工程水文學(xué)第四章1(1)

1、第四章第四章流域產(chǎn)匯流分析流域產(chǎn)匯流分析降雨降雨P(guān)(t)蒸發(fā)蒸發(fā)E(t)產(chǎn)流計(jì)算產(chǎn)流計(jì)算凈雨凈雨R(t)匯流計(jì)算匯流計(jì)算流域出口斷面流域出口斷面徑流過程徑流過程Q(t)數(shù)量上相等數(shù)量上相等基本思路基本思路:先從實(shí)際降雨徑流資料出發(fā)，分析產(chǎn)流或匯流的規(guī)先從實(shí)際降雨徑流資料出發(fā)，分析產(chǎn)流或匯流的規(guī)律；然后，用于設(shè)計(jì)條件時(shí)，則可由設(shè)計(jì)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水律；然后，用于設(shè)計(jì)條件時(shí)，則可由設(shè)計(jì)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水，用于預(yù)報(bào)時(shí)，則由實(shí)際暴雨預(yù)報(bào)洪水，用于預(yù)報(bào)時(shí)，則由實(shí)際暴雨預(yù)報(bào)洪水。 注：其縱坐標(biāo)（左）為時(shí)段內(nèi)降雨量（實(shí)際為降雨強(qiáng)度），注：其縱坐標(biāo)（左）為時(shí)段內(nèi)降雨量（實(shí)際為降雨強(qiáng)度）， 橫坐標(biāo)為時(shí)序，通常以直方

2、圖或曲線表示。橫坐標(biāo)為時(shí)序，通常以直方圖或曲線表示。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t（h）注：注：其橫坐標(biāo)為時(shí)序；其橫坐標(biāo)為時(shí)序；縱坐標(biāo)為降雨開始到縱坐標(biāo)為降雨開始到各時(shí)刻的降雨量的累積值各時(shí)刻的降雨量的累積值。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t（h）說明：說明： 根據(jù)一場(chǎng)降根據(jù)一場(chǎng)降雨過程的記錄統(tǒng)計(jì)雨過程的記錄統(tǒng)計(jì)其不其不 同歷時(shí)內(nèi)同歷時(shí)內(nèi)最大最大平均平均 降雨強(qiáng)度降雨強(qiáng)度，以，以其為其為 縱坐標(biāo)，以歷縱坐標(biāo)，以歷時(shí)為時(shí)為 橫坐標(biāo)，由大橫坐標(biāo)，由大至小繪成的變化曲至小繪成的變化曲線。它的變化規(guī)律線。它的變化規(guī)律

3、是雨強(qiáng)與歷時(shí)長(zhǎng)短是雨強(qiáng)與歷時(shí)長(zhǎng)短成反比。成反比。時(shí)間（h）降雨強(qiáng)度過程線niinPnnPPPP1211.niiinnFfPFfPfPfPP12211.niiifPFP11 該方法能考慮流域地形的變化繪制等雨量線，比較好該方法能考慮流域地形的變化繪制等雨量線，比較好地反映了降雨在流域上的變化，精度較高。地反映了降雨在流域上的變化，精度較高。 但是繪制等雨量線需要較多站點(diǎn)的資料，且每次都但是繪制等雨量線需要較多站點(diǎn)的資料，且每次都要重繪，工作量大。要重繪，工作量大。等值線法的優(yōu)點(diǎn)：等值線法的優(yōu)點(diǎn)：求流域平均降水量精度較高，適合于地形變化顯著求流域平均降水量精度較高，適合于地形變化顯著的流域；的流域

4、；能反映出降雨量在空間的實(shí)際分布情況。能反映出降雨量在空間的實(shí)際分布情況。 等直線法的不足：等直線法的不足：繪制等雨量線需較多站點(diǎn)雨量資料；不同時(shí)段的等繪制等雨量線需較多站點(diǎn)雨量資料；不同時(shí)段的等值線圖需重繪，工作量大。值線圖需重繪，工作量大。一次洪水流量過程一次洪水流量過程地面徑流地面徑流表層流徑流表層流徑流地下徑流地下徑流前期洪水未退完的部分水量前期洪水未退完的部分水量非本次降雨補(bǔ)給的深層地下徑流非本次降雨補(bǔ)給的深層地下徑流本次洪水形成本次洪水形成割除割除AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深層地下徑流（基流）深層地下徑流（基流）前期前期洪水洪水未退未退完的完的部分部分本次降雨形成的徑

5、流過程本次降雨形成的徑流過程FtQR6 . 3AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深層地下徑流（基流）深層地下徑流（基流）前期前期洪水洪水未退未退完的完的部分部分本次降雨形成的徑流過程本次降雨形成的徑流過程CDCDDCDD的面積與的面積與AEFAEF大約相等，大約相等，ABCDFAABCCDFEAABCDFAABCCDFEA對(duì)地下徑流小，洪水歷時(shí)短的流域?qū)Φ叵聫搅餍?，洪水歷時(shí)短的流域 ac地面地下徑流分割線地面地下徑流分割線（2）水源劃分地下徑流比重大，洪地下徑流比重大，洪水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的流域水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的流域20840.F.N tataKPP,1,如果第如果第t日內(nèi)有降雨日內(nèi)有降雨P(guān)t，但

6、未產(chǎn)流，則，但未產(chǎn)流，則)(,1,ttataPPKP如果第如果第t日內(nèi)有降雨日內(nèi)有降雨P(guān)t并產(chǎn)生徑流并產(chǎn)生徑流Rt，則，則)(,1,tttataRPPKP注意：注意：PaWM，若計(jì)算出，若計(jì)算出PaWM，則取，則取Pa=WM。ERPWM流域?qū)嶋H蓄水量在流域?qū)嶋H蓄水量在0WM之間變化。之間變化。MMttEWWEtatatatPKPPE,1,)1 ( 又：又：ttaWP,MMttEWWE代入：代入：得：得：MMWEK 1EM為流域蒸發(fā)能力，為流域蒸發(fā)能力，可用可用E601觀測(cè)器觀測(cè)的觀測(cè)器觀測(cè)的水面蒸發(fā)值作為近似值水面蒸發(fā)值作為近似值)()(0WWEPRm 由于流域上不同的點(diǎn)，蓄滿有早有晚，產(chǎn)由于

7、流域上不同的點(diǎn)，蓄滿有早有晚，產(chǎn)流有先有后，所以還要考慮降雨開始時(shí)流域的流有先有后，所以還要考慮降雨開始時(shí)流域的蓄水分布情況（即流域蓄水容量分布曲線），蓄水分布情況（即流域蓄水容量分布曲線），求得各點(diǎn)缺水量在流域上的分布，與上式合解，求得各點(diǎn)缺水量在流域上的分布，與上式合解，得流域的凈雨深得流域的凈雨深R R。一、降雨徑流相關(guān)圖法一、降雨徑流相關(guān)圖法每場(chǎng)降雨過程流域的面平均雨量每場(chǎng)降雨過程流域的面平均雨量 相應(yīng)產(chǎn)生的徑流量相應(yīng)產(chǎn)生的徑流量 影響徑流形成的主要因素影響徑流形成的主要因素相關(guān)分析，建立相關(guān)圖相關(guān)分析，建立相關(guān)圖Pa、W0、降雨歷時(shí)等、降雨歷時(shí)等1 1）隨著降雨量）隨著降雨量的增加，

8、產(chǎn)流的增加，產(chǎn)流面積也隨之增面積也隨之增加。加。2 2）產(chǎn)流面積的）產(chǎn)流面積的變化與降雨強(qiáng)變化與降雨強(qiáng)度無關(guān)。降雨度無關(guān)。降雨強(qiáng)度只影響徑強(qiáng)度只影響徑流的分配，而流的分配，而不影響總徑流不影響總徑流量。量。兩時(shí)段降雨：兩時(shí)段降雨： P1=49mm P2=81mm降雨開始時(shí)：降雨開始時(shí)： Pa=60mm由由 P1=49mm,查查得得R1=20.0mm。（49mm)由由 P1 +P2=130mm,查得查得R1+R2=80.0mm。(130mm)則第二時(shí)段凈雨為則第二時(shí)段凈雨為R2=80-20=60mm 第三節(jié)第三節(jié) 蓄滿產(chǎn)流的產(chǎn)流計(jì)算蓄滿產(chǎn)流的產(chǎn)流計(jì)算二、流域蓄水容量（面積分布）曲線二、流域蓄水容

9、量（面積分布）曲線 二二.bafeg則有：則有：B1WdWWW1dWw1WMmmmw0mmmmw0mmmmmmmmmma0mmmma0m0Wa11B1WdWWW1dWw1W（1）（2）將（將（1 1）式代入）式代入(2)(2)式整理得式整理得B110mmWMW11WammWaEPB1mm0mmE-PaaWE-Pa1WM)WWM(EPdWW1EPWEPRmmWaEP)WWM(EPWEPR0（3）（4）WMWEMEttt時(shí)段內(nèi)流域的蒸散發(fā)能力時(shí)段內(nèi)流域的蒸散發(fā)能力tEM含水量W含水量W WWdmdm深層WLMWLEUEMELCWLMWLEUEM(CELtt）（）， 當(dāng)當(dāng) 即即 WLMWLEUEM(

10、CELt），0EDEUEMCELEU-EMCWLt），（）：（EDELEUEEL-EU)-C(EMEDWLELEU-EMCWLtt，）：（ 當(dāng)當(dāng) 即即 當(dāng)當(dāng) 當(dāng)當(dāng) 地面徑流 (1) (2)第四節(jié)第四節(jié) 超滲產(chǎn)流的分析與計(jì)算超滲產(chǎn)流的分析與計(jì)算 一、下滲曲線法一、下滲曲線法初滲階段，降初滲階段，降雨全部損失，雨全部損失，不產(chǎn)流。不產(chǎn)流。i0f，產(chǎn)流，產(chǎn)流Rif，下滲損失，下滲損失 后損后損P0Pt fIPRss二二.初損后損法計(jì)算地面凈雨過程初損后損法計(jì)算地面凈雨過程（一）基本原理（一）基本原理將下滲損失過程簡(jiǎn)化為初損和后損兩個(gè)階段將下滲損失過程簡(jiǎn)化為初損和后損兩個(gè)階段初損初損：產(chǎn)流前降雨量全部損失產(chǎn)流前降雨量全部損失I0（if），包括植物截），包括植物截流、填流、填 洼等，歷時(shí)洼等，歷時(shí)t0后損后損：產(chǎn)流后的損失，：產(chǎn)流后的損失， 為平均下滲能力。為平均下滲能力。 產(chǎn)流歷時(shí)產(chǎn)流歷時(shí) tR內(nèi)內(nèi)if，取，取f