工程水文学_宋星原_第七章流域产汇流计算.pptVIP

第七章 流域产汇流计算 第二章对径流的形成过程作了定性的描述，本章从定量的角度阐述降雨形成径流的原理和计算方法，它是以后学习由暴雨资料推求设计洪水、降雨径流预报等内容的基础。 第一节 产汇流计算基本资料的整理分析 实测暴雨资料、径流和蒸发资料等 一、降雨资料的整理 降雨时程变化的表示方法： 流域平均雨量计算： 1. 算术平均法 条件：流域内雨量站分布较均匀、地形起伏变化不大。 2. 垂直平分法（泰森多边形法） 条件：流域雨量站分布不太均匀，为了更好地反映各站在计算流域平均雨量中的作用。 假设：流域各处的雨量可由与其距离最近的雨量站代表。 3. 等雨量线法 条件：当流域地形变化较大，而雨量站分布较密，能结合地形变化绘制等雨量线时。 二、径流量计算 3. 径流量的计算 黄色的面积（ABCDFA）： 4. 水源的划分——斜线分割法 上面从洪水过程中割除了基流和前期洪水的退水部分，得到本次洪水的径流过程。 三、前期影响雨量 降雨开始时， 流域土壤的干湿程度（即土壤的含水量大小）是影响降雨形成径流过程的一个主要因素。 如何来表示流域的土壤含水量？ 前期影响雨量Pa、流域的蓄水量W （一）前期影响雨量Pa的计算公式 （二）流域最大蓄水量WM和消退系数K 1.流域最大蓄水量WM——流域蓄水容量 田间持水量与调萎系数的差值 2. 消退系数K 消退系数综合反映流域蓄水量因流域蒸散发而减少的特性。 流域蒸散发取决于： 1）流域蒸散发能力EM； 2）流域供水条件，即流域蓄水量W、WM; 第t日的流域蒸发量： 若第t日无雨，则该日流域前期影响雨量的减少全部转化为流域蒸散发，故： 在我国湿润和半湿润地区最常用的是P～Pa～R三变量相关图 降雨相关图的规律： 1）P相同，Pa越大，损失越小，R越大，故Pa等值线的数值自左向右增大。 2）Pa相同时，P越大，损失相对于P越小，径流系数越大，P～R线的坡度随P的增大而减缓，但不应小于45°。 降雨径流相关图也可简化为P + Pa ～ R 关系 某水文站实测有1938年至1992年最大洪峰流量资料，其中最大的五年洪峰流量依次为28400m3/s，13200m3/s，9850 m3/s，8560 m3/s，8450 m3/s。另外，调查到1927年发生一次洪峰为32000 m3/s是1856年以来最大一次洪水，1856年至1938年间其余洪水的洪峰流量均在15000 m3/s以下，试用统一样本法计算上述六项洪峰流量的经验频率。 某流域最大土壤蓄水量WM=100mm，流域蓄水的日消退系数k = 0.8，试根据下表数据计算5月16日～19日各日的前期影响雨量Pa值。 二、蓄满产流的产流量计算——降雨总径流相关图法 蓄满产流：赵人俊等人提出，包括用P～W0 ～R关系计算净雨过程，确定稳定下渗率和划分地面、地下净雨的方法。该法现已成为我国湿润地区产流计算的一种重要方法。 （一）概述 “蓄满产流”是指包气带土壤含水量达到田间持水量之前不产流，这时称为“未蓄满”，此前的降雨全部被土壤吸收，补充包气带缺水量。 包气带土壤含水量达到田间持水量时，称“蓄满”，蓄满后开始产流，此后的降雨扣除雨期蒸散发后全部形成净雨。 因为只有在蓄满的地方才产流，所以产流期的下渗为稳定下渗率fc。 （二）蓄满产流的产流量计算 蓄满产流以满足包气带缺水量为产流控制条件。 就流域中某点而言，蓄满前的降雨不产流，净雨量为零；蓄满后才产流，产流量（总净雨量）可以很简单地用下面的水量平衡方程计算： （三）地面地下径流（净雨）的划分 上面求的是总径流R，包括地面径流RS和地下径流RG，需要划分开，以便分别进行汇流计算。 蓄满产流是在包气带蓄满后才产流，此时的下渗率为稳定下渗率fc。当雨强ifc时，（i-fc）形成地面径流，fc形成地下径流。 对于一场降雨，产生的地下径流总量为： 上式表明只要知道流域的fc，就可以把时段产流量划分为地面、地下两部分。 推求fc可以利用实测的降雨径流资料，计算本次降雨的径流过程，并分割出相应降雨过程的地面和地下径流过程，加上相应的蒸散发过程，由上式反推. 三、超渗产流的产流量计算 （一）概述 在干旱半干旱地区，地下水埋藏很深，流域的包气带很厚，缺水量大，降雨过程中的下渗的水量不易使整个包气带达到田间持水量，所以不产生地下径流，并且只有当降雨强度大