汇流计算中的问题与瞬时单位线改进
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。标签：瞬时单位线；基本单位线；汇流计算在实际的流域地面净雨汇流计算过程中，瞬时单位线法是一种常用方式。在实践中有着较为显著的效果，对此要想全面优化完善汇流计算中存在的各种问题，就要对瞬时单位线法进行改进，进而使其满足实际的需求，保证计算方式的便捷性。对此本文对汇流计算等问题进行探究分析，对瞬时单位线进行优化与改进。1、瞬时单位线1.1瞬时单位线定义在流域上均匀分布的，且其历时近乎为零的单位净雨深在流域出口断面为中形成的地表径流过程线，就是瞬时单位线，其简称为IUH。而瞬时单位线就是传统单位线的重要发展模式，现阶段广泛应用在暴雨洪水计算以及预报等诸多领域中。在流域上单位时间中呈现均匀分布状态的单位净雨量在一般状况之下均取雨深10毫米；其单位历史则可以是特定的时段，具体时间不等，也可以是瞬时，就是在净雨历时在呈现无限小的状态中，相对于谦和单位的线段称之为时段单位线，而相应于后者的则就称之为瞬时单位线。单位线就是基于特定因素的一种基本假定，通过流域的实际降雨以及其对应的出口断面位置中的流量过程资料进行分析获得的。瞬时单位线就是在水文学中的基本的分析工具之一，主要就是在对暴雨过推送流量过程中应用，在水文计算以及预报等领域中广泛应用。输入线性时不变汇流系统的时候，其单位在为矩形入流状态的时候，就意味着系统中产生的输入就是基本单位线，主要就是通过u （△t，t）对这种单位线进行表示。而其存在的单位矩形入流就是在△t的特定时间段中的流量入流实际状况。1.2基本假定在汇流理论中，把流域降雨径流中存在的汇流问题作为线性系统，其中降雨就是模式输入，其径流量产生的过程就表示系统输出，而流域单位线则就是在整个过程中的响应函数。在实践中，必须要满足倍比假定以及叠加假定两种要素。其中倍比假定，就是在单位时段中其净雨深如果不是一个单位，而是多个单位，其形成的流量过程线与单位线的底长是一致的，地面流量过程线的纵标与单位线纵标之间的成比例关系；而叠加假定就是在降雨历时的m 个时段，则不同时段中的净雨形成的流量过程就是相对独立且不受任何影响的，其出口断面位置的流量就是这m 个流量过程的数量之和。而要对这些假定与实际状况差异进行精准的判定，要了解降雨特性对单位线之间的影响，必须要对瞬时单位线进行系统分析。1.3时段单位线时段单位线是在1932年的时候美国L.R.K.谢尔曼提出的一种理论。时段单位线主要就是在降雨时空分布相对较为均匀且净雨历时相对较短，降雨强度相对较大的单独洪水资料对其进行推求计算。如果净雨历时仅仅有一个时间段，但是其分布相对较为均匀，就可以直接的将地面径流过程表现的纵坐标与凈雨量的单位数n的商就是单位线。如果净雨时段高于两个，就要通过分析法以及试算法进行计算分析。在不同时间段中的单位线可以通过求S- 曲线相互转换，而时段单位线的S-曲线就是指在相同单位线实践中基于时间坐标，每间隔一个单位时间段，将相同时刻的纵坐标进行累积相加获得的累积流量以及时间的关系曲线。1.4基本单位线的具体推求
基本单位线在实践中的推算是利用瞬时单位线开展的。在实践中，瞬时单位
线函数中的n与K两个参数，通过利用积分瞬时单位线的方式进行计算，获得S （t）曲线，在利用S（t）曲线减去延迟△t的S（t）曲线，其获得数值之差转换为u （△t，t）的基本单位线，可以通过u （△t，t）=S（t）一S（t-△t）对其进行表示。
1.5基本单位线的因次在线性时不变汇流系统的时候通过输入矩形入流形式的单位，主要因次就是通过m3 /s对其进行表示。意味着系统中的具体输出就是流量，对此可以通过因次为m3 /s对其进行表示。这一结果在实践中获得了验证，而最为关键的就是在传统的流量中基本单位线是没有因次的，而这种观念是错误的，对此必须要转变这种观念，明确其存在的因次特征。2、汇流计算的改进与优化在对汇流计算进行改进与优化过程中，主要就是在瞬时单位线法对相关流域地面净雨汇流进行计算处理过程中，可以通过基本单位线的方式对汇流进行系统的计算分析，对其进行优化主要就是因为其存在一定的数学关系与物理意义，其具体如下：
2.1数学关系现阶段，在实践中应用的主要汇流计算方式就是利用基本单位线基于对其进行转换，在通过十毫米净雨使用单位线q（△t，t）对其进行表示。而在此公式中，流域面积主要就是通过F对其进行表示，单位为km2；而△t表示时段长，单位为h。
在应用此单位线的时候，可以综合实际的状况以及具体的线性汇流系统之间的倍比形式，对△t时段在具体的实践中，存在的地面净雨量进行表示，其主要就是表示了在每小时毫米的地面径流的实际过程，在实践中可以通过对其进行表示；而将对其进行带入处理，就会获得，此公式主要就是基本单位线汇流计算公式。2.2物理意义综合分析基本单位线存在的水文学意义，可以发现在线性流域汇流系统中，在特定时间中，当持续的输入一个单位的地面净雨强度的时候，其流域出口断面产生的地面径流的整个过程就是基本单位线。其中，一个单位强度就是指一个流量的地面净雨，可以表示为1m3/s，将其用流域平均水深表示为：（mm/s）。如果将其转换为△t时段内的具体地面净雨量则可以将其表示为在特定的时段内中可以通过h表示其地面净雨量，而对h进行换算，通过时段平均流量对其进行表示，则线性流域系统的倍比性质可以通过对其进行表示。（△t，t）可以进行基本单位线的推求计算，这样就会了解地面径流过程，分析于线性汇流系统的叠加性质就可以获得信息数据。2.3举例计算例如，在某流域中其面积为400 km2，计算时段取△t =3 h。则基于瞬时单位线的参数，先进行S曲线的计算，在通过S曲线获得基本单位线，其基本单位线的计算机结果具体如下表。通过对降雨产生的地面净雨分析，基于线性流域回流系统的叠加性对其进行分析，可以推算出断面的蒂对面径流过程。3、探究讨论通过以上分析可以得知，根据公式Qi（t）=（△t，t），可以利用基本单位线的方式优化以及完善流域汇流计算方式。在实践中其具有较为显著的特征，主要表现如下：3.1直接通过基本单位线进行计算，可以提升计算效率，缩短步骤。通过传统的方式对其进行计算，必须要转换基本单位线以及应用单位线，在操作过程中会导致各种误差问题的出现，而通过公式=（△t，t）进行计算，更为便捷有效，可以提升数据信息的稳定性，进而避免各种误差问题的出现。3.2一条基本单位线可以在不同的流域中应用。在对瞬时单位线函数计算机过程中，其主要就是通过K、n参数进行处理。利用流域净雨的过程以及径流过程对其进行推算分析。在操作中，如果流域面积不同，而降雨径流特性等特征相似，流域就可以利用基本单位线对其进行汇流计算分
析，进而基本单位线转换为十毫米的使用单位线；通过对流域面积等各种因素的系统分析，可以发现在不同的流域中必须要应用自己的单位线。参考文献：[1]范世香，刁艳芳，高雁. 瞬时单位线法进行流域汇流计算的改进[J]. 人民珠江，2014，01：32-34+25. Fan Shi-xiang，Diao An-fang，Gao Yan-.Improvment of instantaneous unit line method for river basin confluence calculation [J] .people ‘s Pearl River Basin 2014n01：32-34 （in Chinese）.[2]鄒霞，宋星原，袁迪，刘佳明，张素琼. 基于地貌瞬时单位线的缺资料小流域水文预报[J]. 人民黄河，2015，01：11-14+25. Zou Xia，Song Xingyuan，Yuan Di，Liu Jiaming，Zhang Suqiong.Hydrological Prediction of small Watershed based on geomorphological instantaneous Unit Line [J].People’s Yellow River 2015 01：11-14 25.[3]高雁，程银才，范世香. 流域汇流瞬时单位线法中因次问题的商榷[J]. 人民黄河，2008，08：30-31+35. [4]庄玮，郭佳晨，吴中正，等. 汇流计算中“三线”的关系及瞬时单位线的改进[J]. 农村经济与科技，2017，28（6）：265-265.Zhuangwei，Guo Jiachen，Wu Zhongzheng，et al.relationship between “three lines” and improvement of instantaneous unit line in confluence calculation [J] .Rural economy and Science and Technology，2017，286U：265-265.
第七章 流域产汇流计算 一、概念题 ㈠填空题 1. 降雨，径流，蒸发 2. 地面径流量，地下径流量，场次洪水总量 3. 水平线分割法，斜线分割法 4. 气温，湿度，日照，风 5. 降雨使土壤含水量达到田间持水量 6. 土壤缺水量 7. 径流量 8. 地下 9. 地面 10. 前期降雨的补充量以及流域蒸散发消耗量 11. 第t+1天开始时的前期影响雨量，第t 天开始时的前期影响雨量，m 1t ,a W P ≤+（流域蓄水 容量） 12. 第t 天的降雨量，蓄水的日消退系数，m 1t ,a W P ≤+（流域蓄水容量） 13. 降雨强度大于土壤下渗率 14. 地面 15. 小于等于 16. 初损，后损 17. 产流开始之前，产流以后 18. 降雨，前期流域蓄水量，雨强 19. 降雨，蒸发 20. 平均后渗率mm/h ，次降雨量mm ，次降雨地面径流深mm ，初损量mm ，后期不产流的雨量 mm ，后期产流历时h. 21. 流域汇流时间 22. 各水质点到达出口断面汇流时间相等的那些点的连线，相邻等流时线间的面积 23. 流域上的最远点的净雨流达出口的历时
24. m s t T T += 25. 部分 26. 全面 27. 全面 28. 等流时线法 29. 谢尔曼单位线法 30. 相等 31. Δt 32. 等流量线法，谢尔曼单位线法，瞬时单位线法 33. Tq+Ts-1 34. 暴雨中心位置，暴雨强度 35. 瞬时单位线u(0,t)的积分曲线 36. 降雨过程，流量过程 37. 减小 38. 增大 ㈡选择题 1．[a] 2. [b] 3. [c] 4. [c] 5. [b] 6. [c] 7. [b] 8. [d] 9. [b] 10.[c] 11.[a] 12.[c] 13.[d] 14.[b] 15.[d] 16.[b] 17.[c] 18.[c] 19.[b] 20.[b] 21.[c] 22.[a] 23.[c] 24.[b] 25.[a] 26.[a] 27.[b] ㈢判断题 1. ［T ］ 2. ［T ］ 3.［T ］ 4. ［F ］ 5. ［T ］ 6. ［F ］ 7. ［F ］ 8. ［T ］ 9.［T ］ 10.［T ］ 11.［T ］ 12.［F ］ 13.［F ］ 14.［T ］ 15.［F ］ 16.［F ］ 17.［F ］ 18.［T ］ 19.［F ］ 20.［F ］ 21.［T ］ 22.［T ］ 23.［F ］ 24.［F ］ 25.［F ］ 26.［T ］ 27.［T ］ 28.［F ］ 29.［F ］ 30.［F ］ 31.［F ］ 32.［T ］ 33.［T ］ 34.［F ］
第三章流域产流与汇流计算 第一节概述 (2) 第二节降雨径流要素计算 (3) 第三节流域产流分析 (9) 第四节产流计算 (11) 第五节流域汇流计算 (22) 小结 (30) 课前学习指导 本章要求 （1）掌握实测降雨径流要素的分析计算方法； （2）掌握蓄满产流和超渗产流的基本概念，及其产流面积变化过程的分析方法； （3）了解影响流域产流量的因素，掌握蓄满产流和超渗产流的产流量计算方法； （4）了解流域汇流的物理过程，掌握流域汇流计算方法。 课时安排 共需7个课内学时，10个课外学时 课前思考 如何由单站降雨量推求流域平均降雨量？ 为什么要对实测流量过程线的不同水源成分进行划分？ 降雨是怎么变成径流的？有哪些基本的产流方式？ 哪些因素影响流域径流的形成？如何计算一场降雨所产生的径流量？ 汇流计算的目的是什么？常用的汇流计算方法有哪些？ 什么是单位线？如何推求单位线？如何进行单位线的时段转换？ 学习重点 掌握流域产流计算和汇流计算的方法。 难点 将水文循环中蒸发、下渗、产流、汇流等过程联系起来，结合水量平衡原理实现产汇流过程的逐时段连续演算。 知识点 单站降雨特性分析 流域降雨特性分析 实测径流量计算 前期影响雨量 包气带对降水的再分配
蓄满产流和超渗产流 产流面积及其变化过程 降雨径流关系 蓄满产流的产流量计算 蒸散发计算 超渗产流的产流量计算 流域汇流过程、流域汇流时间、流域调蓄作用 单位线的基本概念、单位线的推求、单位线的时段转换 瞬时单位线的基本概念 地下径流汇流 第一节概述 内容提要 1、由降雨过程推求径流过程的基本内容与流程 2、流域产汇流计算的基本方法与思路 学习要求 掌握由降雨过程推求径流过程的主要环节与基本思路 1、流域产汇流计算基本内容与流程 由流域降雨推求流域出口的流量过程，大体上分为两个步骤： a、产流计算：降雨扣除植物截留、蒸发、下渗、填洼等各种损失之后，剩下的部分称为净雨，在数量上等于它所形成的径流深。在我国常称净雨量为产流量，降雨转化为净雨的过程为产流过程，关于净雨的计算称为产流计算。 b、汇流计算：净雨沿着地面和地下汇入河网，然后经河网汇流形成流域出口的流量过程，关于流域汇流过程的计算称为汇流计算。 计算流程如图3-1所示： 图3-1 产汇流计算流程简图 2 、流域产汇流计算的基本方法与思路 流域产汇流计算的方法很多，本课程主要介绍目前使用比较普遍和比较成熟的计算原理及其计算方法。产流计算的方法因产流方式不同而异，分别阐述蓄满产流方式和超渗产流方式的产流计算方法；汇流计算方法重点阐述时段单位线法和瞬时单位线法。
汇流计算中的问题与瞬时单位线改进 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。标签：瞬时单位线；基本单位线；汇流计算在实际的流域地面净雨汇流计算过程中，瞬时单位线法是一种常用方式。在实践中有着较为显著的效果，对此要想全面优化完善汇流计算中存在的各种问题，就要对瞬时单位线法进行改进，进而使其满足实际的需求，保证计算方式的便捷性。对此本文对汇流计算等问题进行探究分析，对瞬时单位线进行优化与改进。1、瞬时单位线1.1瞬时单位线定义在流域上均匀分布的，且其历时近乎为零的单位净雨深在流域出口断面为中形成的地表径流过程线，就是瞬时单位线，其简称为IUH。而瞬时单位线就是传统单位线的重要发展模式，现阶段广泛应用在暴雨洪水计算以及预报等诸多领域中。在流域上单位时间中呈现均匀分布状态的单位净雨量在一般状况之下均取雨深10毫米；其单位历史则可以是特定的时段，具体时间不等，也可以是瞬时，就是在净雨历时在呈现无限小的状态中，相对于谦和单位的线段称之为时段单位线，而相应于后者的则就称之为瞬时单位线。单位线就是基于特定因素的一种基本假定，通过流域的实际降雨以及其对应的出口断面位置中的流量过程资料进行分析获得的。瞬时单位线就是在水文学中的基本的分析工具之一，主要就是在对暴雨过推送流量过程中应用，在水文计算以及预报等领域中广泛应用。输入线性时不变汇流系统的时候，其单位在为矩形入流状态的时候，就意味着系统中产生的输入就是基本单位线，主要就是通过u （△t，t）对这种单位线进行表示。而其存在的单位矩形入流就是在△t的特定时间段中的流量入流实际状况。1.2基本假定在汇流理论中，把流域降雨径流中存在的汇流问题作为线性系统，其中降雨就是模式输入，其径流量产生的过程就表示系统输出，而流域单位线则就是在整个过程中的响应函数。在实践中，必须要满足倍比假定以及叠加假定两种要素。其中倍比假定，就是在单位时段中其净雨深如果不是一个单位，而是多个单位，其形成的流量过程线与单位线的底长是一致的，地面流量过程线的纵标与单位线纵标之间的成比例关系；而叠加假定就是在降雨历时的m 个时段，则不同时段中的净雨形成的流量过程就是相对独立且不受任何影响的，其出口断面位置的流量就是这m 个流量过程的数量之和。而要对这些假定与实际状况差异进行精准的判定，要了解降雨特性对单位线之间的影响，必须要对瞬时单位线进行系统分析。1.3时段单位线时段单位线是在1932年的时候美国L.R.K.谢尔曼提出的一种理论。时段单位线主要就是在降雨时空分布相对较为均匀且净雨历时相对较短，降雨强度相对较大的单独洪水资料对其进行推求计算。如果净雨历时仅仅有一个时间段，但是其分布相对较为均匀，就可以直接的将地面径流过程表现的纵坐标与凈雨量的单位数n的商就是单位线。如果净雨时段高于两个，就要通过分析法以及试算法进行计算分析。在不同时间段中的单位线可以通过求S- 曲线相互转换，而时段单位线的S-曲线就是指在相同单位线实践中基于时间坐标，每间隔一个单位时间段，将相同时刻的纵坐标进行累积相加获得的累积流量以及时间的关系曲线。1.4基本单位线的具体推求 基本单位线在实践中的推算是利用瞬时单位线开展的。在实践中，瞬时单位
流域汇流单位线推求方法实例对比分析 流域汇流单位线法是针对降雨径流类型洪水的基本预报手段之一，该方法建立在对历史洪水规律的分析总结基础之上。目前推求流域汇流单位线有多种方法，比较实用的有瞬时单位线法和线性规划求解法，文章以实例流域为例，对两种方法推求的单位线进行了实例对比分析，通过对单位线的检验，提出了各方法的精度差异，并对其产生原因和各方法的使用注意事项进行了论述。 标签：降雨径流洪水；河网汇流；单位过程线法；径流过程；规划求解 1 降雨径流类型洪水预报简介 在一些中小流域，因河道上仅有一处流域出口径流控制站，在对该站进行短期洪水预报时，其预报主要依据就是流域降雨，降雨在流域上产生的径流通过流域汇流最终通过流域出口断面。对这类洪水进行预报分产流和汇流计算两个部分，产流计算是指确定有多少流域降雨在扣除蒸发、下渗、截留等损失后成为径流进入河网；汇流计算是指进入河网的径流在流域出口断面形成怎样的径流过程，主要包括径流历时和洪峰流量。产流计算一般利用事先已有产流计算方案，如用降雨径流相关图来确定本次降雨的有效净雨量，即扣除损失后形成径流的雨量。汇流计算可用流域汇流单位线来推算流域汇流过程，文章重点对流域汇流单位线的推求方法进行对比分析。 2 汇流单位线概念和使用方法介绍 流域汇流单位线的通俗解释是指一定量级的净雨，在流域出口断面形成的流量过程，由流域实测雨洪资料求得。单位线有三个特征指标，即：单位线峰值；洪峰滞时，指降雨历时中间点至洪峰的时距；径流过程总历时。实际使用时单位净雨深常取10mm，单位时段一般取3、6、12h等，常取决于降雨时段。有了流域汇流单位线就可以利用实际净雨与单位净雨的倍比关系来预报实际径流过程。 3 流域汇流单位线推求方法介绍 流域汇流单位线的推求方法较多，比较原始的有列表计算法、图解法和试错法，这些方法费时、费力，目前已逐渐被淘汰，文章以常用的瞬时单位线法和规划求解法来进行实例流域汇流单位线的推求分析。 3.1 规划求解法 该方法是利用线性规划数学方法使求解值在特定条件下满足条件。具体使用时就是利用已有的实测洪水过程和对应各时段的净雨量，由计算机优选出最佳的单位过程线，该方法可设置多个约束条件，计算简便快捷。 3.2 瞬时单位线法
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1=56.1km,平均比降J=6.91%o,流域面积F=793.19kn√。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小时万、C V等值线图查出相应历时的百、C v 值（万∣=56,C v1=0.34；瓦=93,C v6=0.42；H24=115,C v24=0.48）,然后查模比系数KP表计算各历时百年一遇暴雨（取G=3∙5Q）,具体计算见表1。 2 .时段加选用1小时。因流域超过IOOkm2,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，再查丁〜产关系表第二区4%的1小时、6小时、24小时α值，并经内插得%=68.2%,4=77.0%,a24=88.8%,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。
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〃值: -^=1+1.2851g-=0.57 % 171 -^-=1+1.6611g-=0.67 % 271 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Ivz<6小时：Hp=H1Pt2/，, 当6v∕v24小时：HW=H24«五J 。 式中，Hji=1、24）为第i时段的面雨量，H tp（t=2-5J-23）为利用已知两个时间段的面雨量推求其他时段的面雨量。 4 .计算每小时的时段雨量，即相邻两时段的面雨量差，结果见表2第（5） 5 .根据工程地点查雨型分区图，得工程地点属四（一）区，再查广西分区综合24小时雨型表，得到八尺江流域24h雨型分布，列于表2第（6）行。将雨型分布结合计算的每小时时段雨量，得到24小时的雨量分布情况，列于第（7）行。 6 .净雨计算 根据工程地点查产流分区图属第3区，从降雨径流相关特征参数综合表可知Wm=IOO,则初始蓄水量叱j=0.7%=70mm,再查第3区降雨径流关系图，按45°外延，可得： R总=p+μς-∣V m=271+70—IOO=241mm,，o=%「M=1OO_7O=3Omm 则由初损性质第1至第4时段降雨全部消耗于初损为27mm,第5时段再扣除3mm后得到扣除初损后的雨量过程，见表2第（8）行。 7 .下渗计算 根据流域主要以一般山区为主，查广西壮族自治区暴雨径流查算图表编制说明表，选定产流其平均下渗率7=8mm∕h,可得产流期平均入渗值，列于表2第（9）行。各时段的扣除初始雨量再扣除下渗量后即得时段净雨值，时段净雨值结果列于表2第（10）行。由表可得流域24小时净雨总量R净=124mm。
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
地面汇流计算 地面汇流计算是一种用于确定降雨径流的方法。降雨径流是指降雨过程中形成的地表径流和地下径流的总和。地面汇流计算可以帮助我们了解降雨对地表水系统的影响，对于水资源管理和防洪工程具有重要意义。 地面汇流是指降雨水在地表流动的过程。当降雨发生时，一部分水分会渗入土壤中，成为地下水。另一部分水分则会在地表流动，形成地表径流。地面汇流计算即是通过一系列的计算方法和公式，来确定降雨水在地表的流动过程和量。 地面汇流计算的基本原理是根据降雨和地表特征，通过一系列的参数和方程式来估算地表径流量。常用的地面汇流计算方法有单位线法、比例因子法和坡面尺度模型等。 单位线法是一种简化的地面汇流计算方法，它假设降雨过程是均匀的，并且降雨强度在时间上是恒定的。通过单位线法，可以将降雨过程分解为一系列单位降雨，然后通过一系列的计算步骤，来估算单位降雨下的地表径流量。最后将单位降雨下的地表径流量相加，就可以得到整个降雨过程的地表径流量。 比例因子法是一种基于流域形状和坡度的地面汇流计算方法。它假设降雨过程是非均匀的，降雨强度在时间上是变化的。通过比例因子法，可以将流域划分为一系列的子流域，然后通过一系列的参数
和方程式，来估算每个子流域下的地表径流量。最后将各个子流域的地表径流量相加，就可以得到整个流域的地表径流量。 坡面尺度模型是一种基于流域地表特征和地形的地面汇流计算方法。它通过分析流域的土壤类型、坡度、坡向等因素，来估算地表径流量。坡面尺度模型可以更准确地反映地表水的流动过程，但对于数据的要求也更高。 地面汇流计算在水文学和工程学领域具有广泛的应用。它可以帮助我们了解降雨对地表水系统的影响，为水资源管理和防洪工程提供科学依据。通过地面汇流计算，我们可以估算出流域的地表径流量，从而为水资源的合理利用和洪水的预测与防治提供数据支持。 地面汇流计算是一种用于确定降雨径流的方法，通过一系列的计算方法和公式，来估算降雨水在地表的流动过程和量。它在水文学和工程学领域有着重要的应用价值，可以帮助我们了解降雨对地表水系统的影响，为水资源管理和防洪工程提供科学依据。地面汇流计算的发展和应用，将进一步推动水资源管理和防洪工程的发展。
简述瞬时单位线的汇流原理 瞬时单位线（Instantaneous Unit Hydrograph，简称IUH）是一种经验模型，用于描述降雨事件引起的径流洪峰过程。它是由单位降雨过程引起的单位径流过程。瞬时单位线的汇流原理是基于线性时不变的假设，即将降雨的单位线得到的单位径流曲线进行线性叠加，可以得到大于单位降雨的任意降雨过程所引起的径流过程。 瞬时单位线汇流原理的基本假设是流域的汇流过程在形状、单位线尺度上保持不变。这意味着，同一流域在不同的降雨事件中，通过采集并分析历史洪水资料，可以得到该流域的单位线，然后将这个单位线应用于流域中的任意降雨过程来预测该降雨事件后的径流过程。 瞬时单位线汇流原理的核心思想是将流域的降雨产流过程视为由降雨先后在时间上依次作用于各个子流域，并径流从下游向上游传递的过程。每个子流域都有一个汇流延迟时间，即降雨到达时间与对应单位线水文过程的时间差。当洪峰流量到达该子流域时，它将被叠加到前一时段的洪峰流量上，再通过汇流延迟时间传递到上游。 瞬时单位线汇流原理的具体计算过程如下： 1.将降雨过程分为若干等时段，通常每段以1小时为单位。 2.对于每一时段，计算其单位线过程，即计算单位降雨过程引起的径流过程。 3.将单位线过程进行线性叠加，得到降雨过程所引起的瞬时单位线过程。
4.将瞬时单位线过程与设计降雨过程卷积，得到设计降雨过程下的瞬时径流过程。 瞬时单位线汇流原理的优点是简单直观、计算量小、操作方便。但也存在一些限制和不足，例如它忽略了流域内的时空变异性，只适用于小流域或均匀的中小流域；它假设单位线在流域内保持不变，忽略了降雨量的空间分布和流域的物理特性；它还忽略了其他因素对径流过程的影响，如土壤、植被和地形等。 尽管有一些限制，瞬时单位线汇流原理仍然是工程实践中常用的方法之一。它在水文预报、洪水预警、水资源管理和水利工程设计等方面都有广泛的应用。在实际应用中，为了提高模型的精度，常常结合其他方法，如水文模型、传输计算、统计分析等，从而更准确地预测径流过程。
工程水文学题库第7章习题_流域产汇流计算 问答题 1.在进行流域产汇流分析计算时，为什么还要将总净雨过程分为地面、地下净雨过程?简述 蓄满产流模型法如何划分地面、地下净雨? 2 .目前常用分割基流的方法有哪几种，简述其优缺点？ 答：有斜线分割法及水平分割法等。水平分割法简单认为洪水期间地下径流消退，与其补充是 相等：斜线分割则认为洪水期间地下径流补充量大于地下径流消退量，对于大多数流域来说，这种认识较符合实际。 3.何为前期影响雨量？简述其计算方法与步骤？ 答：前期影响雨量Pa是反映本次降雨之前流域土壤干湿程度的一种指标，因此对本次降雨的产流量将产生重要影响。 Pa一般按下式计算： 且 其计算步骤如下：⑴确定流域蓄水容量Wm；⑵由蒸发资料和Wm确定土壤含水量消退系数Kt； ⑶由降雨P、Wm和Kt按上式计算。 4.简述流域土壤前期影响雨量折减系数的确定方法和步骤？ 答：⑴根据实测雨量资料确定流域的蓄水容量Wm；⑵根据蒸发资料计算流域多年平均的 月平均日蒸散发能力Em；⑶以折减系数公式K=1-Em/Wm计算各月的K；⑷通过产流计算 方案进一步优选。 5.土壤前期影响雨量Pa 的计算方法有哪几种，其原理和步骤？ 答：⑴用公式 逐日计算，式中P a, t+1、Pa ,t分别第t+1天、第t天的前期影响雨量；Pt为第t天的降雨量； Wm为流域蓄水容量，K为折减系数。⑵按公式：Pa，t+1=P a
+Pt –Rt - E t逐日计算，式中 Rt为Pt产生的径流量，Et为第t天的流域蒸散发量。 6.何谓超渗产流，何谓蓄满产流，它们的主要区别是什么？ 答：不管当地的土壤含水量是否达田间持水量，只要降雨强度超过下渗强度就产生地表径流， 称此为超渗产流。蓄满产流则是指一次降雨过程中，仅当包气带的含水量达田间持水量后才 产流，且以后的有效降雨全部变为径流。可见这两种产流模式的主要区别在于，蓄满产流以 包气带的含水量达到田间持水量（即蓄满）作为产流的控制条件，而超渗产流则以降雨强度 大过于当地的下渗能力作为产流的控制条件，而不管蓄满与否。 7.超渗产流和蓄满产流的地面径流形成条件是否相同，为什么？ 答：超渗产流与蓄满产流形成地面径流的条件基本相同，它们都是由超渗雨形成的地面径流， 但蓄满产流模型计算超渗雨的下渗能力总是稳渗率fc，而用超渗产流模型计算地面径流，其 中的下渗能力则不一定为fc。 8.试述绘制降雨径流相关图（P~ Pa ~R）的方法步骤？ 答：⑴选取在流域上分布较均匀的，具有一定代表性的多场暴雨洪水资料和蒸发资料；⑵计 算各场雨洪的流域平均雨量P和径流深R；⑶用若干场前期十分干旱的雨洪资料，分析计算 流域的最大蓄水量Wm；⑷计算各场暴雨的前期影响雨量Pa,t； ⑸以降雨量P为纵坐标,以 径流深R为横坐标，把各次降雨的P和R对应点点在坐标纸上，并在该点上注明本次降雨 开始时的Pa,t值,绘出Pa的等值线便得到一组按顺序排列的Pa等值线图,经检验合理后， 即为P~aP~R相关图。
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。20世纪70年代初提出了新安江二水源模型，80年代提出了新安江三水源模型。新安江模型可用于流域的降雨-径流的洪水模拟和预报以及水资源模拟，主要适用于我国湿润和半湿润地区。 新安江模型是一个分散性模型，把流域分成多块，对每块分别计算产汇流，总和后求得出口断面流量过程。模型有蒸散发、产流、分水源和汇流4个模块，产流计算采用蓄满产流模型，将水源划分为地表径流、壤中流和地下径流3种，流域汇流计算采用线性水库法和瞬时单位线法，河道汇流计算采用马斯京根分段连续演算法或滞后演算法。 新安江模型的结构特点可简单归纳为：①三分特点，即分单元计算产流、分水源坡面
基于LH-OAT与变异系数法的汇流模型参数敏感性分析 李昂;祝雪萍;武鹏林 【摘要】为分析汇流模型参数对洪水模拟效果的影响,提高模型参数率定的精确性,以山西省洪水预报系统中的纳什瞬时单位线汇流模型为研究对象,运用LH-OAT法对汇流模型参数进行定向改变,分析确定汇流模型参数在不同等级洪水、不同流域、不同目标函数中的敏感性,再基于变异系数法确定汇流模型参数综合敏感性系数.研 究表明,纳什瞬时单位线汇流模型参数敏感性会随着洪水等级、流域特征、目标函 数的不同而改变,且汇流模型参数的敏感性仅与目标函数洪峰误差PE、洪峰流量Qmi有关,与其他的目标函数无关;C1与C2这2个汇流模型参数综合敏感性系数 分别为0.58、0.42,均为敏感性参数,且C2的敏感性大于C1.%In order to analyze the influence of confluence model parameters on flood simulation and improve the accuracy of model parameters,the Nash instantaneous unit line confluence model in Shanxi flood forecasting system is studied.Firstly,the parameters of confluence model are changed by LH-OAT method for analyzing the sensitivities of confluence model parameters in different levels of flood,different watersheds and different objective functions,and then the comprehensive sensitivity coefficient of confluence model parameters is determined based on the coefficient of variation.The results show that:(a) the sensitivity of Nashian instantaneous unit line confluence model is changed with the changes of flood level,basin characteristics and objective function,and the sensitivity of parameters is only related to objective functions of flood flow (Qmi) and flood peak error (PE) and is independent to other objective functions;and
洪峰流量 1、推理公式法： ①洪峰流量（集雨面积小于2km 2） 洪峰流量按下式计算： Q s =0.278KIF 式中：Q s —洪峰流量； K —径流系数，取0.9； I —最大1h 降雨强度（mm/h ），查《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》计算得5年一遇最大1h 降雨强度56.7mm ；11H K I P •= F —集水面积(km 2)，根据地形图及项目区实际情况确定。 ②排水沟设计流量 过水能力按明渠恒定均匀流计算： 式中：A —过水断面面积（m 2）； C —谢才系数 ；R —水力半径（R=A/X ）； n —糙率，取n =0.025；X —湿周；i —渠道纵坡，取0.2%。 ③洪水计算（集雨面积小于300km 2） 推理公式法基本公式： Q =0.278ψ(S /τn )F = 0.278ψi F 式中：Q —设计最大洪峰流量，m 3/s ； ψ—洪峰径流系数； i —最大平均暴雨强度，i=S/t n ； S —暴雨雨力，即最大1h 暴雨量，mm/小时； τ—流域汇流时间，小时； n —暴雨公式指数； F —流域面积，km 2。 Ri CA Q =61 1 R n C =
①确定设计流域的集雨面积F ，河道长度L 以及河道比降J ； ②由流域特征系数θ计算汇流参数m 值； 流域特征系数：4 131F J L •= θ (3-1) 当θ=1～30时，204.040.0m θ•= (3-2) 当θ=30～300时，636.0092.0m θ•= (3-3) ③设计点暴雨：由暴雨等值线图确定设计流域的暴雨特征值：6/1H 、1H 、6H 、 24H 及其相应的Cv 、Cs ，并根据Cs=3.5Cv 由皮尔逊Ⅲ型频率表查出设计频率的K p 值，算出H p ； p K H H p •= (3-4) ④设计面暴雨：根据流域重心位置查得流域暴雨折减系数，并对暴雨折减系数进行修正； 660.94a a =修正 (3-5) 242496.0a a =修正 (3-6) ⑤计算各时段暴雨公式指数n 1、n 2、n 3以及设计频率的暴雨雨力S ； 当历时t=6～24小时范围内时：⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛•+=p p H H 2463 lg 661.11n (3-7) 124324-•=n P P H S (3-8) 当历时t=1～6小时范围内时：⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛•+=p p H H 612lg 285.11n (3-9) 1626-•=n P P H S (3-10) 当历时t=1/6～1小时范围内时：⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛•+=p p H H 16/11lg 285.11n (3-11) 16/11)6 1 (-•=n P P H S (3-12) ⑥假定用n 3作初试计算(如属面积很小的设计流域，亦可先用n 1作试算)，算出
第二期全国水情预报员培训班测试题 单位：姓名：分数： 一、单项选择题（共35题，每题1分，总计35分） 1、“负责所属报汛站水文基础信息的收集、录入、更新和维护”是的职责。 A、部水文局 B、流域机构水文局 C、省及水文局 D、地市级水文分局 2、水文基础信息的校核、补充、更新工作应于完成。 A、每年汛前 B、每年年底 C、每五年 D、待通知 3、各流域干流的洪峰编号怎样确定？ A、由所在流域水文机构确定。 B、由测站所在单位确定。 C、由所在流域水文机构或相关省（自治区、直辖市）水文机构确定，报水利部水文局备案。 D、由所在流域水文机构商相关省（自治区、直辖市）水文机构确定，报水利部水文局备案。 4、提高洪水预报技术水平的切入点是： A、开展洪水作业预报日常化工作 B、加强预报会商 C、加强预报方案研制工作 D、加大水情自动测报系统建设 5、预报项目的精度如达到甲级，其合格率QR应为： A、QR≥90.0 B、QR≥85.0 C、QR≥80.0 D、QR≥75.0 6、预报项目的精度如达到甲级，其确定性系数DC应为： A、DC≥90.0 B、DC≥85.0 C、DC≥80.0 D、DC≥75.0 7、关于土壤重量含水量下列那种说法正确？ A、土壤样品中含水重量 B、土壤样品中含水体积
C、土壤样品中含水的重量与干土重量的比值 D、土壤样品中含水的体积与总体积的比值 8、土壤相对湿度标识以下旱情等级： A、正常轻旱大旱重旱 B、轻度干旱中度干旱严重干旱特大干旱 C、小旱中旱大旱重旱 D、湿润干燥重旱特旱 9、关于土壤相对湿度，下列哪种说法正确： A、土壤平均重量含水量与土壤田间持水量的比值 B、土层重量含水量与土壤田间持水量的比值 C、土壤平均重量含水量与土层田间持水量的比值 D、单一土层重量含水量与相应土层田间持水量的比值 10、墒情编码进行了调整，新标准中MS表示： A、作物受害原因 B、作物生长期 C、作物水分 D、作物种类 11、水文旱情分析要素主要包括： A、雨量江河来水量江河水位水库蓄水量墒情气温地下水气压湿度 B、雨量江河来水量江河水位水库蓄水量墒情气温地下水气压 C、雨量江河来水量江河水位超警情况水库蓄水量墒情气温地下水气压湿度 D、雨量江河来水量江河水位水库蓄水量墒情气温地下水 12、关于作物墒情评估，下面哪种说法正确？ A、土层深度与具体作物关系不大 B、土层深度与作物生长期关系不大 C、土层深度与作物种类、生长期有关 D、用一个土层深度进行墒情评估即可 13、水情信息交换系统采用哪种数据交换方式？ A、触发器机制 B、轮询机制 C、编码解码机制 D、触发器和轮询结合 14、关于信息交换，下面哪种说法不正确？
单位线的发展及启示 芮孝芳;刘宁宁;凌哲;梁霄 【摘要】单位线的建立及其发展,并得以成功应用,是水文科学的重要成就之一.寻觅、回顾了单位线的起源,论述了单位线在处理复杂、特殊的流域汇流现象时的创新性,以及半个世纪以来水文学家为揭示单位线实质采用系统论、物理学、概率论等途径所作的努力及取得的成果.提出了分析和使用单位线所不可忽视的前提条件.由于建立在“网格水滴”概念上的流域汇流计算方法,既能保持单位线法和等流时线法的优点,又能克服这两个方法的缺点,因此有可能在数字高程模型(DEM)支撑下成为新一代的流域汇流计算方法.%The establishment and development of unit hydrograph as well as its successful application have been one of important achievements in hydrology. The origin of the unit hydrograph is sought and reviewed. The innovation of the unit hydrograph in dealing with complicated and specific concentration flows in watersheds is discussed. The achievements and efforts to reveal the substance of the unit hydrograph by hydrologists over half a century by means of the system theory, physics and probability theory are investigated. The essential preconditions for analyzing and applying the unit hydrograph are put forward. The method for calculating the concentration flows of watersheds based on the concept of " grid drop" can maintain the advantages of the unit hydrograph method and the isochrone method and overcome their shortcomings. Accordingly, the "grid drop" will probably be a new generation of the method for calculating concentration flows of watersheds under the support of DEM.
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。 ②资料的一致性分析 武关水文站雨量观测设施自设立以来，位置一直固定，资料系列一致性好。 ③资料系列代表性分析 武关站有1959-2015年的57年的实测雨量资料，在样本数量上具有一定的代 表性。 2.3设计洪水推算 清油河镇清油河村河东安置点所在区域属于无水文资料地区，因此可以先推