探析Cv值在水利水电工程中的修正应用

(贵州省黔东南州水利电力勘察设计院，贵州 凯里 556000)

探析Cv值在水利水电工程中的修正应用

张文成

(贵州省黔东南州水利电力勘察设计院，贵州 凯里 556000)

本文主要探讨在综合考虑引用站与项目所在地的气象水文条件以及下垫面条件的情况下对径流资料引用过程中变差系数的修正问题，并与其他修正方法进行结果比较，以工程实例计算相关参数说明该修正的科学性与合理性，以确保其满足工程安全。

年径流；变差系数；修正；工程安全

变差系数(Cv值)是水电站年径流频率计算的关键参数，其取值是否正确与合理关系着其他水文参数的合理与否，决定着相关水利水电工程的安全与效益。然而，在工程水文及水利计算中，由于条件限制及各方面因素，很多水利工程所在地缺乏实测的径流资料，就需要从其附近的水文(位)站、气象站等引用资料，进而进行年径流频率计算。但在引用资料的过程中，必须认真考虑各方面因素，如：流域的水情、雨情、下垫面条件等，这就需要对各种系数进行修正以满足工程安全要求。

1 变差系数(Cv值)的定义

模比系数Ki=Xi。而均值只能表示变量系列水平的高低，不能反映系列中各变量值相对于均值集中或离散的程度，即不能反映总体偏离中心值的程度。在系列中，离均差(Xi)大，说明系列的离散程度大；反之，则其离散程度小。为此，可采用均方差(标准差)来衡量资料系列的离散程度，即

均值相同的两个系列，σ大则离散程度大，σ小则离散程度小。对于某些径流系列来说，它们的均值不同但它们的均方差相同，也就不能用均方差来度量系列的离散程度。为了消除均值对系列离散程度的影响，水文统计中采用均方差与均值之比作为衡量系列相对离散程度的参数，称为变差系数(离势系数)，用Cv来表示。即

2 Cv值的作用

年径流量的Cv值反映年径流量总体系列离散程度，Cv值大，年径流的年际变化剧烈，对水利资源的利用不利，而且易发生洪涝灾害；Cv值小，则年径流量的年际变化小，有利于水资源的利用。Cv值的大小影响着频率曲线的分布，也影响着年、月径流的分配过程。

3 以塘冲水库为例的Cv值修正分析

3.1 工程概况

塘冲水库地处三穗县滚马乡塘冲村河段，坝址以上集水面积185km2，多年平均流量3.35m3/s，年径流量1.057亿m3。工程的主要任务是灌溉，兼顾供水和发电，塘冲水库灌区灌溉面积4409.2hm2(其中新增田2563hm2、改善田1769.4hm2、果林地76.8hm2)，年平均灌溉毛用水量为3060万m3，最大年用水量3881万m3，P=80%保证率年灌溉用水量3481万m3，并为三穗县城及黔东循环经济工业区生产运行提供1407万m3/年的水源保障。

塘冲水库总库容3956万m3，正常蓄水位为702.00m，相应库容3031万m3，有效库容2730万m3。坝后电站装机1.26MW，保证出力1.58MW，多年平均发电量530万kW·h，年利用小时数4210h。

3.2 Cv值修正演算

查《贵州省地表水资源》中1956～1979年年径流变差系数Cv等值线图并结合工程地理条件分析，塘冲水库坝址年流量Cv值比六洞桥水文站偏大，六洞桥水文站Cv值取0.29，塘冲水库以上流域属于山区河流，考虑坝址安全，其Cv值取0.31，塘冲水库坝址年流量成果采用Cv值修正。该修正根据六洞桥站经验值与Cv值取0.29频率曲线值的比值。修正塘冲水库坝址处Cv值取0.31频率曲线值，修正计算成果见表1。然后以Cv修正后的结果与用面积比修正后的结果进行比较，见表2。

表1 塘冲水库坝址年流量Cv值修正计算成果

表2 塘冲水库坝址Cv修正结果与面积比修正结果对比情况

4 结 语

4.1 结论

在工程水文计算中，很多中小河流无实测径流资料，涉水工程径流频率计算的传统方法主要是资料的移植，但在资料的引用过程中往往受水文工作者主观的影响比较大。而该设计中Cv值修正的方法实际上是一种区域化方法，它是通过流域属性寻找目标流域(无资料流域)的参考流域(有资料流域)，利用有资料流域的相关参数推求无资料流域的相关参数，从而对无资料流域进行水文水利计算。区域化方法由于可以利用更多的信息，因而可以在很大程度上降低不确定性的影响，提高工程设计的精度，是目前解决无资料流域径流计算问题的有效途径之一。

年径流变差系数是反映年径流变化的一个量，它体现出年、月径流总体偏离均值的程度，在一定程度上反映出流域属性以及地区的气候条件。年径流变差系数的大小主要与流域地形、土壤、地质、植被、湖泊、沼泽和流域面积以及气候条件有关，表现如下：

a.中小河流年径流深Cv值随着降水量Cv值的增大而增大。

b.湿润地区的Cv值相对较小，干旱地区的Cv值相对较大。

c.高山冰川区的Cv值相对较小，而黄土高原及其他土层厚、地下潜水位低的地区相对较大。

d.西北高原湖群区及沼泽地区下游Cv值有偏大的趋势。

e.地下水补给丰富的流域Cv值较小。

f.蒸散发量大的地区Cv值较蒸散发量小的地区偏大。

g.流域地层隔水性越强、径流系数越大，则其径流量系列越稳定、Cv值越小，反之越大。

h.对于西南岩溶地区，其产流基本上可以概括为蓄满产流，所以使得流域基流相对较大，Cv值较小。

i.对于贵州省来说，黔西南晴隆、安龙地区Cv值一般在0.35左右，黔南罗甸以及黔西南册亨、望谟等地Cv值为0.4；黔东南除了雷公山地区Cv值为0.35，其他地区均在0.3左右；东部铜仁地区Cv值大概在0.25左右；北部除乌江、湄潭以及赤水河地区Cv值可达0.35外，其他地区在0.25～0.3之间；西部六盘水及毕节地区Cv值在0.25～0.3左右；黔中地区除红枫湖及清镇地区Cv值可达0.35外，其他地区在0.3左右。总体分布为：黔南及黔西南、赤水河及乌江地区为两个高值区，其余地区均相对较小。

4.2 建议

a.对于没有实测径流资料的中小河流涉水工程来说，通过Cv等值线图进行查值时，实际取值应比查得值稍大。

b.对于山区河流来说，由于其汇流时间较短，因此对查得的Cv值应取其适当偏大值。

c.设计站在引用参证站资料时，对引用参数应作多因素的修正，如流域面积、下垫面条件、降雨量、气候等。

d.在中小河流的涉水工程中，若设计流域无实测资料，建议采用Cv修正法进行年径流频率计算。

[1]SL 278—2002 水利水电工程水文计算规范[S].

[2]SL 196—97 水文调查规范[S].

[3]雒文生，宋星原. 工程水文及水利计算[M]. 第二版.北京：中国水利水电出版社，2010.

[4]刘德波，赵廷华，魏家红. 水库工程水文分析及水利计算方法的应用技术[M]. 郑州：黄河水利出版社,2012.

AnalysisofCorrectiveApplicationofCvValueinWaterConservancyandHydropowerProject

ZHANG Wen-cheng

(SoutheastGuizhouWaterConservancyandPowerSurveyandDesignInstitute,Kaili556000,China)

Correction of variation coefficient in the runoff data citing process under the condition of comprehensively considering meteorological and hydrological conditions as well as underlying surface condition in the reference station and project location is mainly discussed in the paper. The results thereof are compared with other correction methods. Related parameters are calculated with project examples for describing scientificity and rationality of correction and ensuring that it meets project safety.

annual runoff; coefficient of variation; correction; project safety

P333.9

A

1673-8241(2014)07-0051-04