摘要：年徑流的分析計算是為水利水電工程的規劃設計服務的，年徑流分析計算成果與用水資料相配合，進行水庫調節計算，便可求出水庫的興利庫容。年徑流分析計算成果是進行水資源評價的重要依據，也是制定和實施國民經濟計劃的重要依據之一。文章對年徑流的分析要領進行了探討。
　　關鍵詞：年徑流特征；年降水量；年徑流系數
　　年徑流是一個年度內在河槽里流動的水流。年徑流分析計算要求提供兩種不同類型的成果：一種是長系列年、月徑流資料；另一種是代表年的月徑流過程。在分析計算這兩種成果時，都有徑流資料充足、徑流資料不足和缺乏徑流資料三種情況。因此，年徑流分析計算方法共有六種，要求掌握各類方法的原理和內容，以及相同和不同之處。在開始做某設計站的年徑流分析計算時，首先要對徑流資料進行“三性”（可靠性、一致性、代表性）審查。
　　為了深刻認識年徑流及其變化規律，就必須從物理成因方面去分析和研究影響年徑流的因素，尤其在徑流資料短缺時，顯得更為重要。當具有短期實測徑流資料時，常常需要建立年徑流量與有關因素之間的相關關系來展延年徑流系列；當缺乏徑流資料時，常用水文比擬法或等值線圖法來推估年徑流量，上述情況都要分析影響年徑流的因素。
　　一、影響年徑流的因素
　　我們通常用水量平衡方程來研究影響年徑流的因素。對于閉合流域，年水量平衡方程為：
　　P=R+E+△W（5-3）
　　其中年徑流量R的大小取決于年降水量P和年蒸發量E，還與流域蓄水變化量△W有關。前兩項屬于流域氣候因素，而后一項則主要取決于流域下墊面因素以及人類活動情況。在多年平均情況下，△W各年有正有負，使，故得多年平均的流域水量平衡方程為：
　　P0=R0+E0（5-4）
　　因此，影響多年平均年徑流量的因素主要是流域的氣候因素。
　　在氣候因素中，年降水量與年蒸發量對年徑流量的影響程度，隨流域所在地區不同而有差異。流域下墊面因素對年徑流也有一定的影響。流域下墊面因素包括地形、土壤、地質、植被、湖泊、沼澤和流域面積等。這些因素對年徑流的作用，一方面表現在流域蓄水能力上，另一方面通過對降水和蒸發等氣候條件的改變間接地影響年徑流。此外，人類活動對年徑流也有影響。人類活動對年徑流的影響，包括直接與間接兩個方面。直接影響如跨流域引水，將本流域的水量引到另一流域，或將另一流域的水引到本流域，都直接影響河川的年徑流量。
　　二、年徑流分析計算的目的
　　年徑流分析計算是水資源利用工程中最重要的工作之一。設計年徑流是衡量工程規模和確定水資源利用程度的重要指標。推求不同保證率的年徑流量及其分配過程，就是設計年徑流分析計算的主要目的。
　　設計保證率：水資源利用工程包括水庫蓄水工程、供水工程、水力發電工程和航運工程等，其設計標準，用保證率表示，反映對水利資源利用的保證程度，即工程規劃設計的既定目標不被破壞的年數占運用年數的百分比。
　　破壞率：水資源利用程度，在分析枯水徑流和時段最小流量時，還可用破壞率，即破壞年數占運用年數的百分比來表示，在概念上更為直觀。
　　保證率和破壞率的換算：設保證概率為p，破壞概率為q，則p＝1-q。
　　三、年徑流系列的一致性和代表性分析
　　（一）年徑流系列的一致性分析
　　應用數理統計法進行年徑流的分析計算時，一個重要的前提是年徑流系列應具有一致性。就是說組成該系列的流量資料，都是在同樣的氣候條件、同樣的下墊面條件和同一測流斷面上獲得的。其中氣候條件變化極為緩慢，一般可以不加考慮。人類活動影響下墊面的改變，有時卻很顯著，為影響資料一致性的主要因素，需要重點進行考慮。測量斷面位置有時可能發生變動，當對徑流量產生影響時，需要改正至同一斷面的數值。
　　（二）年徑流系列的代表性分析
　　年徑流系列的代表性，是指該樣本對年徑流總體的接近程度，如接近程度較高，則系列的代表性較好，頻率分析成果的精度較高，反之較低。
　　樣本對總體代表性的高低，可通過對二者統計參數的比較加以判斷。但總體分布是未知的，無法直接進行對比，只能根據人們對徑流規律的認識以及與更長徑流、降水等系列對比，進行合理性分析與判斷。常用的方法如下：
　　1．進行年徑流的周期性分析。對于一個較長的年徑流系列，應著重檢驗它是否包括了一個比較完整的水文周期，即包括了豐水段(年組)、平水段和枯水段，而且豐、枯水段又大致是對稱分布的。
　　2．與更長系列參證變量進行比較。參證變量系指與設計斷面徑流關系密切的水文氣象要素，如水文相似區內其他測站觀測期更長，并被論證有較好代表性的年徑流或年降水系列。
　　四、年徑流的頻率分析
　　水文要素頻率分析的通用方法，在前面已有詳細闡述，此處重點針對年徑流的特點，補充介紹一些應予注意的事項。
　　（一）年徑流的年度選擇
　　日歷年度：當年徑流資料經過審查、插補延長、還原計算和資料一致性和代表性論證以后，應按逐年逐月統計其徑流量，組成年徑流系列和月徑流系列。這些數據絕大部分可自《水文年鑒》上直接引用，但須注意《水文年鑒》上刊布的數字是按日歷年分界的，即每年l-12月為一個完整的年份。
　　水文年度：在計算流域水量平衡關系時，最好采用水文年度。一個水文年度內的徑流應該是該水文年度的降水所產生的。
　　水利年度：在水資源利用工程中，為便于水資源的調度運用，常采用水利年度，有時亦稱為調節年度。它不是從1月份開始，而是將水庫調節庫容的最低點作為一個水利年度的起始點，周而復始加以統計，建立起一個新的年徑流系列。
　　當年徑流系列較長時，用上述日歷年度、水文年度或水利年度所獲得的系列做出的頻率分析成果是很接近的。
　　（二）線型與參數估算
　　經驗表明，我國大多數河流的年徑流頻率分析，可以采用P-Ⅲ型頻率分布曲線，但規范同時指出，經分析論證亦可采用其他線型。
　　P-Ⅲ型年徑流頻率曲線有三個參數，其中均值一般直接采用矩法計算值；變差系數可先用矩法估算，并根據適線擬合最優的準則進行調整；偏態系數一般不進行計算，而直接采用的倍比。在進行頻率適線和參數調整時，可側重考慮平、枯水年份年徑流點群的趨勢。
　　五、年徑流資料的審查分析
　　（一）資料可靠性分析
　　資料的可靠性審查是要鑒定原始資料的可靠性程度。流量測驗整編資料是年徑流計算的依據。為保證計算成果的質量，應在了解原測驗整編方法的基礎上，通過必要的分析計算，審查，驗證原整編成果，如上下游水量平衡檢查，年降雨徑流關系分析等。如果發現問題，應會同原整編刊印單位進一步審查。如在測驗誤差幅度以內，且對設計值影響不大，可以不改。如有明顯誤差或系統誤差，應作必要的修正。通過資料可靠性審查，對歷年實測徑流資料的可靠程度（誤差幅度）應有一明確評價。
　　（二）資料一致性分析
　　頻率計算中所用的統計系列應由同一成因的資料組成。對于年徑流資料來所，資料的一致性表現在流域氣候條件和下墊面條件的穩定性上。當氣候條件或下斷面有顯著變化時，資料的一致性就會遭到破環。一般認為，影響年徑流的因數中，流域氣候條件變化是緩慢的，即從短短幾十年或幾百年來看，可認為是相對穩定的。但下斷面條件卻可能由于人類活動而有顯著變化。例如上游修建了引水工程，則工程建成后下游實測徑流資料的一致性便遭到破環。遇此情況，應將引水工程修建后的資料進行還原計算，修正到工程建造前的同一基礎上。如果下墊面條件的變化不顯著，則不必進行修正。
　　年徑流設計值原則上應為天然徑流設計值，即要求還原到同一成因基礎的天然狀態。
　　（三）資料代表性分析
　　資料代表性是指樣本資料的統計特性能否很好的反映總體的統計特性。若樣本對總體的代表性不好，就會給計算成果帶來誤差。
　　1．長短系列統計參數對比分析
　　由于總體的概率分布是未知的，代表性的鑒別一般只能通過與更長期的系列作比較來衡量。一般分析資料代表性的方法是：設某站具有n年的實測資料年徑流資料，為了檢驗著這一資料系列的代表性，可在同一氣候區內，選擇下墊面條件相似且具有長系列年徑流資料的測站作參證站，來進行對比分析。
　　上述方法是基于這樣兩個假定：
　　長系列的代表性比短系列的代表性高，因而可以長系列為基礎來檢驗短系列的代表性。
　　同一氣候區內，參證站與設計站年徑流量的時序變化具有相當高的一致性，因而可以把參證站的代表期直接移用于設計站。
　　2．累積平均統計分析
　　累積平均統計分析是對具有長系列的年徑流量，自現在起逐年依次逆時序按下式計算累積均值：
　　1=W1
　　2=1/2（W1+W2）
　　……
　　n=1/n（W1+W2+Wn）
　　式中：1，2，…，n——年徑流量累積均值；
　　W1，W2，…，Wn——自現在起依次逆時序各年的年徑流量；n——資料年數。
　　以年徑流量累積均值與時間（年）點繪成的關系線稱為累積均值過程線。該過程線反映了年徑流量的豐枯變化，它隨著時間的增長，變幅越來越小，變化趨勢穩定。達到穩定時間的長短與豐枯變化及變幅有關，在一定程度上反映了資料系列的代表性。一般認為參證站累積均值過程線達到穩定的這段時間代表性較高，設計站這段時間的代表性也較高。
　　六、結語
　　年徑流分析計算成果是進行水資源評價的重要依據，也是制定和實施國民經濟計劃的重要依據之一。做好年徑流的分析計算，可以對今后做好水資源管理及地表水開發利用提供科學依據。