工程水文学第四章刘.ppt

1、作业中的问题3,1、对于计算题，不需要写出详细的计算步骤，只需设计条理清晰的表格，把计算的过程和计算成果在表格中表达清楚。有特殊说明的地方可在表格中添加备注栏。 2、作业中要求划分地面和地下径流，不但要划分径流总量，重点是划分各时段的径流量。即地面和地下径流过程。,第五节 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,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）,一、流域出口断面流量的组成 （1）汇流时间：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（）。 （2）等流时面积：将流域上汇流时间相等的点

2、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、.）。,1,2,3,dF1,dF2,dF3,1,2,3,dF1,dF2,dF3,净雨i(t-),设等流时面积dF1上t-时刻形成净雨i(t-)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()对求偏导，有：,流量成因公式,流域汇流曲线,流域净雨过程,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。,一个时段净雨,二、等流时线法,F1上一个时段时间内的地面净雨h1会在间汇合成流量,该流量于

3、时流到流域出口,一个时段 D t（）时间内的地面净雨h1在流域出口的径流过程,两个时段净雨,2个时段地面净雨h1 、h2在流域出口的地面径流过程,在流域出口的地面径流过程= h1 、h2各自的流量过程相叠加,三个时段净雨,具体计算方法见下表：,COPY RIGHT 扬大陈平,1、计算公式,j=1,2,n,ri：第i时段净雨强度（h/t），mm/h fi：汇流时间（j-1） t和j t两条等流时线之间的面积，km2 qi，i+j-1：在fj上的ri形成的i+j-1时段末出口断面流量，m3/s Qk：第k时段末出口断面的流量， m3/s,等流时线法汇流计算算例：,2、净雨历时与流域汇流时间对Q（t

4、）,（1）当,时，全部流域面积与部分净雨造峰。,（2）当,=,时，全部流域面上的全部净雨造峰。,（3）当,时，部分面积上的全部净雨造峰。,3、等流时线法缺点,（1）降雨分布不均匀问题未考虑； （2）流速变化问题； （3）河槽调蓄问题。,COPY RIGHT 扬大陈平,三、时段单位线法 （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。,时间h,10mm,流量m3/s,t,（二）单位线法计算流域出口洪水过程,

5、h3q1/10,h3q2/10,h3q3/10,h3q4/10,通用计算公式：,Qii时段末流量值； i=1，2，3，l 流量过程线时段数 qi-j+1i-j+1时段末的单位线纵坐标； i-j+1=1，2，3，n 单位线时段数 hjj时段末的净雨深； j=1，2，3，m净雨时段数,(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

6、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：,【例】已知：时段t0=6h的单位线,求：时段t=3h的单位线,解： 由t0=6h的单位线，累加求到t0=6h的S（t）曲线 将S曲线向右平移t=3h得另一曲线S（t-t）, S曲线与S（t-t）曲线各时段末的流量差 S

7、（t）-S(t-t) 组成的流量过程线即为时段t=3h，降雨强度为10/t0的净雨形成的流量过程线。 应用倍比假定，有,转换后的单位线为：,t=t0/2=3h,t0,q（ t，t ）=S（t0）-S（ t0 -t） t0/ t 时段t=3h，净雨量h=10mm形成的流量过程线,已知时段为t0的单位线，求任意时段t的单位线q(t,t)的通用公式,t0原单位线的时段长 S（t）时段长为t0的S曲线纵坐标 S（t- t ）时段错开t小时的S曲线纵坐标 q(t,t)时段为t0的单位线的纵坐标,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。,三.纳希（瞬时）单位线法：,3,（1）,（2）,（3）,（3）,（1）,