设计年径流指的是相应于设计标准的年径流量，设计年径流量在年内各月（或旬）的分配称设计年内分配，通常是采用按代表年径流过程缩放的办法求得的，因此也称为设计代表年的年、月径流量。

设计代表年的年、月径流量计算内容包括：设计年径流量及设计时段径流量的计算；设计年径流量的年内分配。

1.设计年径流量及设计时段径流量的计算

（1）确定计算时段。在确定设计代表年的径流量时，一般要求年径流量及一些计算时段的径流量达到指定的设计保证率，因此在对年径流量进行频率计算时，常需对其他时段的径流量也进行计算。此时根据工程需要确定计算时段；如以灌溉为主的水库，可取灌溉期为径流计算时段；以发电为主的水电工程以年及枯水期为计算时段，据此计算发电量及保证出力。

（2）频率计算。如计算时段为年，则按水利年度统计年、月径流量，构成新的年径流量系列。如计算时段为枯水期4个月，则统计历年连续最枯的4个月总水量，组成枯水系列。用频率计算方法，计算出年径流量（或时段径流量），即为设计年径流量（或设计时段径流量）。

径流频率计算依据的径流系列应在20年以上。径流系列年份应尽可能连续。当调查到历史特枯（丰）水年或实测中有一特（丰）枯水年，经考证确定其重现期后，合理修正其在样本中计算的经验频率，再进行绘点配线确定统计参数。

【例5-3】某水库具有28年的年、月径流资料，计算时段采用年、最小3个月、最小5个月，求丰水年P=10%、平水年P=50%、枯水年P=90%时段为年的设计年径流量和P=90%的最小3个月、最小5个月的设计时段径流量。

解 首先对年、月径流量资料进行整理和分析，并列表统计各时段径流量（统计表略），然后进行频率计算，成果见表5-2。

表5-2　某水库时段径流量频率计算成果（m3/s•月）

（3）成果合理性检查。应用水文统计方法推求的成果必须符合水文现象的客观规律。因此，需要对所求频率曲线和统计参数进行合理性检查，检查方法如下：

1）所求年及其他各时段径流量频率曲线在实用范围内不得相交，即要求同一频率的设计值，长时段的要大于短时段的，否则应修改频率曲线。

2）各时段的径流量统计参数在时间上能协调，即均值随时段的增长而加大，CV值一般随时段的增长有递减的趋势。

3）所求统计参数与上下游、干支流、邻近河流的同时段统计参数进行对比分析，在地区上应符合一般规律，即流量的均值随流域面积的增大而增大，CV值一般随流域面积的增大有减小的趋势。如不符，应结合资料情况和流域特点进行深入分析，找出原因。

4）可将年径流量统计参数与流域平均年降水量统计参数进行对比，即年径流量的均值应小于流域平均降水量的均值；而一般以降雨补给为主的河流，年径流量的CV值应大于年降水量的CV值。

2.设计年径流量年内分配的计算

当求得设计年径流量之后，尚需根据径流年内变化特性及水利计算要求确定设计年径流量的年内分配。径流量年内分配计算多采用缩放典型年径流过程的方法，具体分同倍比法和同频率法两种。

（1）典型年的选择。典型年应从测量精度较高的实测年份中挑选，一般选丰、平、枯3个典型年。典型年的选择考虑以下两方面：

1）典型年的年径流量和调节供水期的径流量应接近于设计年径流量。

2）当满足此条件的典型年不只1个时，应选取其中较为不利的，使工程设计偏于安全的典型年。如对灌溉工程，应选取灌溉需水季节径流比较枯的年份；对水电工程，则选取枯水期较长，径流又较枯的年份。

（2）设计年径流量年内分配的计算。将设计时段径流量按典型年的月径流过程进行分配，具体有同倍比法和同频率法两种。

1）同倍比法。按上述原则选定典型年后，计算设计年径流量WP与典型年的年径流量WD的比值KY，即：

以KY值乘典型年的逐月平均流量，即得设计年径流量过程。(www.daowen.com)

若计算时段是枯水期，则计算设计时段径流量WTP与典型年时段径流量WTD的比值KT，即：

以KT乘典型年的逐月平均流量，求得设计时段径流的分配。因年内各月均采用同一倍比，故称为同倍比缩放法。

2）同频率法。上述同倍比法所求的设计年内分配，只是年或某一时段的径流量符合设计频率的要求。有时需要所求设计年内分配的年及其他各个时段的径流量都能符合设计频率，这就得采用同频率法。

同频率法也可以称为多倍比法，即将代表各月（旬）的径流量分段按不同的倍比缩放。例如若要求设计最小1个月、最小3个月、最小5个月以及全年的径流量（W1P、W3P、W5P和W12P）都符合设计频率，则各时段的缩放倍比为：

用同频率求出的设计年径流的年内分配，其各时段流量都符合设计频率的要求，但由于采用了几个一般来说不会相同的倍比缩放，结果是破坏了年径流的分配形状，因此对同频率法所得的成果要进行成因分析和合理性分析。

【例5-4】某河某断面有1961～1980年共20年的逐月径流资料，现拟在该断面处兴建水力发电站，需要求出频率为90%的设计枯水年流量年内分配，频率为10%的设计丰水年流量年内分配。

解 1）根据径流分配特性和水力计算要求，取6月至次年5月为水利年度，将原有径流资料按水利年度重新统计为19年资料，见表5-1。

2）根据19年年平均流量系列，通过频率计算，求得频率为90%、10%的设计年流量为Q90%=106m3/s，Q10%=210 m3/s。

3）根据19年逐月径流系列分别建立最大1个月、最大3个月、最小1个月、最小3个月径流量系列。通过频率计算，求得频率为90%的设计最小1个月、最小3个月径流量分别为27（m3/s）•月、97（m3/s）•月；频率为10%的设计最大1个月、最大3个月径流量分别为608（m3/s）•月、1282（m3/s）•月。

4）根据选择典型年的原则，分别选出1961～1962年和1967～1968年的流量过程线为90%枯水年和10%丰水年的典型流量过程线。其中，典型枯水流量过程线中最小1个月、最小3个月径流量分别为：

W1D=28.0[（m3/s）•月]

W3D=43.6+28.0+41.4=113[（m3/s）•月]

典型丰水流量过程线中最大1个月、最大3个月径流量分别为：

W1D=620[（m3/s）•月]

W3D=620+504+283=1407[（m3/s）•月]

5）用同倍比法将各个典型年过程线缩放成设计流量过程线。对于90%枯水年倍比为106/104=1.02；10%丰水年倍比为210/200=1.05。

6）用同频率法将各个典型年过程线缩放成设计流量过程线。对于90%枯水年，其倍比如下：

计算成果见表5-3。

表5-3　设计年径流过程计算