1、流域产汇流计算,第一节 概 述 第二节 流域降雨径流要素计算第三节 蓄满产流计算 第四节 超渗产流计算 第五节 流域汇流计算 第六节 河道汇流计算,第一节 概 述,第二章对径流的形成过程作了定性的描述，本章从定量的角度阐述降雨形成径流的原理和计算方法，它是以后学习由暴雨资料推求设计洪水、降雨径流预报等内容的基础。,本章基本内容： 资料整理 产流计算 地面径流汇流计算 地下径流汇流计算,第一节 概 述,降雨P(t),产流计算,净雨R(t),汇流计算,流域出口断面 径流过程Q(t),降雨过程推求径流过程流程图,1、流域平均雨量计算,由测站观测的降雨量，称为点雨量 整个流域上的降雨量称为流域平均雨量
2、（或称面雨量）,雨量站观测的降雨量只代表那一点的降雨，而形成河川径流的则是整个流域上的降雨量，因此，可用流域平均雨量（或称面雨量）来反映。下面介绍3种常用的计算方法。,第二节 流域降雨径流要素计算,一、流域降雨量,1)算术平均法 流域内雨量站分布较均匀、较密且地形起伏变化不大。,P流域内某时段的平均降雨量； Pi第i个雨量站的降雨量； n流域内雨量站的个数。,第二节 流域降雨径流要素计算,算术平均法,Ave. Rainfall = 140/4 = 35 mm,第二节 流域降雨径流要素计算,2)泰森多边形法（垂直平分法） 地形起伏变化不大的流域,方法： 尽量用直线连接相邻雨量站构成n-2个锐角三
3、角形； 作每个三角形各边的垂直平分线，这些垂直平分线将流域分成n个以流域边界为界的多边形； 假设每个多边形内雨量站的雨量代表该多边形面积上的降雨量，按面积加权法推求流域平均降雨量。,pi, fi,第二节 流域降雨径流要素计算,泰森多边形法,Ave. Rainfall = 284.6/9.14 = 31.1 mm,第二节 流域降雨径流要素计算,3）等雨深线法 流域内雨量站分布较密时，可根据各站同时段雨量绘制等雨量线，然后推算流域平均降雨量。,fi相邻两条等雨量线的面积； Pi相应面积上的平均雨深，一般 采用相邻两条等雨线的平均值； n分块面积数。,第二节 流域降雨径流要素计算,求流域平均降水量精
4、度较高，适合于地形变化显著的流域；,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，工作量大。,等雨量线法的优点：,能反映出降雨量在空间的实际分布情况。,等雨量线的不足点：,第二节 流域降雨径流要素计算,等雨深线法,Ave. Rainfall = 255.2/9.14 = 27.9 mm,第二节 流域降雨径流要素计算,第二节 流域降雨径流要素计算,2.雨量过程线,降雨强度过程线,第二节 流域降雨径流要素计算,降雨量累积曲线,两者的转换：,第二节 流域降雨径流要素计算,降雨强度历时曲线,第二节 流域降雨径流要素计算,二、径流量,流域出口流量过程,地面径流 表层流径流 地下径流 前期洪水
5、未退完的部分水量 非本次降雨补给的深层地下径流,本次洪水形成,割除,第二节 流域降雨径流要素计算,1.流量过程线的分割： 退水曲线：流域蓄水量的消退过程。 不同次降雨形成的流量过程线的分割常采用退水曲线。,降雨场次的划分一定要与洪水场次的划分相对应。,暴雨I对应洪水I 暴雨II对应洪水II,第二节 流域降雨径流要素计算,将多次退水线绘在透明纸上； 将各退水段在水平方向上移动，使其尾部重合； 作出下包线，即得流域退水曲线。 使用 ：图4-6,第二节 流域降雨径流要素计算,Kg：地下水退水参数；Kg越大地下水退水越慢，反之则快。,退水曲线可用下式表示：,第二节 流域降雨径流要素计算,A,E,G,B
6、,C,H,I,D,t(h),Q(m3/s),F,深层地下径流（基流）,前期洪水未退完的部分,本次降雨形成的径流过程,实测洪水过程线,基流的分割： 取历年最枯流量的平均值或本年汛前最枯流量用水平线分割（ED线）。,第二节 流域降雨径流要素计算,2. 径流量的计算 黄色的面积（ABCDFA）：,式中 R 径流深，mm； t时段长度，h； Qi 第i时段末的流量值，m3/s； F 流域面积，km2。,第二节 流域降雨径流要素计算,A,E,G,B,C,H,I,D,t(h),Q(m3/s),F,深层地下径流（基流）,前期洪水未退完的部分,本次降雨形成的径流过程,实测洪水过程线,CDD的面积与AEF大约相
7、等，ABCDFAABCCDFEA,D,C,第二节 流域降雨径流要素计算,3. 水源的划分 上面从洪水过程中割除了基流和前期洪水的退水部分，得到本次洪水的径流过程,还需划分地面径流和地下径流。,地面径流 表层流径流 地下径流,直接径流,本次洪水的径流过程,第二节 流域降雨径流要素计算,A,E,G,B,C,H,I,D,t(h),Q(m3/s),F,深层地下径流（基流）,本次降雨形成的径流过程,实测洪水过程线,D,C,B,直接径流,地下径流,斜线分割法:,N,地面径流终止点,第二节 流域降雨径流要素计算,三、土壤含水量,降雨开始时， 流域土壤的干湿程度（即土壤的含水量大小）是影响降雨形成径流过程的一
8、个主要因素。 如何来表示流域的土壤含水量？ 流域的蓄水量W、前期影响雨量Pa,田间持水量与凋萎含水量的差值称流域蓄水容量（Wm ）。土壤含水量与前期降雨有密切关系，可以用参数 前期影响雨量（Pa ）来反映。,4.2 降雨径流影响要素计算,第二节 流域降雨径流要素计算,土壤含水量一般是根据流域前期降雨、蒸发及径流过程，依据水量平衡采用递推公式推求,1、土壤含水量的计算,4.2 降雨径流影响要素计算,（1）选择前期流域出现大暴雨的次日作为起始日，相应的土壤含水量为Wm （2）选择流域长时间干旱期作为起始日，相应的土壤含水量为0或者较小值 （3）提前较长时间，eg：15-30天，假定一个土壤含水量（
9、如0.5Wm）作为初值，经过演算，误差会减小到允许的程度,起始含水量选择,4.2 降雨径流影响要素计算,4.2 降雨径流影响要素计算,2、流域蒸发量的计算,流域蒸发能力：在当日气象条件下流域蒸发量的上限,4.2 降雨径流影响要素计算,一层蒸发模式,假定：流域蒸发量与土壤含水量成正比,【讨论】,形式简单，但未考虑土壤水分垂直分布的情况。当包气带土壤含 水量较小，而表层土壤含水量较大时，按该模式计算出来的蒸发 量偏小，eg：久旱降了一场小雨，雨量仅仅补充了表层土壤，就 是这种情况., 二层蒸发模式,4.2 降雨径流影响要素计算,4.2 降雨径流影响要素计算, 三层蒸发模式,以两层蒸发模式为基础，确
10、定下层最小蒸发系数C,4.2 降雨径流影响要素计算,问题：,3.前期影响雨量Pa的计算,第二节 流域降雨径流要素计算,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，故：,注意：PaWM，若计算出PaWM，则取Pa=WM。,如果第t日内有降雨Pt，但未产流，则：,如果第t日内有降雨Pt并产生径流Rt，则:,消退系数,第二节 流域降雨径流要素计算,注意： Pa可用上式进行计算，但要事先确定起算值。一般前期较长一段时间无雨，土壤已经很干燥，可令Pa=0；而在一场大雨或连续大暴雨后的Pa近似等于Wm，由此向后逐日推算，便可求得逐日的Pa 。,【例题】某流域经分析WM=100mm，6、7月份平均EM分别为5.6mm/d和6.8mm/d.试计算下表中6月25日至7月5日的逐日Pa值。,K6=1-5.6/100=0.944,Pa=0.944*(100+14.7) =108.3WM(100),Pa=0.944*100 =94.4,K7=1-6.8/100=0.932,Pa=0.932*89.1=83.0,Pa=0.932*83.0 =77.4,Pa=0.932*(77.4+20.2 =90.9,课堂练习,课堂练习,
