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第1页/共28页流域产流预报第2页/共28页第3页/共28页本章内容第1节 概述 第2节 产流机制分析 第3节 流域蒸散发量计算 第4节 实测径流分析 第5节 前期雨量指数模型 第6节 蓄满产流模型 第7节 超渗产流模型 第8节 混合产流第4页/共28页第1节 概述从定量上研究降雨形成径流的原理和计算方法，包括流域的产流计算和汇流计算。产流计算：研究流域上降雨扣除植物截留、填洼、蒸发、下渗等损失，形成净雨量（包括坡面流、壤中流和基流）的计算方法；汇流计算：研究净雨沿地面和地下汇入河网，并沿河网汇集形成流域出口断面径流。第5页/共28页流域产流量计算闭合流域流域水量平衡原理非闭合流域第1节 概述第6页/共28页非闭合流域水量平衡水量平衡方程式：R=P-E-WP-WS- ΔW±R交± R引± R其他 In: P(降水)Out: E(流域蒸散发量) WP(植物截留量) WS(地面坑洼储水量) ΔW土壤蓄水量变化 R(径流量) R引(跨流域引水量，引入为正，引出为负) R交(流域不闭合径流交换量) R其他(其他因素引起的水量增减)一般植被条件：10mm发育完好的森林：次洪降雨量的15%~25%中等或平缓山坡：5~15mm耕地：10~40mm平整的土表面：10mmRt=Pt-Et+Wt-Wt+1 第7页/共28页t－t时刻=0R=P-E-WP-WS- ΔW±R交± R引± R其他 闭合流域水量平衡水量平衡方程式：无大的跨流域引水工程：R引=0无大的其他影响流域蓄水量增减的因素：R其他=0将冠层截留、填洼与土壤蓄水合并Wt,Wt+1分别为t时刻和t+1时刻土壤蓄水量第8页/共28页Rt=Pt-Et+Wt-Wt+1 t－t时刻？已知：降雨量Pt和初始土壤含水量Wt需要：蒸发计算模式计算Et建立Pt~Rt关系，利用Pt推求Rt与流域产流机制有关第9页/共28页第2节 产流机制分析流域植被分布、土壤质地和类型等空间变异性很大，使得尽管对单个水文过程（降雨、入渗、饱和及非饱和土壤水分运动等）研究相对比较成熟，但如何把这些理论加以综合来解释流域产流机制的理论尚未取得令人满意的结果。根据流域的自然地理和气候特征，对复杂的流域产流物理过程进行必要的概化描述，是建立数学模型的前提。第10页/共28页流域产流过程就是水分经过流域下垫面（包括地面和包气带）作用之后对降水的再分配的过程。因此，不同的下垫面条件对应不同的流域产流机制，从而进一步影响到整个流域径流发展的过程也不相同。超渗产流蓄满产流第11页/共28页 蓄满产流：包气带土壤含水量达到田间持水量（蓄水容量,Wm）的产流情况。当土壤蓄满后，降雨入渗到土壤中的部分将形成地下径流（Rg）；降雨超过入渗强度（fc）的部分形成地表径流（Rs）。 总径流量：R=Rg+Rs。 水量平衡平衡方程： R=P-E-(Wm-W0)s 未达到饱和 饱和超渗产流是指降雨强度过大，导致降雨强度超过下渗率，未渗入土壤的水量, 便形成地表径流的产流过程。 总径流量：R=Rs。 水量平衡平衡方程： R=P-E-(We-W0)思考：两者的差异地下径流雨强/雨量第12页/共28页产流机制论证方法流量过程线分析气候、地理和下垫面特征分析第13页/共28页定量描述洪水过程线的对称性－形状不对称系数CSCs—不对称系数Cs=-0.0099qt—比例过程线的纵坐标tB—过程线重心的时间t—时间Cs=0.7第14页/共28页长年干旱、蒸发量大、土壤缺水量大－超渗产流长江以南地区：年降雨量1000mm，径流系数0.4—蓄满产流气候湿润地区，土壤缺水量少－蓄满产流西北干旱地区：年降雨量400mm，径流系数0.2—超渗产流中国其他地区：年降雨量400~1000mm，径流系数0.2~0.4—混合产流区（需综合分析）气候、地理和下垫面特征分析植被差、土壤颗粒细、地下水埋深大－超渗产流下垫面土壤颗粒大、质地疏松、植被好、地下水埋深浅－蓄满产流第15页/共28页综合分析编号对比分析内容蓄满产流超渗产流1多年平均降雨量1000mm400mm2多年平均径流系数0.40.23流量过程线不对称系数大小4降雨强度小大5影响产流因素初始土湿和降雨量初始土湿和降雨强度6表层土质结构疏松、不易超渗密实、易超渗7缺水量小、易蓄满大、不易蓄满8地下径流比例大比例小9产流与降雨特征关系与降雨量关系密切与降雨强度关系密切统计学第16页/共28页r2=104r2=0.98r2=0.632r2=0.234不同流域产流机制是什么？？第17页/共28页第三节 流域蒸散发量计算蒸散发是水分消耗的重要形式，相对于其他水文变量（如降雨、径流、土壤水分等），其准确测定相对困难。在这一节系统介绍蒸散发计算模型及测定方法的必威体育精装版进展。第18页/共28页基本概念蒸 发：水分子从物体表