水文计算中的湿周如何计算

χ=b+2h(1+m^2)^(1/2)。

水文计算（hydrological computation）为防洪、水资源开发和某些工程的规划、设计、施工和运行提供水文数据的各类水文分析和计算的总称。不同工程要求估算的水文设计特征值不尽相同。桥梁工程要求估算所在河段可能出现的设计最高水位和最大流量,以便合理决定桥梁的高程和跨度防洪工程为权衡下游和自身的安全、经济和风险，要求估算工程未来运行时期可能遇到的各种稀遇的洪水；灌溉、发电、供水、航运等工程需要知道所在河流可能提供的水量和水能蕴藏量。

以确定灌溉面积、发电量、城市或工矿企业供水量和航运发展规模。工程的运行时期可长达几十至几百年，不可能象水文预报那样给出该时期内某一水文特征值出现的具体时间和大小，而是用水文统计的方法，估算在该时期中可能出现的某一设计标准的水文特征值。一般说，运用水文统计方法所依据的样本很少，抽样误差较大，往往不能满足生产需要。因此，不能单纯根据工程所在地点的水文资料进行计算。

还必须对计算过程和计算结果进行充分的合理性分析，才能较可靠地求得工程所在地的设计水文数据。因此，也常称水文计算为水文分析与计算。

水利工程建设目的在于通过各种施工调节、改变区域水量分布状况和地区水利条件，使之符合工业、农业及其他各部门的需要。水利工程从修建到运用，一般要经过规划设计、施工、管理三个阶段，每一个阶段都需要进行水文水利计算工作。水文工作中的水利计算、水文预报及水资源评价都为工程在各阶段提供了所需数据，而水文水利计算就是这些数据的基础，通过分析，定出工程规模和建筑尺寸，编制水量调度方案，并对工程的经济性和安全性连个方面进行权衡并制定对策，力求在复杂的问题中得到规划设计和调度运行的最优方案。本次设计就是从这一方面出发，通过对兴利调节、防洪调节和水能计算等各种任务的运算，求得死库容、兴利库容、防洪库容和保证出力等，使得到的成果能运用到生产当中。

1流域概况

某水库位于黄河某支流的中游，控制面积为5370km2。坝址以上流域大部分属于石山区和山路丘陵地，川地甚少。坝址以下大部分属黄土丘陵地区，河道开阔，滩地多。

该地区气候多变，完全受季风支配，每年六月以后夏季季风开始活跃，南方暖湿空气不断北迁，形成多雨气候。多年平均年降雨量一般为600～800mm，主要集中于七、十月，其降雨量占全年降水量的60%以上，大洪水主要集中在七、八月。由于降水量在年内分配极不均匀，容易造成春秋两季干旱。

该区工农业发展缓慢，工业在公民经济中比重较小，农业一种职业为主，约占农业总产值的59.6%。

为提高该地区工业和农业生产，解决经济发展中的需水问题，急需修建此水库。

2水库兴利调节计算

天然情况下的河川径流，有着年内和年际的变化，且地区间的分布也不平衡，因此无法满足国民经济各用水部门对水资源利用的要求。为解决这种供与需的矛盾，人们通过修建各种水利工程（如水库、引水渠、分洪蓄洪工程等）对河床径流进行控制，并按各用水部门的要求对其进行时间和空间上的重新分配，已解决来水与用水在时间上不相适应的矛盾，这就是所谓的径流调节。 　

为兴利目的进行的径流调节称为兴利调节；为防洪进行的调节称为防洪调节或洪水调节。水库来水、用水和蓄水都是经常变化的，水库由库空（死水位）到库满（正常蓄水位）再到库空，循环一次所经历的时间，称为调节周期。按调节周期的长短来分，兴利调节可划分为日调节、周调节、年调节和多年调节等类型。以灌溉为主的水库常为年调节或多年调节。

3设计年径流的分析与计算

在一个年度内通过河流某一过水断面的水量，称为这个断面以上流域的年径流量，简称年径流。年径流可以用年平均流量Q（通常以sm/3计）、年径流总量W（通常以万3m计）。根据水量的大小，大致可分为三种年型：年水量接近多年平均年径流量的年份称为平水年，年水量较多的年份称为丰水年，年水量较少的年份称为枯水年。

年径流分析计算的目的就是为满足国民经济各用水部门的需水要求，提供在设计条下的年径流资料。就是推求在各种径流资料情况下的设计年径流量及其年内分配过程，用来预估未来工程进行期间的径流情势，并以此作为水库兴利调节计算的基本资料。

对于有充分实测径流资料的情况，经过审查、分析、还原修正等一系列工作符合要求，即可运用频率计算方法来分析年径流量的年际变化规律。

3.1.1统计参数的意义及其对频率曲线的影响

从对国内外大量的年径流系列分析的实践表明，皮尔逊Ⅲ型（P-Ⅲ型）分布能和经验频率分布较好的配合，故我国目前大多数采用P-Ⅲ型曲线的分布来分析研究年径流两大额年际变化规律，众所周知，P-Ⅲ型分布的三个参数通常可用矩法公式计算，其公式如下：

均值x、变差系数Cv和偏态系数Cs是P-Ⅲ型频率曲线方程式中的三个参数，参数值的变化，必然会影响频率曲线的形状和位置。因此，有必要对这三个参数的意义及其对频率曲线的影响加以说明。

（1）年径流流量的均值x一般称为正常径流量，它反映了设计断面所在流域蕴藏的水资源的多少。均值的大小影响到频率曲线位置的高低。Cv、Cs不变时，均值越大，则频率曲线越陡、越高；反之，均值越小，频率曲线越平、越低。

（2）年径流量变差系数Cv反映年径流量的年际变动程度或相对离散程度。相对离散程度大，则Cv大。当x、Cs不变时，Cv值越大，则频率曲线的变化幅度越大，及频率曲线越陡；反之频率曲线越平。

（3）偏态系数Cs反映系列中各种大小数值偏离均值的分布情况。具体来说，其表示这些数值在均值两边的分布是否对称。当系列对于均值对称时，Cs=0，此时随机变量大于均值与小于均值的出现机会相等，亦即均值所对应的频率为50%。当系列对于均值不对称时，0Cs，若正离差的立方占优势时，0Cs，称为正偏；反之则成为负偏。正偏情况下，随机变量大于均值比小于均值的出现机会小，亦即均值所对应的频率小于50%；副负偏情况下恰好相反。在水文系列中，通常是丰水年出现的机会较枯水年出现的机会多，所以多属于正偏系列。当x和vC不变时，在正偏情况下，Cs值越大，曲线上部变得越陡，中部下凹，下部变得越平缓。

4径流量年内分配的分析和计算

天然河流的径流在一年内的分配是很不均匀的。即便是在同一个河流断面，各年的径流年内分配亦不尽相同。同时，河川径流的年内分配特征在不同的地区之间有很大的差别。由于同一年径流值的不同分配形式对工程设计成果的影响不同，因此在求得设计年径流量或设计年时段径流量之后，还需要根据设计断面的径流分配特征和水利计算的要求，确定它的分配过程。

4.1设计洪水线的推求

设计洪水过程线是具有某一设计标准的洪水过程线。洪水过程是一种随机过程，目前，水文学中尚无完善的方法求得一定频率的过程线。但是却有推求设计洪水过程的思路：为适应工程要求，在实测洪水过程中寻找一次与设计的条件最为接近的洪水过程，称为典型洪水，通过一定的方法处理后，使它的一些特征值恰好符合设计标准，这条洪水过程线就成为设计洪水过程线

4.2 水库调洪计算的任务和基本原理

4.2.1水库防洪调节计算的任务

根据设计洪水计算成果，通过调洪计算，确定水库防洪库容、最高洪水位、坝高和泄洪建筑物尺寸。其计算过程大体归纳以下几点： 　

（1）基本资料的收集

资本资料收集包括：设计洪水资料、泄洪能力资料、库容曲线及有关淹没损失、淹没控制高程等社会经济资料。

（2）拟定比较方案

根据地形、工程地质、施工能力和施工设备等条件，拟定不同方案的泄洪建筑物型式、位置、尺寸及其可供选择的几种起调水位。

（3）防洪调节计算

根据下游防洪要求和泄洪建筑物特性的不同，水库调洪计算也有所区别：下游无防洪任务时，泄洪建筑物的尺寸和水库的调洪库容，主要由大坝等水工建筑物对防洪安全的要求确定。

下游有防洪任务时，水库的防洪库容和相应的泄洪建筑物尺寸，应在确保水库主要建筑物防洪安全的前提下，同时满足下游防洪要求。所谓下游防洪要求，就是在一定标准的洪水前提下，通过水库调洪和选定的闸门 *** 作方式，控制其最大下泄量，使之不超过下游河道的安全泄量，以保证下游防护对象的安全。

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径流量计算（ 5 分）

已知某水文站流域面积 271km2， 2021 年 6 月 14~16 日实测流量资料见表 1， 已计算出该次洪水的径流深 R=116.4mm。 试用斜直线

分割地下径流， 推求该次洪水的地面径流总量 Ws 和地面径流深 Rs 以及地下径流深 Rg（ 提示： 该次洪水的地面径流终止点为 6 月 17 时

2 时）。

表 1 某水文站实测流量资料

时间

（ 月.日.时）流量

Q（ m3/s）时间

（ 月.日.时）流量

Q（ m3/s）时间

（ 月.日.时）流量

Q（ m3/s）时间

（ 月.日.时）流量

Q（ m3/s）

6.14.8 24.0 6.15.5 43.5 6.16.2 96.0 6.16.23 42.0

6.14.11 21.0 6.15.8 265.0 6.16.5 70.0 6.17.2 38.0

6.14.14 23.0 6.15.11 396.0 6.16.8 72.8 6.17.5 37.0

6.14.17 34.0 6.15.14 313.0 6.16.11 70.0 6.17.8 45.0

6.14.20 42.0 6.15.17 323.0 6.16.14 50.0

6.14.23 33.0 6.15.20 186.0 6.16.17 52.0

6.15.2 31.8 6.15.23 140.0 6.16.20 46.

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