工程水文學(xué)-4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算課件

第四章流域的產(chǎn)匯流計(jì)算

在一次降雨中，扣除植物截留、蒸發(fā)、下滲損失后剩余部分稱(chēng)為凈雨量，凈雨量的計(jì)算稱(chēng)為產(chǎn)流計(jì)算。降雨產(chǎn)生的徑流，匯集到河網(wǎng)后，自上游向下游流動(dòng)，最后流經(jīng)出口斷面，其計(jì)算稱(chēng)為匯流計(jì)算。

第四章流域的產(chǎn)匯流計(jì)算在一次降雨中，扣除植物截1

產(chǎn)流方案是根據(jù)流域?qū)崪y(cè)降雨、蒸發(fā)和徑流資料，分析確定降雨量、蒸發(fā)量、土壤含水量和徑流量之間的關(guān)系。

匯流方案是根據(jù)流域降雨和流量資料，推求凈雨和流量過(guò)程線(xiàn)之間的關(guān)系。

產(chǎn)流方案是根據(jù)流域?qū)崪y(cè)降雨、蒸發(fā)和徑流資料，2

根據(jù)產(chǎn)流方案，由降雨量和雨前土壤含水量推出相應(yīng)徑流量，然后根據(jù)匯流方案，推求出流過(guò)程線(xiàn)。本節(jié)專(zhuān)門(mén)討論降雨量、徑流量和流域土壤含水量等的計(jì)算方法。4.2流域降雨徑流要素計(jì)算根據(jù)產(chǎn)流方案，由降雨量和雨前土壤含水量推出3算術(shù)平均法：當(dāng)流域內(nèi)雨量站分布較均勻，地形起伏變化不大時(shí)，可用算術(shù)平均法求得流域上的平均降水量：

4.2.1.1流域平均降雨量式中：P—流域平均降水量，mm;

P1……Pn

—各雨量站同時(shí)期內(nèi)的降水量，mm;

n—測(cè)站數(shù)。

算術(shù)平均法：當(dāng)流域內(nèi)雨量站分布較均勻，地形起伏變化不大時(shí)，可4

泰森多邊形法：當(dāng)流域內(nèi)雨量站分布不太均勻時(shí)，假定流域各處的降水量由距離最近的雨量站代表。設(shè)P1，P2，……，Pn為各站雨量，f1,f2,……,fn為各站所在的部分面積，F(xiàn)為流域面積，則流域平均降水量P可由下式計(jì)算：

式中fi/F表示第i雨量站所代表面積占整個(gè)流域面積的份額，通常稱(chēng)為權(quán)重。求得的流域平均雨深又稱(chēng)為加權(quán)平均雨深。

泰森多邊形法：當(dāng)流域內(nèi)雨量站分布不太均勻時(shí)，假定流域各處5P1P3P2P4某一流域

n個(gè)雨量站P1,P2,…

Pn要求劃分各雨量站權(quán)重面積泰森法劃分雨量站控制面積示意圖

(1)勾繪n-２個(gè)銳角三角形

(2)繪制三角形各邊的垂直平分線(xiàn)

(3)量算n個(gè)雨量站的權(quán)重面積f1,f2,…

fnP1P3P2P4某一流域要求劃分各雨量站權(quán)重面積泰森(1)6等雨量線(xiàn)法：當(dāng)流域上雨量站分布較密時(shí)，可用等雨量線(xiàn)來(lái)計(jì)算流域平均雨量。

式中,fi—兩條等雨量線(xiàn)間的面積；

Pi—fi上的平均雨量。

等雨量線(xiàn)法：當(dāng)流域上雨量站分布較密時(shí)，可用等雨量線(xiàn)來(lái)計(jì)算流7工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件8工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件9

降雨量在時(shí)間上分配是不均勻的，實(shí)際工作中采用時(shí)段雨量說(shuō)明降雨過(guò)程。

以時(shí)段雨量為縱坐標(biāo)，時(shí)段的時(shí)序?yàn)闄M坐標(biāo)繪成時(shí)段雨量直方圖，也稱(chēng)雨量過(guò)程線(xiàn)。用雨量筒人工觀測(cè)的結(jié)果可以直接點(diǎn)繪這種過(guò)程線(xiàn)。

4.2.1.2雨量過(guò)程線(xiàn)

降雨量在時(shí)間上分配是不均勻的，實(shí)際工作中采10

單位時(shí)段的雨量稱(chēng)降雨強(qiáng)度。降雨量過(guò)程線(xiàn)可以轉(zhuǎn)換成雨強(qiáng)過(guò)程線(xiàn)，其縱坐標(biāo)值為i=P/Δt。

以降雨開(kāi)始后雨量累積值為縱坐標(biāo)，相應(yīng)時(shí)間為橫坐標(biāo)點(diǎn)繪的曲線(xiàn)稱(chēng)累積雨量曲線(xiàn)。累積雨量曲線(xiàn)錯(cuò)開(kāi)Δt相減即可得出雨量過(guò)程線(xiàn)。

單位時(shí)段的雨量稱(chēng)降雨強(qiáng)度。降雨量過(guò)程線(xiàn)可以轉(zhuǎn)換成雨強(qiáng)11工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件129012345678910111213141516171819202105010015020025030035040045001020304050607080時(shí)段雨量直方圖與累積雨量過(guò)程線(xiàn)900時(shí)段雨量直方圖與累積雨量過(guò)程線(xiàn)13工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件14

4.2.2徑流量

Q(m3/s)t(h)W4.2.2徑流量

Qt(h)W15徑流深計(jì)算QiQi+1△tQ(m3/s)t(h)Ｑ－流量(m3／s)Ｒ－徑流深(mm)Δt－計(jì)算時(shí)段(h)F－流域面積(km2)QnQ1徑流深計(jì)算QiQi+1△tQt(h)Ｑ－流量(m16

地面徑流退水較快，而地下徑流退水歷時(shí)較長(zhǎng)。實(shí)測(cè)流量過(guò)程線(xiàn)往往是由若干次暴雨所形成的洪水徑流組成。為了研究暴雨與洪水之間的關(guān)系，必須流量過(guò)程線(xiàn)加以分割，可采用退水曲線(xiàn)方法。

地面徑流退水較快，而地下徑流退水歷時(shí)較長(zhǎng)。17

退水曲線(xiàn)是流域蓄水消退曲線(xiàn)，對(duì)同一流域的各次洪水，將若干條流量過(guò)程線(xiàn)的退水部分繪于透明紙上，然后沿時(shí)間軸左右移動(dòng)，使退水線(xiàn)尾部重合，其下包線(xiàn)可作為標(biāo)準(zhǔn)的地下水退水曲線(xiàn)。

退水曲線(xiàn)是流域蓄水消退曲線(xiàn)，對(duì)同一流域的各次洪水，將18Q圖4－5退水曲線(xiàn)圖4－6次洪水過(guò)程線(xiàn)劃分ttRQ圖4－5退水曲線(xiàn)圖4－6次洪水過(guò)程線(xiàn)劃分ttR19實(shí)測(cè)流量過(guò)程示意圖（曲線(xiàn)下方數(shù)字為洪號(hào)）實(shí)測(cè)流量過(guò)程示意圖（曲線(xiàn)下方數(shù)字為洪號(hào)）20流域退水曲線(xiàn)用數(shù)學(xué)公式表示如下：（4-6）式中：Kg為地下退水參數(shù)，可根據(jù)式（4-7）用退水曲線(xiàn)來(lái)計(jì)算。（4-7）流域退水曲線(xiàn)用數(shù)學(xué)公式表示如下：（4-6）式中：Kg為地下退21

地表徑流和地下徑流匯流特性不同，一般還要用斜線(xiàn)分割法分割開(kāi)地面徑流和地下徑流。

斜線(xiàn)分割法：從起漲點(diǎn)Ａ到地面徑流終止點(diǎn)Ｂ繪制直線(xiàn)AB，AB線(xiàn)以上為地面徑流，以下為地下徑流。地表徑流和地下徑流匯流特性不同，一般還要用22地下徑流分割示意圖

A起漲點(diǎn)B地表徑流終止點(diǎn)地表徑流地下徑流NN=0.84F0.2

Q0地下徑流分割示意圖A起漲點(diǎn)B地表徑流終止點(diǎn)地表徑流地下徑流23

地下水面以上土壤空隙不飽和，包含有部分空氣的土壤層稱(chēng)包氣帶或通氣層，它是土壤含水量經(jīng)常發(fā)生變化的土層，由于分子力和毛管力的作用，土壤會(huì)吸附一部分下滲水量。土壤含水量是表示包氣帶土壤濕潤(rùn)程度的物理量。土壤保持水分的最大量稱(chēng)為田間持水量。

4.2.3土壤水地下水面以上土壤空隙不飽和，包含有部分空氣的24通氣層通氣層淺層地下水層淺層地下水層深層地下水層深層地下水層河流不透水層不透水層不透水層通氣層通氣層淺層地下水層淺層地下水層深層地下水層深層地下水層25土壤中的水分，由于蒸發(fā)而逐漸減少，降雨則是其補(bǔ)充來(lái)源。土壤濕度是影響徑流的一個(gè)重要因素。水文學(xué)上一般根據(jù)實(shí)測(cè)降雨，蒸發(fā)和徑流資料，根據(jù)水量平衡原理推求土壤含水量。Wt+1=Wt+Pt-Rt-Et（4－9）

土壤中的水分，由于蒸發(fā)而逐漸減少，降雨則是其補(bǔ)充來(lái)源26

在實(shí)際工作中，Wm是指流域十分干旱情況下，降雨產(chǎn)流過(guò)程的最大損失量，也常稱(chēng)之土壤最大含水量。它包括植物截留、地表填洼，以及滲入包氣帶不能成為徑流的水量。

對(duì)于包氣帶不厚且雨量充沛地區(qū)，Wm值在實(shí)用上可由實(shí)測(cè)雨洪資料推求。其方法是選取久旱不雨后一次降雨量較大且全流域產(chǎn)流的資料，計(jì)算出流域平均雨量P及所產(chǎn)生的徑流量R。由于久旱不雨，可以認(rèn)為Wt=0，故Wm=P-R-E雨（2－5）

在實(shí)際工作中，Wm是指流域十分干旱情況下，降27

流域日蒸發(fā)量E是該日氣象條件（氣溫、日照、濕度、風(fēng)速等）和土壤含水量P的函數(shù)。Em稱(chēng)為土壤最大日蒸發(fā)能力，主要決定于氣象條件，一般流域并無(wú)Em實(shí)測(cè)資料，常采用下式推求

Em=βE水（4－10）

式中，E水－水面蒸發(fā)量，mm;

β－經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。β可根據(jù)實(shí)地試驗(yàn)求得。4.2.3.2流域蒸發(fā)量流域日蒸發(fā)量E是該日氣象條件（氣溫、日照、濕28

假定流域蒸發(fā)量與流域含水量成正比：

E=(Em/Wm)W（4－12）

式中，Em－流域蒸發(fā)能力，mm;

Wm－流域蓄水容量。流域蒸發(fā)量計(jì)算模式：1.一層蒸發(fā)模式假定流域蒸發(fā)量與流域含水量成正比：流域蒸發(fā)量計(jì)算模式：129當(dāng)WU≥Em時(shí)，E=EU=Em(4-13)當(dāng)WU<Em時(shí)，E=EU+ELEU=WU

EL=

(WL/WLm)(Em-EU)(4-14)2.二層蒸發(fā)模式當(dāng)WU≥Em時(shí)，E=EU=Em30假定Et與Pat

成線(xiàn)性關(guān)系，則：

Et/EM=Pat/WM土壤含水量的日消退系數(shù)K綜合反映流域蓄水量因蒸散發(fā)而減少的特性。若t日無(wú)雨，則：Et=Pa,t-Pa,t+1=Pat/WM*EM=Pa,t(1-K)合并同類(lèi)項(xiàng)：（1-EM/WM）=K4.2.3.3前期影響雨量Pa假定Et與Pat成線(xiàn)性關(guān)系，則：土壤含水量的31前期影響雨量Pa,t+1

計(jì)算公式：若t日無(wú)雨，則：Pa,t+1=KPat若t日有雨，但未產(chǎn)流，則：Pa,t+1=K（Pat+Pt）若t日有雨，且產(chǎn)流，則：Pa,t+1=K（Pat+Pt-R）注：為了防止資料誤差和計(jì)算方法引起的土壤含水量大于田間持水量Wm的不合理情況，即當(dāng)Pa,t+1≥Wm時(shí)，Pa,t+1=Wm前期影響雨量Pa,t+1計(jì)算公式：若t日無(wú)雨，則：Pa,t32

遞推公式起始日的Pa是假定的，但起始日從何時(shí)開(kāi)始呢？例如，Pa起始計(jì)算時(shí)間相隔30天，當(dāng)K＝0.90時(shí)K30＝0.04,說(shuō)明最大誤差不到起始誤差的5％。長(zhǎng)時(shí)間無(wú)雨時(shí)，可取起始Pa

值較小些，或令Pa

＝

0。一次大雨后，土壤比較飽和，可取起始Pa＝WM。遞推公式起始日的Pa是假定的，但起始日從何時(shí)開(kāi)始呢33

某流域?qū)贊駶?rùn)地區(qū)，wm=100mm，Em在5月份均值5.6mm/d,6月份為6.8mm/d。推求逐日Pa值。6月25日－27日三天雨量很大，產(chǎn)生較大徑流，土壤達(dá)最大含水量WM，直接取

6月27日

Pa＝100mm

6月28日

Pa＝0.944×(100＋14.7)=108.3>100,取為100mm

6月29日

Pa＝0.944×100＝94.4mm

……

月日P(mm)Em(mm/d)KPa(mm)62560.35.60.94462678.80.94462714.70.9441006280.9441006290.94494.46300.94489.1716.80.93283.27220.20.93277.47321.90.93290.9742.20.932100750.93295.3K6=1-5.6/100=0.944

K7=1-6.8/100=0.932某流域?qū)贊駶?rùn)地區(qū)，wm=100mm，Em在5月份均值5344.3蓄滿(mǎn)產(chǎn)流計(jì)算

4.3.1包氣帶對(duì)降雨的再分配作用

①包氣帶地面對(duì)降雨的再分配作用：

（1）4.3蓄滿(mǎn)產(chǎn)流計(jì)算4.3.1包氣帶對(duì)降雨的再分35包氣帶地面對(duì)降雨的再分配作用

包氣帶地面對(duì)降雨的再分配作用36

②包氣帶土層對(duì)下滲水量的再分配作用：當(dāng)降雨結(jié)束時(shí)包氣帶達(dá)到田間持水量：

當(dāng)降雨結(jié)束時(shí)包氣帶未達(dá)到田間持水量：（2）（3）②包氣帶土層對(duì)下滲水量的再分配作用：（2）（3）37二、自然界中兩種基本的產(chǎn)流模式

（1）+（2）：（1）+（3）：蓄滿(mǎn)產(chǎn)流超滲產(chǎn)流二、自然界中兩種基本的產(chǎn)流模式

（1）+（2）：（138蓄滿(mǎn)產(chǎn)流和超滲產(chǎn)流是兩種基本產(chǎn)流方式。論證一個(gè)流域的產(chǎn)流方式，可以從以下幾方面入手：（1）分析流域出口的流量過(guò)程線(xiàn)形狀；（2）分析流域的氣候、地理及下墊面特征；（3）分析影響次洪產(chǎn)流量的因素。蓄滿(mǎn)產(chǎn)流和超滲產(chǎn)流是兩種基本產(chǎn)流方式。論證一個(gè)流域的產(chǎn)流方39

在降雨過(guò)程中，流域上產(chǎn)生徑流的區(qū)域稱(chēng)為產(chǎn)流區(qū)，其面積稱(chēng)為產(chǎn)流面積，一般以占全流域面積的百分比表示。三、產(chǎn)流面積三、產(chǎn)流面積40蓄滿(mǎn)產(chǎn)流條件下，流域某處是否產(chǎn)流取決于該處的包氣帶是否達(dá)到了田間持水量。若流域某處包氣帶達(dá)到田間持水量，該處就產(chǎn)流，否則不產(chǎn)流。1、蓄滿(mǎn)產(chǎn)流情況下產(chǎn)流面積的變化蓄滿(mǎn)產(chǎn)流條件下，流域某處是否產(chǎn)流取決于該處的包41

流域蓄水容量曲線(xiàn)：縱坐標(biāo)是全流域各點(diǎn)的W’m從小到大排列，橫坐標(biāo)是計(jì)算小于或等于某一W’m值各點(diǎn)的面積之和FR占全流域面積的比重α。流域蓄水容量曲線(xiàn)：縱坐標(biāo)是全流域各點(diǎn)的W’m從小到大排424.3.2蓄滿(mǎn)產(chǎn)流

在濕潤(rùn)地區(qū)，由于雨量充沛，地下水位較高，包氣帶通常不到幾米，其下部經(jīng)常保持在田間持水量，上部則因蒸發(fā)而缺水。汛期包氣帶上部缺水極易為一次降雨所蓄滿(mǎn)。如果每次大雨后，流域平均蓄水量都能達(dá)Wm，則產(chǎn)流量可由降雨量P減去降雨開(kāi)始時(shí)的土壤缺水量(Pa)求得。即雨量補(bǔ)足包氣帶缺水量后，全部形成徑流，這種產(chǎn)流方式叫做蓄滿(mǎn)產(chǎn)流，并可以概括成一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型：

R=P–

(Wm

–W0)

4.3.2蓄滿(mǎn)產(chǎn)流

在濕潤(rùn)地區(qū)，由于雨量充沛，地下43帶包氣潛水PaWm-PaR=Pe-(Wm-Pa)水降RPe帶包潛P(yáng)aWm-PaR=Pe-(Wm-Pa)降RPe44當(dāng)流域蓄水量達(dá)Wm時(shí)的產(chǎn)流狀態(tài)為全流域產(chǎn)流或稱(chēng)全面產(chǎn)流，產(chǎn)流量由上式求得。但有時(shí)降雨量并不能使流域蓄水量達(dá)Wm值。此時(shí)，由于包氣帶各處厚度不一致，各處土壤持水量大小不同，因而在局部地區(qū)也會(huì)產(chǎn)生徑流，這種產(chǎn)流狀態(tài)稱(chēng)之部分產(chǎn)流，然后逐步過(guò)渡到全面產(chǎn)流。

當(dāng)流域蓄水量達(dá)Wm時(shí)的產(chǎn)流狀態(tài)為全流域產(chǎn)流或稱(chēng)全面產(chǎn)流，產(chǎn)流45PaWm-Pa潛水部分面積產(chǎn)流Pa=Wm全面產(chǎn)流PaWm-Pa潛水部分面積產(chǎn)流Pa=Wm全面產(chǎn)流464.3.3.1建立降雨徑流相關(guān)圖（主要的影響因素？）

降雨徑流相關(guān)是在成因分析與統(tǒng)計(jì)相關(guān)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，用每場(chǎng)降雨過(guò)程流域的面平均雨量和相應(yīng)產(chǎn)生的徑流量，以及影響徑流形成的主要因素建立的一種定量的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。4.3.3降雨徑流關(guān)系圖4.3.3.1建立降雨徑流相關(guān)圖（主要的影響因素？）

47工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件48工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件49Pa=020406080100Pa=02040608010050工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件51工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件52工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件53工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件54工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件55工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件56工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件57工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件58工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件59工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件60工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件61工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件62工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件63工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件64工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件65工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件66工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件67工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件68工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件69工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件70

地面徑流和地下徑流匯流的規(guī)律是不相同的。如果由已知雨量P從降雨徑流相關(guān)圖上查得徑流量R后，還需再分成地面和地下兩部分，以便進(jìn)行匯流計(jì)算。

4.3.5總徑流量的劃分地面徑流和地下徑流匯流的規(guī)律是不相同的。如71

當(dāng)流域包氣帶缺水量滿(mǎn)足后，產(chǎn)流R中有一部分按穩(wěn)定下滲率fc下滲，下滲的水量全部形成地下徑流Rg，超過(guò)穩(wěn)定下滲率的部分形成地面徑流Rs（包括壤中流）

。因此一次降雨的總徑量

R＝Rg+Rs當(dāng)流域包氣帶缺水量滿(mǎn)足后，產(chǎn)流R中有一部分按穩(wěn)定72RgRsPR=Rs+RgfcRgRsPR=Rs+Rgfc73工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件74１、fc的分析推求

(見(jiàn)書(shū)上例題）２、fc

的應(yīng)用

１、fc的分析推求(見(jiàn)書(shū)上例題）２、fc的應(yīng)用75????764.4超滲產(chǎn)流計(jì)算4.4.1超滲產(chǎn)流模式

干旱地區(qū)的地下水埋藏很深，包氣帶可達(dá)幾十米甚至上百米，降水不易使這樣厚的包氣帶蓄滿(mǎn)，下滲的水量一般不會(huì)產(chǎn)生地下徑流。只有降水強(qiáng)度超過(guò)下滲率時(shí)才有地面徑流產(chǎn)生。這種產(chǎn)流方式，稱(chēng)為超滲產(chǎn)流。

4.4超滲產(chǎn)流計(jì)算4.4.1超滲產(chǎn)流模式

77超滲產(chǎn)流條件下，流域某處是否產(chǎn)流取決于該處的降雨強(qiáng)度是否大于土壤下滲能力。若流域某處雨強(qiáng)大于下滲能力，該處就產(chǎn)流，否則不產(chǎn)流。超滲產(chǎn)流條件下，流域某處是否產(chǎn)流取決于該處的降78

流域上某點(diǎn)每次降雨的實(shí)際下滲曲線(xiàn)是不同的。原因是降雨強(qiáng)度并非在整個(gè)下滲過(guò)程中均大于下滲率，不能保證充分供水條件；其次是初始土壤含水量不等于0。

解決方法是將下滲率隨歷時(shí)變化的曲線(xiàn)f(t)轉(zhuǎn)換成隨土壤含水量變化的曲線(xiàn)f(W)。因?yàn)閃與f(t)之間滿(mǎn)足

故解此積分可得出f（W），據(jù)此，可逐時(shí)段地由土壤水量W求得相應(yīng)的下滲率f，進(jìn)而求得凈雨量h。

4.4.2下滲曲線(xiàn)法流域上某點(diǎn)每次降雨的實(shí)際下滲曲線(xiàn)是不同的。原因是降雨79ff(W)Wfcf~W關(guān)系曲線(xiàn)4.4.2下滲曲線(xiàn)法ff(W)Wfcf~W關(guān)系曲線(xiàn)4.4.2下滲曲線(xiàn)法80二、初損后損法

下滲曲線(xiàn)法概念比較清楚，但由于降雨和下滲強(qiáng)度的資料很少，實(shí)際應(yīng)用不廣，常用簡(jiǎn)化方法-初損后損法。方法是把實(shí)際下滲過(guò)程簡(jiǎn)化為初損后損兩階段。初損水量是大量產(chǎn)流以前的總損失量，包括植物截留，填洼和下滲水量。后損是流域產(chǎn)流以后的下滲水量，以平均下滲率表示。一次降雨所形成的徑流深Ｒ可用下式表示：

R＝P-Io–ftR-P0

式中,P－次降雨量；Io－初損量；f－平均后滲率；tR－后損歷時(shí)；Po

－后期不產(chǎn)流的雨量。

二、初損后損法

下滲曲線(xiàn)法概念比較清楚，但由于降雨和下81P,fP,ftRR下滲曲線(xiàn)法初損后損法R＝P-Io–ftR–PoIot0t,tRfP,fP,ftRR下滲曲線(xiàn)法初損后損法R＝P-Io821、初損量Ｉ0

的確定

小流域：匯流時(shí)間短，出口斷面的起漲點(diǎn)大體可作為產(chǎn)流開(kāi)始時(shí)刻，因而起漲點(diǎn)以前雨量的累積值可作為初損近似值。

較大流域：考慮到流域內(nèi)各雨量站至出口斷面匯流時(shí)間不等，可分站按不同匯流時(shí)間，定出流量起漲以前的時(shí)刻，并取該時(shí)刻以前各站的累積雨量的平均值或其中的最大值作為流域的初損量Ｉo。

由歷史雨洪資料，把Ｉo與流域相應(yīng)的Ｐa，降雨強(qiáng)度及月份（考慮土地利用的季節(jié)變化等）制成相關(guān)圖備用。

工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件83Pa～月份～I(xiàn)0相關(guān)圖

Pa（mm）I0（mm）

7月

6月

5月

4月

Pa～月份～I(xiàn)0相關(guān)圖Pa（mm）I0（mm）784２、平均下滲率f的計(jì)算

因?yàn)椋篟＝P-I0-ftR-P0所以Ｉo確定后，平均下滲率

式中，t－降雨總歷時(shí)；

to－為初損歷時(shí)；

t’－降雨后期不產(chǎn)流的降雨歷時(shí)。２、平均下滲率f的計(jì)算因?yàn)椋篟＝P-I0-f85工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件86工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件87工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件88工程水文學(xué)---4、產(chǎn)流及匯流計(jì)算ppt課件89

流域上各點(diǎn)的凈雨，經(jīng)過(guò)坡面匯入河網(wǎng)，再由河網(wǎng)流達(dá)出口斷面，總稱(chēng)匯流。從坡面和土壤表層匯入河網(wǎng)的，稱(chēng)為坡面匯流，其歷時(shí)較短，一般只有幾十分鐘至幾小時(shí)；另一部分滲入地下，經(jīng)由地下途徑注入河網(wǎng)的，稱(chēng)為地下匯流，歷時(shí)可長(zhǎng)達(dá)幾天或幾十天。

等流時(shí)線(xiàn)法適用于地表徑流（包括壤中流）的坡面匯流和河網(wǎng)匯流。

4.5流域匯流計(jì)算

流域上各點(diǎn)的凈雨，經(jīng)過(guò)坡面匯入河網(wǎng)，再由河904.5.1等流時(shí)線(xiàn)

等流時(shí)線(xiàn)是在流域上勾繪的一組等值線(xiàn)，每條等值線(xiàn)上各點(diǎn)的水質(zhì)點(diǎn)，將同時(shí)到達(dá)出流斷面。兩條等流時(shí)線(xiàn)間的面積稱(chēng)為等流時(shí)面積，按順序用ω１、ω２、ω３……表示，其匯流時(shí)間分別等于t1＝Δt、t2＝2Δt、t3＝3Δt……。

ω１ω2ω3ω4ω5Δt2Δt3Δt4Δt5Δt4.5.1等流時(shí)線(xiàn)

等流時(shí)線(xiàn)是在流域上勾繪的一組91流域出口斷面流量的計(jì)算

出流斷面在第i時(shí)段出流量是由第一塊面積ω１上的本時(shí)段凈雨，第二塊面積ω２上一時(shí)段凈雨……等所合成的:

式中，ri－第i時(shí)段地面凈雨強(qiáng)度。

流域出口斷面流量的計(jì)算出流斷面在第i時(shí)段出92時(shí)段(h)地面凈雨hs(mm)等流時(shí)面積ω

(km2)部分流量Q(m3/s)h1=5mmh2=28mmh3=44mmh4=3mmQ

(m3/s)(1)(2)(3)(8)(7)(6)(4)(5)033621918121524695284435812013011582602400000027566053381115031133729821315662236489530469334244981633363223177272066088958997455333291147時(shí)段(h)地面凈雨hs(mm)等流時(shí)面積ω(km2)部分流93r036912t528443369181215Q0=0Q1=r1w1=h1w1/△t=5×58÷(3×60×60)×1000=26.8mmQ2=r2w1+r1w2=h2w1/△t+h1w2/△t

=(5×120+28×58)×1000÷(3×60×60)=56+150=206mm………r03691294討論1、降雨分布不均勻問(wèn)題

實(shí)際降雨在流域面上分布可能是不均勻的。如果能求出各等流時(shí)面積上的時(shí)段平均雨量，計(jì)算精度可提高。

2、流速變化問(wèn)題

若流速大小隨流量而變，等流時(shí)面積就不是恒定數(shù)值，使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況存在差別，一般情況是以峰為準(zhǔn)，采用使洪峰流量誤差最小的流速數(shù)值作為繪制等流時(shí)曲線(xiàn)的依據(jù)。

討論953、河槽調(diào)蓄問(wèn)題

按照等流時(shí)線(xiàn)的假定，同一等流時(shí)線(xiàn)上水量同時(shí)到達(dá)出流斷面，但由于各干、支流之間的干擾，漫灘影響，斷面流速分布不均等原因，使這種假定不符合實(shí)際，而是高速質(zhì)點(diǎn)先到，低速質(zhì)點(diǎn)后到，又按假定，各等流時(shí)面積之間沒(méi)有水流交換，只有先后次序之別，實(shí)際上是快速和慢速質(zhì)質(zhì)點(diǎn)互相混雜，嚴(yán)格的面積出流次序是沒(méi)有的。這就是等流時(shí)線(xiàn)未考慮河槽的調(diào)蓄問(wèn)題。因此，等流時(shí)線(xiàn)方法只宜用于小流域，因?yàn)楹硬壅{(diào)蓄作用小。

3、河槽調(diào)蓄問(wèn)題

964.5.2.1基本概念

單位線(xiàn)是流域上單位時(shí)段內(nèi)均勻分布的單位凈雨所形成的流域出口斷面流量過(guò)程線(xiàn)。

單位線(xiàn)的凈雨深（徑流深）一般?。保癿m；單位時(shí)段長(zhǎng)度則依據(jù)流域性質(zhì)而定。根據(jù)單位線(xiàn)定義有

式中，q－單位線(xiàn)縱高，m3／s；

Ｆ－流域面積，km2;

Δt－時(shí)段，h。

4.5.2時(shí)段單位線(xiàn)法4.5.2.1基本概念

單位線(xiàn)是流域上單位時(shí)段內(nèi)97q(m3/s)t(6h)某河某站6h單位線(xiàn)(F=341km2)q(m3/s)t(6h)某河某站6h單位線(xiàn)(F=341km298

流域面積為３４１km2，單位線(xiàn)時(shí)段長(zhǎng)Δt＝6h。單位線(xiàn)包圍的面積即１０mm凈雨所形成的徑流量，因此有:

某河某站6h單位線(xiàn)(F=341km2)流域面積為３４１km2，單位線(xiàn)時(shí)段長(zhǎng)Δt＝6h。單位99單位線(xiàn)使用時(shí)的兩個(gè)假定:

（1）倍比假定：如單位時(shí)段的凈雨量是n個(gè)單位，則所形成地面徑流過(guò)程線(xiàn)的流量為單位線(xiàn)流量的n倍，其歷時(shí)仍與單位線(xiàn)的歷時(shí)相同。（2）迭加假定：如凈雨歷時(shí)是m個(gè)時(shí)段，則各時(shí)段凈雨所形成的徑流過(guò)程線(xiàn)之間互不干擾，出口斷面的流量等于各時(shí)段凈雨量所形成的流量之和。

單位線(xiàn)使用時(shí)的兩個(gè)假定:100單位線(xiàn)推流根據(jù)單位線(xiàn)的定義，只要流域上凈雨分布均勻，不論強(qiáng)度如何變化，均可用單位線(xiàn)推求地面徑流過(guò)程線(xiàn)。

單位線(xiàn)推流101單位線(xiàn)推流單位線(xiàn)推流1024.5.2.2單位線(xiàn)的推求

推求單位線(xiàn)必須根據(jù)出流斷面實(shí)測(cè)流量過(guò)程線(xiàn)來(lái)分析。由于地面徑流與地下徑流匯流特性不同，應(yīng)分離后分別分析各自的單位線(xiàn)。一般，地下徑流過(guò)程比較平緩,對(duì)洪水主體部分影響不大，常采用一些更為簡(jiǎn)化的處理方法，而著重分析地面徑流的單位線(xiàn)。

4.5.2.2單位線(xiàn)的推求

推求單位線(xiàn)必須根據(jù)出103

流域上如恰有一個(gè)時(shí)段地表凈雨所形成的流量過(guò)程線(xiàn)，只要將流量過(guò)程線(xiàn)去除地下水以后得到的地面徑流過(guò)程線(xiàn)縱標(biāo)值，除以?xún)粲炅康膯挝粩?shù)就可得出單位線(xiàn)。

實(shí)際水文資料中，恰有一個(gè)時(shí)段凈雨所形成的流量過(guò)程線(xiàn)一般不多見(jiàn)，需要從多時(shí)段凈雨的洪水資料分析出單位線(xiàn)。常用的方法有分析法與試錯(cuò)法。

流域上如恰有一個(gè)時(shí)段地表凈雨所形成的流量過(guò)程線(xiàn)，只要104

分析法的原理是遞推求解。如地面徑流過(guò)程為Q1,Q2,Q3…，單位線(xiàn)的縱坐標(biāo)值為q1,q2,q3……，時(shí)段凈雨量為h1,h2,h3……。根據(jù)倍比與迭加假定，可得

分析法的原理是遞推求解。如105某站12小時(shí)單位線(xiàn)推求（分析法）某站12小時(shí)單位線(xiàn)推求（分析法）106將h1