流域产汇流计算教学课件

PrinciplesofhydrologyandHydrologicalSurvey第四章流域产汇流计算主要内容·41降雨要素计算4.2流域产流分析43产流计算44流域汇流计算第一芹降丽径流要素计算☆一、概述:(降雨形成径流的原理和计算方法,是工程水文学中最基本概念和方法之一,也是学习暴雨资料推求设计洪水,降雨径流预报,流域水文模型等内容的基础。)流域内降雨形成流域出口断面的径流过程分为两个阶段:1、降雨经植物截留、下渗、填洼等损失过程。降雨扣除这些损失后,剩余的部分称为净雨。降雨转化为净雨的过程称为产流过程,净雨量(径流量)的计算称为产流计算。2、净雨沿地面和地下汇入河网,并经过河网汇集形成流域出口断面的过程,称为流域汇流过程,与之相应的计算称为汇流计算。二者合称流域产汇流计算、雨量(见前面章节)三、径流量计算次洪水流量过程除包括本次洪水所形成的地面径流、表层流径流和地下径流外,往往还包括前期洪水尚未退完的部分水量及非本次降雨补给的深层地下径流。因此,计算时,需要把后两项从洪水过程线中分割出1、径流过程线分析2、流量过程线的分割目的:割去非本次降雨形成的径流、将本次洪水径流总量划分为不同的水源分割方法:取历年最枯流量的平均值或本年汛期前最枯流量用水平线分22D图4-6流量过程线分割示意图流量过程线的分割及不同水源的划分常采用退水曲线。退水曲线是流域蓄水量的消退过程线。流域退水曲线可用下式来描述Q(=2(O)e式中:Q(t)t时刻流量;Q(0t=0时刻流量K地下水退水参数或地下水蓄水常数,具有时间因子。K2大表示地下水退水慢,反之则快K2确定Q(+△)=Q(0ek:=Q()elnQ()-lnQ(t+△t)3、径流量计算R36∑Q△tF次洪径流Q每隔一个△t流量值△t—计算时段F流域面积4、水源的划分不同的水源,其退水规律是不一样的。地面径流消退快,先退尽,表层径流次之,浅层地下径流消退慢,后退尽,深层地下径流小而稳定。地表径流和地下径流具有不同的汇流特性所以求得次径流总量之后,还需划分地表径流和地下径流。最简便的方法是斜线分割法●也可以用经验公式来确定出洪峰流量出现时刻至地表径流终止点的时距N(日数)就可以定出B点N=084x021BD图4-8地下径流分割示意图四、前期影响雨量土壤含水量的实测资料很少,因此水文学上用间接的方法来表示流域的土壤含水量。目前,常用的方法有两种,一种是前期影响雨量P,另种是流域的蓄水量W。1、前期影响雨量Pa的计算公式如果流域内前后两天无雨,前KP期影响雨量的定义为t,t+1如果第日内有P,但产流![=KP+P如果第日内有降;#产[P=k(,+P一第t日的前期影响雨量第t+1日的前期影响雨量K——土壤含水量的日消退系数或折减系数。在应用上述公式计算时,P值不应大于流域最大蓄水量W,所以计算出的值大于W时,取啊作为该日的值流域最大蓄水量W和消退系数K流域最大蓄水量又称为流域蓄水容量,包括植物截留、填洼以及包气带或影响土层的蓄水容量,相当于田间持水量与凋萎系数的差值。W是流域综合平均指标,一般用实测雨洪资料分析确定。若久早无雨P≈0WM=P-R-E流域的最大蓄水量是反映该流域蓄水能力。消退系数消退系数K综合反映流域蓄水量因流域蒸散发而减少的特性,因此,可以直接用水文气象资料分析确定。假定流域蒸散发E与流域蓄水量W成正比。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P.x1=(1-K)PP流域产汇流课堂练习(2)某流域经分析W=100mm,6、7月平均E分别为5mm/d和68mm/d。试计算表中6月25日~7月5日的逐日P值。月日P(mm)耿mm/dKPa2560.3788271475.628920.2234521.96822第二节流域产流分析产流:是指流域各种径流成分的生成过程,其实质是水分在下垫面垂直运行中,在各种因素综合作用下的发展过程,也是流域下垫面(包括地面和包气带)对降雨的再分配过程包气带对降雨的再分配作用1、包气带地面对降雨的再分配的作用对一场总降雨量P的降雨过程来说,下渗到包气带土层中的水量为∫f+∫而形成的地面径流为∫(-fdt根据水量平衡原理,显然有:/+R2、包气带土层对下渗水量的再分配作用渗入土壤中那部分水量,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E的形式逸出地面,返回大气当包气带达到田间持水量,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RGIE≥WI=