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基于降雨径流关系分析的非一致性年径流
序列频率计算方法。
谢平1 陈广才1 夏军。2 郎洪钢3 刘克岩3
(1．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072
2．中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101；
3．河北省水文水资源勘测局，河北石家庄050031)
由于受频繁人类活动和气候变化的影响．用于水资源评价计算的天然年径流量序
列失去了一致性。本文提出了基于降雨径流关系分析的非一致性年径流序列频率计算方
法，可以得到过去、现在和未来不嗣对期变化环境下年径流合成序列的频率分布。对潮白
河水资潍分区进行了实例验证，结果表明年径流量序列在1974年前后蔓异显著，且年径
流量明显减小，这种情形对水资源的开发利用和生态环境保护极为不利。
关键词水文学及水资源；降雨径流关系；非一致性；半径流；频率计算
从全国第一次水资源评价至今已有20多年，由于受频繁人类活动和气候变化的影响，
流域下垫面情况发生了较大的变化，使得流域径流形成的物理条件也相应地发生了变化。
如流域蒸散发量加大、河Ⅲ径流减少以及断流等。这样就使得再j于水资源评价计算的天然
年径流量序列失去了一致性。过去采用流域内工农业、生活等用水量调查方法，还原了天
然产水量中的引水量、耗水量、流域内各水库蓄水变量水面蒸发的增耗量，只能解决流域
出口断面所测不到的水量，而无法解决由于下垫面变化而引起的径流量发生变异等问题。
无论是“还原”或“还现”计算“]，均只能反映过去或现状径流形成的条件，而无法适应
环境的变化。因此，在水资源评价工作中迫切需要从理论上，提出一套适应变化环境的水
文频率计算方法，以反映过去、现在和未来各个时期下垫面条件下的地表水资源量评价成
果。本文提出基于降雨径流关系分析的非一致性年径流序列频率计算方法，可以适应变化
环境对水文频率计算的需求。
水文序列可以分解成两种成分，即确定性成分和随机性成分。一般来说．水文序列的
随机性成分主要受气候、地质等因素的影响，其变化规律需要一个漫长的地质年代才能改
*全国水资源综合规划专题研究：水资源数量与质量联合评价方法丑其应用研究(SZYZB一1
变，因此水文序列中随机性成分的统计规律是相对一致的；而水文序列的确定性成分主要
受人类活动的影响，但并不排除气候因素(如气候转型期)和下垫面因素(如火山爆发、
地震等)的影响，其变化规律可以在较短的工程年代里发生缓慢的渐变或剧烈的突变，因
此水文序列中确定性成分的变化规律往往是非一致的。基于上述分析，本文假设非一致性
水文序列由相对一致的随机性成分和非一致的确定性成分两部分组成，也即水文序列的随
机性规律反映～致性变化成分，而确定性规律反映非一致性变化成分。
假定水文序列X，的各个成分满足线性叠加特性01(即加法模型)，X，可按下式表
’X。一Y，+P。+S。
式中：y，为确定性的非周期成分(包括趋势、跳跃等暂态成分以及近似周期成分等)；P，
为确定性的周期成分(包括简单周期或复合周期成分等)；S，为随机成分(包括平稳或非
平稳的随机成分)。
本文仅针对确定性非周期成分中的趋势或跳跃成分以及随机性成分中的平稳独立成分
(即纯随机成分)作一些具体的分析，至于水文序列中的其他成分可以采用一定的选样方
法(如年最大值选样法)加以排除或减小它们对整个水文序列的影响。
水文序列分析的目的，就是要推断序列中各种成分的性质，并从实际序列中分离各个
组成分量。本文通过在不同流域或分区点绘下垫面变化前后年降雨径流关系图，根据关系
图分析下垫面变化后人类活动对径流量的影响程度和变化规律。下垫面变化前的年降雨径
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注意事项降雨径流关系的区域规律研究--《中国水文科技新发展——2012中国水文学术讨论会论文集》2012年
降雨径流关系的区域规律研究
【摘要】：在水文预报中降雨径流相关方法得到广泛应用,研究降雨径流相关关系的区域地理规律对于缺乏实测流量资料的流域具有重要的意义。选择湿润、半湿润、半干旱以及干旱地区的15个典型流域作为研究对象,分别建立其P+P_u～R_s相关关系。通过研究可以发现,嵌套流域的P+P_u～R_s相关关系线同样适用于该嵌套流域内的任何子流域。降雨径流相关预报方法在湿润和半湿润地区的精度较高,在半干旱和干旱地区的精度较低。在半干旱流域如果相对平均误差大于20%,C_u值大于1.1,流域的降雨径流相关关系较差。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：P333.1【正文快照】：
降雨径流关系是工程水文学与水资源学领域中一个重要的应用问题。降雨径流经验相关方法是研究降雨径流问题的一种常规经验方法，它是在成因分析与统计相关结合的基础上，用每次降雨的流域平均雨量和相应产生的径流量，以及影响他们的主要因素所建立起来的一种定量相关图‘一3
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& 降雨径流关系的区域规律研究
降雨径流关系的区域规律研究
中国水文科技新发展
降雨径流关系的区域规律研究
2 10 0 9 8 )
(河海大学水文水资源学
在水文预报中降雨径流相关方法得到广泛应用研究降雨径流相关关系的区域地
理规律对于缺乏实测流量资料的流域具有重要的意义
选择湿润半湿润半干旱以及干旱
地区的巧个典型流域作为研究对象分别建立其尸+尸一 R
通过研究可以发
现嵌套流域的尸十尸一R
相关关系线同样适用于该嵌套流域内的任何子流域
相关预报方法在湿润和半湿润地区的精度较高在半干旱和干旱地区的精度较低
旱流域如果相对平均误差大于 2% C值大于 0
流域的降雨径流相关关系较差
降雨径流相关图
降雨径流关系是工程水文学与水资源学领域中一个重要的应用问题
降雨径流经验相关方法是
一‘ 3」。
研究降雨径流问题的一种常规经验方法它是在成因分析与统计相关结合的基础上用每次降雨的流
域平均雨量和相应产生的径流量以及影响他们的主要因素所建立起来的一种定量相关图
研究选择湿润半湿润半干旱以及干旱地区的巧个典型流域作为研究对象分别建立其
相关关系然后对其中三个嵌套流域的变化进行比较
尸+尸一 R .
尸十只一 R
相关关系进行分析与验证并对流域嵌套前后的
采用相对平均误差和
两个评定指标对不同自然地理条件下降雨径流相关关系的
区域性规律进行探讨
降雨径流相关因素的计算原理
流域平均降雨量流域平均降雨量又称面雨量是指一次降雨过程中整个流域面上的平均累计降雨量
采用泰森多边形法求得流域平均降雨量
计算公式为
为流域内各雨量站权重无量纲
为流域内各雨量站的时段降雨量 m m
为流域内雨量
站的个数无量纲
a前期影响雨最 P的计算
前期影响雨量
流域湿润程度的指标反映流域蓄水量的大小
单站前期影响雨量
(尸 )采用递推公式计算
基金项目:半湿润干旱流域用于水文预报的新一代降雨径流水文模型研究 (生1 13 0 6 3 9 )洪水预报降雨径流分流域汇流模型及尺度规律研究 (5 1 1 7 9 0 4 5 );基于 C S与 R S技术的无资料地区洪水预报模型研究 (魂1 1 1 0 1 7 ) 0 I
作者简介:李致家 ( 19 6 2一
男山西运城人博士教授博导主要从事水文预报与流域模型方面研究
h IJla 11色
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中国水文科技新 发展 降雨径流关 系的 区域 规律研究 李致 家于莎莎 李巧 玲 姚 , 成 余钟波 ? ? #? 颜梅 春 !河海大学水文水资源学 院 南京 摘 要...论述了降雨径流的形成过程,分析了影响暴雨径流关系的因素、产流的方式及规律。为研究区降雨径流关系的确定及应用提供了重要的依据。第1 0期( 总第 35) 6期 【...长江源高寒区域降水和径流时空变化规律分析_专业资料。长江源区位于川西北高原东北部,过去40多年来,在全球变暖背景下,该区域冻土一生态环境系统发生了显著变化,尤其是...为进一步探求现状工情、社情下本区域内的降雨～径流关系,盐城水文部门从2002年9月份在原圩区恢复了降雨～径流试验工作。到目前,已进行了4个年度,积累了第一手资料,...南方湿润地区降水径流关系计算机法参数率定_专业资料。文章提出了一种利用Excel进行蓄满产流模型参数Im和b的简易率定和绘制降雨径流相关图的方法。该方法先根据流域自...平原区降雨径流关系分析应用经验点滴_专业资料。沧州市位于河北省中东部平原区,总结了沧州市多年来的流域降雨径流关系分析应用经验,并提出了今后应注意的有关问题及建...阜新彰北沙丘前沿区降雨径流规律分析_专业资料。阜新市属于水资源匮乏区,而该地区的彰北沙丘前沿区水资源较为丰富,研究探索该区域的降雨径流规律是合理开发利用区域水...人工模拟降雨径流影响因素及其规律研究_专业资料。利用模拟降雨装置,采用屋顶防水材料...基于人工神经网络的降雨... 6人阅读 4页 2.00 我国降雨径流关系的区域....城市不透水区降雨径流量及径流水质变化规律研究_环境...掌握城市降雨径流量及径流水 质之间的相关关系 , ...在实 验室中, 通过模拟三峡地区的土壤条件和 结构...