第10章流域汇流

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第10章流域汇流

L0 K V
第二节
一、流域调蓄作用
流域汇流计算基础
第二节
一、流域调蓄作用

流域汇流计算基础
在流域汇流过程中，随着洪水的涨落所呈现出的流域蓄水量增加与减少的现象称为流域调蓄
作用。

河网调蓄作用: 对进入河网水流再次分配调节，即河网在径流形成过程中，起到降低洪峰流量，减缓洪水过程的作用，这种作用即河网调蓄作用。
二、流域蓄泄关系

流域汇流计算基础

令流域蓄量为S，则上述讨论的流域调蓄作用必受到下列流域水量平衡方程式的支配： I(t)-Q(t)=dS(t)/dt 在上式中，只有净雨过程I(t)是已知的，因此，它包含有两个未知函数，出流量过程Q(t)和流域蓄量过程S(t)。如果能进一步找出S(t)与I(t)、Q(t)之间的关系，那么将其与上式联解，能求出一场净雨过程所形成的出流过程。 S(t)与I(t)、Q(t)之间的关系称为流域蓄泄关系。

不同水源成分由于汇集到流域出口断面所经历的时间不同，因此在出口断面洪水过程线的退水段上表现出不同的终止时刻。槽面降水形成的出流终止时刻tr最早，坡地地面径流形成的出流终止时刻ts较次，坡地地下径流形成的出流终止时刻tg最迟。
第一节
二、汇流历时
概述
（1）地表径流汇流时间坡面被土壤、植被、岩石及其风化层所覆盖。人类活动，例如农业耕作、水土保持、植树造林、水利化及城市化等也都主要在坡面上进行。由于坡面微地形的影响，坡面水流一般呈沟状流。但当降雨强度很大时，也有可能呈片状流。坡面阻力一般较大，因而流速较小，但坡面水流的流程不长，常只有百 m 至数百 m ，所以坡面汇流时间往往不长，只有几十分钟左右。

流域汇流

（二）单位线的推求

单位线可利用实测的降雨径流资料来求，一般选择时空分布较均匀，历时较短的降雨的单峰洪水来分析。由单位线定义，单位线是单位时段单位地面净雨在流域出口形成的地面径流过程线。所以分析前要求出地面径流过程和地面净雨过程

1、径流的分割
蓄满产流模式：采用斜线分割法，割去地下径流得地面径流过程线。超渗产流模式：实测流量过程线即为地面径流过程线。
Q（t）取决于流域的产流过程 i(t)和汇流曲线。
净雨过程 i( ) 或 i(t ) 在产流计算中已介绍。
只要确定流域的汇流曲线即可求得流域出口断面的流量过程。
三、流域调蓄作用
1、流域出口断面流量过程的推移和坦化出流洪峰迟于净雨峰的现象称为洪水过程线的推移；出流洪峰小于净雨峰的现象称为洪水过程线的坦化。 2、流域调蓄作用洪水过程中，由于净雨和流量的相对变化，使得流域内水量或增或减，这种洪水形成过程中所呈现出的流域需水量增加或减少的现象称为~。造成流域调蓄作用的物理原因：降水在流域的注入点有远近之分流域上水滴速度的分布是不均匀的。流域出口断面流量的组成 t t
流域蓄泄关系的一般形式，也称为流域蓄量方程。
S am I bn Q
m 0 n 0
m
m
n
n
如果至少有一个系数为I和Q的函数，则为非线性流域蓄量方程，否则是线性流域蓄量方程。特别的，当仅b0不为零时，S=b0Q——“水库”作用
四、等流时线及其在地面汇流分析中的应用
为计算上的方便，取计算时段分两种情况进行讨论。
时净雨最末时刻t1降落在流域最远点的净雨正好流过出口故此时流量为s2f1一个时段的净雨在流域出口断面形成的地面径流过程等于该净雨强度与各块等流时面积的乘积即b多时段净雨在流域出口形成的地面径流过程等于它们各自在出口形成的地面径流过程叠加

流域产汇流过程的理论探讨及其应用

流域产汇流过程的理论探讨及其应用一、本文概述本文旨在深入探讨流域产汇流过程的理论基础及其在实际应用中的重要性。

流域产汇流是水文循环中的关键环节，它涉及到水从地表、大气和地下水体中被汇集到河流、湖泊等水体中的过程。

这一过程的深入理解对于水资源管理、洪水预报、生态环境保护等领域具有重要意义。

本文将首先回顾流域产汇流过程的基本理论，包括产流机制和汇流机制。

在此基础上，我们将探讨不同流域类型、不同气候条件下的产汇流特性，以及这些特性如何影响流域的水文过程。

随后，我们将重点讨论流域产汇流模型的发展和应用，包括物理模型、数学模型和遥感技术的应用。

本文还将关注流域产汇流过程在实际应用中的案例研究。

我们将通过具体案例，分析流域产汇流过程在不同领域的应用，如洪水预报、水资源规划、生态环境保护等。

通过案例分析，我们将展示流域产汇流过程理论在解决实际问题中的有效性，并探讨其在实际应用中的挑战和发展方向。

本文旨在全面深入地探讨流域产汇流过程的理论基础和应用实践，为相关领域的研究和实践提供有益参考。

通过本文的阐述，我们期望能够增强对流域产汇流过程的理解，推动其在水资源管理、生态环境保护等领域的广泛应用。

二、流域产汇流过程的理论基础流域产汇流过程的理论基础主要源于水文学、水力学、气象学以及地理学等多个学科。

这些学科共同构成了理解和分析流域产汇流过程的框架。

产汇流过程描述了雨水或融雪如何在流域内分布、转化和汇集，并最终形成地表径流或地下水流的过程。

在产汇流过程中，降雨或融雪首先转化为地表径流或入渗成为土壤水。

这个过程受到许多因素的影响，包括降雨强度、土壤类型、植被覆盖、地形坡度等。

土壤水一部分会转化为地下水流，一部分则通过蒸发、植物蒸腾等作用回到大气中。

地表径流则会沿地形流动，汇集到河流或湖泊中。

产汇流模型是描述这一过程的数学模型。

常见的产汇流模型有流域水文模型、单位线模型、SCS曲线模型等。

这些模型通过数学公式和参数，模拟降雨或融雪在流域内的转化和汇集过程，从而预测流域的径流量和洪水过程。

工程水文及水利计算-流域产汇流计算

Q11 = Q1
RS2 产生的 Q2,I (m3/s)
Q20 = 0
Q12 = Q2 Q21
Q21
=
Q11
RS 2 RS1
Q13 = Q3 Q22
Q22
= Q12
RS 2 RS1
Q1-4=Q4-Q2-3
Q23
= Q13
RS 2 RS1
……
……
计算单位线 q (m3/s)
q0 = 0
q1
=
10 RS 1
如表8-6所示，由式（8-28）即可根据地下净雨过程求得流域的地下径流过程
§8-7 单位线法计算流域出口洪水过程
一. 单位线定义与基本假定（一）定义：单位时段内、分布均匀的单位地面净雨，
在流域出口断面形成的地面径流过程，如图8-15。
·单位时段 t ： t =（1/3～1/2）tr，常选 1，3，6，12，24h
（二）分解法：对多个时段净雨的洪水过程总的地面径流过程分解为各净雨独立产生的地面
径流过程→按缩放法由某单位时段的地面径流过程求单位线
以两个时段净雨的流量过程为例，方法步骤如下
1. 分割地下径流，求地面径流过程 Q ~ t 和地面径
流深
RS
=
Qi t F
2. 求地面净雨过程：RS1，RS2 如降雨径流相关图法，注意计算的各时段净雨之和
一定等于RS 3. 将地面径流过程分解为各时段净雨的地面径流过程
（ Q ~ t ）1、（ Q ~ t ）2：按假定一和假定二进行，如下表
时间 t( t )
0 1
净雨 RS,I(mm)
RS1
Qi (m3/s)
Q0=0 Q1
2
RS2

水文学原理试题及答案

水文学原理试题及答案篇一：2011年水文学原理题】第一章绪论1.水文学主要研究水的循环、分布、变化和利用等内容。

2.人类面临的主要水问题包括水资源短缺、水污染和水灾害等，解决这些问题需要加强水资源管理、水环境保护和水灾害防治等措施。

3.水文现象是指与水相关的各种现象，包括降水、径流、蒸发、地下水等。

水文现象具有一定的规律和特性，如降水量在时间和空间上的分布不均、径流量与降水量之间存在一定的关系等。

4.水文学的主要分支学科包括水文气象学、水文地质学、水文地理学、水文工程学等。

5.水文学经历了观测、实验、定量分析和综合研究等发展阶段。

6.水文学研究的特点包括需要跨学科综合研究、需要进行定量分析和模拟、需要考虑时间和空间的变化等。

第二章水文循环1.水的自然属性包括流动性、挥发性、溶解性等，社会属性包括供水、排水、灌溉等。

2.水循环包括蒸发、降水、径流、地下水等环节。

3.研究水文循环需要考虑不同尺度，如大气尺度、流域尺度、点尺度等。

水文现象包括降水、径流、蒸发、地下水等。

4.全球和流域（区域）水量平衡及方程式是衡量水循环的重要指标。

6.大气中的水分更新期为/=0.022年，即8.03天。

7.合理利用水资源、节约水资源需要遵循水资源可持续利用的原则，采取科学管理、节约用水、水环境保护等措施。

第三章河流与流域1.流域是指一定范围内的地面和地下水流入同一水系的区域。

流域可以按照分水岭、水系、流域面积等来分类，其主要特征包括水文、地形、地质等。

2.河流的主要特征包括流量、径流、水位、横截面等。

3.水系形状可以分为树状、网状、平行河道等，不同水系对汇流的影响也不同。

4.建库以后多年平均流量q0=20m3/s*（1000+100）/1000=22m3/s。

5.多年平均年蒸发总量为476.1mm-66.1mm=410mm，多年平均径流系数为66.1/476.1=0.139，蒸发系数为410/476.1=0.861.第四章降水1.降水基本要素包括降水量、降水强度、降水时长等。

工程水文学题库第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。

工程水文学及水利计算

工程水文学及水利计算(总15页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《工程水文学及水利计算》期中考试（含答案）班级：13级农水（1）班学号：74 姓名：薛福刚一、名词解释（每题2分，共10题，共20分）1.水循环-地球表面的广大水体，随气流运动向各地传送。

水分的这种往复不断的循环过程称为自然界的水循环。

2.分水线-地形向两侧倾斜，使雨水分别汇入两条不同的河流中去，这一地形上的脊线起着分水作用，称为分水线。

分水线是相邻两流域的分界线。

3.闭合流域-当流域的地面、地下分水线重合，河流下切比较深，流域面积上降水产生的地面、地下径流能够全部经过该流域出口断面排出者，称该流域为闭合流域。

4.非闭合流域-与闭合流域相反，或者因地面、地下分水线不一致，或者因河道下切过浅，出口断面流出的径流并不正好是流域地面集水区上降水产生的径流时，称这种情况的流域为非闭合流域。

5.径流-流域上的雨水，除去损失后，经由地面和地下的途径汇入河网，形成流域出口断面的水流，称为河川径流，简称径流。

6.经验频率曲线-以水文变量为纵坐标，以经验频率为横坐标，点绘经验频率点据，根据点群趋势，绘出一条平滑曲线，称为经验频率曲线。

7.离势系数-水文统计中用均方差与均值之比作为衡量系列相对离散程度的一个参数，称为离势系数，用Cv表示。

8.偏态系数-水文统计中用离均差的三次方的平均值与均方差的三次方的比值，作为衡量系列是否对称及不对称的参数，称为偏态系数，用Cs表示。

9.适线法-是以经验频率点据为基础，给它选配一条拟合最好的理论频率曲线，以此估计水文系列总体的统计规律。

也称配线法。

10.流域汇流过程-净雨沿地面和地下汇入河网，并经过河网汇集成流域出口径流。

这个过程称为流域汇流过程。

二、单项选择（每题1分，共15题，共15分）1.流域面积是指河流某断面以上（B)A.地面分水线和地下分水线包围的面积之和B.地下分水线包围的面积C.地面分水线所包围的面积D.地面分水线所包围的水平投影面积2.蓄满产流地区的一次降雨的产流量与该次降雨的（A)有关。

水文学原理 CH11 流域汇流

二、流域汇流时间流域汇流时间——降落在流域上的降水质点汇集到流域出口断面所经历的时间。坡地汇流时间 + 河网汇流时间。不同径流成分的流域汇流时间是不一样的。下面主要讨论地面水和地下水的流域汇流时间。地面水流域汇流时间一般等于地面水坡面汇流时间与河网汇流时间之和，只有槽面降水才不需要经历坡面汇流阶段。地下水流域汇流时间地下水流属于渗流，由于其速度一般比地面水小得多，因此地下水流域汇流时间总是比地面水流域汇流时间大得多。 Rs,Rint,Rg在汇流时间上的差别仅表现在坡地汇流阶段。
i =0 j =0 m i n j
当只有系数 b0 ≠ 0时， S = b0Q (若b0为常系数，线性水库）
四、面积—时间曲线假定流域上各点的流速相同，即其中任一水质点流达出口断面的时间仅取决于它离开出口断面的远近。等流时线——同时降落到流域，又能同时流达出口断面的水滴连成的线。等流时面积—相邻两条等流时线τ 和τ +Δτ 之间的流域面积。等流时面积分配曲线——以流达时间为横坐标，以等流时面积为纵坐标绘成的线。
1、最大流域汇流时间( τm) 流域中最长路径的水滴流到出口断面的时间。 Lm τm = V 式中：Lm —从流域出口断面沿流而上至流域分水线的最长距离；
V —水滴平均流速
2、流域平均汇流时间流域上各水滴在流达出口断面时间的平均值。 L τ = 0 ( L0 —流域形心至流域出口断面的直线距离） V 3、流域滞时(K) 流域出口断面洪水过程线形心与流域净雨过程线形心的时差。
Thank You ！
从系统的观点出发， Q( t ) = Φ[h( t )]
2. 线性时不变系统的特点满足叠加性和倍比性。且变换函数Φ中的参数不随时间变化。

产流与汇流

7
第二节
降雨径流影响要素计算
产流方案
根据流域降雨、蒸发和
径流资料，分析确定降雨量、土壤含水量和径流量等要素之间的关系。
汇流方案
根据流域降雨和流量资
料，推求净雨和出口流量之间的关系。
8
P（t）
R（t） P～R Q（t）
R ～Q
流域产流与汇流计算
P（t） P～R
R（t）
R ～Q Q（t）
流域产流方案与汇流方案制定
30
退水曲线是流域蓄水消退曲线，对同一流域的各次洪水，将若干条流量过程线
的退水部分绘于透明纸上，然后沿时间轴左右移动，使退水线尾部重合，其下包线
可作为标准的地下水退水曲线。
Q (m3/s)
地下水退水曲线
t 退水曲线
地下水退水满足线性水库微分方程
Байду номын сангаас
dW Q dt
消除 W 得从0～t 积分
37
方法2：根据退水方程
Qt Q0 e
t Kg
有
1 ln Qt ln Q0 t Kg
由若干个Qt 点绘 lnQt～t 图，直线的
斜率为-1/Kg，从而定出Kg。
LnQt
1 ln Qt ln Q0 t Kg
1/kg 1.0
t
Q
R
t 退水曲线次洪水过程线划分
t
地表径流和地下径流汇流特性不
若第t日内无雨，则
Pa,t+1= Ｋ Pa,t
若第t日内有雨无径流，则
Pa,t+1= Ｋ（Pa,t+ Pt ）
上式限制条件：当Pa,t+1≥Wm 时， Pa,t+1=Wm
Pa,t kP 1 k P 2 k P 3 k P n

工程水文学智慧树知到答案章节测试2023年河海大学

第一章测试1.地球上的水循环主要包括（）A:蒸发B:水汽输送C:冷凝降落D:下渗E:形成径流答案:ABCDE2.地球表层可供人类利用的水称为水资源。

A:错B:对答案:B3.中国水能资源的特点是东多西少，主要集中在东部。

A:对B:错答案:B4.全球的淡水占总水量的（）A:2.53%B:1.72%C:3.43%D:3.81%答案:A5.水资源是陆地上由大气降水补给的各种地表和地下淡水水体的（）A:存量B:动态水C:总量答案:B第二章测试1.形成降水的条件是空气具有（）。

A:足够的水汽和较高的温度B:足够的水汽和上升运动C:较高的温度和上升运动答案:B2.山区河流的流速一般比平原河流的流速（），易（）。

A:相当，冲刷B:小，淤积C:大，冲刷D:小，冲刷答案:C3.流域总蒸发包括（）。

A:水面蒸发B:土壤蒸发C:植物蒸散发D:陆面蒸发答案:ABC4.在重力作用下沿着土壤孔隙流动的水称为重力水。

A:对B:错答案:A5.径流量总是小于降雨量。

A:错B:对答案:B第三章测试1.蓄满产流地区的产流面积比等于（）A:R/PB:Rg/RC:RS/RD:F答案:A2.初损后损法中流域产流后的损失包括（）A:填洼B:植物截留C:产流前的下渗D:产流后的下渗答案:D3.用于地表径流汇流计算的时段单位线法的基本假定是（）。

A:相似假定B:线性假定C:倍比假定D:叠加假定答案:CD4.蓄满产流模型认为，在湿润地区，降雨使包气带未达到田间持水量之前不产流。

A:错B:对答案:B5.流域汇流经历坡面汇流、河网汇流两个阶段，两者汇流速度不同，但可采取流域平均汇流速度计算。

A:对B:错答案:B第四章测试1.水文预报是对（）内的水文情势作出预报A:任一时期内B:某一时刻C:预见期内答案:C2.由上断面洪峰水位预报下断面洪峰水位，预见期为两断面间的（）A:洪水传播时间B:洪水涨洪历时C:洪水退水历时答案:A3.相应水位方法可以预报河段内任意断面的水位A:对B:错答案:B4.枯季径流预报方法有（）A:前后期径流相关法B:退水曲线法C:河网蓄水量法答案:ABC5.洪水预报方案要求使用样本数量不少于10年的水文气象资料A:对B:错答案:A第五章测试1.在每次试验中一定会出现的事件叫做随机事件。

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第一节概述
二、汇流历时
❖ 不同水源成分由于汇集到流域出口断面所经历的时间不同，因此在出口断面洪水过程线的退水段上表现出不同的终止时刻。
❖ 槽面降水形成的出流终止时刻tr最早，坡地地面径流形成的出流终止时刻ts较次，坡地地下径流形成的出流终止时刻tg最迟。
第一节概述
二、汇流历时
（1）地表径流汇流时间
第10章流域汇流
第十章流域汇流
➢概述 ➢流域汇流计算方法 ➢流域汇流系统分析 ➢线性分布式流域的汇流模型 ➢流域汇流的非线性处理
第一节概述
一、流域汇流过程降落在流域上的降水质点，从流域各处向流域出口
断面汇集的过程称为流域汇流。
通常可以把流域划分为坡地与河网两个基本部分。河网是由各级河流组成的网络。按斯特拉勒(Strahler)河流的级一般定义为：从河源出发的河流称为一级河流，两条Ω级河流汇合成的河流称为Ω+1级河流(Ω±1，2，...)；两条不同级河流汇合成的河流的级是两条河流中较高的级。坡地则是指水流能直接汇入各级河流的那部分流域面积。
❖ 将上式关于平衡状态展开成泰勒级数，并略去二次以上各项，可得
.
..
m
.
..
n
Sa0Ia1Ia2I amIb0Qb1Qb2Q bnQ
m mn n
amIbnQ
m0
n0
(71)0
其中：
a0
f I
, a1
f
.
I
, , am
f
m
I
b0
f Q
, b1
f
.
Q
, , bn
f
n
Q
❖ 上式是现行流域汇流研究中所使用的流域蓄泄关系的一般形式。如果其中至少有一个系数是I或Q的函数，则它是非线性流域蓄泄关系，否则是线性流域蓄泄关系。特别地，当式(7-10)中仅b0不为零时，有
第二节等流时线法
❖ 一、基本概念 ❖ 二、等流时线的绘制 ❖ 三、等流时线存在的问题
一、等流时线基本概念
❖ 流域上各点的净雨量汇集到出口断面，其汇流速度有快有慢，汇流时间也有长有短。把流域内汇流时间相等的各点连接成的线，称为等流时线。
❖ 降落在同一条线上的降水形成的径流，同时到达流域出口断面。相邻两条等流时线的面积，称等流时面积，在上同时产生的径流，在同一时段内到达出口断面。由于在汇流过程中，流域上各点的水深不断地变化，流速相应地改变，所以等流时线的位置也是变化的。
1
t
t
第二时段内流出的水体为 1上第二时段净雨 h 2 和 2上第一时段上的净雨量 h 1 ，即 1h22h1，则第二时段内
的平均流量为 Q 2 为：
Q 21h2 t2h1图中 t 2
❖ 同理：Q 3 1 h 3 2 th 2 3h 1图 t 中 3
图中 Q 42h 3 3 th 2 4h 1
在实际情况中，以上两条汇流途径常常交替进行，成为所谓串流现象。
第一节概述
汇流过程
❖ 流域汇流由坡地表面水流运动、坡地地下水流运动和河网水流运动所组成。
❖ 不仅流域汇流被划分为坡地汇流与河网汇流两个阶段，流域出口断面的洪水过程一般由槽面降水、坡地地面径流和坡地地下径流 (包括壤中流和地下水径流)三种主要水源汇集至流域出口断面所形成。
❖ 流域蓄量通常不仅取决于其入流和出流，而且还与它们的各阶导数有关，即
... m. .. m
S f( I ,I ,I , ,I ; Q ,Q ,Q , ,Q ) ( 7 9 )
式中 I,I.,I.., 流,m I域的入流及其对时间的各阶导数； . .. 流m 域的出流及其对时间的各阶导数。
Q,Q,Q,,Q
4 t
图中 Q 53 h 3 4 th 2 5 h 1
5 t
Q 6 4h3 t 5h2图 t中 6
Q 7 5 th3
图中 7
t
利用求得的 Q1,Q2,,Q7 就可以绘制出口断面流量过程柱状图或过
程线图。
三、等流时线法存在的问题。
1°实际流域的汇流速度是变化的，等流时线也是变的，但绘制等流时线时，采用流域平均汇流速度，等流时线固定不变，不符合实际情况。
第二节流域汇流计算基础
一、流域调蓄作用
造成流域调蓄作用的物理原因
①降水并非从一个地点注人流域。
②实际上由于流域各处水力条件(如糙率、坡度、 ……) 不同，流域各处水质点的速度也将不同。换言之，流域上的流速分布是不均匀的。
流域出口断面流量的组成公式
❖ 流域调蓄作用，不仅能很好地解释流域出口断面洪水过程线与净雨过程之间差别的原因，而且还可以据此导出流域出口断面流量的组成公式。设τ时刻的净雨率为 i(τ)。显然，由于流域调蓄作用的存在，τ时刻降落在流域上的净雨不可能全部在同一时刻流到出口断面，只有那些流达时间为(t-τ)的净雨质点才对t时刻的出流量有贡献，成为t时刻出流量的一部分(图7—7)，于是
v l1 l2
1 2
式中，l 1 为流域最长坡地的长度；l 2 为主河槽长度；1 为
坡地汇流历时；2 为河槽汇流历时。
❖ 3°以 L v 为相邻等流时线的间距，自流域出口逐条向上游绘等流时线，得等流时面积分配线，可用 f() 表示。
等流时线汇流计算示意图
若取＝1，则
f ( )
，即为汇流曲线
第一节概述
第一节概述
流域汇流现象
❖ 降落在河流槽面上的降水质点，将直接通过河网汇集至流域出口断面。
❖ 降落在坡地上的降水质点，一般要从两条不同的途径汇集至流域出口断面：
一条是留在坡地表面的降水质点，首先沿着坡地表面汇人附近的河流，接着汇入更高级的河流，最后汇集到流域出口断面；
另一条是下渗到坡地表面以下土层中的降水质点，在满足一定的条件后，也要通过土层中各种孔隙汇集至流域出口断面。
流域蓄泄关系的建立－1
❖ 流域作为一个蓄水体，其总蓄量包括地面蓄量和地下蓄量两部分。地面蓄量又有河网蓄量、湖泊(水库)洼地蓄量和坡面滞蓄量三种形式。因此，有
S(t)D(t)Sv(t)Sr(t)Sg(t)
(77)
d(St)dD (t)dvS(t)drS(t)dg S(t) dt dt dt dt dt
估算。
K L0 V
第二节流域汇流计算基础
一、流域调蓄作用
第二节流域汇流计算基础
一、流域调蓄作用
❖ 在流域汇流过程中，随着洪水的涨落所呈现出的流域蓄水量增加与减少的现象称为流域调蓄作用。
❖ 河网调蓄作用: 对进入河网水流再次分配调节，即河网在径流形成过程中，起到降低洪峰流量，减缓洪水过程的作用，这种作用即河网调蓄作用。
第一节概述
二、汇流历时
（1）地表径流汇流时间
❖ 河网由大大小小的河流交汇而成。由于在河网交汇处存在着不同程度的洪水波相互干扰作用，因此，河网汇流要比河道洪水波运动更难处理。
❖ 另外，坡面水流是沿着河道两侧汇入河网的，所以河网汇流又是一种具有旁侧人流的河道洪水波运动。
❖ 河网中的流速通常比坡面水流大得多，但河网的长度更长，随着流域面积的增大，流域中最长的河流将是坡面长度的数倍、数百倍、数千倍，至数万倍。因此，除了小流域以外，河网的汇流时间一般远大于坡面的汇流时间。
❖ I(t)-Q(t)=dS(t)/dt ❖ 在上式中，只有净雨过程I(t)是已知的，因此，它包含
有两个未知函数，出流量过程Q(t)和流域蓄量过程S(t)。如果能进一步找出S(t)与I(t)、Q(t)之间的关系，那么将其与上式联解，能求出一场净雨过程所形成的出流过程。
❖ S(t)与I(t)、Q(t)之间的关系称为流域蓄泄关系。
坡面汇流历时很短，可以忽略，故可取河槽的平均流速。
利用明渠稳定流谢才公式计算汇流速度，即。
VcR I,
c1R1 6
,
12
Vm I2R3
n
式中，m为河槽平均糙率系数；I为河槽纵比降；R为水力半径。
❖ 对于小流域，坡地汇流所占比重大，则流域汇流历时为坡地汇流与河网汇流之和，流域平均汇流速度为
等流时面积分配线
3）出口流量过程的计算
假定把分成5块等流时面积等 1, 2, 3, 4, （5图3
－21），现有 h1,h2,h33个时段的均匀净雨量，根据
等流时线的概念，第一块等流时面积 1 上的净雨
量 h1 ，在第一时段内流到出口断面，则第一时段内
平均流量为Q 1 ：
Q11h1
图中
第一节概述
二、汇流历时
❖ 最大流域汇流时间是指流域中最长路
径的水质点流到出口断面的时间，按
下式近似计算：
m
Lm V
第一节概述
二、汇流历时
❖ 流域滞时 ❖ 有些水文学者认为流域滞时
是一个比最大流域汇流时间更有意义的术语。它的定义是： K=v(Q)-v(I) ❖ 如果流域各处流速变化不大，则流域滞时大体相当于流域平均汇流时间，并可按下式
图中虚线1、2、3、4为等流时线
其他概念:
❖ 等流时线间的面积称为等流时面积，如图中F1、F2……所示。以 Fi为纵坐标，以其相应的流域汇流时间为横坐标所作的图，称为面积分配曲线或面积—流时曲线：
❖ τ=φ(Fi)
❖ 汇流面积累积曲线： τ=φ’(ΣFi)
二、等流时线的绘制
❖ 1°选定汇流时段，即两相邻等流时线的汇流历时差。一般取等于降雨时段，即t ＝。t
d(Q t)i() A (t )
或
dQ (t)A(t)i()d
因为所有0至t时刻的净雨均对t时刻出流有一定贡献，所以一场降雨形成的t时刻的总的出流量为
Q (t)0 t A ( t)i()d

第10章流域汇流

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