[生活]第四前期土壤含水量

1、工程水文学第二节 土壤湿度和蒸发量的计算 本节要点： 掌握前期影响雨量的计算； 掌握流域蒸发量的计算方法。 基本概念基本概念 降雨开始时，降雨开始时， 流域土壤的干湿程度（即流域土壤的干湿程度（即土壤的含水量大小）是影响降雨形成径土壤的含水量大小）是影响降雨形成径流过程的一个主要因素。流过程的一个主要因素。 如何来表示流域的土壤含水量？如何来表示流域的土壤含水量？ -前期影响雨量前期影响雨量pat-规划设计规划设计 -流域的蓄水量流域的蓄水量wt-模型计算模型计算工程水文学一 前期影响雨量-流域蓄水容量第二节 土壤湿度和蒸发量的计算 流域蓄水量主要是指，在流域降雨能够影响的土层内土壤含蓄的吸着

2、水、薄膜水和悬着毛管水，不包括重力水，是土壤能够保持而不在重力作用下流走的水分。在土壤蓄水量的计算中，往往取土壤蓄水量的最小值（相当于凋萎系数）为计算零点，称田间持水量与最小蓄水量的差值为土壤蓄水容量。土壤实际蓄水量在零与蓄水容量之间变化。流域上各地点的蓄水容量是不同的，可从零变化到点最大蓄水容量，其流域平均值以wm表示，称流域蓄水容量。 工程水文学 1.流域最大蓄水量（流域最大蓄水量（wm)(单位单位mm)： 流域最大蓄水量又称为流域蓄水容量，包括截流、填洼及包气带或影响土层的蓄水容量。一般选久旱无雨后的一次降雨量较大且全流域产流的实测雨洪资料，认为前期流域蓄水量为0进行计算，则： （其中e

3、为雨期蒸发量）erpwm第二节 土壤湿度和蒸发量的计算 一个流域的最大蓄水量是反映该流域蓄水能力的基本特征，我国大部分地区的经验表明，wm 一般为80120mm，例如：广东95100mm，福建100130mm，湖北70110mm，陕西55100mm，黑龙江140mm等等。流域的实际蓄水量w在0wm之间变化。 式中，p为流域平均降雨量（mm）；r为p产生的总径流深（mm）；e为雨期蒸发（mm） 工程水文学 2.消退系数消退系数k k综合反映流域蓄水量因流域蒸散发而减少的特性， 可直接用水文气象资料分析确定。 主要取决于：蒸散发能力和供水条件。 在实际应用中一般假定流域蒸散发量et与流域蓄水量wt

4、成正比关系。 若第t日无雨则： 最终得出消退系数计算公式：ttttwwmemewmweme或tatatatpkppe,1,)1 ( wmemk1t,wtap工程水文学3.前期影响雨量前期影响雨量pa pa表示本次降雨开始时刻流域蓄水量。 若流域前后两天无雨前后两天无雨，则pa定义为： 式中： 第t日的前期影响雨量，mm； 第t+1日的前期影响雨量，mm； k 土壤含水量的日消退系数或折减系数。 如果第t日内有降雨有降雨pt，但未产流未产流，则： 如果第t日内有降雨有降雨pt，并产流产流rt，则：tatapkp,1,)(,1,ttatappkp)(,1,tttatarppkp1, taptap,

5、工程水文学 某流域经分析求得wm=100mm，5月份多年平均流域日蒸散发能力为5mm，6月份为6.2mm，如下表所示，具体的降雨情况已经列出，由此算得： 5月份： 6月份 ： 95. 0100/51)we1 (mm5 ,月ak例：p的计算938. 0100/2 . 61)we1 (mm6,月akk6=1-5.6/100=0.944p=0.944*(100+14.7) =108.3wm(100)p=0.944*100 =94.4k7=1-6.8/100=0.932p=0.932*89.1=83.0p=0.932*83.0 =77.4p=0.932*(77.4+20.2 =90.9mmwm 100

6、wmemk 1)(,1,ttatappkp工程水文学 模式算法概要： 一层模式：把流域蒸发层作为一个整体，并认为蒸散发量同该层土壤含水量及流域蒸散发能力成正比。 二层模式：把流域蒸发层分为上、下两层，并认为降雨补给土壤和蒸散发消耗土壤水分都是先上层后下层，两层遵循各自的蒸发规律。 三层模式：此模式在两层模式的基础上加入深层蒸发，把蒸散发层分为上、下层和深层，降雨时先补给上层，后满足下层，最后才是深层。二 蒸发量的计算工程水文学1.一层模式一层模式 该模型假定流域蒸散发量与流域蓄水量成正比，有： 式中： 时段内流域的蒸散发能力，（mm）； wm 流域的蓄水容量，（mm）。 一层模型没有考虑土壤的

7、水分在垂直剖面中的分布情况。比如久旱之后，wt 已很小，若这时下了一些雨，这些雨实际上分布在表土，很容易蒸发，但按一层模型，由于wt小，计算的蒸散发量很小，与实际不符。(6,8,9,10)mttweemwtem工程水文学2.二层模型二层模型 该模型把流域蓄水容量分为上下二层，wum 和wlm；实际蓄水量也分为上下二层，wut和wlt。并假定：下雨时下雨时，先补充上层缺水量先补充上层缺水量，满足上层后再补充下层；蒸散发蒸散发则先消耗上层wut ，蒸发完了再消耗下层蒸发完了再消耗下层wlt 。上层按蒸散发能力蒸发，下层蒸散发量假定与下层蓄水量成正比。 在久旱以后，wlt 已很小，算出的 很小，这可

8、能不符合实际情况，植物根系仍可将深层水分供给蒸散发。1tttpwuem当时，1tttpwuem当时，11111,0,tttttteuem eleeuel111111,(),ttttttttttwleupwu elemeueeuelwlmtel工程水文学 3.三层模型三层模型 该模型把流域的蓄水容量wm主要主要分为上、下和深三层，wm = wum + wlm + wdm ，实际蓄水量也相应分为上下深三层，wt =wut + wlt + wdt。前两层的蒸散发与二层模型相同，但只能用到 的情况，这里c是与深层蒸散发有关的系数，根据上面的二层模型，可以得到下式：)m(ttmteuecelmttttwlwleuemel)( 根据上面公式，做出各层蒸发量、系数c及土壤蓄水量的关系比较，进行判断。工程水文学时，用二层模型；，即当cwlmwl)(tttteuemcel,cwlmwl)(t时，即当ttteuemcel,)euem(cwl)(ttt时，且当ttteuemcel,el)euem(