪水不一定“客观存在”,设计洪水存在的充分必要条件是输入变量(洪水过程)与输出变量(防洪后果)之间存在单值函数关系,这一条件大多数情况下是不能满足的。例如,经过水库调节后的最大泄洪流量(防洪后果)qm,与整个洪水入库过程(输入条件)Q(t)有关,而不会与某一个洪水特征(洪峰流量Qm、1d或3d洪量)存在单值函数关系;而且设计方案改变,函数也将相应改变。