[科普中国]-径流调节计算

径流调节计算（runoff regulation computation）指通过某些措施对地面和地下径流的时间过程和地区分布进行调整的水利计算。对于水库而言，通常指利用库容的蓄泄功能有计划地对河川径流进行控制和分配。径流调节计算是水利计算的主要组成部分。

简介径流调节计算（runoff regulation computation）指通过某些措施对地面和地下径流的时间过程和地区分布进行调整的水利计算。对于水库而言，通常指利用库容的蓄泄功能有计划地对河川径流进行控制和分配。径流调节计算是水利计算的主要组成部分。

水库的径流调节计算任务，是在已知河流径流过程及综合利用水资源的要求下，研究水库的水量供需平衡过程，求出水库调节流量、调节库容和正常供水保证率三者之间的关系，为确定水库规模、工程参数、调度方案、工程效益提供依据。对具有水文、水利及电力联系的水库群，还应根据具体情况研究所涉及的上下游河段或跨流域之间的水量平衡，提出合理的径流补偿、电力补偿的调度方式1。

发展过程径流调节计算的理论和方法，随着近代水利技术的发展而逐渐形成体系。

1883年W.里普尔首先提出采用历史径流系列为依据的累积曲线图解法计算调节库容,形成了时历法的雏形。

1914年A.黑曾通过统计处理将多站历史径流系列综合成一个较长的径流系列，然后用时历法求出调节库容的频率曲线，是随机模拟法用于径流调节计算的萌芽。

1935年С.Н.克里茨基和Μ.Ф.门克尔，1940年Α.Д.萨瓦连斯基等人提出采用以全概率公式为基础的组合频率法进行多年调节计算，开拓了概率论应用于径流调节计算的新领域。

1954年后，Р.Α.Р.莫兰、Н.Α.卡尔特韦利什维利等人，又相继提出多年调节概率矩阵法及水库蓄水概率分布函数的积分方程，奠定了多年调节计算概率法的理论基础。

20世纪60年代开始,由于对水资源开发、控制、利用提出更高的要求,水资源规划设计中出现了许多时历法和概率法不能完满解决的新课题。

Μ.В.菲林于1961年,Н.Α.小托马斯等于1962年分别提出应用时间序列模型模拟径流系列的计算技术，创建了径流随机模拟与时历法相结合的径流调节计算方法。

中国在50年代，通过编制黄河、长江等江河流域规划，和大量水利工程规划设计，积累了丰富的经验。在此基础上，长江流域规划办公室1959年编写出版了《河流综合利用水文水利计算》一书，对防洪与兴利相结合的调节计算，单一任务及综合利用水库调节计算、水库群补偿调节计算等，提出了一些具有特色的方法。

80年代以来，对随机过程和系统分析优化理论在径流调节计算应用方面也进行了探索2。

径流调节分类通常按水库调节周期分类。

①无调节水库没有调节库容，按天然流量供水；

②日调节水库按用水部门一天内的需水过程进行调节；

③周调节水库按用水部门一周内的需水过程进行调节；

④年调节亦称季调节。水库将一年中的多余水量蓄存起来，用以提高缺水期的供水量，是最常见的调节方式；⑤多年调节：水库将丰水年的多余水量蓄存起来，用以提高枯水年的供水量，调节周期超过一年。

此外，尚可按水库所承担的任务，划分为单一任务水库径流调节及综合利用水库径流调节；按水库供水方式，可分为固定供水调节及变动供水调节；按水库的作用，可分为反调节、补偿调节、水库群调节及跨流域引水调节等3。

基本方法应用水量平衡方程（见水量平衡）对径流系列进行逐时段的水库水量蓄泄计算，求出水库蓄水量和供水量的全过程，或者概率分布与保证率曲线。每一计算时段的水量平衡方程为：

V2=V1+Wi－W0

式中V1、V2分别为计算时段初及时段末的水库蓄水量；Wi、W0分别为计算时段的水库来水量及供水量。

计算时段主要根据水库的调节周期决定。日调节水库以小时为单位；年或多年调节以月（旬）为单位。具体计算时，假定已知时段初水库蓄水量V1及时段来水量Wi，按照规定的水库调度要求，由水量平衡方程求出时段水库供水量W0及时段末蓄水量V2。以上一时段末的水库蓄水量作为本时段初的水库蓄水量，即可顺序进行全系列的调节计算2。

径流调节计算分类径流调节计算，按其对水库入流过程的描述方式和调节计算所采用的数学方法，大体可归纳为三类。

①时历法直接根据实际径流系列,逐时段进行调节计算,求出调节流量、调节库容等调节要素的全过程，然后再据以求出相应的保证率曲线；

②概率法亦称统计法，先根据实际径流系列进行统计分析计算，求出径流的概率分布(包括统计参数)或保证率曲线，然后应用概率论的全概率公式直接求出调节流量、调节库容的概率分布或保证率曲线；

③随机模拟法先根据实际径流系列,应用水文时间序列分析的理论和方法，建立径流系列的随机模型并据以模拟出足够长的径流系列，然后按照时历法进行调节计算。

这三类调节计算方法中，时历法概念直观、方法简单，能提供水库各种调节要素的全过程，但当资料系列较短时,精度较差。概率法主要适用于多年调节计算,能考虑径流的各种组合情况，只需要径流的概率分布或保证率曲线即可进行计算；该法直接求解比较复杂，已提出了一些多年调节计算线解图，便于实际应用。随机模拟法，计算工作量较大，但兼有时历法和概率法的优点1。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所