工程水文学第四章流域产汇流分析.ppt

三、地面地下径流的划分Partition of total runoff 分析：总径流量R的划分指区分地表径流Rs和地下径流Rg。在蓄满产流的模式中，只有当产流面积上的土层的含水量达田间持水量Wm时，才会产生径流量R。由于此时土层的含水量很高，故可认为入渗率达到稳定入渗率fc ，因此，进入土层的降雨以稳定入渗率fc 的速度形成地下径流。 可见，地下径流量取决于产流面积大小(α=f /F )、降雨强度i 与稳定入渗率fc 的相对关系。 地面径流 (1) (2) 推求流域的稳定下渗率 若已知流域一场降雨各时段Δt的径流R和地下径流Rg，则可由（2）式推求该场雨的稳定下渗率fc，常用试算的方法求出。 试算方法为：假定一个fc带入（2）式，计算出一个Rg，与给定Rg值比较。 实际工作中，常会遇到各场洪水的fc 变化较大，这主要是流域降雨很不均匀和出现时间不一致造成的。 第四节 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。 第四节 超渗产流的分析与计算 用实测的雨强过程i~t,扣除下渗过程fp~他，即可得产流量过程R~t。 一、下渗曲线法 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 由水量平衡原理得： I0——初损；t0——初损历时； ts——产流历时； ——后损中的非超渗雨。 二.初损后损法计算地面净雨过程 （一）基本原理 将下渗损失过程简化为初损和后损两个阶段 初损：产流前降雨量全部损失I0（i≤f），包括植物截流、填 洼等，历时t0 后损：产流后的损失， 为平均下渗能力。 ①产流历时 tR内i﹥f，取f = ，地面净雨强度为I- ，产生地面净雨深Rs ②i≦f ，Rs=0，按i下渗 （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 b).建立 相关图法 * \\\ 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 三、前期影响雨量 1.反映全流域前期土壤湿润状况的指标 ①雨前流域的蓄水量W0（应用水量平衡法计算） ②流域出口径流过程线的起涨点相应的流量（起涨流量Q’) ③前期影响雨量Pa （一）前期影响雨量Pa的计算公式 如果第t日内有降雨Pt，但未产流，则 如果第t日内有降雨Pt并产生径流Rt，则 注意：Pa≤WM，若计算出PaWM，则取Pa=WM。 （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 流域实际蓄水量在0～WM之间变化。 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： 又： 代入： 得： EM为流域蒸发能力， 可用E601观测器观测的水面蒸发值作为近似值 第三节 蓄满产流的计算 蓄满产