工程水文学第四章刘1ppt课件

1、第四章第四章流域产汇流分析流域产汇流分析降雨降雨P(t)蒸发蒸发E(t)产流计算产流计算净雨净雨R(t)汇流计算汇流计算流域出口断面流域出口断面径流过程径流过程Q(t)数量上相等数量上相等图图4.1根本思绪根本思绪:先从实践降雨径流资料出发，分析产流或汇流的规先从实践降雨径流资料出发，分析产流或汇流的规律；然后，用于设计条件时，那么可由设计暴雨推求设计洪律；然后，用于设计条件时，那么可由设计暴雨推求设计洪水，用于预告时，那么由实践暴雨预告洪水。水，用于预告时，那么由实践暴雨预告洪水。 注：其纵坐标左为时段内降雨量实践为降雨强度，注：其纵坐标左为时段内降雨量实践为降雨强度， 横坐标为时序，通常以

2、直方图或曲线表示。横坐标为时序，通常以直方图或曲线表示。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 th注：注：其横坐标为时序；其横坐标为时序；纵坐标为降雨开场到纵坐标为降雨开场到各时辰的降雨量的累积值。各时辰的降雨量的累积值。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 th阐明：阐明： 根据一场降根据一场降雨过程的记录统计雨过程的记录统计其不其不 同历时内最大同历时内最大平均平均 降雨强度，以降雨强度，以其为其为 纵坐标，以历纵坐标，以历时为时为 横坐标，由大横坐标，由大至小绘成的变化曲至小绘成的变化曲线。它的变化规律线。它的变化规律是

3、雨强与历时长短是雨强与历时长短成反比。成反比。时间h降雨强度过程线niinPnnPPPP1211.niiinnFfPFfPfPfPP12211.niiifPFP11 该方法能思索流域地形的变化绘制等雨量线，比较好该方法能思索流域地形的变化绘制等雨量线，比较好地反映了降雨在流域上的变化，精度较高。地反映了降雨在流域上的变化，精度较高。 但是绘制等雨量线需求较多站点的资料，且每次都但是绘制等雨量线需求较多站点的资料，且每次都要重绘，任务量大。要重绘，任务量大。等值线法的优点：等值线法的优点：求流域平均降水量精度较高，适宜于地形变化求流域平均降水量精度较高，适宜于地形变化显著的流域；显著的流域；能反

4、映出降雨量在空间的实践分布情况。能反映出降雨量在空间的实践分布情况。 等直线法的缺乏：等直线法的缺乏：绘制等雨量线需较多站点雨量资料；不同时段的绘制等雨量线需较多站点雨量资料；不同时段的等值线图需重绘，任务量大。等值线图需重绘，任务量大。一次洪水流量过程一次洪水流量过程地面径流地面径流表层流径流表层流径流地下径流地下径流前期洪水未退完的部分水量前期洪水未退完的部分水量非本次降雨补给的深层地下径流非本次降雨补给的深层地下径流本次洪水构成本次洪水构成割除割除AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深层地下径流基流深层地下径流基流前期前期洪水洪水未退未退完的完的部分部分本次降雨构成的径流过程本次降雨

5、构成的径流过程图图4.10AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)深层地下径流基流深层地下径流基流前期前期洪水洪水未退未退完的完的部分部分本次降雨构成的径流过程本次降雨构成的径流过程FCDCDDCDD的面积与的面积与AEFAEF大约相等，大约相等，ABCDFAABCCDFEAABCDFAABCCDFEAFtQR6 . 3ac地面地下径流分割线地面地下径流分割线四水源划分20840.F.N ERPWM流域实践蓄水量在流域实践蓄水量在0WM之间变化。之间变化。1 1、定义：降雨开场时，、定义：降雨开场时， 流域土壤的干湿程度即流域土壤的干湿程度即 土壤的含水量大小，即前期影响雨量土壤的含水量大小，即

6、前期影响雨量PaPa。 3 3、作用：是影响降雨构成径流过程的一个主要、作用：是影响降雨构成径流过程的一个主要 要素。降雨开场前，土壤中的水份要素。降雨开场前，土壤中的水份越多，越多， 下渗进土壤中的水分就少，产流量下渗进土壤中的水分就少，产流量就越大。就越大。 2 2、表示：前期影响雨量、表示：前期影响雨量PaPa，单位：，单位：mmmm。土壤土壤包气带包气带土壤孔土壤孔隙含水隙含水PaCOPY RIGHT 扬大陈平扬大陈平tataKPP,1,2假设第假设第t日内有降雨日内有降雨Pt，但未产流，那，但未产流，那么：么：)(,1,ttataPPKP3假设第假设第t日内有降雨日内有降雨Pt并产生

7、径流并产生径流Rt，那么：，那么：)(,1,tttataRPPKP留意：留意：PaWm，假设计算出，假设计算出PaWm，那么取，那么取Pa=Wm。1假设第假设第t日内无降雨，那么：日内无降雨，那么： K土壤含水量衰退系数 ERPWm潮湿地域：潮湿地域：Wm=80120mm 。COPY RIGHT 扬大陈平扬大陈平mtmataEEWPEP时，；时，00mtamtWPEE,tatatatPkPPE,1,)1 ( mmWEK12衰退系数衰退系数K故故 又又 求得：普通与气候条件有亲密关系。普通与气候条件有亲密关系。假定假定t日日E与与Pa成直线关系，即采用成直线关系，即采用一层蒸发方式，如图。一层蒸

8、发方式，如图。EPa0ImPa,tEtEm3Pa计算表示计算表示COPY RIGHT 扬大陈平扬大陈平)(,1,ttataPPKPmmWm100K6=1-5.6/100=0.944WmEmK1Pa=0.944*(100+14.7) =108.3WM(100)Pa=0.944*100 =94.4K7=1-6.8/100=0.932Pa=0.932*89.1=83.0Pa=0.932*83.0 =77.4Pa=0.932*(77.4+20.2 =90.9COPY RIGHT 扬大陈平扬大陈平)()(0WWEPRm 由于流域上不同的点，蓄满有早有晚，产流有先由于流域上不同的点，蓄满有早有晚，产流有先

9、有后，所以还要思索降雨开场时流域的蓄水分布情况有后，所以还要思索降雨开场时流域的蓄水分布情况即流域蓄水容量分布曲线，求得各点缺水量在流即流域蓄水容量分布曲线，求得各点缺水量在流域上的分布，与上式合解，得流域的净雨深域上的分布，与上式合解，得流域的净雨深R R。一、降雨径流相关图法一、降雨径流相关图法每场降雨过程流域的面平均雨量每场降雨过程流域的面平均雨量 相应产生的径流相应产生的径流量量 影响径流构成的主要要素影响径流构成的主要要素相关分析，建立相关图相关分析，建立相关图Pa、W0、降雨历时等、降雨历时等1 1随着降雨量随着降雨量的添加，产流的添加，产流面积也随之添面积也随之添加。加。2 2产

10、流面积的产流面积的变化与降雨强变化与降雨强度无关。降雨度无关。降雨强度只影响径强度只影响径流的分配，而流的分配，而不影响总径流不影响总径流量。量。两时段降雨：两时段降雨： P1=49mm P2=81mm降雨开场时：降雨开场时： Pa=60mm由由 P1=49mm,查查得得R1=20.0mm。49mm)由由 P1 +P2=130mm,查得查得R1+R2=80.0mm。(130mm)那么第二时段净雨那么第二时段净雨为为R2=80-20=60mm二、蓄满产流模型二、蓄满产流模型 二二.bafeg那么有：那么有：B1WdWWW1dWw1WMmmmw0mmmmw0mmmmmmmmmma0mmmma0m0

11、Wa11B1WdWWW1dWw1W12B110mmWMW11WammWaEPB1mm0mmE-PaaWE-Pa1WM)WWM(EPdWW1EPWEPRmmWaEP)WWM(EPWEPR034WMWEMEttt时段内流域的蒸分发才干时段内流域的蒸分发才干tEM含水量W含水量W WdmWdm深层WLMWLEUEMELCWLMWLEUEM(CELtt）（）， 当当 即即 WLMWLEUEM(CELt），0EDEUEMCELEU-EMCWLt），（）：（EDELEUEEL-EU)-C(EMEDWLELEU-EMCWLtt，）：（ 当当 即即 当当 当当 地面径流NoImage (1) (2) 一、下渗曲线法一、下渗曲线法初渗阶段，降初渗阶段，降雨全部损失，雨全部损失，不产流。不产流。i0f，产流，产流Rif，下渗损失，下渗损失 后损后损P0Pt fIPRss二二.初损后损法计算地面净雨过程初损后损法计算地面净雨过程一根本原理一根本原理将下渗损失过程简化为初损和后损两个阶段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初损：产流前降雨量全部损失I0if，包括植物截，包括植物截流、填流、填 洼等，历时洼等，历时t0后损：产流后的损失，后损：产流后的损失， 为平均下渗才干。为平均下渗才干。 产流历时产流历时 tR内内if，取，取f