水文學(xué)原理教學(xué)課件56共220張

1、水文學(xué)原理第一章 緒 論第二章 水文循環(huán)第四章 降 水第五章 土 壤 水第六章 下 滲第七章 蒸發(fā)與散發(fā)第八章 產(chǎn)流機(jī)制第十章 地表水流第十一章 洪水演算第十二章 流域產(chǎn)流第十三章 流域匯流第三章 流域和水系課程介紹一、水文學(xué)原理的主要內(nèi)容1. 各種水體的形成、演變；2. 水體形成的成因、演變的規(guī)律；3. 研究水體形成成因、演變規(guī)律的方法。二、學(xué)習(xí)目的1.掌握水文現(xiàn)象的基本規(guī)律和研究方法；2.本課程為專業(yè)基礎(chǔ)課，為后繼課程的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。三、主要參考書山坡水文學(xué)，劉新仁譯徑流形成原理，芮孝芳編著土壤和水物理原理和過程，D希勒爾著 華孟譯普通水文學(xué)，鄧綬林編著工程水文學(xué)，（美）林斯萊著城市水文學(xué)，

2、朱元甡、金光炎著第一章 緒論第一節(jié) 水文學(xué)的內(nèi)容和任務(wù)一、水文學(xué)的定義研究水的科學(xué)，核心水文循環(huán)。廣義水文學(xué)按分布劃分海洋水文學(xué)陸地水文學(xué)水文氣象學(xué)地表水水文學(xué)土壤水水文學(xué)地下水水文學(xué)河川水文學(xué)湖泊水文學(xué)冰川水文學(xué)河口水文學(xué)按應(yīng)用分環(huán)境水文學(xué)、農(nóng)業(yè)水文學(xué)、城市水文學(xué)1.水文測(cè)驗(yàn) (或水文信息采集)2.水文預(yù)報(bào)3.水文水利計(jì)算 二、傳統(tǒng)水文學(xué)的內(nèi)容一、水文學(xué)簡(jiǎn)史 英文Hydrology，來(lái)源于拉丁語(yǔ)，“水的知識(shí)”。 經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展時(shí)期： 1. 萌芽期（公元1600年之前） 2. 奠基時(shí)期（公元1600-1900年） 3. 實(shí)踐時(shí)期（1900-1950年） 4. 現(xiàn)代化時(shí)期（1950年- ）二、中

3、國(guó)水文學(xué)的發(fā)展第二節(jié) 水文學(xué)的發(fā)展一、水文現(xiàn)象的基本特點(diǎn)1.時(shí)程變化上的周期性與隨機(jī)性 2.空間變化上的相似性與特殊性第三節(jié) 水文現(xiàn)象的基本特點(diǎn)及研究方法楊林天生港日潮位變化過程線年最大流量變化過程年降水量變化過程二、水文現(xiàn)象的研究方法成因分析法 以質(zhì)量守恒、能量(動(dòng)量)守恒等定理為基礎(chǔ)，揭示水文現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)變化的機(jī)理、規(guī)律。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 水文現(xiàn)象具有隨機(jī)性，從而以概率理論為基礎(chǔ)，研究水文現(xiàn)象特征值的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。地理綜合法 水文現(xiàn)象具有地區(qū)性，從而通過建立地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式、繪制各種特征值等值線圖，揭示水文特征值的地區(qū)規(guī)律。第二章 水文循環(huán)第一節(jié) 水的奇異物理性質(zhì)水是僅次于空氣的最活躍的物質(zhì)之一；水有三態(tài)變

4、化，是自然界水文循環(huán)的基礎(chǔ)；同其他氫化物相比，水有特別高的溶點(diǎn)和沸點(diǎn)；水有特別大的比熱和蒸發(fā)潛熱；水有反常的密度變化（4C時(shí)密度最大）；水有較大的表面張力；水是各種鹽類很好的溶劑；水具有幾乎不可壓縮性。第二節(jié) 水文循環(huán)現(xiàn)象水文循環(huán)的原因（外因、內(nèi)因）水的不斷蒸發(fā)、輸送、凝結(jié)、降落、產(chǎn)流、匯流的往復(fù)循環(huán)過程降水P蒸發(fā)E地表徑流RSEP陸地基巖下滲F海洋包氣帶地下徑流Rg壤中流RSS蒸騰ET第二節(jié) 水文循環(huán)現(xiàn)象（續(xù)）大循環(huán)和小循環(huán) 大循環(huán)：海洋大氣大陸海洋（縱向+橫向） 小循環(huán)：海洋大氣海洋（海洋小循環(huán)） 大陸大氣大陸（內(nèi)陸小循環(huán)）水文循環(huán)的規(guī)律海洋的蒸發(fā)量多于降水量；大陸的降水量多于蒸發(fā)量；大陸

5、外流區(qū)輸入水汽量與輸出水量基本平衡；大陸內(nèi)流區(qū)降水量與蒸發(fā)量基本相等。第二節(jié) 水文循環(huán)現(xiàn)象（續(xù)）水文循環(huán)的作用和意義 地球上總水量13.86億Km3，參與循環(huán)的約57.7萬(wàn)Km3，占0.0416%。1、調(diào)節(jié)氣候； 2、塑造了地球表面； 3、形成了巨大的水利資源； 4、形成一切水文現(xiàn)象。第三節(jié) 地球系統(tǒng)中的水及水平衡水資源的概念（廣義水資源、狹義水資源）地球上水的分布13.86億km3淡水 2.53%咸水 97.47%13.86億km3海洋 96.5%陸地 3.5%生物水 0.003%3500萬(wàn)km3淡 水永凍土層水 0.86%冰川雪蓋 68.7%地下水 30.1%淡水湖 0.26%土壤水 0.

6、05%大氣水 0.04%河 水 0.006%第三節(jié) 地球系統(tǒng)中的水及水平衡（續(xù)）水資源問題原因水資源量時(shí)空分布不均勻；水資源分布與人口、耕地分布不相適應(yīng)；水環(huán)境污染；水資源浪費(fèi)。對(duì)策時(shí)間和空間上的合理調(diào)配；積極開展水污染防治；節(jié)約用水。一、水量平衡1. 通用水量平衡方程wIOIOWRrEcPxEbqaRrRgRg I =Px+Ec+Rr+Rg O =Eb+ qa +Rr+Rg Px+Ec+Rr+Rg= Eb+ qa +Rr+Rg W令E=Eb-Ec ，Rr+Rg=RI，Rr+Rg=RO 則 Px+RI = E+qa+RO W第三節(jié) 地球系統(tǒng)中的水及水平衡（續(xù)）一、水量平衡（續(xù)）2. 河流流域水

7、量平衡方程（1）閉合流域（沒有流域來(lái)水）的水量平衡方程 記Px=P，RI=0，qa=0，RO=R ： 某 時(shí) 段：P=E+R W多年平均：P=R+E（2）不閉合流域（有外流域來(lái)水）的水量平衡方程 某 時(shí) 段：P= RO -R I+EW3. 全球水量平衡方程一、水量平衡（續(xù)）時(shí) 段： Pl =El+R W大陸多年平均： Pl =El+R 時(shí) 段： Ps =Es-R W海洋多年平均： P s=Es-R 全球多年平均： P=E二、熱量平衡（續(xù)）1. 通用熱量平衡方程SSISOSISOS2. 蓄水體熱量平衡方程Hn=HI+H+Rn + Rat -Ho-He-Rb若時(shí)段較長(zhǎng) HI=Ho，則：Hn=Rn+

8、Rat+H-He-Rb其中：He=LEHIH0Hn蓄熱量變化量蒸發(fā)失熱He感應(yīng)熱H太陽(yáng)輻射Rn大氣輻射Rat水體長(zhǎng)波輻射Rb第一節(jié) 基本概念分水線：使雨水分別匯集到兩條不同的河流，起著分水作用的 地形，是流域的邊界線。流 域：匯集地面水和地下水由分水線所包圍的區(qū)域。 4. 流域形狀系數(shù) Rf =流域面積 / (流域長(zhǎng)度)21111111122223342. 河流等級(jí)3. 河網(wǎng)密度 流域單元面積內(nèi)干支流長(zhǎng)度。1. 河系類型（扇形、羽毛型、平行狀、混合形）第二節(jié) 流域特征一、流域的平面形狀特征第三章流域和水系第二節(jié) 流域特征（續(xù)）二、流域的地形起伏特征 1. 河流的落差和比降 2. 流域平均坡度

9、3. 流域面積高程曲線三、流域自然地理及下墊面情況 1. 流域地理位置 2. 流域的土壤巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造 3. 流域植被率 4. 流域湖泊率、沼澤率第四章降水一、按降雨的成因分類氣旋雨隨著氣旋或低壓過境而產(chǎn)生的雨。氣旋雨非鋒面雨鋒面雨暖鋒雨冷鋒雨非鋒面雨氣壓向低壓區(qū)輻合引起氣流上升產(chǎn)生降雨。水分以各種形式從大氣到達(dá)地面統(tǒng)稱降水。包括雨、雪、露、霜、冰雹等。第一節(jié) 降雨的類型氣團(tuán)物理屬性水平分布比較均勻的大范圍空氣團(tuán)。峰面兩種性質(zhì)不同的氣團(tuán)之間狹窄而傾斜的過渡帶。 峰在空間是傾斜的，且向冷空氣一側(cè)傾斜。暖鋒雨：冷暖氣團(tuán)相遇時(shí)，暖濕氣團(tuán)推動(dòng)鋒面向冷氣團(tuán)一側(cè)移動(dòng)。峰后暖空氣一方面向冷空氣方向推進(jìn)，

10、同時(shí)又沿鋒面緩慢上升，在上升過程中冷卻而產(chǎn)生降雨。因暖鋒坡度很小，一般為1:150，故暖鋒雨降雨面積大、雨強(qiáng)小、歷時(shí)長(zhǎng)。鋒面雨的形成暖鋒雨的形成示意圖冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)冷鋒雨的形成冷鋒雨：冷暖氣團(tuán)相遇時(shí)，冷燥氣團(tuán)楔入到暖濕氣團(tuán)之下，使暖濕氣團(tuán)上升冷卻而產(chǎn)生降雨。根據(jù)移動(dòng)速度可分為緩行冷鋒和急型冷鋒。緩行冷鋒的降水與暖鋒相似；急行冷鋒移動(dòng)較快，坡度較大，約為1:70，故降水范圍小、雨強(qiáng)大、歷時(shí)短。冷鋒雨的形成示意圖冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)冷氣團(tuán)暖氣團(tuán)緩行冷鋒急行冷鋒暖氣團(tuán)暖氣團(tuán)暖氣團(tuán)暖氣團(tuán)對(duì)流雨 地面受熱升

11、溫，下層空氣膨脹上升和上層空氣形成對(duì)流運(yùn)動(dòng)。下層暖濕空氣上升到高空遇冷凝結(jié)形成降雨。多發(fā)生在夏季午后，強(qiáng)度大、面積小、歷時(shí)短。地形雨 暖濕氣團(tuán)在運(yùn)動(dòng)過程中遇山嶺障礙時(shí)，在沿山坡上升過程中逐漸變冷凝結(jié)成雨。地形雨多在迎風(fēng)坡上。臺(tái)風(fēng)雨 由熱帶海洋上的風(fēng)暴帶到大陸的雨。災(zāi)害性天氣，常發(fā)生在浙、閩、粵、臺(tái)灣等沿海省份。二、按降雨強(qiáng)度及過程特征分類暴雨歷時(shí)短、強(qiáng)度大、籠罩面積不大。 氣象方面規(guī)定：日降雨量 50mm 暴雨； 日降雨量100mm 大暴雨； 日降雨量200mm 特大暴雨。 主要影響小流域洪水。暴雨型霪雨歷時(shí)較長(zhǎng)、強(qiáng)度變化大。 影響區(qū)域洪水。霪雨歷時(shí)很長(zhǎng)、強(qiáng)度小、籠罩面積大。 影響大流域洪水。

12、降水要素降水量、降水歷時(shí)和時(shí)間、降水強(qiáng)度、降水面積降水量過程線降水量累積曲線降水強(qiáng)度與歷時(shí)曲線等雨量線平均深度與面積曲線第二節(jié)降水要素及其時(shí)空變化表示方法時(shí)間時(shí)段降雨累積降雨13:420014:0011.511.514:3033.545.015:3431.976.917:001.678.518:102.280.7時(shí)間累積降雨時(shí)段降雨13:000014:0011.511.515:0060.048.516:0077.017.017:0078.51.518:0080.72.2時(shí) 間累積降雨時(shí)段降雨13:000014:0011.511.515:0060.048.516:0077.017.017:007

13、8.51.518:0080.72.2歷 時(shí)累積降雨雨 強(qiáng)148.548.5265.532.8377.025.7478.519.6580.716.1680.713.4等雨量線的做法類似于地形圖等高線的做法。等雨量所表示的降水分布與實(shí)際降水分布的符合程度取決于： (1) 雨量站位置(是否為雨情控制點(diǎn))； (2) 雨量站數(shù)目某流域內(nèi)有7個(gè)雨量站，根據(jù)各站6小時(shí)雨量資料繪出其等雨量線。90705040110120809865624736A2A690705040A1A3A4A512011036分塊面積(km2)平均雨深(mm)1412021210032180423605304561236分塊累積面積平均

14、雨深(mm)14120.01-216105.01-337 90.81-460 79.01-590 68.31-6102 63.9第三節(jié)區(qū)域平均降水量計(jì)算方法常用的區(qū)域(或流域)平均降水量計(jì)算方法有：算術(shù)平均法 適用于面積不大，地形起伏不大，站點(diǎn)較多且布設(shè)較均勻的流域。計(jì)算簡(jiǎn)便。泰森多邊形法 適用于降雨分布不均，站點(diǎn)較少，面積不大的流域。在確定各站的權(quán)重后也很簡(jiǎn)便，且精度較好。缺點(diǎn)是在各場(chǎng)降雨中把雨量站權(quán)重視為固定，與實(shí)際情況不完全一致。等雨量線法 適用于面積大、站點(diǎn)密的流域。理論上較完善，但每次降雨都必須繪制等雨量線，并計(jì)算權(quán)重，工作量大。泰森多邊形法A1A2A3A4A5A6(1) 連三角形；

15、(2) 作三角形各邊的垂直平分線;(3) 以交點(diǎn)連線及與流域邊界相交的垂直平分線構(gòu)成單元面積；(4) 量出各單元面積，總面積A=(A1+A2+A3+A4+A5+A6)(5) 計(jì)算單元面積權(quán)重及流域平均雨量 各子塊權(quán)重i =A i /A P= i P i 等雨量線法A2A690705040A1A3A4A5110總面積A=(A1+A2+A3+A4+A5+A6)各子塊權(quán)重i =A i /A P= i P i 第四節(jié) 降水資料的一致性檢驗(yàn)和插補(bǔ)一、降水資料的一致性鑒別 由于雨量站位置、雨量計(jì)高度或軸向、儀器設(shè)備和觀測(cè)方法等的改變，會(huì)使降水量資料產(chǎn)生系統(tǒng)偏差。對(duì)系統(tǒng)偏差，可采用“雙累積分析方法”進(jìn)行分析

16、和修正。如分析 降水資料的前后一致性鄰近多站平均累積年降水量(mm)站累積年降水量(mm)85年第四節(jié) 降水資料的一致性檢驗(yàn)和插補(bǔ)(續(xù))二、非一致降水資料的改正站累積年降水量(mm)鄰近多站平均累積年降水量(mm)至95年的累積雨量BC85年AKBKC說明自1985年起， 站逐年測(cè)到的降水量比原來(lái)觀測(cè)條件下觀測(cè)到的降水量減小了KC / KB倍，為保持降水量資料的一致性，可將85年后觀測(cè)的雨量按KB / KC的系數(shù)進(jìn)行改正。第四節(jié) 降水資料的一致性檢驗(yàn)和插補(bǔ)(續(xù)) 1. 算術(shù)平均法 PA = (P1+P2+Pn) /n 適用條件：插補(bǔ)站多年平均降水量與附近站多年平均降水量相差10%。 某站大多數(shù)

17、資料都有，部分時(shí)間因儀器故障或其它原因缺測(cè)，為保持資料的完整性，以利于水文預(yù)報(bào)或水文分析計(jì)算時(shí)使用，需要對(duì)缺測(cè)資料進(jìn)行插補(bǔ)。如A站1950年至今的雨量系列中，缺1957、1958、1961年降雨資料，需要插補(bǔ)。 第四節(jié) 降水資料的一致性檢驗(yàn)和插補(bǔ)(續(xù))等雨量線法 對(duì)短歷時(shí)降水量，由于空間分布不均，插補(bǔ)站降水量與附近站降水量之間的相關(guān)關(guān)系較差，從等雨量線圖上內(nèi)插效果較好。907050401501101. 土壤質(zhì)地土粒分級(jí)第五章 土壤水第一節(jié)土壤的物理特性2. 土壤結(jié)構(gòu)（團(tuán)粒結(jié)構(gòu)） 粘粒 粉砂 細(xì)砂 粗砂粒徑(微米) 1-2 2-20 20-200 200-2000大于指定粒徑的百分比100 80

18、 60 40 20200 1000 2000粒徑(微米)粘粒重量占60%以上 粘土砂粒重量占80%以上 砂土介于兩者之間壤土 土壤質(zhì)地分類第一節(jié)土壤的物理特性（續(xù)）3. 土壤孔隙分類 按成因劃分為：質(zhì)地孔隙、結(jié)構(gòu)孔隙、生物孔隙 按大小劃分為：無(wú)效孔隙、毛管孔隙、非毛管孔隙4. 土壤特性的定量表示 a) 土壤比重s （土壤中固體物質(zhì)與同體積水的重量比） b) 土壤容重 0 （土壤中固體物質(zhì)重量與土塊體積之比） c) 孔隙比e（土壤中孔隙體積與固體體積之比） d) 孔隙度p（土壤中孔隙體積與總體積之比） p= e/(1+e)重量含水量（） 同一土樣中水分重量占干土重量的百分比。 =(Ww / Ws

19、)*100%體積含水量（） 同一土樣中水分體積占總體積的百分比。 = (Vw /V ) *100% / =(Vw /V)/(Ww /Ws)= Ws /V=s (土壤容重）飽和度 同一土樣中水的體積占全部孔隙體積的百分比。 S= (Vw /Vv)*100%第二節(jié)土壤含水量第三節(jié)土壤水分作用力及土壤水分常數(shù)一、土壤水分作用力分子力 土壤顆粒表面的分子和離子對(duì)水分的吸力。毛管力 在未充滿水的毛管孔隙中，因存在液體彎月面的表面張力，形成毛管力，作用于土壤水。重力二、土壤水分的存在形式吸濕水 土粒分子從空氣中吸附的水分。約幾個(gè)分子厚度，為緊束縛水，與水文現(xiàn)象關(guān)系不大。薄膜水 吸濕水外面，土粒剩余分子力所

20、吸持的水分。為受束縛水。毛管水支持毛管水地下水面以上受毛管力支持而存在于土壤孔隙中的水分。毛管懸著水受毛管力支持而懸吊于土壤孔隙中的水分。第三節(jié)土壤水分作用力及土壤水分常數(shù)(續(xù))二、土壤水分的存在形式(續(xù))重力水 土壤中在重力作用下能自由移動(dòng)的水分。滲透自由重力水 超過田間持水量的滲入水分。支持重力水 自由重力支持毛管水受地下水支持而存在于毛管孔隙 之中的連續(xù)水體，能傳遞靜水壓力。 相對(duì)不透水層支持重力水由于土層中存在相對(duì)不透水層，滲透水因交界面臨時(shí)飽和而產(chǎn)生的能在重力作用下流動(dòng)的水分。第三節(jié)土壤水分作用力及土壤水分常數(shù)(續(xù))三、土壤水分常數(shù)最大吸濕量飽和空氣中，土壤能吸附的最大水汽量。最大分

21、子持水量土粒分子力所結(jié)合的最大水分量。凋萎含水量植物無(wú)法從土壤中吸收水分，開始永久凋萎時(shí)的土壤含水率。毛管斷裂含水量毛管懸著水的連續(xù)狀態(tài)開始斷裂時(shí)的土壤含水率。田間持水量土壤中保持最大毛管懸著水時(shí)的土壤含水率。飽和含水量土壤中所有孔隙都充滿水時(shí)的土壤含水率。第三節(jié)土壤水分作用力及土壤水分常數(shù)(續(xù))各土壤水分常數(shù)相應(yīng)的水分存在形式與作用力風(fēng)干最大吸濕量凋萎含水量最大分子持水量毛管斷裂含水量田間持水量飽和含水量吸濕水水分存在形式薄膜水毛管水重力水結(jié)合水自由水作用力 15分子力毛管力重力10000 316.25個(gè)大氣壓 0.3 0.001勢(shì)與力的關(guān)系 對(duì)土壤水動(dòng)能可忽略。兩點(diǎn)之間勢(shì)的梯度相當(dāng)于作用力

22、。土水勢(shì)的構(gòu)成基模勢(shì)在未飽和土壤中，由于分子力和毛管力的作用而使土壤水具有的勢(shì)，稱為基模勢(shì)?；?shì)為負(fù)值。壓力勢(shì)在飽和或出現(xiàn)地面積水的土壤中，自由水面下的土壤水由于靜水壓力的作用而具有的勢(shì)，稱為壓力勢(shì)。壓力勢(shì)為正值。重力勢(shì)由于重力作用而使土壤水具有的勢(shì)，稱為重力勢(shì)。重力勢(shì)的值與參照基面有關(guān)。第四節(jié) 土壤水的能量狀態(tài)總土水勢(shì)非飽和土壤中，總土水勢(shì)=基模勢(shì)+重力勢(shì)在飽和土壤中，總土水勢(shì)=壓力勢(shì)+重力勢(shì)靜態(tài)平衡下土水系統(tǒng)各種勢(shì)的分布第四節(jié) 土壤水的能量狀態(tài)（續(xù)）ABC靜態(tài)平衡表明土柱內(nèi)各點(diǎn)總勢(shì)相等。取0-0基準(zhǔn)面：A點(diǎn): PA=H gA=0 mA=0 A=HB點(diǎn): PB= 0 gB=H B=H mB

23、=0C點(diǎn): PC= 0 gC=H+h C=H mC=-h考慮取1-1為基準(zhǔn)面時(shí)各點(diǎn)的勢(shì)。00hH11分析以下處于靜態(tài)平衡狀態(tài)的土柱中各點(diǎn)勢(shì)的分布：CBAZgm基準(zhǔn)面45g(Z)=Zm(Z)= -Z(Z)= 0分析：靜態(tài)平衡表明土柱內(nèi)各點(diǎn)總勢(shì)相等。因C點(diǎn)總勢(shì)為0，故土柱內(nèi)總勢(shì)處處為0。土壤水分特性曲線 反映基模勢(shì)(m，通常也記為)與土壤含水率()間關(guān)系的曲線。 同種土樣，在同一濕化（或干化）過程中： 越大，分子力與毛管力越小， |m|或|越小， m或越大。 越小，分子力與毛管力越大， |m|或|越大， m或越小。粘土壤土砂土m第四節(jié) 土壤水的能量狀態(tài)（續(xù)）一、土壤水的連續(xù)性方程 第五節(jié) 土壤水運(yùn)

24、動(dòng)的控制方程xzy單位時(shí)間內(nèi)，流入控制體的水量 - 流出控制體的水量= 控制體內(nèi)土壤水的改變量二、土壤水的運(yùn)動(dòng)方程飽和土壤水流運(yùn)動(dòng)方程 飽和狀態(tài)下，土壤水運(yùn)動(dòng)滿足達(dá)西定律：AB水流方向：勢(shì)高處向勢(shì)低處斷面平均流速飽和水力傳導(dǎo)度總勢(shì)梯度飽和三維水流的達(dá)西定律：實(shí)例分析U型均質(zhì)土柱，左側(cè)維持6cm水深不變，右側(cè)L點(diǎn)所在斷面保持穩(wěn)定的出流量，分析圖中各點(diǎn)的勢(shì)。38.45 24 014.4531.34 0 031.3423.35 0 023.35PmgLKJIH4236 0 6 18 18 0 0分析:因水存在穩(wěn)定流動(dòng)，故各點(diǎn)勢(shì)不等。基準(zhǔn)面6cm12cm24cm18cmH I JKL27cm 非飽和土

25、壤水流運(yùn)動(dòng)方程二、土壤水的運(yùn)動(dòng)方程（續(xù)）設(shè)各項(xiàng)同性，Kx=Ky=Kz=K()，則： 水力傳導(dǎo)度KK=KS = SK() fp0，則整個(gè)下滲過程均按下滲能力下滲；(2) i fc，則整個(gè)下滲過程均按雨強(qiáng)下滲； fptFRfptFfpttpi關(guān)鍵：什么時(shí)候開始按fp下滲？這關(guān)系到降雨產(chǎn)流時(shí)間。(3) fci n，eeS， 蒸發(fā) t =t1時(shí)刻，T=T1，N=n e=eS(T1)，動(dòng)態(tài)平衡 t 繼續(xù) , T降低，NeS， 凝結(jié) 對(duì)于封閉系統(tǒng)，蒸發(fā)量?jī)H與飽和差（熱力條件）有關(guān)。第一節(jié)蒸發(fā)現(xiàn)象及其控制條件二、天然條件下的水面蒸發(fā) 1、動(dòng)力因素：水汽分子擴(kuò)散，空氣對(duì)流和紊動(dòng)(風(fēng)速)；第一節(jié)蒸發(fā)現(xiàn)象及其控制

26、條件（續(xù)）氣壓差eeS水面高度水汽壓氣壓差有風(fēng)時(shí)，全部時(shí)刻eeS水面高度水汽壓無(wú)風(fēng)時(shí)，不同時(shí)刻2、熱力因素：太陽(yáng)輻射、水溫、氣溫等3、其它因素：空氣濕度，水質(zhì)(含鹽度、渾濁度、色度)，水體大小、水體深淺等。一、水汽輸送法(基于空氣紊動(dòng)擴(kuò)散理論研究水面蒸發(fā)) 水汽輸送通量與水汽含量在輸送方向上的梯度成正比。 第二節(jié)確定水面蒸發(fā)的途徑和方法引入水平方向切應(yīng)力的概念： 當(dāng)與高程無(wú)關(guān)時(shí)， 任意高度 = 0= u*2(u*剪切速度) ，故： 根據(jù)卡門- 普朗德提出的均質(zhì)粗糙流的流速分布：風(fēng)速與糙度的函數(shù)Hs=Rn He H + HI Ho若合稱(HI Ho)為Ra，則：Hs=Rn He H + Ha 且

27、He=LEHIHOHs蓄熱量變化量蒸發(fā)失熱He水體傳導(dǎo)失熱H凈輻射Rn二、熱量平衡法(基于能量守恒原理研究水面蒸發(fā)) 先由熱量平衡方程確定蒸發(fā)耗熱量，再除以水的蒸發(fā)潛熱。第二節(jié)確定水面蒸發(fā)的途徑和方法（續(xù)）左式H難以確定，設(shè)H=He (波溫比)，則：三、綜合法或彭曼法(將水汽輸送法與熱量平衡法相結(jié)合)第二節(jié)確定水面蒸發(fā)的途徑和方法（續(xù)）根據(jù)水汽輸送法：根據(jù)熱量平衡法： 水量平衡法原理簡(jiǎn)單且嚴(yán)密。但因各水量平衡項(xiàng)的觀測(cè)和計(jì)算均含有誤差，最終都體現(xiàn)在蒸發(fā)量上，當(dāng)蒸發(fā)量與其它項(xiàng)相比很小時(shí)，誤差更大。水量平衡法只適用于長(zhǎng)時(shí)段蒸發(fā)量計(jì)算。第二節(jié)確定水面蒸發(fā)的途徑和方法（續(xù)）四、水量平衡法(基于水量平衡原

28、理研究水面蒸發(fā))第二節(jié)確定水面蒸發(fā)的途徑和方法（續(xù)）五、經(jīng)驗(yàn)公式法英寸英里/h0.36mm汞柱m/sm/s毫巴 一般無(wú)出流量，除非大暴雨引起蒸發(fā)器漫溢；沒有滲漏水量。故：第二節(jié)確定水面蒸發(fā)的途徑和方法（續(xù)）六、器測(cè)法IPEt =t1t =t2常用蒸發(fā)器：20cm、80cm、E601(直徑61.8cm)。大型蒸發(fā)池：器口面積10m2、20m2、100m2。大型蒸發(fā)池所測(cè)水面蒸發(fā)量與自然條件下水體的蒸發(fā)量接近。但蒸發(fā)器所測(cè)蒸發(fā)量須換算成天然水體蒸發(fā)量：E=kE器一、土壤蒸發(fā)率和蒸發(fā)能力土壤蒸發(fā)率：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位面積上的土壤蒸發(fā)量(E)土壤蒸發(fā)能力：充分供水時(shí)的土壤蒸發(fā)率(Em)第三節(jié)土壤蒸發(fā)二、土壤

29、蒸發(fā)的影響因素蒸發(fā)能力方面日照、溫度、濕度、風(fēng)速等氣象因子供水條件方面土壤含水量(在講“土壤蒸發(fā)過程”時(shí)展開)土壤孔隙地下水位溫度梯度三、土壤蒸發(fā)過程第三節(jié)土壤蒸發(fā)（續(xù)）(1) 田，E=Em 整個(gè)土層水分輸送通暢，供水充分，按蒸發(fā)能力蒸發(fā)，蒸發(fā)量大而穩(wěn)定。 (3) 斷，E=CEm(C1.0) 毛管向上輸送水分的機(jī)制完全遭到破壞，水分只能以薄膜水或氣態(tài)水的形式供給蒸發(fā)，蒸發(fā)量小而穩(wěn)定。(2) 斷 a，E=Em（注: a 田) 供水充分，蒸散發(fā)量大而穩(wěn)定。(2) b a，E=( ) Em（注: b 斷) 供水不充分，蒸散發(fā)量隨 的減小而減小。(3) Wf -W0，蓄存部分S= Wf -W0若F-E

30、 Ds 則：Rs 0 Rg 0 i fp F0 Rg =0 i Ds 則： Rs =0 Rg 0 i fp FDs 則： Rs =0 Rg =0 2. 認(rèn)為地面將降雨分成地表和地下兩種徑流成分；3. 認(rèn)為產(chǎn)流是同步的，即只要i fp ，就全流域產(chǎn)流。ifpRsWMWDsF累積下滲量(mm) Ds流域缺水量(mm)Rg第四節(jié) 產(chǎn)流的基本物理?xiàng)l件（續(xù)）二、傳統(tǒng)觀念與實(shí)際現(xiàn)象之間的矛盾如：i fp時(shí)，也有地表徑流產(chǎn)生；i fp ，rs= i fp地面徑流產(chǎn)流率第四節(jié) 產(chǎn)流的基本物理?xiàng)l件（續(xù)）二、壤中流(Rss)的產(chǎn)流機(jī)制fAfB條件：(1)要有界面，存在相對(duì)不透水層，如上層A和下層B， 且下層比上層

31、透水性差； (2)要有供水，即滲入上層的雨水(下滲率fA)； (3)要上層供水大于下層下滲，即fA fB , i fB ； (4)要在界面產(chǎn)生臨時(shí)飽和帶，并有側(cè)向排水條件。 rss= fA fB壤中徑流產(chǎn)流率第四節(jié) 產(chǎn)流的基本物理?xiàng)l件（續(xù)）三、飽和地面徑流(Rsat)的產(chǎn)流機(jī)制條件：(1)表層土壤具有較強(qiáng)透水性，i fB , i fB ； (5)側(cè)向排水條件較差，界面上產(chǎn)生的臨時(shí)飽和帶不 斷上升達(dá)到地面。 rsat=i -(rss+fB)fAfBi第四節(jié) 產(chǎn)流的基本物理?xiàng)l件（續(xù)）四、地下徑流(Rg)的產(chǎn)流機(jī)制條件：(1)要有供水f； (2)包氣帶薄，地下水位高；在地下水面以上、包氣 帶 下邊界

32、上存在支持毛管水帶； (3)整個(gè)包氣帶土壤含水量達(dá)到田間持水量。 第四節(jié) 產(chǎn)流的基本物理?xiàng)l件（續(xù)）五、回歸流(Rr)的產(chǎn)流機(jī)制條件：(1)壤中流發(fā)育； (2)土壤飽和帶露出地面； (3)要具備有利于壤中流流出的坡度及地形。 相對(duì)不透水層第四節(jié) 產(chǎn)流的基本物理?xiàng)l件（續(xù)）穩(wěn)定狀態(tài)下，fc Ksi1雨強(qiáng)下，AB 、 BC界面均可能產(chǎn)生壤中流；i2雨強(qiáng)下，BC界面可能產(chǎn)生壤中流；i3雨強(qiáng)下，AB 、 BC界面均不可能產(chǎn)生壤中流。KsZi1i2i3A層B層C層(1) KBiKA，可能有Rss；(2)KBKA i，可能有Rs、Rss和Rsat發(fā)生；(3)KAKB 且KA 落洪時(shí)的流量，以W為橫標(biāo)，Q為縱標(biāo)

33、，WQ為順時(shí)針繩套關(guān)系；（2）下斷面漲洪時(shí)的流量 落洪時(shí)的流量；以W為橫標(biāo)，O為縱標(biāo)， WQ為單值關(guān)系；（3）下斷面漲洪時(shí)的流量 l，L=l，L 附加比降引起的Q的增大量，使下斷面流量小于穩(wěn)定流時(shí)的流量。落洪時(shí)，水位變化引起的Q的增大量 附加比降引起的Q的減小量，使下斷面流量大于穩(wěn)定流時(shí)的流量。Ll 的情形：ilLWQ逆時(shí)針繩套WQ先出現(xiàn)河段最大蓄量，后出現(xiàn)下斷面最大流量。I(t)O(t)QtLl 的情形：逆時(shí)針繩套3、不同河長(zhǎng)時(shí)(Ll，L=l，Ll)的WQ關(guān)系分析漲洪時(shí)，水位變化引起的Q的減小量 附加比降引起的Q的增大量，使下斷面流量大于穩(wěn)定流時(shí)的流量。落洪時(shí)，水位變化引起的Q的增大量 附加

34、比降引起的Q的減小量，使下斷面流量小于穩(wěn)定流時(shí)的流量。Ll 的情形：ilL順時(shí)針繩套WQQ先出現(xiàn)下斷面最大流量，后出現(xiàn)河段最大蓄量。I(t)O(t)QtL l 的情形：W順時(shí)針繩套WQ河段最大蓄量與下斷面最大流量同時(shí)出現(xiàn)。通常假定W=KQ，K槽蓄系數(shù)，性質(zhì)上相當(dāng)于河段傳播時(shí)間。I(t)O(t)QtL= l 的情形：第五節(jié) 枯水及退水規(guī)律 枯水是河流斷面上較小流量的總稱?？菁舅康难a(bǔ)給完全依賴于流域蓄水量。 （1）枯季徑流的影響因素 a. 流域蓄水量的影響 前期氣象條件、水文地質(zhì)條件、湖泊率、沼澤率、植被率等 b. 河流本身的特性 流域面積、河床下切深度、河網(wǎng)密度等 （2）退水規(guī)律 退水段：地面

35、徑流完全停止，流域蓄水量的補(bǔ)給=0，全部靠流域之前持有的蓄水量補(bǔ)給徑流的時(shí)段。 1. 退水規(guī)律QtQ=Q(H)W=W(H)Q=Q(W)因流域中的水位很難描述，故建立蓄量與出流量之間的關(guān)系，將流域視為一個(gè)蓄水體，并將其概化成線性水庫(kù)，即: W=KQ由水量平衡方程式：I-Q=dW/dtI=0-Q=dW/dtW=KQ-Q=dW/dtQ0退水開始時(shí)流量K 滯(蓄)水系數(shù)。K越大，徑流消退得越慢。WHQ2. 標(biāo)準(zhǔn)退水曲線 步驟： (1)采用相同的縱橫比例尺點(diǎn)繪各次洪水過程 ; (2)取一張透明紙，蒙在退水過程線上，描出一次洪水退水過程； (3)以此線為基礎(chǔ)，沿橫坐標(biāo)左右移動(dòng)，描出各次洪水的退水過程，要求

36、使各次洪水的尾部完全重合； (4)取各次退水的下包線作為流域標(biāo)準(zhǔn)退水曲線； (5) 確定蓄水系數(shù)K(或 =1/ K）; lnQt直線斜率= -a. 圖解法確定K(或)2. 標(biāo)準(zhǔn)退水曲線（續(xù)）b. 分析法確定K (或) 從洪水退水段上摘取Q0，Q1，Q2 Qn(取t=1d)確定了K (或)后，即可進(jìn)行退水段流量預(yù)報(bào)。3. 徑流成分的劃分(1) 不同徑流成分的退水規(guī)律 V K 地表 大 小 大 壤中 中 中 中 地下 小 大 小lnQt地表壤中地下(2) 徑流成分的劃分 a. 直線分割法 按起漲流量Q0平行于橫坐標(biāo)軸畫直線，取其與退水段的交點(diǎn)作為地表徑流結(jié)束點(diǎn)。 tQABtQABb. 斜線分割法將

37、起漲點(diǎn)與直接徑流終止點(diǎn)相連(直接徑流終止點(diǎn)的確定)。第一節(jié) 線性擴(kuò)散波演算法一、定解問題的構(gòu)成二、入流過程的處理 求上述定解問題的解，首先必須解決上斷面入流過程的數(shù)學(xué)描述問題。設(shè)法使用簡(jiǎn)單函數(shù)的組合來(lái)逼近實(shí)際的入流過程。 1. 簡(jiǎn)單入流函數(shù) (1) 單位入流H(t) (2) 延遲單位入流H(t-a) 第十一章 洪水演算(3) 單位矩形入流Iab(t) (4) 單位瞬時(shí)脈沖入流(t)2. 復(fù)雜入流的概化I(t)t三、基本解1、單位入流所形成的出流過程S曲線 此時(shí)Q(0,t)=H(t),應(yīng)用拉普拉斯變化解法導(dǎo)得S(x,t)見P102 S(x,t)具有以下性質(zhì)：t =0 時(shí)， S(x,t)=0 t

38、無(wú)窮大，S(x,t)1 三、基本解（續(xù)）2、單位矩形入流所形成的出流過程時(shí)段單位線u(t,x,t) 此時(shí)Q(0,t)=I01(t),因I01(t)=H(t)- H(t-1),按照疊加原理： u(t,x,t)=S(x,t)-S(x,t-t) u(t,x,t)具有以下性質(zhì)： (水量平衡原理)三、基本解（續(xù)）3、單位瞬時(shí)脈沖入流所形成的出流過程瞬時(shí)單位線u(x,t) 此時(shí)Q(0,t)=(t),應(yīng)用拉普拉斯變化解法導(dǎo)得u(x,t)見P103 u(x,t)具有以下性質(zhì)：說明：當(dāng)上斷面有一個(gè)簡(jiǎn)單入流(如單位入流、單位矩形入流、單位瞬時(shí)脈沖入流)輸入時(shí)，下游沿程每個(gè)斷面都有一條相應(yīng)的S曲線、時(shí)段單位線、瞬時(shí)

39、單位線，當(dāng) x 確定時(shí)，S曲線、時(shí)段單位線、瞬時(shí)單位線只隨 t 變。三、基本解（續(xù)）3、單位入流所形成的出流過程瞬時(shí)單位線u(x,t) 此時(shí)Q(0,t)=(t),應(yīng)用拉普拉斯變化解法導(dǎo)得u(x,t)見P103 u(x,t)具有以下性質(zhì)：四、出流過程的計(jì)算 1、線性系統(tǒng)的定義（符合倍比性和疊加性） 2、復(fù)雜入流的出流過程第二節(jié) 線性運(yùn)動(dòng)波演算法txjx( j+1)x(n+1)tnt-txjx( j+1)x(n+1)tnt參數(shù)確定（K與X）：特征河長(zhǎng)空間步長(zhǎng)空間步長(zhǎng)波 速第三節(jié) 線性特征河長(zhǎng)連續(xù)演算法一、基本微分方程的建立 消去所有中間變量O1, O2 ON-1,得到N階常微分方程。 當(dāng)各單元河段

40、的槽蓄系數(shù)均不隨時(shí)間變化時(shí)，微分方程是線性的。二、河段匯流曲線二、河段匯流曲線（續(xù)）三、參數(shù)的確定先求出特征河長(zhǎng)l ，河段數(shù) N=L/lKl 洪水波在特征河長(zhǎng)內(nèi)的傳播時(shí)間。對(duì)應(yīng)每個(gè)t，代入Kl 和N就可以計(jì)算S(t)，進(jìn)而得到u(t，t)。教材P117例題，布置習(xí)題冊(cè)河道匯流部分的習(xí)題。第十二章 流域產(chǎn)流 一個(gè)大流域是由許多小流域構(gòu)成的，而小流域又是由更小的集水單元(山坡流域)所組成的。由于流域內(nèi)地形地貌、地質(zhì)條件、植被類型、土壤類型、包氣帶厚度、地下水埋深、土壤濕度及降雨等存在差異，所以流域各點(diǎn)的產(chǎn)流模式必然存在差異。流域產(chǎn)流機(jī)制的特點(diǎn)：流域產(chǎn)流機(jī)制由不同的產(chǎn)流模式組成；流域中占主導(dǎo)地位的產(chǎn)

41、流模式?jīng)Q定了流域產(chǎn)流的基本特征；在一定條件下，非主導(dǎo)產(chǎn)流模式可以轉(zhuǎn)化為主導(dǎo)型產(chǎn)流模式。第一節(jié) 流域產(chǎn)流特征分析分析流域的氣候及下墊面特征長(zhǎng)年氣候干燥的流域，常以超滲模式產(chǎn)流；長(zhǎng)年氣候濕潤(rùn)的流域，常以蓄滿模式產(chǎn)流。若下墊面土壤顆粒細(xì)小、結(jié)構(gòu)密實(shí)、植被差，地下水埋深大，則常以超滲方式產(chǎn)流；若下墊面土壤顆粒較粗、結(jié)構(gòu)疏松、植被好，地下水位高，則常以蓄滿方式產(chǎn)流； 我國(guó)長(zhǎng)江以南的絕大部分地區(qū)，屬典型的蓄滿產(chǎn)流區(qū)；西北干旱地區(qū)的一些內(nèi)陸河流，屬典型的超滲產(chǎn)流區(qū)；其余地區(qū)屬于混合產(chǎn)流區(qū)。流域產(chǎn)流特征通常可從以下幾方面進(jìn)行分析：分析流域出口的流量過程形狀蓄滿產(chǎn)流徑流量中壤中流和地下徑流的比例較大，表現(xiàn)為出口

42、斷面洪水過程線矮胖，退水歷時(shí)長(zhǎng)，洪水過程線明顯不對(duì)稱；超滲產(chǎn)流徑流量中幾乎沒有地下徑流，表現(xiàn)為出口斷面洪水過程線尖瘦，退水歷時(shí)短，洪水過程線較為對(duì)稱。 分析影響次洪產(chǎn)流量的因素蓄滿產(chǎn)流徑流量多少與流域初始土濕和降雨量有關(guān)；超滲產(chǎn)流徑流量多少與流域初始土濕和降雨強(qiáng)度有關(guān)。一、流域蓄水容量面積分配曲線 流域上各處包氣帶達(dá)到田間持水量時(shí)的土壤含水量不一樣。以包氣帶達(dá)到田間持水量時(shí)的土壤含水量W為縱坐標(biāo)，以流域內(nèi)小于等于該W的面積占全流域面積比（f /F）為橫坐標(biāo)，所繪的曲線稱為流域蓄水容量面積分配曲線。對(duì)同一個(gè)流域，蓄水容量面積分配曲線是唯一的。WWmf /F1.0Wm曲線所包圍的面積，即：為流域平

43、均最大蓄水容量Wm。Wm為流域最大點(diǎn)蓄水容量。第二節(jié) 流域產(chǎn)流面積的變化二、流域下滲容量面積分配曲線 在一定的初始土壤含水量W0下，流域上各處的地面下滲容量也不一樣。以地面下滲容量 fp 為縱坐標(biāo)，以流域內(nèi)小于等于該 fp的面積占全流域面積比(f /F)為橫坐標(biāo)，所繪的曲線稱為流域下滲容量面積分配曲線。對(duì)一個(gè)流域，下滲容量面積分配曲線是以W0為參變量的一組曲線。W0=WmW0=01.0fpf /F三、蓄滿產(chǎn)流產(chǎn)流面積的變化 蓄滿產(chǎn)流的產(chǎn)流量R=PE-(Wm-W0)（1）土壤缺水小、先蓄滿的地方先產(chǎn)流；（2） 隨著供水的繼續(xù)，產(chǎn)流面積不斷的增大(單向增加)；（3）產(chǎn)流面積的大小與降雨量和初始土壤

44、含水量有關(guān)。WWmf /F1.0WmPE1PE2(f /F)1(f /F)2四、超滲產(chǎn)流產(chǎn)流面積的變化（1）濕度大、透水性差，先超滲的地方先產(chǎn)流；（2）降雨過程中產(chǎn)流面積時(shí)大時(shí)小，有時(shí)甚至為0；（3）產(chǎn)流面積的大小與降雨強(qiáng)度和初始土壤含水量有關(guān)。超滲產(chǎn)流的產(chǎn)流率r= i -fpt0-t1時(shí)段初始土含為W0； t1-t2時(shí)段初始土含為W0+I1；W0=0f /Ffpi1(f /F)1I1W0=0Wmf /Ffpi2(f /F)2I2W0= Wmf /Ffpi3(f /F)3流域蓄水容量面積分配曲線常用拋物線表示：第三節(jié) 蓄滿產(chǎn)流產(chǎn)流量的計(jì)算一、流域蓄水容量面積分配曲線的線型WWm1.0Wmf /

45、FaW0絕大多數(shù)情況下，降雨開始時(shí)，流域中具有一定的土壤蓄水量W0(且W0已知)。問題是如何求W0對(duì)應(yīng)的a？WWm1.0Wmf /F二、蓄水容量面積分配曲線與降雨徑流關(guān)系WWmf /FaPEdRPERW0=0W0=WmWm三、產(chǎn)流量計(jì)算WWmf /FaPEdR例 題40mm80mmWf /FWm0.51.0(3)繪出W0=0、40、60mm時(shí)的PR曲線。(1) 求Wm；(2)求W0=20、40、50mm對(duì)應(yīng)的a;PERW0=60604545W0=0W0=40 以上分析表明，蓄滿產(chǎn)流模式的產(chǎn)流量R=f(PE，W0)，其中PE=P-E， “蒸散發(fā)”一章中已分析流域蒸發(fā)E=f(供水條件，蒸發(fā)能力)，

46、具體采用三層蒸發(fā)模式計(jì)算：對(duì)于閉合流域，時(shí)段內(nèi)的流域水量平衡方程式為： 將蓄滿產(chǎn)流量計(jì)算模式、三層蒸發(fā)計(jì)算模式、流域水量平衡方程式聯(lián)系起來(lái)，可進(jìn)行E、W、R的逐時(shí)段連續(xù)計(jì)算，步驟如下：(1)根據(jù)本時(shí)段初的Wt、本時(shí)段的Pt和流域蒸發(fā)能力，按三層蒸發(fā)模式計(jì)算本時(shí)段的Et；(2)根據(jù)本時(shí)段的Pt和由第一步計(jì)算的本時(shí)段Et，計(jì)算本時(shí)段的（Pt-Et）;(3)根據(jù)本時(shí)段初的Wt和由第二步計(jì)算的本時(shí)段（Pt-Et），計(jì)算本時(shí)段的Rt；(4)根據(jù)本時(shí)段初的Wt、本時(shí)段的Pt和由第一、二、三步計(jì)算的Et、 Rt，計(jì)算本時(shí)段末的Wt+1；(5)本時(shí)段末的Wt+1即下一時(shí)段初的流域土壤含水量，于是進(jìn)入下一時(shí)段的

47、計(jì)算。 應(yīng)用前提 流域上土質(zhì)均勻，包氣帶厚度大體一致，各處下滲能力基本一致，而且降雨強(qiáng)度的空間分布均勻。只宜計(jì)算小流域的超滲地面徑流。第四節(jié) 超滲產(chǎn)流產(chǎn)流量的計(jì)算一、流域下滲能力分布均勻時(shí)的產(chǎn)流量計(jì)算1、列表計(jì)算法 取單位時(shí)段長(zhǎng)，直接計(jì)算法步驟：（a）設(shè)下滲能力只與土壤含水量有關(guān)，與其垂向分布無(wú)關(guān)，即Ffp關(guān)系單一，由fp (t)函數(shù)確定Ffp關(guān)系；（b）根據(jù)F0查fp1，i1與fp1對(duì)比，確定第1時(shí)段的實(shí)際下滲量f1與超滲產(chǎn)流量rs1，F(xiàn)1=F0+f1（c）根據(jù)F1查fp2， i1與fp1對(duì)比，確定第2時(shí)段的實(shí)際下滲量f2與超滲產(chǎn)流量rs2，F(xiàn)2=F0+f1 （如此循環(huán)）超滲產(chǎn)流量計(jì)算表 F

48、0=20mm 時(shí)間 i F fp f rs12 01 3.0 20.0 5.6 3.0 012 02 5.0 23.0 5.2 5.0 012 03 2.0 28.0 4.5 2.0 012 04 8.0 30.0 4.0 4.0 4.012 05 2.0 34.0 3.6 2.0 012 06 7.0 36.0 3.4 3.4 3.6試錯(cuò)法步驟：（a）設(shè)下滲能力只與土壤含水量有關(guān)，與其垂向分布無(wú)關(guān)，即Ffp關(guān)系單一，由fp (t)函數(shù)確定Ffp關(guān)系；（b）根據(jù)時(shí)段初累計(jì)下滲量F0查時(shí)段初下滲容量fp0，假定一個(gè)時(shí)段末的下滲容量fp1；（c）假設(shè)時(shí)段內(nèi)下滲容量呈線性變化，采用算術(shù)平均法計(jì)算第1

49、時(shí)段的平均下滲容量fp1，將第1時(shí)段的雨強(qiáng)i1與第1時(shí)段的平均下滲容量fp1比較，確定超滲產(chǎn)流量rs1和時(shí)段下滲量f1 ；（d）計(jì)算第1時(shí)段末累積下滲量，F(xiàn)1=F0+f1 ，根據(jù)F1查第1時(shí)段末的下滲容量(fp1)，檢查fp1與(fp1)是否一致，直至一致。完成第1時(shí)段的計(jì)算，進(jìn)入第2時(shí)段的計(jì)算。2、圖解計(jì)算法 利用降雨量累積曲線和下滲能力累積曲線推求產(chǎn)流量。降雨量累積曲線的斜率代表雨強(qiáng) i ，下滲能力累積曲線的斜率代表下滲能力 fp ，按不同雨強(qiáng)段，逐段進(jìn)行比較：表示徑流量表示下滲量F、PtAtptpF、Pttp之前，降雨全部下滲; tp之后，按下滲能力下滲，超滲部分產(chǎn)流。tp之前下滲總量t

50、p之后下滲總量總徑流量二、流域下滲能力分布不均勻時(shí)的產(chǎn)流量計(jì)算W0=0f /Ffpi1(f /F)1I1第十三章 流域匯流一、流域匯流過程 流域匯流過程降落在流域上的降水質(zhì)點(diǎn)，從流域各處向流域出口斷面匯集的過程。包括坡地匯流與河網(wǎng)匯流兩個(gè)階段。 坡地匯流過程包括：地表匯流、壤中匯流、地下匯流。 地表水流：阻力小，流速大，流程短，匯流時(shí)間短 壤中水流：阻力比地表大，流速比地表慢 地下水流：阻力大，流速小，匯流時(shí)間長(zhǎng)二、流域匯流時(shí)間 流域匯流時(shí)間降落在流域上的降水質(zhì)點(diǎn)匯集到流域出口斷面所經(jīng)歷的時(shí)間。等于坡地匯流時(shí)間+河網(wǎng)匯流時(shí)間。第一節(jié) 流域匯流現(xiàn)象1、最大流域匯流時(shí)間(m) 流域中最長(zhǎng)路徑的水質(zhì)點(diǎn)流到出口斷面的時(shí)間。2、流域滯時(shí)(K) 流域出口斷面洪水