地表水资源量评价课件

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1、1第三章第三章 第第2部分部分 地表水资源量评价地表水资源量评价 Surface water Resources任仲宇根据中国地质大学任仲宇根据中国地质大学刘明柱教授课件改编刘明柱教授课件改编2第三章第三章 第第2 2部分部分 地表水资源量评价地表水资源量评价第一节第一节 地下水资源量评价方法地下水资源量评价方法1.1 地表径流及其表示方法地表径流及其表示方法地表径流是指降水沿着地面或地下汇流至地表径流是指降水沿着地面或地下汇流至河道后，向流河道后，向流域出口断面汇集的全部水流域出口断面汇集的全部水流河川径流地表径流地下径流河川径流地表径流地下径流经验频率曲线经验频率曲线 由由实测资料实测资料

2、绘制而成的绘制而成的, 它是它是水文频率计算水文频率计算的基础的基础, 具有一定的具有一定的实用性实用性 步骤：步骤：（1）按从大到小的顺序排列）按从大到小的顺序排列 （2）用经验频率公式计算系列中各项的频率）用经验频率公式计算系列中各项的频率 （3）以水文变量）以水文变量x为纵坐标，以经验频率为纵坐标，以经验频率 为横坐标，点为横坐标，点绘经验频率点据，根据点群趋势绘出一条平滑的曲线，绘经验频率点据，根据点群趋势绘出一条平滑的曲线，称为经验频率曲线称为经验频率曲线（4）在曲线上求得指定频率）在曲线上求得指定频率P 的水文变量值的水文变量值xi 1.3 河流水文计算的频率分析方法河流水文计算的

3、频率分析方法经验频率曲线 频率与重现期 频率曲线绘制后，就可在频率曲线上求出指定频率p的设计值xp。由于频率较为抽象，水文上常用重现期来代替频率。所谓重现期是指某随机变量的取值在长时期内平均多少年出现一次，又称多少年一遇。频率与重现期I)研究洪峰流量、洪水位、暴雨等最大值问题时研究洪峰流量、洪水位、暴雨等最大值问题时 例如，某洪峰流量例如，某洪峰流量Qi的频率为的频率为P(QQi)=l,那么此那么此洪峰流量的重现期为洪峰流量的重现期为100年，则称为平均年，则称为平均100年出现一年出现一次大干或等于该洪峰流量次大干或等于该洪峰流量Qi的事件的事件.或称为百年一遇。或称为百年一遇。理论频率曲线

4、 经验频率曲线计算工作量小，绘制简单，查用方便，但受实测资料所限,往往难以满足设计上的需要。 徒手对曲线两端外延是一种方法，但随意性很大 经验频率曲线存在的问题经验频率曲线存在的问题 ：数理统计中，常选择比较符合水文现象频率分布数理统计中，常选择比较符合水文现象频率分布规律的密度函数规律的密度函数f(x)，借以求解累积频率曲线，借以求解累积频率曲线，称为称为理论频率曲线理论频率曲线皮尔逊皮尔逊III型曲线（型曲线（PIII曲线曲线)对数皮尔逊对数皮尔逊III型曲线型曲线耿贝尔型曲线耿贝尔型曲线克里茨基一闵凯里曲线克里茨基一闵凯里曲线 水文频率分布线型水文频率分布线型 皮尔逊型曲线 是一条一端有

5、限一端无限的不对称单峰、正偏曲线（见图4-4-3），数学上常称伽玛分布，其概率密度函数为:皮尔逊型曲线频率分布频率分布图中参数的与哪几项统计参数有关？图中参数的与哪几项统计参数有关？均值均值均方差均方差变差系数变差系数偏态系数偏态系数值为离均系数值为离均系数 说明：给定一个说明：给定一个CS，有一个，有一个p即可求对应的频率即可求对应的频率P值，于是可以制成一个表。值，于是可以制成一个表。见杨维见杨维 水文学与水文地质学水文学与水文地质学附录附录B。附录附录B配线法（适线法）配线法（适线法）-参数估计参数估计 1: 矩法（采用公式算）：CS误差较大 2: 经验法：CS-CV之间的经验关系 3：

6、三点适线法 4：目估适线法 5：优化适线法经验法经验法经常与矩法相互结合使用经验法经常与矩法相互结合使用目估试线法（试错试线）：例题：某水文站有19451968年共24年实测最大流量资料，见表，试用试错试线法求合适的理论频率曲线及设计流量Q1Q2 2 2、点绘经验频率曲线、点绘经验频率曲线PiQi，或者Pi-Ki1 1、计算系列流量的经验频率、计算系列流量的经验频率Pi采用假定的Cs值，适当调整均值和Cv值，使理论频率曲线与经验点据很好的符合3 3、求理论频率曲线的两个参数、求理论频率曲线的两个参数均值均值1500m1500m3 3/s/s、Cv=0.51Cv=0.51，直接用公式算，直接用公

7、式算 4 4、假定、假定CsCs2Cv,2Cv,根据公式计算绘制理论频率曲线（根据公式计算绘制理论频率曲线（红线）查表附录）查表附录B B5、反复调整Cs，Cv，适线得出Cv0.6，Cs2.5Cv比较适合，可以采用 6 6、 计算设计流量：计算设计流量：得根据,35 .2,6 .0,/1500vsvcccsmQsmQkQ/45001500*00.33%1%1smQkQ/39601500*64.23%2%2三点适线法若取三点在同一曲线上，则应符合联立方程： 解得：解得：通过目估法汇出与经验频率曲线点分布配合较好的理通过目估法汇出与经验频率曲线点分布配合较好的理论曲线，从曲线上选择三点，并据此以选

8、定理论频率论曲线，从曲线上选择三点，并据此以选定理论频率曲线上三个参数曲线上三个参数)1(11vcQQ)1(22vcQQ)1(33vcQQ313113QQQ311331QQQQcv312313123122QQQQQsS-CsS-Cs关系可查附表关系可查附表C C：杨维杨维 水文学与水文水文学与水文地质学地质学 P368P368S 偏度系数偏度系数 三点适线法的步骤：三点适线法的步骤： （1）同目估适线法）同目估适线法 （2）过经验频率点群，目估一条最佳配合线，在线上）过经验频率点群，目估一条最佳配合线，在线上选三点选三点 P=5%，50%，95%，从线上查处对应的，从线上查处对应的Q5%， Q

9、50%， Q95% （3）计算）计算S值（见上一页公式）值（见上一页公式） (4) 查表附录查表附录C，求出，求出Cs值值 （5）再查附录）再查附录B，求，求P=5%，50%，95%，对应的，对应的5%， 50% 9 95% （6）计算）计算 值，值， Cv值（见上一页公式）值（见上一页公式） （7）利用已经求得的）利用已经求得的Cs，查表附录，查表附录B，得到一系列的，得到一系列的值与频率值与频率P P值值, , 通过通过值和值和CvCv、 Q Q的均值求出的均值求出 一系一系列列Q Q (8)(8)利用利用 Q Q和频率和频率P P值值 绘制曲线绘制曲线 ，并适当调整，并适当调整CsCs，CvCv值值 Q优化适线法（自学）计算机编程法（自学）计算机编程法（自学）计算计算Q的均值的均值Cs，Cv伽马函数数值积分伽马函数数值积分（1）计算并绘制经验频率曲线）计算并绘制经验频率曲线（2）采用）采用PIII曲线，利用三点曲线，利用三点配线法（选取配线法（选取P=5%，50%，95% 三点）求得参数，并绘制相应理）求得参数，并绘制相应理论频率曲线，计算论频率曲线，计算50年一遇的年一遇的最大流量。最大流量。某水文站最大流量统计表作业作业