汇流计算

流域汇流计算的三种方法水资源是发展社会经济的基础，水资源的调查和评估是保证水资源合理利用的基础。

流域是基本单元，流域汇流计算是流域水资源利用调查评估的重要组成部分之一。

本文分析总结了流域汇流计算的三种方法：溯源法、斜率法和积分法，旨在为流域水资源调查评估提供参考依据。

1、溯源法溯源法是以流域范围性水资源调查的基础，溯源法的基本思想是从流域支流口到大流域口进行水量计算，该方法是由流域空间分布的水量溯源，从而计算流域汇流量。

该方法实施原理：（1）以流域为单位，从支流口到大流域口，依次测定（或估算）支流口汇流流量；（2）将支流口汇流流量累加，得到大流域口的汇流流量。

溯源法的优点是操作简便、实施周期短、成本低，有利于对大面积流域的汇流量进行计算，但是该方法的缺点是不能准确反映流域内各支流面积比例，容易受地形影响。

2、斜率法斜率法以地形为基础，通过地形特征确定水文流域，计算出当前期汇流量，称为斜率法。

按照数学原理，在计算给定流域的汇流量时，可以把支流口以上水文流域视为一个简单小斜度斜面，简单地把流域内所有水源汇流量全部归成一个总量值，然后乘以斜面上的斜率乘以支流口的面积得到支流口的汇流量。

斜率法的优点是精度较高，且能正确反映流域内地形特征对流域汇流量的影响；缺点是实施范围受限，适用于小范围流域，流域内的支流口汇流量的计算需要大量工作量。

3、积分法积分法也称洪水位积分法，是一种综合考虑地形、水文及滑动系数等因素，利用实测水位曲线等资料，采用计算机积分方法，计算分支流口汇流量的一种方法。

该方法依据支流口至大流域口的水位差、汇流面积、滑动系数等的变化，在由大流域口至支流口的流域内施行积分计算，计算出分支流口的汇流量。

积分法的优点是能精确反映流域内汇流量的分布特性，同时考虑了水位、地形、滑动系数等因素；缺点是实施需要大量数据，实施过程需要耗费大量时间和工作量。

综上所述，流域汇流计算的三种方法主要有溯源法、斜率法和积分法，不同方法具有各自的优缺点，在选择某种方法进行流域汇流计算时，应当综合考虑实施过程所需时间、成本、精度等因素，以选择最合理的方法。

第四章流域产流与汇流计算第一节概述根据第二章的论述,由降雨形成流域出口断面径流的过程是非常复杂的，为了进行定量阐述,将这一过程概化为产流和汇流两个阶段进行讨论。

实际上，在流域降雨径流形成过程中，产流和汇流过程几乎是同时发生的，在这里提到的所谓产流阶段和汇流阶段，并不是时间顺序含义上的前后两个阶段，仅仅是对流域径流形成过程的概化，以便根据产流和汇流的特性,采用不同的原理和方法分别进行计算。

产流阶段是指降雨经植物截留、填洼、下渗的损失过程.降雨扣除这些损失后，剩余的部分称为净雨，净雨在数量上等于它所形成的径流量，净雨量的计算称为产流计算。

由流域降雨量推求径流量,必须具备流域产流方案。

产流方案是对流域降雨径流之间关系的定量描述,可以是数学方程也可以是图表形式。

产流方案的制定需充分利用实测的流域降雨、蒸发和径流资料，根据流域的产流模式,分析建立流域降雨径流之间的定量关系。

汇流阶段是指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流量的过程。

由净雨推求流域出口断面流量过程称为汇流计算。

流域汇流过程又可以分为两个阶段，由净雨经地面或地下汇入河网的过程称为坡面汇流;进入河网的水流自上游向下游运动，经流域出口断面流出的过程称为河网汇流.由净雨推求流域出口流量过程，必须具备流域汇流方案。

流域汇流方案是根据流域净雨计算流域出口断面流量过程，应根据流域雨量、流量及下垫面特征等资料条件及计算要求制定。

就径流的来源而论，流域出口断面的流量过程是由地面径流、壤中流、浅层地下径流和深层地下径流组成的，这四类径流的汇流特性是有差别的.在常规的汇流计算中，为了计算简便，常将径流概化为直接径流和地下径流两种水源。

地面径流和壤中流在坡面汇流过程中经常相互交换,且相对于河网汇流，坡面汇流速度较快，几乎是直接进入河网，故可以合并考虑，称为直接径流，但在很多情况仍称为地面径流。

浅层地下径流和深层地下径流合称为地下径流，其特点是坡面汇流速度较慢,常持续数十天乃至数年之久.目前，在一些描述降雨径流的流域水文模型中,为了更确切地反映流域径流形成的过程，采用了三水源或四水源进行模拟计算。

产汇流计算-图文第七章流域产流、汇流计算研究内容：流域产流机制及产流计算方法；流域汇流原理及汇流计算方法。

研究目的：通过产流计算，由设计暴雨过程推求设计净雨过程；通过汇流计算，由设计净雨过程推求设计洪水过程。

如第二章所述，流域降雨形成径流的过程可分为产流阶段和汇流阶段。

本章讲述流域产流计算和汇流计算。

产流计算是扣除降雨的各种损失，推求净雨过程的计算；汇流计算是利用净雨过程推求径流过程的计算。

第一节降雨径流要素的分析计算一、降雨特性分析降雨特性通常包括降雨量、降雨历时、降雨强度、降雨面积、降雨中心、降雨分布等要素，已如前述。

天然降雨在空间上的分布往往是不均匀的，流域上如有若干个雨量站，对于一场实际降雨，各站的降雨量、降雨历时、降雨强度等会有所不同。

（一）单站降雨特性分析1．降雨强度过程线时雨强为纵坐标，相应时间为横坐标的曲线图（图7-1，2线），称为瞬时雨强过程线。

2．降雨量累积曲线降雨过程也可用降雨量累积曲线表示。

降雨量累积曲线横坐标为时间，纵坐标是自降雨开始时起到各时刻的累积雨量（图7-1，3线）。

该曲线上任意一点的坡度即是该时刻的瞬时雨强，而某一时段的平均坡度就是该时段内的平均雨强。

3．降雨强度～历时曲线用降雨强度过程线可以分析绘制降雨强度～历时曲线。

统图7-1某雨量站一次降雨过程线及累积雨量曲线计降雨强度过程线中各种历时1—时段平均雨强过程线；2—瞬时雨强过程线；3—累积雨量过程线的最大平均雨强（图7-2，a），以最大平均雨强为纵坐标，相应历时为横坐标即可点绘出降雨强度～历时曲线（图7-2，b）。

由图7-2（b）可以看出，降雨强度～历时曲线是一条下降曲线，说明最大平均降雨强度随历时增长而减小。

时间（h）历时（h）图7-2（a）不同历时平均雨强统计示意图图7-2（b）雨强～历时曲线（二）流域降雨特性分析1．流域平均降雨量计算水文计算往往需要推求流域平均雨量，计算流域平均雨量常用的方法有算术平均法、泰森多边形法和等雨量线图法。

二、地下径流的汇流计算在湿润地区的洪水过程中，地下径流的比重一般可达总径流量的20％-30％，甚至更多。

但地下径流的汇流速度远较地面径流为慢，因此地下径流过程较为平缓。

地下径流过程的推求可以采用地下线性水库演算法和概化三角形法。

(一)地下线性水库演算法，经地下水库调蓄后该法把地下径流过程看成是渗入地下的那部分净雨h下形成的(这里未考虑包气带对下渗量的滞蓄作用)。

可以认为地下水库的蓄量W下的关系为线性函数，再与水量平衡方程联解，即可求得地下径流与其出流量Q下过程。

方程组如下：式中——时段内进入地下水库的平均入流(m3/s)；Q下1,Q下2——时段始、末地下水库出流量(m3/s);W下1,W下2——时段始、末地下水库蓄水量(m3/s);K下——反映地下水汇流时间的常数，可根据地下水退水曲线制成W下~Q下。

线，其斜率即为K下又（7-73）式中f c——稳定下渗强度（mm/h）；t c——净雨历时（h）；Δt——计算时段长（h）；F——流域面积km2。

将式(7-79)代入式(7-78)解得（7-74）根据式(7-74)就可计算地下水汇流过程。

例7-6 某站流域面积F＝5290km2，根据资料分析得f c=1.35mm/h，K下=9.5 d=228h（由地下水退水曲线求得），试将1965年4月的一次地下净雨演算成地下径流的过程。

取计算时段Δt=6h，则由已知参数得：（7-75）取第一时段起始流量为零，可按上式逐时段计算地下径流过程。

见表7-16。

表7-16 地下径流汇流计算（二）概化三角形法上种演算方法较繁，而对设计洪水计算来讲，重点在洪峰部分，因此，采用简化法计算地下净雨形成的地下径流过程，对设计洪水过程的精度无多大影响，一般方法是将地下径流过程概化成三角形，即将地下径流总量按三角形分配。

地下径流过程的推求主要是确定其洪峰流量和峰现时刻，以及地下径流总历时。

洪峰流量可按三角形面积公式计算。

地下径流总量为W下=0.1∑h下﹒F（7-76）又可按下式计算根据三角形面积计算公式，W下（7-77）故（7-78）——地下径流总量(104m3)；式中W下∑h下——地下净雨总量（mm）；Q m下——地下径流洪峰流量(m3/s)T下—一地下径流过程总历时(s)；F——流域面积(km2)。