《工程水文学》流域产汇流计算.ppt

已知△t=6h，RG=38.1mm（由流量过程线分割得到） 先假设fc=2.0mm/h，有： 再设fc=1.6mm/h，有： 与38.1mm相近，因此，确定该场洪水的fc=1.6mm/h。 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于下渗强度时才产生地面径流，这种产流方式称为超渗产流。关键是确定流域下渗的变化规律。 初渗阶段，降雨全部损失，不产流。 i0f, i0 初损。 不稳定下渗和稳定下渗阶段， if，产流R if，下渗损失 后损 （二）超渗产流的产流量计算 初损后损法 1. 降雨初期到出现超渗产流，这一阶段称为初损阶段，历时为t0。降雨全部损失I0。 2.产流以后的降雨期为后损阶段，损失减小。损失按f来计算。 ftR + P’ 平均下渗能力f t0 t0 tr t’ I0 P’ ftR (1) 初损量I0的确定： 对于小流域，径流过程的起涨点以前的累积雨量可以作为初损的近似值。 对于大流域则要考虑流域内各雨量站至流域出口断面汇流时间不同的问题。分别确定各自的产流开始时刻，再确定初损。 平均下渗能力f t0 t0 tr t’ I0 P’ ftR (2) 平均后损率f 一次降雨形成的径流深R: 因此： 平均下渗能力f t0 t0 tr t’ I0 P’ ftR 第四节 流域汇流计算 降落在流域上的雨水，从流域各处向流域出口断面汇集的过程，称为流域汇流。 流域汇流 坡地汇流 河网汇流 地面径流 壤中流 地下径流 直接径流汇流 （地面径流） 降雨P(t) 蒸发E(t) 产流计算 净雨R(t) 汇流计算 流域出口断面 径流过程Q(t) 数量上相等 一、流域出口断面流量的组成 流域各点的地面净雨流达出口断面所经历的时间，称为汇流时间（τ）。 将流域上汇流时间相等的点子连成一条曲线，就是等流时线。两条相邻等流时线间的面积称为等流时面积（F1、F2、F3、...）。 1τ 2τ 3τ dF1 dF2 dF3 1τ 2τ 3τ dF1 dF2 dF3 净雨i(t-τ) 设等流时面积dF1上t-τ时刻形成净雨i(t-τ)正好在t时刻到达流域出口断面，所形成的出口断面流量为: 而流域出口断面t时刻的流量Q(t)，是所有等流时面积上在t时刻到达出口断面的流量之和： dF(τ)对τ求偏导，有： 流量成因公式 流域汇流曲线 流域净雨过程 流域汇流曲线u(t)：等流时线、单位线、瞬时单位线、地貌单位线等。 二、单位线 （一）单位线基本概念 在给定的流域下，单位时段内均匀分布的单位地面（直接）净雨 量，在流域出口断面形成的地面（直接）径流过程线，称为单位线。 单位净雨量（径流深）一般取为10mm。单位时段△t可取1、3、6、12、24h等等，依流域大小而定。 时间h 10mm 流量m3/s △t 时间h 10mm 流量m3/s △t 倍比假定：如果单位时段内的净雨不是一个单位而是k个单位，则形成的流量过程是单位线纵坐标的k倍。 时间h 19.7mm 流量m3/s △t Qm Qm Qm×19.7/10 Q×19.7/10 Q k 叠加假定：如果净雨不是一个时段而是m个时段，则形成的流量过程是各时段净雨形成的部分流量过程错开相加。 时间h 流量m3/s Q1 Q2 Q3 Q1+ Q2 + Q2 0 0 0 0 叠加假定 倍比假定 (三）单位线时段转换 单位线应用时，往往因实际降雨历时和已知单位线的时段长不相符合，不能任意移用； 在对不同流域的单位线进行地区综合时，各流域的单位线也应取相同的时段长才能综合。 例如，降雨记录只有四段制的，即每6小时观测一次，由此可分析得6h单位线，但实际上则需3h的单位线，就要将6小时单位线转换为3小时单位线。最常用的方法是S曲线法。 S(t)-S(t-△t)是△t时段净雨强度为 10/△t0的净雨形成的地面径流过程线（h=5mm），根据倍比假定，则有： 44×1.97 44 ×0.9 44 ×0.7 （五）单位线存在的问题及处理方法 1. 洪水大小的影响 大洪水，流速大，汇流较快，单位线尖瘦，峰高且峰现时间早。小洪水则相反。 2. 暴雨中心位置的影响 单位线假定降雨