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1、L/O/G/O 第六章 蒸散发 水文学原理水文学原理 主要内容 蒸发现象及其控制条件蒸发现象及其控制条件 水面蒸发水面蒸发 土壤蒸发土壤蒸发 植物散发植物散发 4 4 1 1 2 2 3 3 流域总蒸发流域总蒸发 5 5 第一节 蒸发现象及其控制条件 1 1 与蒸发有关的基本概念与蒸发有关的基本概念 蒸发 ：水分子从物体表面（蒸发面）， 向大气逸散的现象。 凝结 ：水汽分子从空气中返回水面的现 象。 蒸发潜热： 蒸发必须消耗 能量，单位水量蒸发到空气中所需的 能量。 凝结潜热 ：凝结要释放 能量，单位水量从空气中凝结返回水面 释放的能量。 蒸发率 : 单位时间内通过单位蒸 发面逸散到大气中的水
2、分子数 与从大气返回到蒸发面的 水分子数之差值（当为正值时），称 蒸发率。一般用 mm/d or mm/a 表示。 根据蒸发面类型分 类： 水面蒸发 (Evaporation from open water surface) 冰雪蒸发 (Evaporation from ice ice-snow surface) 土壤蒸发 (Soil evaporation) 植物散发 (Plant transpiration) 汇总： 流域蒸散发 (Watershed evaporation) 2 2 蒸发的分类蒸发的分类 3 3 控制控制蒸发的条件蒸发的条件 供水条件 (Water supply cond
3、itions): 蒸发面存储的水分 的多 少。 能量条件 (Energy conditions): 蒸发面上水分子获得能量 的多少。 动力条件 (Dynamic conditions): 水汽输送条件。 水汽分子扩散 (Molecular diffusion) 对流作用 (Convection) 平流作用 (空气紊动 )(Turbulent diffusion) 蒸发能力蒸发能力 ：在充分供水条件下，单位时间通 过单位蒸发面逸 散到大气中的水分子数与从空气 中返回到蒸发面的水分子数之 差值（当为正值 时）称为蒸发能力。 第二节水面蒸发 （一）封闭系统的水面蒸发 记t内，逸出水面的水分子数为N，
4、返回水面的水分子数n。 t = t0时刻，T=T0，N=n，e=eS(T0)， 动态平衡 t 继续 , T 升高，Nn，e 田，E=Em 整个土层层水分输输送通畅畅，供水充分， 按蒸发发能力蒸发发，蒸发发量大而稳稳定。 (3) 断，E=CEm(C1.0) 毛管向上输输送水分的机制完全遭到破坏，水分只能以薄膜水或 气态态水的形式供给给蒸发发，蒸发发量小而稳稳定。 (2) 断 a，E=Em（注: a 田) 供水充分，蒸散发发量大而稳稳定。 (2) b a，E=( ) Em（注: b 断) 供水不充分，蒸散发发量随 的减小 而减小。 (3) 从出口断面流出量，蓄水。 落水时时，注入河网量 从出口断面
5、流出量，放水。 第一节 径流形成过程 二、汇流过程 一次降雨所形成的典型流量过程线包括涨水段、峰段与退 水段。 洪峰 流量 Qm 洪水历时历时 洪水总总量W 涨涨水段 退水段 峰段 t Q 三、流量过程线及其组成 第一节 径流形成过程 流域出口断面的流量过程线由四种成分组成： 1、直接地面径流（坡面流）；2、壤中流； 3、地下径流或基流（包括浅层地下径流和深层地下径流）； 4、河槽水面降水直接产生的径流。 根据对降雨响应的快慢来划分流量的组成成分。 1、超渗坡面流 2、饱和坡面流 3、回归流 4、饱和表层流 5、非饱和表层流 6、地下水 第一节 径流形成过程 一、河流水源补给 1、雨水补给 2
6、、冰雪补给 3、地下水补给 二、河川径流情势 河川径流在一年内和多年期间的变化特性称为径流情势。前者 称为年内变化或年内分配；后者称为年际变化，研究河川径流情势 就是研究河川径流的年内分配和年际变化规律。 河流水情即河流的水文情势，是指河流水文情况的统称。包 括河流的水源补给、河流中的径流在时间上和空间上的变化、洪水 的形成和运动、枯水特性、河流的冻结情况及河流泥沙运动情况。 水情要素用以表达河流水文情势变化的主要尺度。包括水 位、流速、流量。掌握水情要素是研究分析河流水文的重要基础。 第二节 河流水情 5、 径流深R(mm) 次、月、年径流深 计计算时时段内的径流总总量平铺铺在某断面流域面积
7、积上的深度。 6、 径流系数 :径流深度R与产产生它的降水深度P之比. 4、流量变率Ki ： 某年年平均流量Qi/正常年径流量Q0 （日、月、年、多年平均径流模数） 3、径流模数:单位流域面积上的平均流量 2、径流总量 （次/月/年径流量） 1、流量 （瞬时、日、月、年、多年平均流量） （一）径流的计量单位 第二节 河流水情 （二）径流的年内变化与年际变化 年内分配的表示方法一般有两种： （1）定性描述：年流量过程线； 日平均流量（水位）历时曲线 （2）定量描述：不均匀系数Cvy；年调节系数Cr “水文年”是指从稳稳定的地下水补给转为补给转为 地面补给补给 逐渐渐增加时时 起至枯水期结结束的全
8、过过程。 2、年际变化: 反映径流年际变幅的指标： 第二节 河流水情 1、年内变化 （年内分配）年内总总水量在各月的分配 。 1 2 1 ) 1( Q Ki n K C n i i v = - - = = Qi 教材P99公式7-10 书写错误 （一）洪水特性的表示方法 洪水三要素： 洪峰流量Qm、洪水总量WT、洪水总历时T 典型洪水过程线三个特征点： 洪峰流量、起涨点、地表径流退水终止点。 （二）洪水的影响因素 1、天气因素（影响降雨强度及其特性 ） 2、流域下垫面因素：坡度、植被、土壤；流域面积；地形 （三）洪水波的运动 （将在后面的第九章河道水流中讲述） 三、洪水 第二节 河流水情洪水
9、四、枯水 ：枯水是河流断面上较小流量的总称。枯季水量的补 给完全依赖于流域蓄水量。 （一）枯季径流的影响因素 1、流域蓄水量的影响 前期气象条件、水文地质质条件、湖泊率、沼泽泽率、植被率等 2、河流本身的特性 流域面积积、河床下切深度、河网密度等 （二）枯水径流的消退规律 退水段：地面径流完全停止，地面蓄水量的补给补给 =0，全部靠 流域之前持有的蓄水量（地下蓄水量）补给补给 径流的时时段。 第二节 河流水情枯水 地面蓄水量：地表洼地、河网、水库库、湖泊、沼泽泽 地下蓄水量：土壤孔隙、岩石裂隙、溶隙、层间含水层 Q t Q=Q(H) W=W(H) Q=Q(W) 因流域中的水位很难难描述，故建立
10、蓄量与出流量之间间的关系，将 流域视为视为 一个蓄水体，并将其概化成线线性水库库，即:W=KQ 由水量平衡方程式：I-Q=dW/dt I=0 -Q=dW/dt W=KQ -Q=dW/dt Q0退水开始时时流量 K 滞(蓄)水系数。K越大，径流消退得越慢。 W H Q 第二节 河流水情枯水 （三）消退系数K的确定： 1.相邻时段流量相关法 从洪水退水段上摘取Q0，Q1，Q2 Qn(取t=1d) 确定了K (或)后，即可进进行退水段流量预报预报 。 第二节 河流水情枯水 a. 分析法确定K (或) (1)采用相同的纵纵横比例尺点绘绘各次洪水过过程 ; (2)取一张张透明纸纸，蒙在退水过过程线线上，
11、描出一次洪水退水过过程； (3)以此线为线为 基础础，沿横坐标标左右移动动，描出各次洪水的退水 过过程，要求使各次洪水的尾部完全重合； (4)取各次退水的下包线线作为为流域标标准退水曲线线； (5) 确定蓄水系数K(或 =1/ K）; lnQ t 直线线斜率= - b. 图解法确定K(或) （三）消退系数K的确定：2.标准退水曲线法 第二节 河流水情枯水 (1) 不同径流成分的退水规规律 V K 地表 大 小 大 壤中 中 中 中 地下 小 大 小 lnQ t 地表 壤中 地下 (2) 径流成分的划分 a. 直线线分割法 按起涨涨流量Q0平行于横坐标轴标轴 画 直线线，取其与退水段的交点作为为 地表径流结结束点。 t Q A B t Q AB b. 斜线线分割法 将起涨涨点与直接径流终终止点相连连( 直接径流终终止点的确定)。 第三节 径流成分的分割
