授課時(shí)間年月日第周星期第節(jié)課題§5徑流分析5.1概述5.2徑流資料的“三性”審查，徑流資料的還原，人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響和修復(fù)學(xué)時(shí)2教學(xué)目的理解年徑流的特點(diǎn)及影響，弄清流分析的主要任務(wù)理解徑流資料的“三性”審查和還原計(jì)算的方法3、理解人類活動(dòng)影響下的水生態(tài)環(huán)境修復(fù)概念和思路教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：徑流分析的主要任務(wù)；人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響和修復(fù)難點(diǎn)：人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響和修復(fù)課型單一課教學(xué)方法講授、啟發(fā)、例證教具教學(xué)過QQ來水過程，q用水過程，V水庫供水Q(q)(m3/s)汛期枯期汛期枯期Q(q)(m3/s)(a)(b)圖5－1 徑流年內(nèi)分配不同對(duì)庫容影響示意圖一、教學(xué)思路1、從水利水電工程規(guī)模的制約因素、制約因素的確定思路講授本章的主要任務(wù)。從流域的資料條件出發(fā)講授設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算的總體思路。2、從水文統(tǒng)計(jì)的基本要求、工程設(shè)計(jì)的精度和安全出發(fā)講授徑流資料“三性”審查的目的意義和方法。3、從水量平衡入手講授還原計(jì)算的方法。對(duì)于各分項(xiàng)的計(jì)算重點(diǎn)是概念和思路。4、從工程設(shè)施對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)形成了不同程度的脅迫入手，講授人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響和修復(fù)。二、教學(xué)內(nèi)容具體設(shè)計(jì)（一）徑流量知識(shí)復(fù)習(xí)、年徑流規(guī)律認(rèn)識(shí)、年徑流——來水與用水部門用水的矛盾，設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算的任務(wù)。1、年徑流概念、水文年、水利年概念在一個(gè)年度內(nèi)，通過河流某斷面的水量，叫做該斷面以上的年徑流量。水文年度以水文現(xiàn)象的循環(huán)規(guī)律來劃分。水利年度是以水庫蓄泄周期來劃分的。舉例說明。年徑流的影響因素作為思考題留給學(xué)生。2、年徑流的自然變化情勢(shì)與用水部門間的矛盾教學(xué)過程３、徑流分析的任務(wù)（1）設(shè)計(jì)的長期年、月徑流系列；（2）代表年的年徑流量及其年內(nèi)分配。對(duì)此，在實(shí)際工作中，經(jīng)常遇到具有長期實(shí)測徑流資料、具有短期實(shí)測徑流資料和缺乏實(shí)測徑流資料三種情況。（二）徑流資料“三性”審查和還原計(jì)算1、代表性和可靠性只做扼要復(fù)習(xí)2、徑流資料的一致性和還原計(jì)算資料的一致性，是指樣本資料前后是否是在同一條件下產(chǎn)生。在水文分析當(dāng)中，樣本一致性的好壞主要表現(xiàn)為人類活動(dòng)對(duì)水文過程的影響上，集中體現(xiàn)在人類活動(dòng)對(duì)流域下墊面條件的改變上。水量平衡法徑流量還原計(jì)算方法：W天然=W實(shí)測+W還原 =W實(shí)測+W灌+W工+W庫損+W蓄+W引+W分 式中W天然——還原后天然水量； W實(shí)測——水文站實(shí)測水量；W灌——灌溉用水量（灌區(qū)在水文站以上時(shí)用凈灌溉水量，當(dāng)灌區(qū)在水文站以下時(shí)，用毛灌溉水量，具體數(shù)值根據(jù)灌區(qū)用水資料確定）； W工——工業(yè)凈用水量； W蓄——水庫蓄水量的變化量（蓄水增加為正，減少為負(fù)）； W庫損——水庫蒸發(fā)、滲漏損失水量； W引——跨流域引水量（引出為正，引入為負(fù)）； W分——河道分洪水量（分出為正，分入為負(fù)）。對(duì)眾多中小型水利工程和面上的水土保持措施的影響，則可通過試驗(yàn)資料或工程前后資料的雙比分析來確定工程措施的影響，并對(duì)資料做適當(dāng)?shù)倪€原計(jì)算。但由于中小型工程量多，分布廣，建成時(shí)間早晚不一，因此在實(shí)際工作中還原計(jì)算比較復(fù)雜，應(yīng)參考有關(guān)書籍。（三）水生態(tài)環(huán)境修復(fù)防洪、發(fā)電、灌溉、供水及航運(yùn)等水利工程，為人類社會(huì)帶來了巨大的利益。但是，由于忽視了水生態(tài)系統(tǒng)健康的需求，這些工程設(shè)施對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)形成了不同程度的脅迫。脅迫主要來源于兩個(gè)方面：由于筑壩和筑堤造成的水環(huán)境的非連續(xù)性；由于自然水環(huán)境的人工改造形成的渠道化。1、水生態(tài)環(huán)境修復(fù)的概念水生態(tài)環(huán)境修復(fù)是指使用綜合方法，使水環(huán)境恢復(fù)因人類活動(dòng)的干擾而喪失或退化的自然功能。它需要掌握破壞水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能或阻止其恢復(fù)的自然或人為因素，調(diào)查水生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的變化，以及對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有影響的物理、化學(xué)和生物過程。2、國內(nèi)外水生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀（1）國外水生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀簡介《世界水論壇會(huì)議》、《國際大壩會(huì)議》、《國際水利學(xué)會(huì)議》。（2）國內(nèi)水生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀從2001年開始，連續(xù)組織了幾次規(guī)模比較大的調(diào)水工程，博斯騰湖向塔里木河輸水、引岳濟(jì)淀、黑河調(diào)水到居延海、珠江壓咸補(bǔ)淡應(yīng)急調(diào)水等，為保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)人與自然和諧相處做了有益探索。2004年8月，水利部印發(fā)了《關(guān)于水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與修復(fù)的若干意見》。教學(xué)過程各流域機(jī)構(gòu)和地方對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與修復(fù)工作逐漸展開。3、水生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)研究方向（1）流域水生態(tài)系統(tǒng)狀況分析及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測（2）與水生態(tài)環(huán)境友好的水利水電工程技術(shù)（3）流域水環(huán)境保護(hù)與生態(tài)建設(shè)規(guī)劃（4）流域水污染控制及水生態(tài)環(huán)境修復(fù)的技術(shù)與管理 4、水生態(tài)環(huán)境修復(fù)措施（1）要尊重科學(xué)，遵循自然規(guī)律；尊重市場，遵循經(jīng)濟(jì)規(guī)律；尊重群眾，尊重人民群眾的創(chuàng)造精神（2）要妥善處理生態(tài)、生產(chǎn)和生活三者之間的關(guān)系（3）堅(jiān)持人與自然和諧共處的理念，充分發(fā)揮水生態(tài)自我修復(fù)能力，加快植被恢復(fù)，加強(qiáng)植被保護(hù)（4）突出水土保持的綜合性（四）小結(jié)讓學(xué)生回答重現(xiàn)期的概念并舉例說明，然后總結(jié)。（五）布置作業(yè)布置作業(yè)5-1某流域下游有一個(gè)較大的湖泊與河流連通，后經(jīng)人工圍墾湖面縮小很多。試定性地分析圍墾措施對(duì)正常年徑流量、徑流年際變化和年內(nèi)變化有何影響？補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容教學(xué)總結(jié)授課時(shí)間年月日第周星期第節(jié)課題§5徑流分析5.3資料充分時(shí)設(shè)計(jì)年徑流的分析計(jì)算學(xué)時(shí)2教學(xué)目的1、掌握有長期實(shí)測徑流資料時(shí)設(shè)計(jì)年徑流量計(jì)算2、理解設(shè)計(jì)年徑流量合理性分析思路3、掌握同倍比計(jì)算法，理解同頻率計(jì)算法教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：有長期實(shí)測徑流資料時(shí)設(shè)計(jì)年徑流量計(jì)算；同倍比計(jì)算法難點(diǎn)：同頻率計(jì)算法；設(shè)計(jì)年徑流量合理性分析思路課型單一課教學(xué)方法講授、啟發(fā)、推理、舉例教具教學(xué)過程一、教學(xué)思路1、從解決來水和用水矛盾出發(fā)說明徑流分析的時(shí)段、時(shí)間“長度”，進(jìn)而講授設(shè)計(jì)代表年的長期年、月徑流量系列的選取。2、以和年降水量頻率計(jì)算對(duì)比的方式講授年徑流頻率計(jì)算的方法。3、從徑流的統(tǒng)計(jì)規(guī)律、徑流的成因出發(fā)講授設(shè)計(jì)徑流量成果的合理性。4、直接講授設(shè)計(jì)代表年的年、月徑流量的計(jì)算思路。5、從對(duì)設(shè)計(jì)年徑流年內(nèi)分配計(jì)算的思路的描述引導(dǎo)學(xué)生思考如何“縮放”典型年內(nèi)分配過程。6、從“縮放”要達(dá)到的目的啟發(fā)學(xué)生解決的辦法，最后自然找出“同倍比法”的計(jì)算過程。7、從同倍比法的“本質(zhì)”出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生回答其問題，從而引出“同頻率法”，并啟發(fā)學(xué)生找出解決問題的方法。對(duì)于兩種“縮放”辦法，注意“計(jì)算時(shí)段”的確定。二、教學(xué)內(nèi)容具體設(shè)計(jì)（一）內(nèi)容復(fù)習(xí)、導(dǎo)入新課讓學(xué)生描述本章主要要解決的問題，然后總結(jié)并導(dǎo)入新課。（二）設(shè)計(jì)代表年的長期年、月徑流量系列的選取通過對(duì)徑流資料的審查和分析，可以獲得一份具有可靠性、一致性和代表性的歷年逐月徑流量資料，然后將它按水利年度重新排列，并以列表形式給出，作為要求提供的設(shè)計(jì)的長期年、月徑流量系列。它是以過去歷年實(shí)測的年、月徑流量作為未來工程運(yùn)行期間的來水資料。表5-1某河某斷面歷年逐月平均流量（m3/s）月份678910111212345年平均1961~196214927816817612272.050.043.628.041.456.065.01041962~196315222932314419184.035.829.425.125.150.089.5115┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆┆（三）設(shè)計(jì)代表年的年、月徑流量的計(jì)算1、設(shè)計(jì)年徑流量及設(shè)計(jì)時(shí)段徑流量的計(jì)算（1）確定計(jì)算時(shí)段在確定設(shè)計(jì)代表年的徑流量時(shí)，一般要求年徑流量及一些計(jì)算時(shí)段的徑流量達(dá)到指定的設(shè)計(jì)保證率，因此在對(duì)年徑流量進(jìn)行頻率計(jì)算時(shí)，常需對(duì)其他時(shí)段的徑教學(xué)過程流量也進(jìn)行計(jì)算。（2）頻率計(jì)算方法同第四章。這里要注意的是除了年徑流量以外，其他時(shí)段徑流量的統(tǒng)計(jì)。（3）成果合理性檢查1）所求年及其他各時(shí)段徑流量頻率曲線在實(shí)用范圍內(nèi)不得相交。即要求同一頻率的設(shè)計(jì)值，長時(shí)段的要大于短時(shí)段的，否則應(yīng)修改頻率曲線。2）各時(shí)段的徑流量統(tǒng)計(jì)參數(shù)在時(shí)間上能協(xié)調(diào)。即均值隨時(shí)段的增長而加大，Cv值一般隨時(shí)段的增長有遞減的趨勢(shì)。3）所求統(tǒng)計(jì)參數(shù)與上下游、干支流、鄰近河流的同時(shí)段統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，在地區(qū)上應(yīng)符合一般規(guī)律，即流量的均值隨流域面積的增大而增大，Cv值一般隨流域面積的增大有減小的趨勢(shì)。如不符，應(yīng)結(jié)合資料情況和流域特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，找出原因。4）可將年徑流量統(tǒng)計(jì)參數(shù)與流域平均年降水量統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比。即年徑流量的均值應(yīng)小于流域平均降水量的均值；而一般以降雨補(bǔ)給為主的河流，年徑流量的Cv值應(yīng)大于年降水量的Cv值。2、設(shè)計(jì)年徑流量年內(nèi)分配的計(jì)算徑流量年內(nèi)分配計(jì)算多采用縮放典型年徑流過程的方法，具體分同倍比法和同頻率法兩種。（1）典型年的選擇1）典型年的年徑流量和調(diào)節(jié)供水期的徑流量應(yīng)接近于設(shè)計(jì)年徑流量。2）當(dāng)滿足此條件的典型年不只一個(gè)時(shí)，應(yīng)選取其中較為不利的，使工程設(shè)計(jì)偏于安全的典型年。如對(duì)灌溉工程，應(yīng)選取灌溉需水季節(jié)徑流比較枯的年份；對(duì)水電工程，則選取枯水期較長，徑流又較枯的年份。（2）設(shè)計(jì)年徑流量年內(nèi)分配的計(jì)算1）同倍比法 以KY值乘典型年的逐月平均流量，即得設(shè)計(jì)年徑流量過程。2）同頻率法最小1個(gè)月的倍比 最小3個(gè)月其余兩個(gè)月的倍比 最小5個(gè)月其余兩個(gè)月的倍比 全年其余7個(gè)月的倍比 3、舉例某河某斷面有1961～1980年共20年的逐月徑流資料（資料略），現(xiàn)擬在該斷面處興建水力發(fā)電站，需要求出頻率為90%的設(shè)計(jì)枯水年流量年內(nèi)分配，頻率為10%的設(shè)計(jì)豐水年流量年內(nèi)分配。解（1）根據(jù)徑流分配特性和水力計(jì)算要求，取6月至次年5月為水利年度。將原有徑流資料按水利年度重新統(tǒng)計(jì)為19年資料（略）。教學(xué)過程（2）根據(jù)19年年平均流量系列，通過頻率計(jì)算，求得頻率為90%、10%的設(shè)計(jì)年流量為Q90%=106m3/s，Q10%=210m3/s。（3）根據(jù)19年逐月徑流系列分別建立最大1個(gè)月、最大3個(gè)月、最小1個(gè)月、最小3個(gè)月徑流量系列。（4）根據(jù)選擇典型年的原則，分別選出1961～1962年和1967～1968年的流量過程線為90%枯水年和10%豐水年的典型流量過程線。（5）用同倍比法將各個(gè)典型年過程線縮放成設(shè)計(jì)流量過程線。（6）用同頻率法將各個(gè)典型年過程線縮放成設(shè)計(jì)流量過程線。（四）小結(jié)設(shè)計(jì)年、月徑流量系列的分析計(jì)算，對(duì)水文資料（包括用水資料）要求較高，必須提供設(shè)計(jì)年、月徑流過程系列（也包括用水過程系列）。在作中小型水庫規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，一般不具備上述條件，另一方面，在規(guī)劃、初設(shè)階段，需要從大量的方案比較中優(yōu)選方案，計(jì)算工作量也大。為了簡化計(jì)算，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中小型水利工程時(shí)，廣泛采用代表年法。（五）布置作業(yè)布置作業(yè)5-2設(shè)計(jì)年徑流量和設(shè)計(jì)年內(nèi)內(nèi)分配計(jì)算補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容教學(xué)總結(jié)授課時(shí)間年月日第周星期第節(jié)課題§5徑流分析5.4短期和缺乏資料設(shè)計(jì)年徑流的分析5.5枯水徑流學(xué)時(shí)2教學(xué)目的1、理解資料的插補(bǔ)延長，能找出有長期實(shí)測徑流資料與短期實(shí)測徑流資料時(shí)設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算的異同2、掌握缺乏實(shí)測徑流資料時(shí)設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算3、了解枯水徑流教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：資料插補(bǔ)延長的目的意義；缺乏實(shí)測徑流資料時(shí)設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算難點(diǎn)：等值線圖的繪制課型單一課教學(xué)方法講授、對(duì)比、啟發(fā)教具教學(xué)過程一、教學(xué)思路1、從相關(guān)分析法入手引入資料插補(bǔ)延長的方法。重點(diǎn)講授資料插補(bǔ)延長問題的性質(zhì)，不注重方法本身。2、從年徑流深的地區(qū)變化出發(fā)講授繪制多年平均年徑流深、年徑流變差系數(shù)等值線圖的可能性，從而引出本次課的講授內(nèi)容。3、從等值線繪制的一般方法講授此處等值線的特點(diǎn)。4、從等值線繪制所用資料的特點(diǎn)出發(fā)講授等值線應(yīng)用及應(yīng)用過程中問題和一般處理方法。5、對(duì)枯水徑流的內(nèi)容只說明問題的關(guān)鍵和思路二、教學(xué)內(nèi)容具體設(shè)計(jì)（一）內(nèi)容復(fù)習(xí)、導(dǎo)入新課讓學(xué)生回答徑流資料充分時(shí)徑流的分析方法，讓后總結(jié)。如果資料條件不具備該如何處理？引入新課。（二）有短期實(shí)測徑流資料時(shí)設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算1、問題提出解決資料不足時(shí)的計(jì)算問題，徑流資料的插補(bǔ)展延是個(gè)關(guān)鍵問題。2、插補(bǔ)展延年、月徑流量系列的方法（1）利用徑流量資料展延系列的方法（2）利用降水量資料展延系列的方法資料展延的具體應(yīng)用通過習(xí)題由學(xué)生自己完成，這里主要講授資料展延的思路。一旦資料系列延長后滿足頻率計(jì)算的要求，下面的過程和前同。（三）缺乏資料情況下設(shè)計(jì)年徑流量的計(jì)算1、多年平均年徑流量的估算利用多年平均年徑流深等值線法。任一測流斷面的徑流量（以深度或模數(shù)計(jì)）是由斷面以上流域面積上各點(diǎn)的徑流匯集而成。它不是測流斷面處的數(shù)值，而是流域的平均值。所以，在繪制多年平均年徑流量等值線圖時(shí)，不能將它點(diǎn)繪在測流斷面處，而應(yīng)該點(diǎn)繪在多年平均年徑流量最接近于流域平均值的那一點(diǎn)。教學(xué)過程按上述原則，將各中等流域的多年平均年徑流量（以深度或模數(shù)計(jì)），標(biāo)記在各該流域的形心或平均高程處，并考慮各種自然地理因素（特別是氣候、地形）的特點(diǎn)，勾繪等值線，然后用大流域站的資料加以校核調(diào)整，并和多年平均降雨量等值線圖對(duì)照，消除不合理現(xiàn)象，構(gòu)成適當(dāng)比例的圖形，以便應(yīng)用。用等值線圖推求無資料流域的多年平均年徑流量時(shí)，須先在圖上圈出設(shè)計(jì)斷面以上的流域范圍，然后定出流域面積的形心。若流域面積較小，且等值線分布均勻，通過形心處的等值線數(shù)值即可作為流域的多年平均年徑流量。若無等值線通過形心，則以線性內(nèi)插求得。如流域面積較大，或等值線的分布不均勻時(shí)，則采用各等值線間部分面積為權(quán)重的加權(quán)平均法來計(jì)算流域的多年平均年徑流量。對(duì)于中等流域，多年平均年徑流等值線圖有很大的實(shí)用意義，它的精度一般也較高。對(duì)于小流域，等值線圖的誤差可能很大，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要加以修正。２、年徑流量變差系數(shù)的估算利用年徑流量CV等值線圖法。在一定程度上，也可用等值線圖來表示年徑流量CV值在地區(qū)上的變化規(guī)律。因此，可以應(yīng)用年徑流量CV等值線圖來估算無實(shí)測資料時(shí)流域年徑流量的CV值。年徑流量CV等值線圖的繪制方法和使用方法，都與多年平均年徑流量等值線圖相似。應(yīng)該指出，CV等值線圖的精度一般較低，特別是用于小流域時(shí)，誤差可能較大（一般偏?。?。這是因?yàn)橛绊懩陱搅髁孔兓蛩爻龤夂蛞蛩赝?，還有一些非分區(qū)性的自然地理因素，后者在小流域上更為突出。從圖上查出CV值后，有時(shí)尚需修正。3、年徑流量偏態(tài)系數(shù)CS的估算當(dāng)缺乏實(shí)測徑流資料時(shí)，年徑流量CS值一般通過CS與CV的比值定出。根據(jù)水文比擬法可以將參證站CS與CV的比值直接移用或作適當(dāng)?shù)男拚?。在?shí)際工作中，常采用CS=2CV。（四）設(shè)計(jì)徑流年內(nèi)分配的計(jì)算求得上述三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)后，根據(jù)指定的設(shè)計(jì)頻率，查P-III型曲線模比系數(shù)KP值表確定KP，然后按公式Qp=KpQ，就可計(jì)算出設(shè)計(jì)年徑流量Qp。當(dāng)設(shè)計(jì)流域缺乏實(shí)測徑流資料時(shí)，廣泛使用比擬法來推求設(shè)計(jì)年徑流量的年內(nèi)分配，即直接移用參證流域各種典型年的各月徑流分配比乘以設(shè)計(jì)年徑流量即得設(shè)計(jì)年內(nèi)分