参考学习资料 能源 第4章 流域产流与汇流计算21.ppt

在我国湿润和半湿润地区最常用的是P～Pa～R三变量相关图。在干旱、半干旱地区，一次降雨所形成的径流量除受前期影响雨量Pa的影响外，还明显地受降雨历时的影响。在这种情况下，可以建立P～Pa～T～R四变数相关图。第4章流域产流与汇流计算内容回顾流域平均降雨量计算径流量划分径流量计算水源划分土壤含水量计算蒸发量计算前期影响雨量计算“蓄满产流”是指包气带土壤含水量达到田间持水量时，称“蓄满”，蓄满后开始产流，此后的降雨扣除雨期蒸散发后全部形成净雨。这种产流模式称为蓄满产流。只有在蓄满的地方才产流，所以产流期的下渗为稳定下渗率fc。下渗的雨量形成地下径流，超渗的雨量成为地面径流。田间持水量：土层中最大毛管悬着水量，当土壤含水量超过这一值时，过剩水分以重力形式下渗。4.3蓄满产流计算4.3.1蓄满产流模式蓄满产流以满足包气带缺水量为产流控制条件。就流域中某点而言，蓄满前的降雨不产流，蓄满后才产流，产流量（总净雨量）可以用水量平衡方程计算：上式只适用于包气带各点蓄水容量相同的流域，或用于雨后全流域蓄满的情况。由于流域上不同的点，蓄满有早有晚，产流有先有后，所以还要考虑降雨开始时流域的蓄水分布情况（即流域蓄水容量分布曲线）。当流域部分面积包气带的缺水量得到满足并开始产生径流，称为部分产流。随降雨的继续，蓄满产流面积逐渐增加，最后达到全流域蓄满产流，称为全面产流。4.3蓄满产流计算4.3.2降雨径流相关图湿润地区R(mm)降雨相关图的规律：1）P相同，Pa越大，损失越小，R越大，故Pa等值线的数值自左向右增大。2）Pa相同时，P越大，损失相对于P越小，径流系数越大，P～R线的坡度随P的增大而减缓，但不应小于45°。3）相关图的上段表现为一组平行等距离45°直线。当实测的P、R、W0点据较少时，降雨径流相关图也可简化为P+W0～R关系。当流域径流资料不充分或分析困难时，可用Pa代替W0。注意的问题：建立经验相关图必须有足够的实测资料；如本地区没有实测的暴雨洪水资料，可采用邻近地区的降雨径流相关图来估算降雨的产流量。两时段降雨：P1=49mmP2=81mm降雨开始时：Pa=60mm由P1=49mm,查得R1=20.0mm。（49mm)由P1+P2=130mm,查得R1+R2=80.0mm。(130mm)则第二时段净雨为R2=80-20=60mm【例4-1】湿润地区湿润地区R(mm)流域部分产流主要是因为流域各处蓄水容量不同所致。如果将流域内各点的蓄水容量从小到大排列，并计算小于某一蓄水容量W′m的面积占流域面积的比重α，便可绘出W′m～α关系曲线，称为流域蓄水容量曲线。01α(dF1+dF1+…dFn)/FdF1+dF1+…dFndFnW’mn….(dF1+dF2)/FdF1+dF2dF2W’m2dF1/FdF1dF1W’m1α=W’mj面积微元面积W’m(小到大)W’m2W’m1W’m3W’m4W’m5W’m6W’m7W’m84.3蓄满产流计算4.3.3蓄满产流模型多数地区经验表明：蓄水容量曲线可以用B次抛物线来表示,即:B——反映流域内蓄水容量不均匀性的参数，一般取0.2～0.4，01Af/F图4-12a流域蓄水容量曲线如果A+P＜W′mm，为部分产流，如图4-12（b）,由P减去降雨损失△W得出产流量。如果A+P≥W′mm，为全面产流，按式（4-21）计算产流量。综上所述，已知流域降雨量P和初始土壤含水量W0时，蓄满产流模型的产流计算公式可归纳为：W′mW′mmf/FAPdR1△WW0图4-12b流域蓄水容量曲线上面求的是总径流R，包括地面径流RS和地下径流Rg，需要划分开，以便分别进行汇流计算根据蓄满产流模型，只有当包气带蓄满后才产流，此时的下渗率为稳定下渗率fc。当雨强ifc时，（i-fc）形成地面径流，fc形成地下径流。设Δt时段内流域的降雨量为P，蒸散发量为E，产流面积为FR，只有在产流面积上才发生稳定下渗。总径流量地下径流量产流面积与径流系数相等4.3蓄满产流计算4.3.4水源划分（地面和地下净雨的划分）根据稳定下渗率fc和产流面积比α，可将各时段净雨划分为地面净雨hs和地下净雨hg两部分。知道流域的稳定下渗率fc，就可以把时段产流量划分为地面径流和地下径流两部分。稳定下渗率fc的推求方法：可以利用实测的降雨径流资料，利用上