流域產流與匯流計算演示文稿現在是1頁\一共有40頁\編輯于星期二優選流域產流與匯流計算現在是2頁\一共有40頁\編輯于星期二第一節概述

第二章對徑流的形成過程作了定性的描述，本章從定量的角度闡述降雨形成徑流的原理和計算方法，它是以后學習由暴雨資料推求設計洪水、降雨徑流預報等內容的基礎。本章基本內容：資料整理產流計算地面徑流匯流計算地下徑流匯流計算現在是3頁\一共有40頁\編輯于星期二第一節概述降雨P(t)產流計算凈雨R(t)匯流計算流域出口斷面徑流過程Q(t)降雨過程推求徑流過程流程圖現在是4頁\一共有40頁\編輯于星期二1、流域平均雨量計算

由測站觀測的降雨量，稱為點雨量整個流域上的降雨量稱為流域平均雨量（或稱面雨量）

雨量站觀測的降雨量只代表那一點的降雨，而形成河川徑流的則是整個流域上的降雨量，因此，可用流域平均雨量（或稱面雨量）來反映。下面介紹3種常用的計算方法。第二節流域降雨徑流要素計算一、流域降雨量現在是5頁\一共有40頁\編輯于星期二1)算術平均法流域內雨量站分布較均勻、較密且地形起伏變化不大。P——流域內某時段的平均降雨量；Pi——第i個雨量站的降雨量；n——流域內雨量站的個數。第二節流域降雨徑流要素計算現在是6頁\一共有40頁\編輯于星期二算術平均法StationObservedRainfallmmP220P330P440P550140Ave.Rainfall=140/4=35mm

第二節流域降雨徑流要素計算現在是7頁\一共有40頁\編輯于星期二2)泰森多邊形法（垂直平分法）

地形起伏變化不大的流域方法：①盡量用直線連接相鄰雨量站構成n-2個銳角三角形；②作每個三角形各邊的垂直平分線，這些垂直平分線將流域分成n個以流域邊界為界的多邊形；③假設每個多邊形內雨量站的雨量代表該多邊形面積上的降雨量，按面積加權法推求流域平均降雨量。pi,fi第二節流域降雨徑流要素計算現在是8頁\一共有40頁\編輯于星期二泰森多邊形法StationObservedRainfallAreaWeightedRainfallmmkm2mm.km2P1100.222.2P2204.0280.4P3301.3540.5P4401.6064.0P5501.9597.59.14284.6Ave.Rainfall=284.6/9.14=31.1mm

第二節流域降雨徑流要素計算現在是9頁\一共有40頁\編輯于星期二3）等雨深線法流域內雨量站分布較密時，可根據各站同時段雨量繪制等雨量線，然后推算流域平均降雨量。fi——相鄰兩條等雨量線的面積；Pi——相應面積上的平均雨深，一般采用相鄰兩條等雨線的平均值；n——分塊面積數。第二節流域降雨徑流要素計算現在是10頁\一共有40頁\編輯于星期二求流域平均降水量精度較高，適合于地形變化顯著的流域；

繪制等雨量線需較多站點雨量資料；不同時段的等值線圖需重繪，工作量大。等雨量線法的優點：能反映出降雨量在空間的實際分布情況。等雨量線的不足點：第二節流域降雨徑流要素計算現在是11頁\一共有40頁\編輯于星期二等雨深線法Ave.Rainfall=255.2/9.14=27.9mm

第二節流域降雨徑流要素計算現在是12頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算2.雨量過程線降雨強度過程線現在是13頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算降雨量累積曲線兩者的轉換：現在是14頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算降雨強度～歷時曲線現在是15頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算二、徑流量流域出口流量過程地面徑流表層流徑流地下徑流前期洪水未退完的部分水量非本次降雨補給的深層地下徑流本次洪水形成割除現在是16頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算1.流量過程線的分割：退水曲線：流域蓄水量的消退過程。

不同次降雨形成的流量過程線的分割常采用退水曲線。

降雨場次的劃分一定要與洪水場次的劃分相對應。暴雨I對應洪水I暴雨II對應洪水II現在是17頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算將多次退水線繪在透明紙上；將各退水段在水平方向上移動，使其尾部重合；作出下包線，即得流域退水曲線。使用：圖4-6現在是18頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算Kg：地下水退水參數；Kg越大地下水退水越慢，反之則快。退水曲線可用下式表示：現在是19頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深層地下徑流（基流）前期洪水未退完的部分本次降雨形成的徑流過程實測洪水過程線基流的分割：取歷年最枯流量的平均值或本年汛前最枯流量用水平線分割（ED線）。現在是20頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算2.徑流量的計算黃色的面積（ABCDFA）：式中R——徑流深，mm；

Δt——時段長度，h；

Qi——第i時段末的流量值，m3/s；

F——流域面積，km2。現在是21頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深層地下徑流（基流）前期洪水未退完的部分本次降雨形成的徑流過程實測洪水過程線C′D′D的面積與AEF大約相等，ABCDFA≈ABCC′D′FEAD’C’現在是22頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算3.水源的劃分上面從洪水過程中割除了基流和前期洪水的退水部分，得到本次洪水的徑流過程,還需劃分地面徑流和地下徑流。地面徑流表層流徑流地下徑流直接徑流本次洪水的徑流過程現在是23頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深層地下徑流（基流）本次降雨形成的徑流過程實測洪水過程線D’C’B’直接徑流地下徑流起漲點斜線分割法:N地面徑流終止點現在是24頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算三、土壤含水量

降雨開始時，流域土壤的干濕程度（即土壤的含水量大小）是影響降雨形成徑流過程的一個主要因素。如何來表示流域的土壤含水量？流域的蓄水量W、前期影響雨量Pa田間持水量與凋萎含水量的差值稱流域蓄水容量（Wm）。

土壤含水量與前期降雨有密切關系，可以用參數前期影響雨量（Pa）來反映。現在是25頁\一共有40頁\編輯于星期二淺層地下水層

潛水層包氣帶包氣帶不透水層不透水層深層地下水層承壓水層不透水層土壤含水量變動地帶4.2降雨徑流影響要素計算第二節流域降雨徑流要素計算現在是26頁\一共有40頁\編輯于星期二土壤含水量一般是根據流域前期降雨、蒸發及徑流過程，依據水量平衡采用遞推公式推求——第t時段初始時刻土壤含水量——第t時段徑流量——第t時段降雨量——第t時段蒸發量1、土壤含水量的計算4.2降雨徑流影響要素計算現在是27頁\一共有40頁\編輯于星期二（1）選擇前期流域出現大暴雨的次日作為起始日，相應的土壤含水量為Wm（2）選擇流域長時間干旱期作為起始日，相應的土壤含水量為0或者較小值（3）提前較長時間，eg：15-30天，假定一個土壤含水量（如0.5Wm）作為初值，經過演算，誤差會減小到允許的程度起始含水量選擇4.2降雨徑流影響要素計算現在是28頁\一共有40頁\編輯于星期二4.2降雨徑流影響要素計算2、流域蒸發量的計算流域蒸發能力：在當日氣象條件下流域蒸發量的上限Em稱為流域蒸發能力，常采用下式推求

Em=βE水

式中，E水－水面蒸發觀測值，mm;

β

－折算系數。現在是29頁\一共有40頁\編輯于星期二4.2降雨徑流影響要素計算①一層蒸發模式假定：流域蒸發量與土壤含水量成正比【討論】形式簡單，但未考慮土壤水分垂直分布的情況。當包氣帶土壤含水量較小，而表層土壤含水量較大時，按該模式計算出來的蒸發量偏小，eg：久旱降了一場小雨，雨量僅僅補充了表層土壤，就是這種情況.現在是30頁\一共有40頁\編輯于星期二②二層蒸發模式流域蒸發量WUWL將土壤分成兩層，上下層的蓄水容量分別為WUm、WLm，對應的土壤含水量分別為WU、WL，假定降雨量先補充上層土壤含水量再補充下層，蒸發先消耗上層土壤含水量再消耗下層。上層下層下層4.2降雨徑流影響要素計算現在是31頁\一共有40頁\編輯于星期二4.2降雨徑流影響要素計算③三層蒸發模式WUWLWD

以兩層蒸發模式為基礎，確定下層最小蒸發系數C現在是32頁\一共有40頁\編輯于星期二4.2降雨徑流影響要素計算問題：

由于在很多情況下，按照上式推求土壤含水量時，會遭遇到徑流資料缺乏的問題。在實際中，常采用前期影響雨量Pa來代替土壤含水量3.前期影響雨量Pa的計算現在是33頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算若第t日無雨，則該日流域前期影響雨量的減少全部轉化為流域蒸散發，故：注意：Pa≤WM，若計算出Pa>WM，則取Pa=WM。如果第t日內有降雨Pt，但未產流，則：如果第t日內有降雨Pt并產生徑流Rt，則:消退系數現在是34頁\一共有40頁\編輯于星期二第二節流域降雨徑流要素計算

注意：

Pa可用上式進行計算，但要事先確定起算值。一般前期較長一段時間無雨，土壤已經很干燥，可令Pa=0；而在一場大雨或連續大暴雨后的Pa近似等于Wm，由此向后逐日推算，便可求得逐日的Pa

。

【例題】某流域經分析WM=100mm，6、7月份平均EM分別為5.6mm/d和6.8mm/d.試計算下表中6月25日至7月5日的逐日Pa值。現在是35頁\一共有40頁\編輯于星期二K6=1-5.6/100=0.944Pa=0.944