流域產(chǎn)流與匯流計算演示文稿

流域產(chǎn)流與匯流計算演示文稿目前一頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)優(yōu)選流域產(chǎn)流與匯流計算目前二頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第一節(jié)概述

第二章對徑流的形成過程作了定性的描述，本章從定量的角度闡述降雨形成徑流的原理和計算方法，它是以后學(xué)習(xí)由暴雨資料推求設(shè)計洪水、降雨徑流預(yù)報等內(nèi)容的基礎(chǔ)。本章基本內(nèi)容：資料整理產(chǎn)流計算地面徑流匯流計算地下徑流匯流計算目前三頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第一節(jié)概述降雨P(guān)(t)產(chǎn)流計算凈雨R(t)匯流計算流域出口斷面徑流過程Q(t)降雨過程推求徑流過程流程圖目前四頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)1、流域平均雨量計算

由測站觀測的降雨量，稱為點(diǎn)雨量整個流域上的降雨量稱為流域平均雨量（或稱面雨量）

雨量站觀測的降雨量只代表那一點(diǎn)的降雨，而形成河川徑流的則是整個流域上的降雨量，因此，可用流域平均雨量（或稱面雨量）來反映。下面介紹3種常用的計算方法。第二節(jié)流域降雨徑流要素計算一、流域降雨量目前五頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)1)算術(shù)平均法流域內(nèi)雨量站分布較均勻、較密且地形起伏變化不大。P——流域內(nèi)某時段的平均降雨量；Pi——第i個雨量站的降雨量；n——流域內(nèi)雨量站的個數(shù)。第二節(jié)流域降雨徑流要素計算目前六頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)算術(shù)平均法StationObservedRainfallmmP220P330P440P550140Ave.Rainfall=140/4=35mm

第二節(jié)流域降雨徑流要素計算目前七頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)2)泰森多邊形法（垂直平分法）

地形起伏變化不大的流域方法：①盡量用直線連接相鄰雨量站構(gòu)成n-2個銳角三角形；②作每個三角形各邊的垂直平分線，這些垂直平分線將流域分成n個以流域邊界為界的多邊形；③假設(shè)每個多邊形內(nèi)雨量站的雨量代表該多邊形面積上的降雨量，按面積加權(quán)法推求流域平均降雨量。pi,fi第二節(jié)流域降雨徑流要素計算目前八頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)泰森多邊形法StationObservedRainfallAreaWeightedRainfallmmkm2mm.km2P1100.222.2P2204.0280.4P3301.3540.5P4401.6064.0P5501.9597.59.14284.6Ave.Rainfall=284.6/9.14=31.1mm

第二節(jié)流域降雨徑流要素計算目前九頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)3）等雨深線法流域內(nèi)雨量站分布較密時，可根據(jù)各站同時段雨量繪制等雨量線，然后推算流域平均降雨量。fi——相鄰兩條等雨量線的面積；Pi——相應(yīng)面積上的平均雨深，一般采用相鄰兩條等雨線的平均值；n——分塊面積數(shù)。第二節(jié)流域降雨徑流要素計算目前十頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)求流域平均降水量精度較高，適合于地形變化顯著的流域；

繪制等雨量線需較多站點(diǎn)雨量資料；不同時段的等值線圖需重繪，工作量大。等雨量線法的優(yōu)點(diǎn)：能反映出降雨量在空間的實(shí)際分布情況。等雨量線的不足點(diǎn)：第二節(jié)流域降雨徑流要素計算目前十一頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)等雨深線法Ave.Rainfall=255.2/9.14=27.9mm

第二節(jié)流域降雨徑流要素計算目前十二頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算2.雨量過程線降雨強(qiáng)度過程線目前十三頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算降雨量累積曲線兩者的轉(zhuǎn)換：目前十四頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算降雨強(qiáng)度～歷時曲線目前十五頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算二、徑流量流域出口流量過程地面徑流表層流徑流地下徑流前期洪水未退完的部分水量非本次降雨補(bǔ)給的深層地下徑流本次洪水形成割除目前十六頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算1.流量過程線的分割：退水曲線：流域蓄水量的消退過程。

不同次降雨形成的流量過程線的分割常采用退水曲線。

降雨場次的劃分一定要與洪水場次的劃分相對應(yīng)。暴雨I對應(yīng)洪水I暴雨II對應(yīng)洪水II目前十七頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算將多次退水線繪在透明紙上；將各退水段在水平方向上移動，使其尾部重合；作出下包線，即得流域退水曲線。使用：圖4-6目前十八頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算Kg：地下水退水參數(shù)；Kg越大地下水退水越慢，反之則快。退水曲線可用下式表示：目前十九頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深層地下徑流（基流）前期洪水未退完的部分本次降雨形成的徑流過程實(shí)測洪水過程線基流的分割：取歷年最枯流量的平均值或本年汛前最枯流量用水平線分割（ED線）。目前二十頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算2.徑流量的計算黃色的面積（ABCDFA）：式中R——徑流深，mm；

Δt——時段長度，h；

Qi——第i時段末的流量值，m3/s；

F——流域面積，km2。目前二十一頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深層地下徑流（基流）前期洪水未退完的部分本次降雨形成的徑流過程實(shí)測洪水過程線C′D′D的面積與AEF大約相等，ABCDFA≈ABCC′D′FEAD’C’目前二十二頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算3.水源的劃分上面從洪水過程中割除了基流和前期洪水的退水部分，得到本次洪水的徑流過程,還需劃分地面徑流和地下徑流。地面徑流表層流徑流地下徑流直接徑流本次洪水的徑流過程目前二十三頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深層地下徑流（基流）本次降雨形成的徑流過程實(shí)測洪水過程線D’C’B’直接徑流地下徑流起漲點(diǎn)斜線分割法:N地面徑流終止點(diǎn)目前二十四頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算三、土壤含水量

降雨開始時，流域土壤的干濕程度（即土壤的含水量大?。┦怯绊懡涤晷纬蓮搅鬟^程的一個主要因素。如何來表示流域的土壤含水量？流域的蓄水量W、前期影響雨量Pa田間持水量與凋萎含水量的差值稱流域蓄水容量（Wm）。

土壤含水量與前期降雨有密切關(guān)系，可以用參數(shù)前期影響雨量（Pa）來反映。目前二十五頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)淺層地下水層

潛水層包氣帶包氣帶不透水層不透水層深層地下水層承壓水層不透水層土壤含水量變動地帶4.2降雨徑流影響要素計算第二節(jié)流域降雨徑流要素計算目前二十六頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)土壤含水量一般是根據(jù)流域前期降雨、蒸發(fā)及徑流過程，依據(jù)水量平衡采用遞推公式推求——第t時段初始時刻土壤含水量——第t時段徑流量——第t時段降雨量——第t時段蒸發(fā)量1、土壤含水量的計算4.2降雨徑流影響要素計算目前二十七頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)（1）選擇前期流域出現(xiàn)大暴雨的次日作為起始日，相應(yīng)的土壤含水量為Wm（2）選擇流域長時間干旱期作為起始日，相應(yīng)的土壤含水量為0或者較小值（3）提前較長時間，eg：15-30天，假定一個土壤含水量（如0.5Wm）作為初值，經(jīng)過演算，誤差會減小到允許的程度起始含水量選擇4.2降雨徑流影響要素計算目前二十八頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)4.2降雨徑流影響要素計算2、流域蒸發(fā)量的計算流域蒸發(fā)能力：在當(dāng)日氣象條件下流域蒸發(fā)量的上限Em稱為流域蒸發(fā)能力，常采用下式推求

Em=βE水

式中，E水－水面蒸發(fā)觀測值，mm;

β

－折算系數(shù)。目前二十九頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)4.2降雨徑流影響要素計算①一層蒸發(fā)模式假定：流域蒸發(fā)量與土壤含水量成正比【討論】形式簡單，但未考慮土壤水分垂直分布的情況。當(dāng)包氣帶土壤含水量較小，而表層土壤含水量較大時，按該模式計算出來的蒸發(fā)量偏小，eg：久旱降了一場小雨，雨量僅僅補(bǔ)充了表層土壤，就是這種情況.目前三十頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)②二層蒸發(fā)模式流域蒸發(fā)量WUWL將土壤分成兩層，上下層的蓄水容量分別為WUm、WLm，對應(yīng)的土壤含水量分別為WU、WL，假定降雨量先補(bǔ)充上層土壤含水量再補(bǔ)充下層，蒸發(fā)先消耗上層土壤含水量再消耗下層。上層下層下層4.2降雨徑流影響要素計算目前三十一頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)4.2降雨徑流影響要素計算③三層蒸發(fā)模式WUWLWD

以兩層蒸發(fā)模式為基礎(chǔ)，確定下層最小蒸發(fā)系數(shù)C目前三十二頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)4.2降雨徑流影響要素計算問題：

由于在很多情況下，按照上式推求土壤含水量時，會遭遇到徑流資料缺乏的問題。在實(shí)際中，常采用前期影響雨量Pa來代替土壤含水量3.前期影響雨量Pa的計算目前三十三頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算若第t日無雨，則該日流域前期影響雨量的減少全部轉(zhuǎn)化為流域蒸散發(fā)，故：注意：Pa≤WM，若計算出Pa>WM，則取Pa=WM。如果第t日內(nèi)有降雨P(guān)t，但未產(chǎn)流，則：如果第t日內(nèi)有降雨P(guān)t并產(chǎn)生徑流Rt，則:消退系數(shù)目前三十四頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)第二節(jié)流域降雨徑流要素計算

注意：

Pa可用上式進(jìn)行計算，但要事先確定起算值。一般前期較長一段時間無雨，土壤已經(jīng)很干燥，可令Pa=0；而在一場大雨或連續(xù)大暴雨后的Pa近似等于Wm，由此向后逐日推算，便可求得逐日的Pa

。

【例題】某流域經(jīng)分析WM=100mm，6、7月份平均EM分別為5.6mm/d和6.8mm/d.試計算下表中6月25日至7月5日的逐日Pa值。目前三十五頁\總數(shù)四十頁\編于九點(diǎn)K6=1-5.6/100=0.944