工程水文学第四章1-(1)完整版

1、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基本思路基本思路:先从实际降雨径流资料出发，分析产流或汇流的规先从实际降雨径流资料出发，分析产流或汇流的规律；然后，用于设计条件时，则可由设计暴雨推求设计洪水律；然后，用于设计条件时，则可由设计暴雨推求设计洪水，用于预报时，则由实际暴雨预报洪水，用于预报时，则由实际暴雨预报洪水。 注：其纵坐标（左）为时段内降雨量（实际为降雨强度），注：其纵坐标（左）为时段内降雨量（实际为降雨强度）， 横坐标为时序，通常以直方图或曲线表示。横坐标为时序，通常以直方图

2、或曲线表示。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t（h）注：注：其横坐标为时序；其横坐标为时序；纵坐标为降雨开始到纵坐标为降雨开始到各时刻的降雨量的累积值各时刻的降雨量的累积值。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t（h）说明：说明： 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 同历时内同历时内最大最大平均平均 降雨强度降雨强度，以，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。它的变化规律是雨强与历时长短是雨强与历时长短成反比。

3、成反比。时间（h）降雨强度过程线niinPnnPPPP1211.niiinnFfPFfPfPfPP12211.niiifPFP11 该方法能考虑流域地形的变化绘制等雨量线，比较好该方法能考虑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要较多站点的资料，且每次都但是绘制等雨量线需要较多站点的资料，且每次都要重绘，工作量大。要重绘，工作量大。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，适合于地形变化显著求流域平均降水量精度较高，适合于地形变化显著的流域；的流域；能反映出降雨量在空间的实际分布情况。能

4、反映出降雨量在空间的实际分布情况。 等直线法的不足：等直线法的不足：绘制等雨量线需较多站点雨量资料；不同时段的等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。值线图需重绘，工作量大。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形成本次洪水形成割除割除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形成的径流过程本次降雨形成的径流过程FtQR6

5、. 3AEGBCHIDt(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形成的径流过程本次降雨形成的径流过程CDCDDCDD的面积与的面积与AEFAEF大约相等，大约相等，ABCDFAABCCDFEAABCDFAABCCDFEA对地下径流小，洪水历时短的流域对地下径流小，洪水历时短的流域 ac地面地下径流分割线地面地下径流分割线（2）水源划分地下径流比重大，洪地下径流比重大，洪水持续时间长的流域水持续时间长的流域20840.F.N tataKPP,1,如果第如果第t日内有降雨日内有降雨Pt，但未产流，则，但未产流，则)(,1,tta

6、taPPKP如果第如果第t日内有降雨日内有降雨Pt并产生径流并产生径流Rt，则，则)(,1,tttataRPPKP注意：注意：PaWM，若计算出，若计算出PaWM，则取，则取Pa=WM。ERPWM流域实际蓄水量在流域实际蓄水量在0WM之间变化。之间变化。MMttEWWEtatatatPKPPE,1,)1 ( 又：又：ttaWP,MMttEWWE代入：代入：得：得：MMWEK 1EM为流域蒸发能力，为流域蒸发能力，可用可用E601观测器观测的观测器观测的水面蒸发值作为近似值水面蒸发值作为近似值)()(0WWEPRm 由于流域上不同的点，蓄满有早有晚，产由于流域上不同的点，蓄满有早有晚，产流有先有

7、后，所以还要考虑降雨开始时流域的流有先有后，所以还要考虑降雨开始时流域的蓄水分布情况（即流域蓄水容量分布曲线），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域上的分布，与上式合解，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 相应产生的径流量相应产生的径流量 影响径流形成的主要因素影响径流形成的主要因素相关分析，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）随着降雨量的增加，产流的增加，产流面积也随之增面积也随之增

8、加。加。2 2）产流面积的）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降雨开始时：降雨开始时： 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)则第二时段净雨为则第二时段净雨为R2=80-20=60mm 第三节第三节 蓄满产流的产流计算蓄满产流的产流计算二、流域蓄水容量（面积分布）曲线二、流域蓄水容量（面积分布）曲线 二二.bafeg则有

9、：则有：B1WdWWW1dWw1WMmmmw0mmmmw0mmmmmmmmmma0mmmma0m0Wa11B1WdWWW1dWw1W（1）（2）将（将（1 1）式代入）式代入(2)(2)式整理得式整理得B110mmWMW11WammWaEPB1mm0mmE-PaaWE-Pa1WM)WWM(EPdWW1EPWEPRmmWaEP)WWM(EPWEPR0（3）（4）WMWEMEttt时段内流域的蒸散发能力时段内流域的蒸散发能力tEM含水量W含水量W WWdmdm深层WLMWLEUEMELCWLMWLEUEM(CELtt）（）， 当当 即即 WLMWLEUEM(CELt），0EDEUEMCELEU-E

10、MCWLt），（）：（EDELEUEEL-EU)-C(EMEDWLELEU-EMCWLtt，）：（ 当当 即即 当当 当当 地面径流 (1) (2)第四节第四节 超渗产流的分析与计算超渗产流的分析与计算 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）基本原理（一）基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初损：产流前降雨量全部损失产流前降雨量全部损失I0（if），包括植物截），包括植物截流、填流、填 洼等，历时洼等，历时t0后损后损：产流后的损失，：产流后的损失， 为平均下渗能力。为平均下渗能力。 产流历时产流历时 tR内内if，取，取f = ，地面净雨强度