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什么是流动持续时间曲线?

流量持续时间曲线是进入水电项目设计中最基本的信息之一,因此对于想要了解如何了解水电设计的任何人,了解流量持续时间曲线是一个很好的开始。

理解流量持续时间曲线的最简单方法是从头开始构建一个。首先让我们假设您有合适的设备来测量河流中的流量十天。每天都会出去记录流程,并且在该期间结束时有一个流速列表:

日期 流速
4月1日 0.25米3./ s.
4月2日 0.40米3./ s.
4月3日 1.60米3./ s.
4月4日 1.00米3./ s.
4月5日 0.60米3./ s.
4月6日 4.50米3./ s.
4月7日 3.00米3./ s.
4月8日 2.40米3./ s.
4月9日 1.90米3./ s.
四月十四日 1.30米3./ s.

虽然有用,但这并没有很多帮助,并且任何数据表通常都被称为图形。如果流速被绘制为条形图,则结果称为水文,并显示出在一段时间内变化的流速如何,如下所示。

流动持续时间曲线 - 水文显示流量随时间变化的变化

水文照片显示流量随着时间的推移如何变化

虽然水文变得更容易看到高低流动的极端,但仍然很难看出两者之间发生的事情。为此,您需要流动持续时间曲线。

为了构建流量持续时间曲线,而不是列出数据顺序的数据,它按比率的大小列出,从最高到最低。数据表现在将如下所示:

日期 流速
4月6日 4.50米3./ s.
4月7日 3.00米3./ s.
4月8日 2.40米3./ s.
4月9日 1.90米3./ s.
4月3日 1.60米3./ s.
四月十四日 1.30米3./ s.
4月4日 1.00米3./ s.
4月5日 0.60米3./ s.
4月2日 0.40米3./ s.
4月1日 0.25米3./ s.

接下来,如果这是您第一次使用流量持续时间曲线,则掌握一个棘手的概念之一,而不是绘制对日期的流速,它们被绘制了以“百分比超越”量表。在我们的示例中,有十个流速,百分比尺度将从0%到100%,因此每个百分比均值将100%除以数据点数,因此在这种情况下,100%除以10 =10个百分点超过积分。这可以将其添加到上表中,以显示在发生的每个流量速率的百分比上。

流速 百分比超越
4.50米3./ s. 10%
3.00米3./ s. 20%
2.40米3./ s. 30%
1.90米3./ s. 40%
1.60米3./ s. 50%
1.30米3./ s. 60%
1.00米3./ s. 70%
0.60米3./ s. 80%
0.40米3./ s. 90%
0.25米3./ s. 100%

然后可以绘制该数据,并且在每个数据点之间绘制的平滑线以产生下面所示的流动持续时间曲线。

流动持续时间曲线

流动持续时间曲线

这是流量持续时间曲线。如果你看起来像'60%的流量值',你会看到它是1.3米3./ s。这并不意味着流量为1.3米3.持续60%的时间,但流量等于或超过60%的时间,所以基本上流动在这种流动或更高的流动时间为60%的时间。如果你看起来20%的流量,它是3米3./ s;这是一个更高的流速,因此流量仅在或大于该流速的较小比例的一年。如果您看起来100%,它是0.25米3./ s,这是记录的最低流速,所以根据定义,河流的流量在100%的时间内以此流速或更多时间。

这是一个奇怪的概念,但一个重要的概念。流速通常被称为“Q”,并且Q95 Q95的超值值表示为95%的时间等于或超过的流量。Qmean经常讨论,这是平均值或平均流量,并且是数据集中所有流量点的算术平均值(在我们的示例中,这是1.695米3./ s)通常在FDC上的Q20和Q40之间发生,具体取决于在分析的河流的“华而不实”或“稳定”。

上面的示例基于十天期间的十个流速。在“真实世界”中,我们将使用数千个数据点来构建一个多年甚至几十年来衡量的数千点的FDC。重要的是要使用全年数据,以确保在没有相应的烘干机夏天的情况下使用湿冬季,以平衡所产生的FDC。

Q0和Q10之间的流速被认为是高流速,并且Q0至Q1将是极端洪水事件。重要的是,水电系统旨在应对这种极端流动。从Q10到Q70的流程将是“中等”流程,您希望水电系统能够在这些流速上有效地运行。从Q70到Q100的流速是当水电系统只运行但在低功率输出时的“低流量”,并且在FDC水电系统上进一步移动时,由于低流量,将开始关闭。随着流速从Q95向Q100移动到Q100,您将进入低流量流动流。

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