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第六章下渗(Infiltration)下渗的物理过程1(Physical processes of infiltration)非饱和下渗理论2(Theory of infiltration on unsaturatedcondition)饱和下渗理论3(Theory of infiltration on saturatedcondition)经验下渗曲线4(Empirical infiltration capacity curve)天然条件下的下渗5(Infiltration under practical condition)1、几个基本概念土壤水分剖面：土壤含水率沿深度方向的变化曲线～(soil moisture profile)下渗：水分透过土壤层面渗入到土壤中的运动过程～(infiltration)下渗率：单位时间通过单位面积的土壤层面渗入到土壤中的水量～(infiltration intensity)下渗容量：供水充分条件下的下渗率～(infiltration capacity)下渗曲线：下渗容量随时间的变化曲线～(infiltration capacity curve)累积下渗曲线：从下渗开始至某时刻按下渗能力下渗到土壤中的总水量(accumulative infiltration capacity curve)与该时间的关系曲线～2、下渗机理mechanism of infiftrationa下渗的三个阶段渗润阶段：分子力渗漏阶段：毛管力渗透阶段：重力b 下渗过程中的土壤水分剖面含水量(%)深度(m)饱和含水量田间持水量风干土饱和带(过渡带)水分传递带湿润带湿润锋饱和带过渡带水分传递带湿润带湿润锋2、下渗机理mechanism of infiftration3、下渗容量与土壤水分剖面的关系tK d t z F s p n+=⎰θθθθ0),(0θθnθ0t 1t 2t Z1、下渗方程的导出deduction of infiltration equation])([zK z t ∂Φ∂∂∂=∂∂θθzK z K z t m ∂∂+∂∂∂∂=∂∂)(])([θψθθ假设与为单值关系θψθθd d K D m)()(=令θmψzk z D z t ∂∂+∂∂∂∂=∂∂θθθθθ)(])([2、忽略重力作用的下渗方程的解solution under gravity neglected条件：a 忽略重力；b 供水充分，表面无积水；c 均质半无限土柱，初始土壤含水量分布均匀),(),0()0,(])([θθθθθθθθθ=∞==∂∂∂∂=∂∂t t z z D z t n 定解问题的构成：泛定方程初始条件边界条件第一种情况：扩散率为常数22),(),0()0,(θθθθθθθθ=∞==∂∂=∂∂t t z z D t n )2(00Dtzerfc n =--θθθθ拉氏变换210)(--=tD f n p πθθ下渗曲线：2、忽略重力作用的下渗方程的解solution under gravity neglected第二种情况：扩散率随土壤含水量呈单值变化22),(),0()0,()()(θθθθθθθθθθθ=∞==∂∂∂∂+∂∂=∂∂t t z z z D z D t n 21)(),(t t z θηθ=玻氏变换2121-=stf p 下渗曲线：2、忽略重力作用的下渗方程的解solution under gravity neglected3、完全下渗方程的解solution under whole condition 0),(),0()0,()()(θθθθθθθθθθθ=∞==∂∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂∂∂=∂∂t t z zk z D z t n定解问题的构成：第一种情况：扩散率为常数且水力传导度与土壤含水量呈直线关系0022),(),0()0,(θθθθθθθθθ=∞==∂∂+∂∂=∂∂t t z z k zD t n⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-=--)2()exp()2(2100Dt kt z erfc d kz Dt kt z erfc n θθθθn n p k D t k erfc D t k D t k k f θπθθ-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---=)4(4/)4/exp(2)(22203、完全下渗方程的解solution under whole condition第二种情况：扩散率为常数且水力传导度与土壤含水量非直线关系00),(),0()0,()()(θθθθθθθθθθθ=∞==∂∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂∂∂=∂∂t t z zk z D z t n))((202/1θk A t s f p ++=-tf t f t z 22/11),(+=θ3、完全下渗方程的解solution under whole condition1、基本方程的建立establishment of basic equation几个基本假定：（1）以湿润锋为界，认为其上部土壤含水量达到饱和，其下部仍为初始土壤含水量（2）湿润锋向下移动的条件是其上部土层达到饱和含水量受力分析：（1）土壤表面水层的净水压力；（2）土壤饱和水柱的重力；（3）下渗锋面处的毛管吸力；（4）下渗锋面以下的空气剩余压力。
第六章流域产汇流分析本章要点本章的主要内容包括如下部分：1）介绍流域产流的机制，重点讨论蓄满产流与超渗产流；2）介绍流域产流计算的基本原理和方法；3）介绍流域汇流的基本概念和计算方法。
6.1 概述径流是自然水文循环过程中非常重要的一个环节，径流的产生和发展过程是水文学研究的重要内容。
河道任何一点的径流过程可以通过流量曲线的变化反映，而任意一点的径流过程都是流域上游径流过程综合之后得到的结果，是对整个流域降雨、融雪和其他水量输入的响应。
因此径流产生和发展过程并不是局部空间的水文现象，而是应该在流域尺度下进行研究。
径流的产生和形成是流域尺度上的综合问题，需要综合考虑其他水文过程，如降雨、入渗、饱和及非饱和土壤中的水流运动等。
尽管对这些水文过程单独加以研究已经有了相对成熟的方法，但是如何把这些理论加以综合得到解释流域产流机理的理论尚未取得令人满意的结果，其中一个很重要的原因是流域空间中的变异性太大，各个流域在很多方面都具有差异性。
研究径流的产生和发展过程，人为的可以把整个过程概化为产流阶段和汇流阶段两个阶段。
产流（流域蓄渗）指降雨经植物（树冠）截留、下渗和填洼等过程，形成地表和地下径流的过程。
产生的径流可以分为3种形式：地表径流（坡面流 Overland flow）、壤中流（Interflow / unsaturated flow）和地下径流（Groundwater flow）。
汇流则是指降落在流域上的雨水，从流域各处向流域出口断面汇集的过程。
汇流又可以分为山坡汇流和河网汇流两个阶段。
整个径流的产生和发展的过程可以用下图6-1示意：图6-1：径流产生及过程示意图本章主要研究的内容是地表径流的产流机理和汇流原理。
6.2 流域产流机理流域产流过程实质上就是流域中各种径流成分的生成过程，其实质就是水分经过流域下垫面（包括地面和包气带）作用之后对降水的再分配的过程。
因此不同的下垫面条件对应不同的流域产流机制（Streamflow Generation Mechanisms ），从而进一步影响到整个流域径流发展的过程也不相同。
第六章小流域暴雨洪峰流量的计算1、小流域设计洪水的计算特点是什么？工程多，水文站少，缺乏暴雨和流量资料流域面积小，自然条件简单，拟定计算方法可以作适当简化，概化假定，均匀暴雨计算方法应力求简便,使基层工作者易于掌握2、何谓暴雨损失？包括那几类？暴雨损失：降雨过程中由于植物截流、蒸发、填洼和下渗而损失的水量。
植物截流：降雨发生后，部分雨水首先被植物的叶茎拦截，其拦截量对一次降雨影响不大。
很难超过10mm蒸发量：本次降雨落到地面然后蒸发或在洼地蓄水体表面上蒸发的那部分水量，可忽略不计。
填洼：雨水被地面凹坑或洼地拦蓄的现象，在一般地形下，损失不大3~5mm，但如果地形特殊或有大量人工蓄水工程，填洼量要另行考虑。
下渗：雨水从地面渗入土壤中的现象，是降雨损失中的主要因素。
一次降水中的损失主要是下渗损失。
净雨量：暴雨量扣除损失量，也就是地表径流量。
3、下渗曲线与累积下渗量曲线有何联系？下渗率(下渗强度)：单位时间内渗入单位面积土壤中的水量,记为f，以mm/min或mm/h计。
下渗能力：在一定下垫面条件下，有充分供水时的下渗率。
下渗能力曲线：下渗能力随时间的变化过程线，f0为初始下渗率（与土质和干湿状态有关）、fc为稳渗率（仅与土质有关）。
下渗量累积曲线4、结合流域径流形成过程图，阐述流域内一次暴雨的产、汇流过程？暴雨洪水的形成过程与径流的形成过程一样。
图6.3上(c),流域上一点C记录到的雨强的变化。
5、何谓等流时线原理？流域最大汇流时间、产流时间、降雨历时三者有何区别？划分这些断面的界线具有的特征是落在线上的净降雨通过坡地和河槽流到出口断面所需要的汇流时间相同，称为等流时线。
由等流时线和流域分水线所构成的面积叫共时径流面积（等流时面积）。
（1）降雨历时小于流域汇流时间（2）降雨历时等于流域汇流时间（3）降雨历时大于流域汇流时间6、如何计算不同净雨历时情况下的洪峰流量暴雨洪峰流量公式－均匀降雨(1)当tc<τ时属于部分汇流，产生洪峰流量为(2)当tc>=τ时属于全面汇流，产生洪峰流量为 m Q K iF =此外，总的地面径流历时，等于净雨历时与流域汇流时间之和，即第七章 城市降雨径流1、城市暴雨径流的特点是什么？清除树木、平整土地，建造房屋、街道，整治排水河道以及兴建和完善排水管网。
第六章由流量资料推求设计洪水一、概念题（一）填空题1. 防护对象免除一定洪水灾害的防洪标准2. 水库大坝等水工建筑物自身安全的洪水标准3. 大，大，高，小4. 设计频率，设计频率5.正常运用标准，非常运用标准6.由流量资料推求设计洪水，由暴雨资料推求设计洪水，小流域用推理公式法、地区经验公式法。
7.洪峰流量，洪水总量，洪水过程线8.连续系列，不连续系列9.均值，均方差10.同频率放大法11.包含特大值的矩法公式，三点法12.年最大值法13.独立样本法，统一样本法14.同倍比放大法，同频率放大法15.大，产流过程，汇流过程16.小于，大于17.入库断面洪水，区间洪水，库面洪水18.大，提前19.设计流域洪水季节性变化规律和工程要求20.分期内的年最大值法21.大22.典型年法，同频率法23.相交，合理24.大25.大26.历史洪水调查和考证27.大28.洪峰，短历时洪量，长历时洪量29.设计流域洪水特性和水库的调节性能30. 0.01%（二）选择题１.[b] ２.[a] 3.[d] 4.[a] 5. [c] 6. [b] 7. [b] 8. [d]9. [c] 10.[a] 11.[c] 12.[d] 13.[a] 14.[b] 15.[a] 16.[c]17.[a] 18.[b] 19.[a] 20.[b] 21.[b] 22.[c] 23.[c] 24.[a]25.[c] 26.[d] 27.[c] 28.[a] 29.[c] 30.[a] 31.[b] 32.[a]33.[b] 34.[d]（三）判断题１.[T] ２.[T] 3.[T] 4.[F] 5. [T] 6. [F] 7. [F] 8. [F]9. [F] 10.[T] 11.[F] 12.[T] 13.[F] 14.[T] 15.[F] 16.[F]17.[T] 18.[F] 19.[T] 20.[T] 21.[F] 22.[T] 23.[F] 24.[F]25.[T] 26.[T] 27.[T] 28.[T] 29.[F] 30.[F]（四）问答题1、答：一次洪水，涨水期短，落水期长。
