流域产汇流的计算过程幻灯片.ppt

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 单位线假定降雨在流域内分布均匀。实际上降雨分布是不均匀的。暴雨中心在上游的洪水，汇流路径长，受流域调蓄作用也大，洪水过程较平缓，单位线也平缓，峰低且峰现时间偏后。若暴雨中心在下游则相反。 五、地下径流汇流 （二）包气带土层对下渗水量的再分配作用 下渗到包气带土层的水量，一部分首先被土壤颗粒吸收，成为土壤含水量的增量，一部分以蒸散发的形式逸出地面，返回大气。 包气带达到田间持水量时的蓄水量称为包气带蓄水容量，记为 ，另令 表示降雨开始时包气带的起始蓄水量。则 为包气带的缺水量。 当出现 时，表示降雨结束时包气带达到田间持水量，下渗水量中的 部分在重力作用下成为可以在包气带中自由运动的重力水RG。RG中包括壤中流和地下径流。因此，? 当出现 时，表示降雨结束时包气带的蓄水量 未达到田间持水量，下渗水量I-E全部被包气带土壤吸收，成为包气带蓄水量的增量，因此， （三）蓄满产流和超渗产流 根据水量平衡方程，合并式 ， 得雨末包气带达到田间持水量，包气带的水量平衡方程： 合并式 ， 得雨末包气带未达到田间持水量，包气带的水量平衡方程： 式 表明，只有当包气带达到田间持水量后才产生RG，这种产流方式称为“蓄满产流”。 在式 中，因包气带未达到田间持水量，故不产生RG，这种产流方式称为“超渗产流”。 对某个具体的流域，这两种产流方式是相对的。湿润地区以蓄满产流为主，在长期干旱后，若遇到雨强大于下渗能力的降雨，即使此时包气带未蓄满，也会产生超渗的地面径流。同样，在干旱地区，以超渗产流为主的流域，在多雨