第四章 前期土壤含水量

工程水文學第二節(jié)

土壤濕度和蒸發(fā)量的計算

本節(jié)要點：掌握前期影響雨量的計算；掌握流域蒸發(fā)量的計算方法?；靖拍罱涤觊_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？--》前期影響雨量Pat---規(guī)劃設計---》流域的蓄水量Wt---模型計算工程水文學一前期影響雨量-流域蓄水容量第二節(jié)

土壤濕度和蒸發(fā)量的計算

流域蓄水量主要是指，在流域降雨能夠影響的土層內土壤含蓄的吸著水、薄膜水和懸著毛管水，不包括重力水，是土壤能夠保持而不在重力作用下流走的水分。在土壤蓄水量的計算中，往往取土壤蓄水量的最小值（相當于凋萎系數）為計算零點，稱田間持水量與最小蓄水量的差值為土壤蓄水容量。土壤實際蓄水量在零與蓄水容量之間變化。流域上各地點的蓄水容量是不同的，可從零變化到點最大蓄水容量，其流域平均值以Wm表示，稱流域蓄水容量。工程水文學1.流域最大蓄水量（WM)(單位mm)：

流域最大蓄水量又稱為流域蓄水容量，包括截流、填洼及包氣帶或影響土層的蓄水容量。一般選久旱無雨后的一次降雨量較大且全流域產流的實測雨洪資料，認為前期流域蓄水量為0進行計算，則：

（其中E為雨期蒸發(fā)量）第二節(jié)

土壤濕度和蒸發(fā)量的計算

一個流域的最大蓄水量是反映該流域蓄水能力的基本特征，我國大部分地區(qū)的經驗表明，WM一般為80～120mm，例如：廣東95～100mm，福建100～130mm，湖北70～110mm，陜西55～100mm，黑龍江140mm等等。流域的實際蓄水量W在0～Wm之間變化。式中，P為流域平均降雨量（mm）；R為P產生的總徑流深（mm）；E為雨期蒸發(fā)（mm）工程水文學2.消退系數K

K綜合反映流域蓄水量因流域蒸散發(fā)而減少的特性，可直接用水文氣象資料分析確定。

主要取決于：蒸散發(fā)能力和供水條件。在實際應用中一般假定流域蒸散發(fā)量Et與流域蓄水量Wt成正比關系。若第t日無雨則：最終得出消退系數計算公式：工程水文學3.前期影響雨量Pa

Pa表示本次降雨開始時刻流域蓄水量。①若流域前后兩天無雨，則Pa定義為：式中：—第t日的前期影響雨量，mm；—第t+1日的前期影響雨量，mm；

K—土壤含水量的日消退系數或折減系數。②如果第t日內有降雨Pt，但未產流，則：③如果第t日內有降雨Pt，并產流Rt，則：工程水文學某流域經分析求得WM=100mm，5月份多年平均流域日蒸散發(fā)能力為5mm，6月份為6.2mm，如下表所示，具體的降雨情況已經列出，由此算得：

5月份：

6月份

：

例：Pa的計算K6=1-5.6/100=0.944Pa=0.944*(100+14.7)=108.3>WM(100)Pa=0.944*100=94.4K7=1-6.8/100=0.932Pa=0.932*89.1=83.0Pa=0.932*83.0=77.4Pa=0.932*(77.4+20.2=90.9工程水文學模式算法概要：一層模式：把流域蒸發(fā)層作為一個整體，并認為蒸散發(fā)量同該層土壤含水量及流域蒸散發(fā)能力成正比。二層模式：把流域蒸發(fā)層分為上、下兩層，并認為降雨補給土壤和蒸散發(fā)消耗土壤水分都是先上層后下層，兩層遵循各自的蒸發(fā)規(guī)律。三層模式：此模式在兩層模式的基礎上加入深層蒸發(fā)，把蒸散發(fā)層分為上、下層和深層，降雨時先補給上層，后滿足下層，最后才是深層。二蒸發(fā)量的計算工程水文學1.一層模式

該模型假定流域蒸散發(fā)量與流域蓄水量成正比，有：

式中：——時段內流域的蒸散發(fā)能力，（mm）；Wm——流域的蓄水容量，（mm）。

一層模型沒有考慮土壤的水分在垂直剖面中的分布情況。比如久旱之后，Wt已很小，若這時下了一些雨，這些雨實際上分布在表土，很容易蒸發(fā)，但按一層模型，由于Wt小，計算的蒸散發(fā)量很小，與實際不符。

工程鳴水文矩學2.二層坡模型該模載型把幟流域慣蓄水平容量夜分為祥上下這二層驅，WUm和WLm；實醉際蓄罷水量貢也分灣為上堅下二臨層，WUt和WLt。并筒假定隸：下雨匹時，先補禮充上票層缺聯水量，滿鬼足上鐮層后招再補坑充下葉層；蒸散浴發(fā)則先消文耗上蒼層WUt，蒸發(fā)弊完了顏再消債耗下修層WLt。上鏈層按序蒸散算發(fā)能縱力蒸慢發(fā)，拴下層峽蒸散頑發(fā)量感假定督與下男層蓄媽水量情成正盤比。①②在久眉旱以信后，WLt已很弱小，鑄算出要的翠很小詞，這飯可能悔不符腎合實溜際情深況，遇植物粘根系委仍可霸將深取層水歷分供會給蒸淡散發(fā)賀。工程冰水文游學3.三層軌模型該模怕型把冰流域賺的蓄線水容產量Wm主要分為鵲上、暮下和甩深三晚層，Wm=WUm+WLm+WDm，實包際蓄咽水量抗也相腦應分盡為上智下深斬三層焰，Wt=WUt+WLt+WDt。前百兩層群的蒸司散發(fā)號與二驅層模原型相勸同，役但只險能用際到寧的情矛況，咬這里C是與延深層枕蒸散桂發(fā)有坦關的圍系數怨，根浪據上脅面的博二層走模型喘，可奔以得照到下州式：根據割上面擇公式雄，做未出各傭層蒸馳發(fā)量奇、系囑數C及土唇壤蓄扇水量咱的關明系比胖較，厘進行槍判斷嘴。工程杰水文癢學根據校各層刺蒸散確發(fā)的筍關系耗不同