入湖径流推算方法与应用：基于水功能区的纳污能力计算

入湖径流是指通过各种途径进入湖库的径流。通常包括三部分:①由入湖支流水系进入湖库;②湖库周边的区间汇流;③直接降落在湖面的雨水。

1.单一入湖河流的湖库设计入湖径流推求

(1)有资料条件下的湖库设计入湖径流推求。当入湖河流只有一条,且距离汇口较近位置设有水文站,则可利用水文站的水文资料推求入湖径流。

对水文站的水文系列数据进行可靠性、一致性、代表性和独立性分析,对于实测序列较短、代表性不够的情况,需要对代表序列进行插补延长。

在确定选取的计算序列满足上述要求,具备足够的代表性后,可采用经验频率曲线法、保证率频率法进行频率计算,选定纳污能力计算需要的设计时段对应的频率及其对应流量(水量)。一般来说,水资源保护规划中一般设计时段取30d。根据我国的实际情况,目前枯水设计保证率选用90%的最枯月平均值比较适合。对于集中饮用水水源地可适当提高,可采用95%的最枯月平均值。

假定设计时段已有水文站的频率计算成果为QpR,则设计入湖径流可按式(5.2)进行推求,即

式中 Qp入——设计时段的入湖流量,m3/s;

F湖——湖(库)周以上的集水面积,不包括湖面面积,m2;

FR——入湖河流水文站控制流域面积,m2;

QpR——入湖河流水文站设计时段流量,m3/s;

Q面——设计时段湖面设计流量;

T——设计时段长,一般为30d;(www.xing528.com)

Hp——T时段内的与入湖设计径流同频率的降雨量,mm;

F面——湖面面积,m2。

(2)缺资料条件下的湖库设计入湖径流推求。对于入湖或出湖河流无实测资料的湖库,可参考4.3.2小节介绍的方法推求河流水文站设计流量及其过程,再按照上述方法进行入湖设计流量的推求。

2.多条入湖河流的湖库设计入湖径流的计算

(1)有资料条件下的湖库设计入湖径流推求。一般来说,有多条河流注入的湖库都是大型湖库,大型湖库集水面积大,集水区下垫面条件复杂多样,可能涉及多个不同的气候区。在进行频率计算时,各入湖支流或多或少存在着频率差异。在水文学中,常用径流地区组合法。径流地区组合法操作步骤如下。

1)将各入湖河流水文站实测数据对应时段流量进行叠加,形成合成流量,再对合成流量进行频率计算,推求确定的设计频率对应的流量QpR合,在合成流量序列中选一个与QpR合接近的QpR典,将其发生年份n作为典型年。

2)寻找n年所对应的各河流水文站断面的设计时段流量,按照QpR合/QpR典同倍比进行处理。

3)根据处理后的水文站设计流量,在不考虑湖面径流的情况下,根据各河流流域面积与各自水文站控制流域面积之比,同比例放大,得到各河流的设计时段入湖流量。

4)对于多河流补给的湖库,湖面径流所占比例较小,一般可简单处理,如按面积进行均分,或按照河流入湖设计流量比例进行分配等。

(2)缺乏资料条件下的湖库设计入湖径流推求。在实际工作中,可能会遇到众多入湖河流中有某一条或者几条甚至全部河流均无实测资料的情况,可参考4.3.2小节介绍的方法推求河流水文站设计流量及其过程,再按照上述方法进行入湖设计流量的推求。