工程水文学第四章2.ppt

第六节 流域汇流分析与计算 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 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、...）。 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。 通用计算公式： (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。 不同时段单位线的转化换 需要转换的情况： a 应用单位线求流量过程线时，净雨时段与单位线时段不统一。 b在对不同流域的单位线进行地区综合时，各流域的单位线也要统一时段。 常采用s曲线进行单位线的时段转换 S曲线的概念 假定流域上净雨持续不断，且每一时段净雨均为一个单位，在流域出口断面形成的流量过程线，称为 S 曲线。 应用S曲线求不同时段的单位线的实例： ③ S曲线与S（t-Δt）曲线各时段末的流量差 S（t）-S(t-Δt) 组成的流量过程线即为时段Δt=3h，降雨强度为10/Δt0的净雨形成的流量过程线。 ④应用倍比假定，有 已知时段为Δt0的单位线，求任意时段Δt的单位线q(Δt,t)的通用公式 单位线的应用 已根据多次实测雨洪资料确定出该流域实用的单位线，当流域内降了一场雨后，先采用产流计算方法推求出净雨过程，再用单位线推求出流过程。 （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。 3 课堂作业： 某流域的流域面积F=412.2km2，已分析得1997年6月一次暴雨洪水的地面径流过程及地面流量过程见下表： (1)分析该流域3h10mm净雨单位线； (2)将3h10mm单位线转换为6h10mm单位线。 Δt=Δt0/2=3h Δt0 q（ Δt，t ）=[S（Δt0）-S（ Δt0 -Δt）] Δt0/ Δt 时段Δt=3h，净雨量h=10mm形成的流量过程线 Δt0——原单位线的时段长 S（t）——时段长为Δt0的S曲线纵坐标 S（t- Δt ）——时段错开Δt小时的S曲线纵坐标 q(Δt,t)——时段为Δt0的单位线的纵坐标 三.纳希（瞬时）单位线法： （1） （2） （3） （3） （1） 将（1）式代入（3）式得 6 18 净雨h（mm） 0 32 150 240 290 186 18 0 Q(t) m3/s 7 6 5 4 3 2 1 0 时段Δt=3h * * 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 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 F1上Δτ时