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基于纳什瞬时单位线的桥位流量计算及参数敏感性分析摘要：本文采用纳什单位瞬时线法、暴雨洪水流量径流厚度法及推理公式法三种方法对桥位流量进行计算，对比三种方法桥位流量计算结果，结果表明纳什单位瞬时线法是一种计算桥位处流量行之有效、可靠方法，同时文中选取线性水库个数n、单一地类汇流参数C2、汇流地类吸收率Sr及导水率Ks等敏感性参数对纳什单位瞬时线法计算桥位流量进行参数敏感性影响分析，对桥位流量计算具有一定的指导意义。
关键词：桥梁工程纳什瞬时单位线流域洪峰流量桥梁跨越河流、沟道，桥位处河流、沟道上游汇水流域降水在重力与地表阻力综合作用下沿地面河流、沟道线形汇流至桥位[1]，桥位处流量是否能准确确定，关系到桥位处墩台冲刷深度乃至桥梁受洪水影响程度的确定，为使桥位处流量计算准确，在确保桥梁安全条件下，有必要对桥位处流量计算方法及计算参数进行研究。
1纳什瞬时单位线理论纳什瞬时单位线法是于1957年提出，纳什瞬时单位将流域汇流过程假想为由个等效线性水库串联体对水流的调蓄过程。
把瞬时作用于流域上的单位净雨在流域出口断面形成的时间概率密度分布曲线称为瞬时汇流曲线，把单位净雨乘以瞬时汇流曲线称为瞬时单位线[2]。
根据提出的瞬时单位线定义，瞬时汇流曲线的数学表达式：(1)式中：为线性水库个数；为一个线性水库的调蓄参数；为时间；为伽玛函数。
单位强度净雨过程在桥位处流域出口断面形成的时间概率分布函数为曲线。
曲线是假设流域上有净雨持续产生，且每一个时段净雨均为一个单位，在桥位处流域出口形成的流量过程线，它是瞬时汇流曲线对时间的积分，其数学表达式为：(2)式中：为阶不完全伽玛函数。
时段单位净雨在桥位处流域出口断面形成的概率密度曲线称为时段汇流曲线，其数学表达式为：(3)桥位处流域出口断面的洪水过程，即桥位流量可根据时段净雨序列与时段汇流曲线采用卷积公式计算得到[2]。
其数学表达式为：(4)式中：为计算时段；为时段净雨深；为流域面积；为净雨时段数。
工程水文学答案一、名词解释1. 水文学：通常是指研究对象只限于陆地水体的陆地水文学和具有较高应用价值的应用水文学。
2. 水资源：通常是指地球上可供人类利用的淡水资源。
3. 成因分析法：通过观测资料和实验资料的研究分析，可以建立某一水文现象与其影响因素之间的定量关系，这种解决问题的方法在水文学中称为成因分析法。
4. 产流过程：通常把降雨扣除损失成为净雨的过程称为产流过程。
5. 径流形成过程：自降雨开始至水流汇集到流域出口断面的整个物理过程，称为径流形成过程。
6. 饱和水汽压：在一定温度下，空气中所含水汽量的最大值。
7. 水文遥感：把遥感技术应用于水文科学领域称为水文遥感。
8. 水文年鉴：水文站网观测的水文成果，按全国统一规定的格式，分流域和水系进行整编，作为正式水文资料，每年刊布一次，称水文年鉴。
9. 水位：河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面距离固定基面的高程称为水位。
10. 离散型随机变量：若某随机变量只能取得有限个或可列无穷多个离散数值，则称此随机变量为离散型随机变量。
11. 总体：在数理统计中，把研究对象的个体集合称为总体。
12. 随机变量的概率分布：随机变量的取值与其概率有一定的对应关系。
13. 人类活动：是指人类对流域的开发利用等各种活动，如为了某种目的所采取的工程措施和非工程措施。
14. 水文比拟法：将气候与自然地理条件一致的参证站的资料移置到设计流域使用的方法。
15. 设计径流量：指根据一定方法推求的某指定频率的径流量。
16. 同倍比放大法：按同倍比控制放大洪峰和洪量，即按洪峰或洪量用同一个倍比放大典型洪水过程线的各纵坐标值，从而求得设计洪水过程线的方法。
17. 不跨期选样：当一次洪水过程位于两个分期时，视其洪峰流量或时段洪量的主要部分位于何期，就作为该期的样本，不作重复选择，这种选样方法称为不跨期选样。
18. 特大洪水：比系列中一般洪水大得多，并且通过洪水调查或考证可以确定其量值大小及其重现期的洪水称为特大洪水。
四种水文模型的比较摘要：水文模型是用数学的语言对现实水文过程进行模拟和预报，在进行水文规律的探讨和解决水文及生产实际问题中起着重要作用。
本文分别介绍了新安江模型、萨克拉门托（SAC）模型、SWAT模型以及TOPMODEL模型，并对这四种水文模型的蒸发计算、产流机制、汇流计算、适用流域、参数以及模型特点等不同方面进行了比较分析。
并结合对着4种模型之间的比较，作出了总结分析和展望。
关键词：新安江模型；SAC模型；SWA T模型；TOPMODEL模型；模型比较引言流域水文模型在进行水文规律研究和解决生产实际问题中起着重要的作用。
新安江模型是一个概念性水文模型，1973年由赵人俊教授领导的研究组在编制新安江预报方案时，汇集了当时在产汇流理论方面的成果，并结合大流域洪水预报的特点，设计出的我国第一个完整的流域水文模型，至今仍在我国湿润和半湿润地区的洪水预报中得到广泛应用；萨克拉门托水文模型，简称SAC模型，是R.C.伯纳什（Burnash）和R.L.费雷尔（Ferral）以及R.A.麦圭儿（Mcguire）于20世纪60年代末至70年代初研制的，是一个连续模拟模型，模型研制完成时间相对较晚，其功能较为完善，兼有蓄满产流和超渗产流，广泛应用于美国水文预报中；SWAT模型是美国农业部农业研究中心研制开发的用于模拟预测土地利用及土地管理方式对流域水量、水质过程影响的分布式流域水文模型；TOPMODEL为基于地形的半分布式流域水文模型，于1979年由Beven和Kirkby提出，其主要特征是将数字高程模型（DEM）的广泛适用性与水文模型及地理信息系统（GIS）相结合，基于DEM数据推求地形指数，并以此来反映下垫面的空间变化对流域水文循环过程的影响，描述水流趋势。
本文对这四中水文模型从蒸发计算、产汇流计算、适用流域以及参数等方面进行分析比较，并得出结论。
1模型简介1.1新安江模型新安江模型是赵人俊等在对新安江水库做入库流量预报工作中，归纳成的一个完整的降雨径流模型。
汇流计算中“三线”的关系及瞬时单位线的改进作者：庄玮郭佳晨吴中正成士荣来源：《农村经济与科技》2017年第06期[摘要]在汇流计算中，经常采用的有等流时线法、单位线法、瞬时单位线法，但是各个方法各有利弊：等流时线法将水体视作刚体而忽略了水体之间的交换；单位线法认为流域上净雨均匀；瞬时单位线法则是单位线法历时趋于零时的体现。
在本文中将对三种方法的内涵及关系加以概括并将提出一种瞬时单位线的改进方法，在通过瞬时单位线法对相关流域地面的净雨汇流计算的时候，要先把基本单位变为十毫米的使用单位线，在开展相关汇流的计算工作。
在实践中可以直接通过基本单位线的方式对具体的地面净雨汇流进行相关计算，此种形式在实践中具有一定的稳定性与可靠性。
[关键词]等流时线；单位线；瞬时单位线；汇流计算[中图分类号]TV121.7 [文献标识码]A在工程水文学中，一个非常重要的话题就是产流与汇流计算。
降雨后，除了极小一部分直接降落在河流上形成径流外，落在地面上的雨扣除植物截流、填洼、等损失后的净雨进入汇流过程，汇流过程分为坡面汇流与河网汇流，降雨先经过坡面汇流后进入河网汇流。
而在汇流过程中，汇流计算自然成为一个重要的话题，如今汇流计算依然趋于成熟，已被成熟使用的汇流计算方法有等流时线法、单位线法、瞬时单位线法，统称为“三线”，但是各个方法基于的假定导致它们都存在一定的缺陷，本文旨在分析“三线”的缺陷所在以及各自的关系内涵，并提出瞬时单位线的改进方法。
1 “三线”的缺陷及联系1.1 “三线”的概念及缺陷等流时线法：假定流域中各点的雨水流速相同，将水体视作刚体，则其到达流域出口断面的时间仅仅取决于其与出口断面的距离，基于以上假定而将流域内汇流时间相等的点连接起来则称为等流时线。
显而易见地，这是不太符合客观实际的一种方法，过于简化了汇流过程，原因在于河流有调节作用，水体并非刚体，在汇流过程中由于河流的调节作用而导致水体间发生交换，从而导致了较大的误差，也正因如此等流时线法现在已并不常用。
瞬时单位线法推求小流域设计洪水那岳河位于中国广西壮族自治区南宁市南部，是八尺江右岸支流，发源于南宁市良庆区南晓镇团甘村，蜿蜒西北流，经良庆区大塘镇和邕宁区新江镇，最后沿着良庆区和邕宁区边界，于邕宁区蒲庙镇那岳村西北汇入八尺江。
干流长56.1km L =，平均比降 6.91J =‰，流域面积2793.19km F =。
现采用瞬时单位线法推求那岳河百年一遇洪水。
(一) 设计暴雨计算1. 根据设计地点先从1、6、24小时H 、v C 等值线图查出相应历时的H 、vC 值（156H =，v10.34C =；693H =，v60.42C =；24115H =，v240.48C =），然后查模比系数p K 表计算各历时百年一遇暴雨（取s v 3.5C C =），具体计算见表1。
表1 暴雨频率计算表2. 时段t ∆选用1小时。
因流域超过100km ²，同时流域常有暴雨中心出现，故进行面雨量计算。
根据工程地点查设计暴雨时~面~深分区图，属第二区，再查~~T F α关系表第二区1%P 的1小时、6小时、24小时α值，并经内插得168.2%α=，677.0%α=，2488.8%α=，列于表2第（3）行。
1、6、24小时点雨量乘以相应时段的α值，即可得到1、6、24小时面雨量，计算结果见表2第（4）行。
表2 那岳河百年一遇小时时段净雨计算表3. 根据1、6、24小时面雨量计算暴雨指数n 值：126791 1.285lg1 1.285lg0.57171p p p H n H =+=+= 63241711 1.661lg1 1.661lg0.67271p p pH n H =+=+= 由n 值按暴雨公式计算2~5及7~23小时面雨量，列于表2中第（4）行。
当16t <<小时：211pn tp p H H t-=，当624t <<小时：312424pn tp p t H H -⎛⎫= ⎪⎝⎭。
瞬时单位线法在洪水分析中的应用摘要：本文对商南县清油河镇清油河村安置点采用瞬时单位线法推求相应设计洪水、洪量、洪水持续时间，对安置点自身、河道行洪、第三方等进行防洪评价，使防洪评价更加具有实际意义。
关键词：瞬时单位线；暴雨；设计洪水；防洪评价1基本情况商南县清油河镇清油河村安置点位于清油河左岸，防护区的等级为Ⅳ级，采用20年防洪标准（重现期）进行设计，所在地在丹江一级支流清油河上，所处断面以上清油河流域面积209.83km²，河长32.65 km，河流平均比降22.66‰。
清油河镇降水常以连阴雨、暴雨形式降落，连阴雨常伴有大暴雨，形成洪涝灾害、滑坡、泥石流、崩塌等。
多年平均降雨量830.4mm，最大降水量1307.8mm（1983年），最小降水量为549.5mm（1999年），多年平均年降雨日为137天。
降水多集中在7、8、9月份，降水量达179.7mm。
2 分析方法瞬时单位线法是净雨历时趋于无限小的情况下，利用数学公式、S（Q）曲线等，推求流域上均匀分布的单位净雨量在流域出口断面处形成的地面径流量过程线，由暴雨资料推求流量过程的一种方法。
2.1瞬时单位线法介绍瞬时单位线法的原理是采用纳希瞬时单位线模型，单位线有两个假定即倍比假定、叠加假定，其基本公式是：U（0，t）=式中：U（0，t）—t时刻瞬时单位线纵高；n—相当于线性水库个数或调解次数；K—相当于流域汇流时间的参数；t—相应时间；--n的伽玛函数。
在实际中，因净雨历时不可能趋于无线小，需将瞬时单位线转换为时段单位线，一般用S曲线法进行转换，如下式。
将S（t）曲线移后⊿t，则两条S曲线的纵高差值除以⊿t，就是计算时段为⊿t的单位线，其算式如下。
只要求出n、k，查S（t）曲线，可求得单位线q（⊿t，t）。
瞬时单位线的n、k参数，用矩法计算求得。
2.2参证站资料的三性分析①资料的可靠性分析本次暴雨量设计采用了武关站的雨量资料，武关水文站为省级重要水文站，因此所选用的资料是可靠的。
