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1、水文学原理计算水文学原理计算2径流量径流量 Q(m(m3 3/s)/s)t(h)流量过程线流量过程线W（1 1）径流深计算）径流深计算（1）径流深计算）径流深计算（2）径流过程分割）径流过程分割（3）水源划分）水源划分4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算径流深计算径流深计算 Q(m(m3 3/s)/s)t(h)QiQi+1tQnQ14.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算2径流量径流量 地面径流退水较快，而地下径流退水历时较长。实测流量过程线往往是由若干次暴雨所形成的洪水径流组成。为了研究暴雨与洪水之间的关系，必须流量过程线加以分割，可采用退水曲线方法。（2 2）流量过程线
2、分割）流量过程线分割4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算2径流量径流量4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算（2 2）流量过程线分割（）流量过程线分割（whywhy）2径流量径流量 流域出口流量过程线除本次降雨形成的径流以流域出口流量过程线除本次降雨形成的径流以外，往往还包括前期降雨径流中尚未退完的水，外，往往还包括前期降雨径流中尚未退完的水，在计算本次径流时，应当把这部分水量从流量过在计算本次径流时，应当把这部分水量从流量过程线中分割出去程线中分割出去流量过程线分割流量过程线分割4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算（2 2）流量过程线分割）流量过程线分割 退
3、水曲线退水曲线是流域蓄水消退曲线，对同一流域是流域蓄水消退曲线，对同一流域的各次洪水，将若干条流量过程线的退水部分绘的各次洪水，将若干条流量过程线的退水部分绘于透明纸上，然后沿时间轴左右移动，使退水线于透明纸上，然后沿时间轴左右移动，使退水线尾部重合，其尾部重合，其下包线下包线可作为标准的可作为标准的地下水退水曲地下水退水曲线线。2径流量径流量4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算（2 2）流量过程线分割（）流量过程线分割（howhow）2径流量径流量流域蓄水量的消退过程线称为退水曲线退水曲线。不同次降雨形成的流量过程线的分割常采用退水曲线退水曲线退水曲线t Q4.2 降雨径流影响要
4、素计算降雨径流影响要素计算消除消除W 得得从从0t 积分积分地下水退水方程地下水退水方程 地下水退水满足地下水退水满足线性水库线性水库微分方程微分方程+（2 2）流量过程线分割）流量过程线分割退水曲线退水曲线Q Q0 0t0Qt地下水退水方程地下水退水方程 4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算（2 2）流量过程线分割）流量过程线分割退水曲线退水曲线4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算从从tt+t 积分积分时段退水方程时段退水方程 退水方程参数退水方程参数 （2 2）流量过程线分割）流量过程线分割退水曲线退水曲线t+t0Q Qt+t+t t地下水时段退水方程地下水时段退水
5、方程 t Q Qt tQ Qt 4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算当t=0时？（2 2）流量过程线分割）流量过程线分割退水曲线退水曲线4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算当t=0时？【讨论1】（2 2）流量过程线分割）流量过程线分割退水曲线退水曲线【讨论2】Kg如何确定？如何确定？方法方法1 1：根据地下水退水根据地下水退水曲线上每隔曲线上每隔t t的的流量值流量值Q Q（t t）、）、Q Q（t t+t t），可算出，可算出确定确定K Kg g的方法的方法取若干计算值的平均值作为流域的取若干计算值的平均值作为流域的K Kg g。4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影
6、响要素计算（2 2）流量过程线分割）流量过程线分割退水曲线退水曲线方法方法2 2：根据退水方程根据退水方程 4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算 由若干个Qt 点绘 lnQtt 图，直线的图，直线的斜率斜率为为-1/Kg，从而定出，从而定出Kg。确定确定K Kg g的方法的方法（2 2）流量过程线分割）流量过程线分割退水曲线退水曲线次洪水过程线划分次洪水过程线划分tQtR4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算 地地表表径径流流和和地地下下径径流流汇汇流流特特性性（水水流流运运动动规规律）律）不同，一般还要划分地面径流和地下径流。不同，一般还要划分地面径流和地下径流。4.2
7、 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算（3 3）水源划分）水源划分 斜斜线线分分割割法法：从从起起涨涨点点到到地地面面径径流流终终止止点点绘绘制制直直线线AB AB，ABAB线线以以上上为为地地面面径径流流，以以下下为为地地下径流。下径流。How？地下径流分割示意图地下径流分割示意图NABN N=0.84=0.84F F 0.20.2 地下径流地下径流地表径流地表径流起涨点起涨点地表径流停止点地表径流停止点4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算经验公式退水曲线终止点确定N为洪峰出现时刻至地面径流终止点的日数，F为流域面积，Km2（3 3）水源划分）水源划分退水曲线退水曲线t(h)
8、0流量过程线分割Q(m3/s)0t(h)水源划分Q(m3/s)说明：地下退水曲线的尾部与流量过程线退水段重合，说明：地下退水曲线的尾部与流量过程线退水段重合，分离点分离点为地面径流终止点为地面径流终止点 土壤含水量是表示包气带土壤湿润程度的物理量，土壤保持水分的最大量称为田间持水量。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降雨径流影响要素计算3 土壤含水量土壤含水量浅层地下水层浅层地下水层潜水层潜水层包气带包气带包气带包气带不透水层不透水层不透水层不透水层深层地下水层深层地下水层承压
9、水层承压水层不透水层不透水层土壤含水量变动地带土壤含水量变动地带4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算3 土壤含水量土壤含水量4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算3 土壤含水量土壤含水量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第t时段初始时刻土壤含水量第t时段径流量第t时段降雨量第t时段蒸发量（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（如0.5Wm）作为初值，经过演算，误差会减小到允许
10、的程度3 土壤含水量土壤含水量4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算起始含水量选择 在实际工作中，在实际工作中，W Wm m 可看作流域十分干旱情况下降雨产流可看作流域十分干旱情况下降雨产流过程的最大损失量。过程的最大损失量。对于包气带不厚且雨量充沛地区，可选取久旱不对于包气带不厚且雨量充沛地区，可选取久旱不雨（雨（雨前雨前P Pa a=0=0）后一次降雨量较大资料（后一次降雨量较大资料（雨后雨后P Pa a=W Wm m ），则），则 W Wm m=P-R-E P-R-E雨雨3 土壤含水量土壤含水量4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流
11、影响要素计算3 土壤含水量土壤含水量（1）蒸发量计算（2）前期影响雨量计算问题：问题：由于在很多情况下，按照上式推求土壤含水量时，会遭遇到径流资料缺乏的问题。在实际中，常采用前期影响雨量Pa来代替土壤含水量4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算3 土壤含水量土壤含水量（1）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 E Em m称为流域称为流域日蒸发能力日蒸发能力，常采用下式推求，常采用下式推求 E Em m=E E水水 式中，式中，E E水水水面蒸发观测值，水面蒸发观测值，mm;mm;折算系数。折算系数。【注】P31中所列公式为水面蒸发计算公式，此处为流域蒸发能
12、力公式 比较水面蒸发量、蒸发器蒸发量、流域蒸发量、流域蒸发能力4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算3 土壤含水量土壤含水量（1）流域蒸发量的计算一层蒸发模式一层蒸发模式假定：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4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算3 土壤含水量土壤含水量（1）流域蒸发量的计算 二层蒸发模式二层蒸发模式流域蒸发量流域蒸发量WUWL将土壤分成两层，上下层的蓄水容量分别为WUm、WL
13、m，对应的土壤含水量分别为WU、WL上层上层下层下层下层下层4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算3 土壤含水量土壤含水量（1）流域蒸发量的计算 三层蒸发模式三层蒸发模式WUWLWD 以两层蒸发模式为基础，确定下层最小蒸发系数以两层蒸发模式为基础，确定下层最小蒸发系数C4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算3 土壤含水量土壤含水量P Pa,ta,t+1+1=（P Pa,ta,t+P Pt t ）上式限制条件：上式限制条件：当当P Pa,ta,t+1+1W Wm m 时，时，P Pa,ta,t+1+1=W Wm m（2）前期影响雨量计算公式：公式：K是与流域蒸发量有关的土壤含
14、水量日消退系数若采用一层蒸发模式，假定若采用一层蒸发模式，假定E Et t与与P Pat at 成线性关系，则：成线性关系，则：无雨日：无雨日：3 土壤含水量土壤含水量4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算（2）前期影响雨量计算 递推公式起始日的递推公式起始日的P Pa a是假定的，但起始日从何时开始呢？是假定的，但起始日从何时开始呢？例如，例如，P Pa a起始计算时间相隔起始计算时间相隔3030天，当天，当K K0.900.90时时K K30300.04,0.04,说说明最大误差不到起始误差的明最大误差不到起始误差的5 5。长时间无雨时，可取起始长时间无雨时，可取起始P Pa a
15、 值较小些，或令值较小些，或令P Pa a 0 0 。一次大雨后，土壤比较饱和，可取起始一次大雨后，土壤比较饱和，可取起始P Pa aW Wm m。3 土壤含水量土壤含水量4.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算（2）前期影响雨量计算【讨论讨论】【例例】某流域某流域W Wm m=100mm=100mm，6 6月份月份E Em m5.6mm/d,75.6mm/d,7月份月份E Em m 6.8mm/d6.8mm/d。推求。推求7 7月月2 2日日3 3日的日的P P和雨前和雨前P Pa a值。值。tP(mm)KPa(mm)计算说明计算说明6.2560.30.9446月月25日日26日总雨
16、量很大，日总雨量很大，6月月27日日Pa达达Wm6.2678.80.9446.2714.70.9441006.280.944100Pa0.944（10014.7）=108.3100取取1006.290.94494.4Pa0.94410094.46.300.94489.1Pa0.94494.489.17.10.93284.1Pa0.94489.184.17.220.20.93278.4Pa0.93284.178.47.321.90.932P20.221.942.1mmPa78.4mm7.42.20.932K K6 61 15.6/100=0.944 5.6/100=0.944 K K7 7 1 16.8/100=0.9326.8/100=0.9324.2 降雨径流影响要素计算降雨径流影响要素计算第四章第四章 流域产流与汇流计算流域产流与汇流计算4.1 概述4.2 流域降雨径流要素计算4.3 蓄满产流计算4.4 超渗产流计算主要内容主要内容4.5 流域汇流计算4.6 河道汇流计算4.3蓄满产流计算蓄满产流计算1蓄满产流蓄满产流3蓄满产流模型蓄满产流模型4水源划分水源划分2净雨径流相关图净雨
