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水文学原理(第七章 径流).

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水文学7第七章 河流泥沙

水文学7第七章 河流泥沙

（三）悬移质运动 悬移质是泥沙运动的主要方式 之一。 之一。冲积平原河流所挟带的泥 沙中,悬移质占绝大部分, 沙中,悬移质占绝大部分,有些山 区河流悬移质也可占很大比重. 区河流悬移质也可占很大比重.紊 动和重力作用是主要因素. 动和重力作用是主要因素.
1.悬移质的分布与变化 1.悬移质的分布与变化 悬移质含沙量沿垂线的分布具有自 水面向河底增加的趋势。 水面向河底增加的趋势。泥沙的粒径也是 近河底的较大，向上逐渐变小。 近河底的较大，向上逐渐变小。同一条河 流，洪水期由于来自流域表面的细沙较多， 洪水期由于来自流域表面的细沙较多， 故含沙量沿垂线分布较均匀，枯水期， 故含沙量沿垂线分布较均匀，枯水期，流 域来沙少，河中粗粒较多， 域来沙少，河中粗粒较多，分布就较不均 匀。
• 推移质泥沙尽管其相对数量不多，但因其 颗粒较粗，对水利工程的危害极大。如在 解决水库淤积问题中，处理推移质泥沙的 难度往往要比处理悬移质大得多。因此对 于推移质运动的观测与研究，同样是需要 重视的。
二、河流泥沙的表示
含沙量：河水中泥沙的含量，单位为 • （一）含沙量：河水中泥沙的含量，单位为 （一）含沙量 kg／m3。 kg／m3。 • （二）输沙率：指单位时间内通过一定过水 （二）输沙率 输沙率：指单位时间内通过一定过水 断面的泥沙总量。单位为kg／ 断面的泥沙总量。单位为kg／s 或 t／s 。 • （三）输沙量：指在一定时段内通过一定过 （三）输沙量 输沙量：指在一定时段内通过一定过 水断面的泥沙总量。单位为 t 或万t 。 或万t • （四）侵蚀模数：是指每km2流域面积上，每 （四）侵蚀模数 侵蚀模数：是指每km2流域面积上，每 年被侵蚀并汇入河流的泥沙重量，单位为t 年被侵蚀并汇入河流的泥沙重量，单位为t／ （km2·a） km2·a）

工程水文学第七章 由暴雨资料推求设计洪水

工程水文学第七章 由暴雨资料推求设计洪水
54.8 53.5 32.3 . 0.1
12.3 128.2 21.3 6.9 29.4 4.1 8.9
4.6 10.2 0.0
7月4日为年最大1日：
X1日=128.8mm
8月22～8月24日8月为年 最大3日：
X3日=165.5mm
7月1日～7日为年最大7 日：
49.7 60.7 56.1 1.1
注意强度特大暴雨。
⑵暴雨资料的审查 资料类型： 日雨量资料、自记雨量资料、分段雨量资料。
.
①可靠性： 重点：特大或特小雨量观测记录。
②代表性 与邻近地区长系列雨量或其他水文资料，以及
本流域或邻近流域实际大洪水资料对比分析。
③一致性 通过统计与成因两方面进行。不同类型暴雨分别考 虑。
.
⑶暴雨资料的统计选样 选定面雨量计算方法
.
Q(m3/s)
取多次洪水的退水 部分绘于透明纸上， 沿时间轴平移，使尾 部重合，作外包线。
t(h)
流域地下水退水曲线确定示意图
.
Q(m3/s)
B
H
P(t)
C A
FF G
.
I
D t(h)
③径流深计算： 兰色的面积（ABCDFA）：
.
⑶ 分割洪水过程求地面、地下径流
洪水过程中割除了基流和前期洪水的退水部分 即为次洪水的径流过程。
实际上： 一般是求出流域各站的设计点暴雨，绘制设计点 暴雨量等值线图，插值出流域中心的设计点暴雨量。
.
设计点雨量频率计算过程：
⑴选样 固定时段年最大值法。 特大值问题：
资料系列插补展延问题： 一般不宜采用相关法 。规范建议： ①距离较近时： ②一般年份： ③大水年份缺测： ④大水年份缺测： ⑤与洪水峰量关系较好时：

水文学原理(第七章 径流)

水文学原理(第七章 径流)

的水面面积 F水 = 400km2 多年平均年降水 ， 量
P =1300.0mm，多年平均水面蒸发
量 E水 =1100.00mm，多年平均的陆面蒸发 量 E陆 = 700.00mm 拟围湖造田 200km2 ，计算 ， 围湖造田后的多年平均流量为多少？ 围湖造田后的多年平均流量为多少？
解：计算围湖造田后流域多年平均蒸发量： 计算围湖造田后流域多年平均蒸发量：
3.地下径流（基流）： 地下径流（基流） 降水下渗到达地下水面后， 降水下渗到达地下水面后 ， 再注入 河网，这部分水量称为基流。 河网 ，这部分水量称为基流。 地下水流 动慢，可长期补给河流 ， 无降水时河网 动慢 ，可长期补给河流， 得到的补给绝大部分来自基流。 得到的补给绝大部分来自基流。
2 河网汇流过程 各种径流成分经坡地汇流注入河网， 各种径流成分经坡地汇流注入河网，在 河网内沿河槽作纵向流动和汇集的过程称为 河网汇流。（支流－干流、上游－下游、最 河网汇流。 支流－干流、上游－下游、 后流出流域出口断面的过程） 后流出流域出口断面的过程）。
（3）计算多年平均年蒸发量： 计算多年平均年蒸发量：
E= F 陆 F E陆 + F水 F F 陆 E水
F E水 = （ − E E陆） F F 水 100 900 = （ 927 ×852 ） 1000 1000 =1602.00m m
例题4 例题
某 合 域 流 面 F =1000km2， 中 面 积 F =100km2， 年 闭 流 ， 域 积 其 水 面 为水 多 m 年 均 平 流 Q =15m3 / s， 域 年 均 面 发 为 陆 = 852m ,多 平 均 量 流 多 平 陆 蒸 量 E 水 蒸 量 E水 =1600mm 求 流 多 平 降 量 面 发 为 ， 该 域 年 均 雨 。

径流形成原理

径流形成原理
水文循环就是：自然界中谁飞不断蒸发、输送和凝结，形成降水、径流的循环往复过程。
水分循环的能量是太阳辐射。根据水分循环的过程的整体性和局部性，水分循环可分为大循环和小循环两类。海洋——大陆——海洋，称为大循环。海洋中的水汽凝结后直接降落到海洋或者陆地降水没有流归海洋之前又蒸发到空中的局部循环称为小循环。
第六章下渗
下渗：水分从地表渗入地下的现象，河流和水库的渗漏就是下渗现象。对降雨径流而言，下渗是指降落到地面上的雨水从地面渗入土壤内的现象。下渗是径流循环的重要环节。
【简答】下渗过程：当降雨持续不断地降在干燥土层表面时，雨水将从包气带上界不断地渗入土壤。下渗过程分为三个阶段：（1）渗润阶段，特征是土壤干燥，下渗强度大，随着土壤含水量的增加，下渗强度明显衰减；（2）渗漏阶段，特征是土壤具有一定湿度，土壤含水率变化大而下渗强度变化缓慢；（3）渗透阶段，特征是土壤下渗强度小而稳定。一般将前两个阶段统称渗漏阶段，渗漏阶段属于非饱和水流运动，渗透则属于饱和水流的稳定运动。
水面蒸发：在自然条件下，水面的水分从液态转化为气态而逸出水面的物理过程，水面蒸发分为水分汽化和水分扩散两个过程。
水面蒸发的观测方法：器测法，经验公式法，热量平衡法彭曼法
土壤蒸发是土壤中所含水分以水汽的形式进入大气的现象，土壤蒸发过程是土壤失去水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的过程或干化过程。
【简答】土壤蒸发的过程及影响因素。土壤蒸发过程分为三个阶段：第一阶段土壤含水量达到饱和或大于田间持水量，土壤十分湿润，水充满全部孔隙，并存在自由重力水。第二阶段：毛管水的连续状态不断遭到破坏，毛细管的传导作用不断减弱，向上输送水分的强度降低，蒸发速度逐渐减小。第三阶段：土壤含水量小于毛管断裂含水量，毛管水连续状态被破坏，毛细管的传导作用停止，水分只能以薄膜水和气态水的形式向上移动，蒸发主要为水汽扩散输送。影响土壤蒸发的因素有：①气象因素，如温度、湿度、风速等；②土层自身因素，如地下水埋深、土壤质地、土壤色泽、土壤表面特征及地形等因素。

水文学径流课件

水文学径流课件

4.径流模数M
▪ 计算公式为：M Q （单位：L/s·km2） 1000F
▪ M反映一个流域的产水能力。
世界大河径流模数比较 河流名称 尼罗河 长江 亚马逊河 径流模数 0.79 17.6 17
刚果河 10.6
5.径流系数ɑ
▪ 计算公式为： R ▪ 对于闭合流域：α＜P 1
▪ 问题：径流系数为1的含义？ ▪ 不同地区，地理条件不同，径流系数差别很大。
1050
澳大利亚 大洋洲
（各岛）
761.5 133.5
全球内陆 14902.5
年降水
mm 103km3
741
32.2
740
22.3
756
18.3
1596 28.4
165 2.31
790 8.29
456 3.47
2704 3.61
798 118.88
年径流
mm 103km3
332 14.41
151
4.57
339
8.20
661 11.76
165
2.31
306
3.21
39
0.30
径流 系数
0.45 0.20 0.45 0.41 1.00 0.39 0.09
1566 2.09 0.58
314 46.85 0.39
总
课堂练习
1.某闭合流域面积为21901km2，多年平均降水量为476.1mm，多 年平均径流深66.1mm。试求多年平均年蒸发总量，并计算其多 年平均径流系数和蒸发系数。 2.某水文站有40年观测资料，多年平均流量为Q0＝830m3/s。 其控制流域面积为F＝120000km2，多年平均流域降雨量P0＝ 770mm。试计算该水文站控制流域的多年平均径流总量、多年 平均径流深、多年平均径流模数和多年平均径流系数。

河海大学811水文学原理第七章 径流的形成过程

河海大学811水文学原理第七章 径流的形成过程

第二节 河流水情
一、河川水文要素，如水位、流速、流量、泥沙和 冰情等多年的一般变化情况，称为河川水文情势 （水文要素）
• （一）水位:水体的自由水面高出某一基面以上的高程。 • 影响因素：河流水量、河流冲淤、潮汐、人类活动 • 特征水位：
– 起涨点水位 – 最高水位 – 最低水位 – 平均水位 – 警戒水位 – 保证水位：按照防洪堤防设计标准计算得到。
5、河流洪水波
• 设某时刻河道水流处于某种状态，例如稳定流状 态。如果由于暴雨径流、水电站运行或闸坝放水 等原因，突然有一定水量在此时注入河道，原来 的水面就因受到干扰而形成不稳定波动 。
• （1）相关概念 • 洪水波：天然河道某些河段水量短时间大量增加，
使原来河段恒定水面受到干扰所形成的沿河传播 的波。
(二)截流过程
• 降雨初期，雨滴降落在植物枝叶上被枝叶表面所截留。在 降雨过程中截留不断增加，直至达到最大截留量(又称截留 容量)。植物枝叶截留的水分，当水滴重量超过表面张力时， 便落至地面。
• 特点：截留过程延续整个降雨过程。积蓄在枝叶上的水分 不断地被新的雨水滴所更替。雨止后截留水量最终耗于蒸 发。
地面径流 总径流过程
降雨径流形成过程框图
蒸发E
降雨P
不透水面积上的径流
植物截留、填洼和表层土壤储存
土壤储存 浅层地下储存 深层地下储存
壤中流R2
浅层地下径流 R3
深层地下径流 R4
地面径流 R1
总径流R
(3) 汇流阶段
净雨通过坡地、河网汇集到流域出口断面的过程，可细分为坡地汇流和 河网汇流。
a.坡地汇流 坡面漫流，流程历时较短，大雨时是构成河流流量的主要来源； 表层流径流，由土壤孔隙流入河网，流程历时较坡面漫流长，对历时

《水文学原理》复习思考题

《水文学原理》复习思考题

《水文学原理》思考题第一章绪论1. 水文学主要研究那些内容？水文学是研究地球上水的分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会活动之间的相互关系的学科。

（研究地球上的各种水体的形成、循环和分布，探讨水体的化学和物理性质以及它们队环境的反应，包括它们与生物的关系。

）2. 人类面临的主要水问题有哪些？如何解决？水资源缺水问题：水多了，水少了，水脏了；3. 什么是水文现象？水文现象有哪些基本规律和特性？水文现象；降水，蒸发径流以及河流的结冰封冻等基本规律；1确定性规律；2随机性规律特性；1时程变化的周期性与随机性对立统一；2地区分布的相似性与特殊性对立统一4. 水文学有哪些主要分支学科?1、按应用范畴分：工程水文学、农业水文学、城市水文学、森林水文学2、按研究方法分：水文统计法、随机水文法、地理水文学、实验水文学、同位素水文学，实验水文学，动力水文学，数值水文学，水文测验学；3、按研究对象分：河流水文学、河口水文学、海洋水文学、河口水文学、地下水文学冰川水文学、湿地水文学，环境水文学，生态水文学5. 水文学经历了哪些发展阶段？1萌芽时期；2奠基时期；3时间时期；4现代化时期6. 简述水文学研究的特点水文现象的基本特点1、成因上的自然性和认为性2、时程上的周期性和偶然性3、地域上的相似性和差异性4、运动的同在性和独立性第二章水文循环1. 水有哪些自然属性？社会属性？2. 水循环有哪些环节?降水，蒸散发，下渗，地面径流与地下径流。

2. 研究水文循环有哪几种尺度？1全球水文循环，2流域或区域水文循环，3水—土壤—植物系统水文循环3. 水循环的主要表现形式（水文现象）有哪些？降水，蒸发，径流和下渗4. 全球和流域（区域）水量平衡及方程式。

.全球水量平衡方程：如研究区域为地球上的全部海洋，所取计算时段为年，则某一年的（1）水量平衡方程为：P 洋+R＝E 洋+△Ws 式中P 洋——海洋上某—年的降水量；R——大陆流入海洋的某年径流量；E 洋——海洋上某一年的蒸发量；△W ——海洋某一年的储水增量。

水文学原理期末复习(1)

水文学原理期末复习(1)

•
5、 流域平均雨量计算方法：
（1）、垂直平分法（泰森多边形法）方法：①用直线连接相邻雨量站构成若干个锐角 三角形；②作每个三角形各边的垂直平分线，这些垂直平分线将流域分成 n 个以流域边
-1-
界为界的多边形；③假设每个多边形内雨站的雨量代表该多边形面积上的降雨量，按面 积加权法推求流域平均降雨量
水文学原理期末复习
第二章 水文循环与水量平衡 1、水循环分类 大循环：海陆之间的循环 小循环：海洋之间和陆地之间的循环 2、水循环机理：内因：水的物理三态（气、液、固）之间的相互转化 外因：太阳辐射和地心引力以及地形、地貌等下垫面因素 3、流域：分水线包围的集水区 分水线：分水岭上最高点的连线 闭合流域：当地面分水线与地下分水线相重合 非闭合流域：地面分水线与地下分水线不重合的流域 第三章 河流与流域 1、水系：脉络相通的大小河流所构成的系统 干流：水系中直接流入海洋、湖泊的河流 支流：流入干流的河流 2、一条河流五个部分：河源、上游、中游、下游，河口。 3、水系：由干流及其全部直流组成的脉络相通的网状系统。
6、 各种方法的比较：算术平均法最为简便，在区域面积不大，地形起伏较小，雨量站分布 较为均匀的情况下，精度可以得到保证； 泰森多边形法也较为简单，精度一般较高但该法将各雨量站权重视为定值，而降雨空间 分布复杂多变。另外，不管雨量站之间的距离远近，呈现线性关系不符合； 等雨量线法在理论上比较完善，但要求雨量站网密度高，而且需要绘制等雨量线，计算 量大 第五章 土壤水与下渗 1、土壤水：吸附于土粒和存在于土壤孔隙中的水分。 饱和带：土壤含水率达到饱和的土层区域，是土壤颗粒、水分的二相系统。 包气带：土壤水分未充满所有土壤空隙的土层区域，是土壤颗粒、空气、水分的三相系 统。
3、地下水：潜水+承压水 潜水：第一个不透水层以上的水，压力=大气压 承压水：在两个不透水层之间的水，压力>大气压 4、土壤水分常数： （1） 、最大吸湿量:在饱和空气中,土壤能够吸附的最大水汽量称为最大吸湿量。 （2 ） 、最大分子持水量:由土粒分子力所结合的最大水分称为最大分子持水量。薄膜水厚 度此时达到最大值。 （3） 、 凋萎含水量(凋萎系数): 植物根系无法从土壤中吸收水分,开始凋萎,即开始枯死时的 土壤含水量称为凋萎含水量。只有大于凋萎含水量的水分才是参加水分交换的有效水量。 介 于最大吸湿量和最大分子持水量之间。 （4） 、田间持水量: 指土壤中所能保持的最大毛管水量和最大分子持水量。当土壤含水量 超过这一限度时,多余的水分不能被土壤所保持,将以自由重力水的形式向下渗透。 （5） 、毛管断裂含水量: 毛管悬着水的连续状态开始断裂时的含水量。当土壤含水量大于 此值时,悬着水就能向土壤水分的消失点或消失面运行。 低于此值时,连续供水状态遭到破坏。 （6） 、饱和含水量: 指土壤中所有孔隙都被水充满时的土壤含水量。介于田间持水量到饱 和含水量之间的水量,就是在重力作用下向下运动的自由重力水分 土壤缺水量=田间持水量--实际含水量 5、土水势：土壤水分所具有的势能，包括重力势，静水压力势、基模势。土壤饱和时具有 重力势，静水压力势；不饱和时具有重力势，基模势。 6 达西定律： ，依次表示，渗流流速；水力传导度；总水势；渗流方向上的距离。 7、下渗：下渗是指在一定的供水条件下（比如降雨或者灌溉）所发生的水分通过土壤面（例 如地面）向土中运动的过程，运动方向有垂直和水平两种。

工程水文学第七章流域产汇流计算

工程水文学第七章流域产汇流计算

Rp.t （5） 0 0 0.07 0.13 0.51 1.10 0 11.15 26.73
Wt （6） 18.93 17.38 16.06 17.80 20.65 29.11 41.36 38.81 89.70
备注
（7）
Wm=120 mm Kw,t=1.0 Wt为一 日开始 时蓄水 量（mm ）5月14 日开始 时 18.93m m，是 由前面 计算得 到的
NCWU
NCWU
月.日 （1） 5.14 15 16 17 18 19 20 21 22
Pt （2） 0 0 3 4.2 10.3 15.1 0 63.2 56.8
Ew.t （3） 9.8 9.1 8.9 8.2 7.7 7.2 7.4 3.6 3.2
Et （4） 1.55 1.32 1.19 1.22 1.33 1.75 2.55 1.16 2.39
NCWU
两时段降雨： P1=49mm P2=81mm
(130mm)
降雨开始时： Pa=60mm 由 P1=49mm,查 得R1=20.0mm。
（49mm)
由 P1 +P2=130mm, 查得R1+R2=80.0mm。 则第二时段净雨为 R2=80-20=60mm
NCWU
二 P+Pa～R两变量相关图法
第7章流域产汇流计算
研究对象:
从定量上研究降雨形成径流的原理和计算方法，包括流 域的产流计算和汇流计算。产流计算主要研究流域上降雨扣除 植物截留、下渗、填洼等损失，转化为净雨过程的计算方法。 汇流计算主要研究净雨沿地面和地下汇入河网，并经河网汇集 形成流域出口断面径流过程的计算方法。
研究目的:
研究的流域产汇流计算是工程水文学中最基本的概念和 方法之一，是以后学习由暴雨资料推求设计洪水，降雨径流预 报等内容的基础。

工程水文学第七章设计年径流计算PPT课件

工程水文学第七章设计年径流计算PPT课件

4
某河某年流量过程线图
5
6
7
8
7.1.2 工程规模与来水、用水、保证率的关系
水资源利用工程：水库蓄水工程、供水工程、 水力发电工程、航运工程、水景观工程等。
保证率：工程规划设计的目标不被破坏的年数占 运用年数的百分比。 计算任务：推求不同保证率的年径流量及其分 配过程。
9
7.1.3 水文计算任务
14
15
16
17
18
资料代表性审查
19
20
21
22
7.2.2 设计年、月径流量系列的选取
23
7.2.2 设计年、月径流量系列的选取
24
7.2.3 实际代表的年、月径流量
25
26
27
28
29
用
30
31
同倍比法采用按同一倍比对典型年径流过程线 的纵标值（流量值）进行缩放来推求设计年径 流过程线。
43
7.3 具有短期实测资料下设计年径流计算
目的：当设计站实测径流系列长度小于规 范所规定的长度，即不足30年或虽有30年确 不连续，一般要插补延长，以提高计算精度 及保证成果的可靠性。
延展年、月径流系列的方法常用相关分析 法。
44
45
46
47
48
49
50
7.4 缺乏资料时设计年径流计算
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
51
52
53
54
y设
p设 p参
y参
y月、设
y年、设 y年、参

工程水文学-第7章习题_流域产汇流计算附答案

工程水文学-第7章习题_流域产汇流计算附答案

第七章流域产汇流计算本章学习的内容和意义：本章从定量上研究降雨形成径流的原理和计算方法，包括流域的产流计算和汇流计算。

产流计算主要研究流域上降雨扣除植物截留、补充土壤缺水量、填洼、蒸发等损失，转化为净雨过程的计算方法。

汇流计算主要研究净雨沿地表和地下汇入河网，并经河网汇集形成流域出口断面径流过程的计算方法。

本章研究的流域产汇流计算是工程水文学中最基本的概念和方法之一，是以后学习由暴雨资料推求设计洪水，降雨径流预报等内容的基础。

本章习题内容主要涉及：流域产汇流计算基本资料的整理与分析；前期流域蓄水量及前期影响雨量的计算；降雨径流相关图法推求净雨；初损后损法计算地面净雨过程；流域汇流分析；单位线法推求流域出口洪水过程；瞬时单位线法推求流域出口洪水过程；综合单位线法计算流域出口洪水过程。

一、概念题（一）填空题1. 流域产汇流计算所需要的基本资料一般包括_____________,______________,_______________, 三大套资料。

2. 图1-7-1是一次实测洪水过程,ac为分割线,ad为水平线,请指出下列各面积的含义:abca代表_______________; acdefa代表__________________; abcdefa代表___________________。

图1-7-1 一次实测洪水过程3.常用的地面地下径流分割方法有_________________和_________________。

4.蒸发能力E m,它反映了_______________________________________等气象因素的作用。

5.蓄满产流是以________________________________为产流的控制条件。

6.按蓄满产流模式，当降雨使土壤未达到田间持水量时，降雨全部用以补充__________________。

7.按蓄满产流模式,当流域蓄满时,以后的降雨减去雨期蒸发后，剩余的雨水全部转化为__________。

水文学径流课件

水文学径流课件

4.径流模数M
▪ 计算公式为：M Q （单位：L/s·km2） 1000F
▪ M反映一个流域的产水能力。
世界大河径流模数比较 河流名称 尼罗河 长江 亚马逊河 径流模数 0.79 17.6 17
刚果河 10.6
5.径流系数ɑ
▪ 计算公式为： R ▪ 对于闭合流域：α＜P 1
▪ 问题：径流系数为1的含义？ ▪ 不同地区，地理条件不同，径流系数差别很大。
蒸发植物截留rsrssrg河岸调节作用河槽调蓄作用河网容蓄出口断面河网调蓄作用地下水位河岸调节作用降雨流域蓄渗蒸散发河流坡地汇流壤中流地表径流地表径流地下径流河网汇流小河流大河流大海产流与汇流在径流形成中通常将流域蓄渗过程到形成地面汇流及早期的表层流过程称为产流过程坡地汇流与河网汇流合称为流域汇流过程或汇流过程
河网汇流
小河流 大河流
大海
产流与汇流
❖ 在径流形成中通常将流域蓄渗过程，到形成地面汇流及早期 的表层流过程，称为产流过程，
❖ 坡地汇流与河网汇流合称为流域汇流过程或汇流过程。
流域蓄渗过程 地面汇流
流域产流过程
径流形 成过程
坡地汇流过程 壤中汇流 地下水汇流
流域汇流过程
河网汇流过程
Rs
上述三个阶段是指长时间连续降水下发生的典型模式。 实际上由于每次降水的强度和持续时间不同，各流域自 然条件也不一样，所以，无论是不同流域，或是同一流 域在不同降水过程中的径流形成，都可能有不同程度的 差别。
1050
澳大利亚 大洋洲
（各岛）
761.5 133.5
全球内陆 14902.5
年降水
mm 103km3
741
32.2
740
22.3
756

7径流

7径流

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中山大学水资源与环境系——陆地水文学 陆地水文学 中山大学水资源与环境系
(3) 斯 特 拉 勒 (Strahler) 分 级 法 。 这 是 斯 特 拉 勒 于 1953年提出的方法 图(b)]。该法定义从河源出发的河流 年提出的方法[图 年提出的方法 。 级河流； 为 1级河流； 同级的两条河流交汇形成的河流的级比原 级河流 来增加l级 来增加 级 ； 不同级的两条河流交汇形成的河流的级等 于两者中较高者。 于两者中较高者。
平均坡度S 计算公式: 计算公式:
S=[∆Z(0.5l0+l1+ ··· ln-1+ 0.5ln)]/A 式中， 式中， l0、l1 ··· ln-1、ln分别为流域内至下而上 的等高线长度（ ） 的等高线长度（km）;
∆Z为相邻二条等高线之间的高差（km） 为相邻二条等高线之间的高差（ ） 为相邻二条等高线之间的高差
羽毛状水系的支流自上游而下游，在不同的地点 羽毛状水系的支流自上游而下游， 的支流自上游而下游 依次汇入干流，相应的流域形状多为狭长形。 依次汇入干流，相应的流域形状多为狭长形。
平行状水系的支流与干流大体成平行趋势 平行状水系的支流与干流大体成平行趋势 相交汇，相应的流域形状多为扇形。 相交汇，相应的流域形状多为扇形。
A为流域面积（km2） 为流域面积（ 为流域面积
ln l2 l1 l0
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⑤ 流域的植被率和湖沼率
植被率P 植被率 P = AP /A 湖泊率P 湖泊率 L = AL /A 沼泽率PM = AM /A 沼泽率 通过调查或遥感信息 提取
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水文学原理(第七节)

水文学原理(第七节)
1.0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
假设某一流域初始蓄 水量W0 =0，将其划分 为9个单元，每个单元 对应的下渗能力分别 为 f1,f2, ﹍,f9。
123
4
5
6
7
8
9
面
积 90 75 95
80
85
90
95
80
100
(km2)
下渗能力 30 65 45 75 55 60 50 70 40
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2
3
4
5
6
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8
9
（指数曲线）
蓄满产流面积的变化 蓄满产流的产流量
特点： 土壤缺水小、先蓄满的 地方先产流； 随着供水的继续，产流 面积不断的增大； 产流面积的大小与降雨 量和初始土壤含水量有关。
流域下渗能力面积分配曲线—讨论超渗产流面积变化
fp
θ
0 f/F
以下渗能力fp为纵坐标， 以流域内下渗能力小于等 于该fp的面积占全流域面 积比（f/F）为横坐标， 所绘制的曲线为流域下渗 容量面积分配曲线。
利用流域蓄水容量曲线，计算流域降雨径流过程中的总产流量
2、蓄满产流的降雨径流关系 流域初始蓄水量W0=0的情况
Wm/
h
d
R
ga
0 αa αd
流域蓄水量W0=0，降雨量P，雨 期蒸发量E，记PE=P-E（有效降雨）
b ∆W
c W0
在蓄水容量Wm/小于等于PE的面 积上要产流，产流面积αd、不产 流面积1-αd。面积oadhgo表示的 水量为产流量。
目标二：理解不同产流模式的产流计算
学习 难点
难点一：蓄满产流计算（蓄水容量曲线）

工程水文学(第七章流域产汇流计算)

工程水文学(第七章流域产汇流计算)

C
I
A E F G
C’ D D’
深层地下径流（基流） 深层地下径流（基流） t(h)
C′D′D的面积与AEF大约相等， C′D′D的面积与AEF大约相等，ABCDFA≈ABCC′D′FEA 的面积与AEF大约相等
@COPY RIGHT 扬大陈平
2、 水源的划分——斜线分割法 水源的划分——斜线分割法
Pa,t
Q Pa = 0时，Et = 0；Pa = I m时，Et = E m
故 又
Pa ,t EtPa ,t +1 = (1 − k ) Pa ,t
Em K = 1− Im
求得： 求得： （3）Pa计算示意 ） 计算示意
@COPY RIGHT 扬大陈平
1
。。。
2
。。。
3
。。。 。。。 。。。 。。。 。。。
。。。
。。。
@COPY RIGHT 扬大陈平
等流时线法汇流计算算例： 等流时线法汇流计算算例：
地面净雨 等流面积 时间 （mm） （km2） ） 部分径流（ 部分径流（m3/s） ） 总径流 （m3/s） ）
h1=5
0 2.3 4.6 2.3 0
土壤 包气带
缺水量 前期影响雨量
Pa
Im
数学模型： 数学模型：R=P-（Im-Pa） （ ）
@COPY RIGHT 扬大陈平
在干旱半干旱地区，地下水埋藏很深， 在干旱半干旱地区，地下水埋藏很深，流域的包 气带很厚，缺水量大。不可能蓄满。 气带很厚，缺水量大。不可能蓄满。 2、超渗产流：只有当降雨强度大于下渗强度时才产 、超渗产流： 生地面径流，这种产流方式称为超渗产流 称为超渗产流。 生地面径流，这种产流方式称为超渗产流。
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解：计算围湖造田后流域多年平均蒸发量：
E ' F陆' E 陆 F水' E 水
F
F
1500 400 200 700 200 1100
1500
1500
753.3mm
计算围湖造田后多年平均径流深：
R' P E' 1300.0 753.3 546.7mm
计算围湖造田后流域多年平均流量：
（二）汇流过程
净雨沿坡面从地面和地下汇入河网， 然后再沿河网汇集到流域出口断面，这一 完成过程称为流域汇流过程，（坡地汇流 和河网汇流）；
坡地汇流过程就是净雨汇入河网的过程，分为三 部分： 1.坡面漫流：
超渗雨水在坡面上以片流或时分时合的细沟 流运动的现象称为坡面漫流。降水经坡面漫流注 入河道，形成地表径流；
Q' R'F T
546.7 1500 10002 26.0m3 / s 1000 365 86400
2 河网汇流过程
各种径流成分经坡地汇流注入河网，在 河网内沿河槽作纵向流动和汇集的过程称为 河网汇流。（支流－干流、上游－下游、最 后流出流域出口断面的过程）。
涨水阶段： 河槽水量增加、水位升高，河槽出口断
面流量小于汇流流量。洪水形成过程。 退水阶段：
随着降雨和坡面漫流量的减少直至完全 停止，河槽水量减小，水位下降。
Q
—计算时段平均流量，（m3/s）
3.径流深：将径流量平铺在整个流域面积 上所得的水层深度，记为： R，单位：mm；
R W QT 1000F 1000F
4 径流模数：流域出口断面流量与流域面积之 比称为径流模数，单位：L/(s.km2)
M 1000Q F
5 径流系数:某一时段的径流深 R 与相应时段
（4）计算多年平均年径流系数：
R 214 0.28
P 767
例题2
某站控制流域面积 F 1500km2 ,其中湖泊等 的水面面积F水 400km2，多年平均年降水 量 P 1300.0mm，多年平均水面蒸发 量 E水 1100.00mm，多年平均的陆面蒸发 量 E陆 700.00mm，拟围湖造田 200km2 ，计算 围湖造田后的多年平均流量为多少？
第七章 径 流
一、径流（Runoff）定义 由降水形成的、沿着流域的不同路径流
入河流、湖泊或海洋的水流。《中国大百科 全书》
大气降水扣除损耗外，沿地表或地下运 动，汇入河槽不断向下运动的水流（过程）。 《环境科学大辞典》
广义 径 流
1 径流 指流域的降水，由地面与地下汇入河网，流出
流域出口断面的水流。又可分为：
降雨、产流和汇流，是从降雨开始到水流流 出流域出口断面经历的全过程，他们在时间上并 无截然的分界，而是同时交错进行的。
7.2 河流水情
河流的水文情势：主要指河川径流的分布与变化，洪水 与枯水的特征； 7.2.1 水情要素 1.水位（起涨水位、最高水位、水低水位、平均水位 2.流速 3.流量
7.2.2 径流的表示方法
内流域平均降雨深度 P之比,记为 (<1).
R
P
例题1
某站控制流域面积 F 12100km2 ,多年平 均年降水量P 767mm，多年平均流量 Q 822m3 / s, 试根据这些资料计算多年平均 年径流总量，多年平均径流深，多年平均
流量模数，多年平均径流系数。
（1）计算多年平均年径流总量：
6 填洼 超渗雨会形成地面积水，积蓄于地面
上大大小小的坑洼； 7 地面净雨：
形成地面径流的净雨；
8 表层流：
当下渗趋于稳定，继续下渗的雨水沿 着土壤孔隙流动，一部分从土壤坡侧土壤 孔隙流出，注入河槽形成径流；
9 地下径流：
另一部分净雨会继续向深处入渗，到 达地下水面后，以地下水的形式补给河流； 形成地下径流的净雨成为地下净雨。
地面径流 地下径流 表层流
根据补给来源又分为：降雨径流和融雪径流。
二 径流的形成过程
流域内，自降雨开始到水流汇集到流域 出口断面的整个物理过程，包括：产流过程 和汇流过程；
（一）流域蓄渗过程 （产流） 1 净雨
降雨扣除损失后的雨量；净雨是径流 的来源，而径流则是净雨汇流的结果；
某闭合流域一次暴雨洪水的地面净雨量与 相应的地面径流深的关系是？
2.产流过程：把降雨扣除损失成为降雨的过程 称为产流过程，（净雨量也称产流量）； 3.损失量：降雨不能形成径流的那部分水量；
4 植物截流 降雨开始后，除少量直接降落在河面上形成
径流外，一部分滞留在植物的枝叶上，称为植物截 流；植物截流最终耗于蒸发； 5 超渗雨
当降雨强度大于入渗强度时，按下渗能力入渗， 超出下渗的雨水称为超渗雨；
2.壤中流： 表层流和坡面漫流可以互相转化，即
表层流以地面径流的形式注入河网；部分 壤中流可直接汇入河网。壤中流流动较慢， 在降雨结束后仍可产流。
3.地下径流（基流）： 降水下渗到达地下水面后，再注入
河网，这部分水量称为基流。地下水流 动慢，可长期补给河流，无降水时河网 得到的补给绝大部分来自基流。
河槽的调节作用：涨水和退水体现了河 槽的储水能力，对降雨产流有一定的调节作 用，使流域出口处的径流量更加平滑（过程 线变化缓慢、滞后），实际上是对净雨在时 程上进行第二次再分配。
总结
一次降雨过程，经植物截留、下渗、填洼、 蒸发等损失，进入河网的水量显然比降雨量少， 且经过坡地汇流和河网汇流，使出口断面的径流 过程远比降雨过程平缓，历时长，时间滞后。
W QT 822 365 86400 259 108 m3
（2）计算多年平均年径流深：
R W 259 108 214mm 1000F 121000 1000
（3）计算多年平均年径流量模数：
（单位换算）
M Q 822 0.0068m3 /(s km2 ) 6.8L /(s km2 ) F 121000
1.流量 2.径流量 3.径流深 4.径流模数 5.径流系数
1.流量：单位时间内通过河流某一断面的 水量，（m3/s）；
2.径流总量：指时段T内通过某一断面的总 水量，即W,以m3，万m3，亿m3表示；
W
t2
Q(t)dt
பைடு நூலகம்
QT
t1
Q(t) —t时刻的流量；t1,t2 —时段始、末
时段； T —计算时段，T t2 t1