流域产流分析工程水文学
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工程水文学之流域产汇流计算●降雨径流要素计算●流域降雨分析●单站降雨特性分析●降雨强度过程线●降雨强度~历时曲线●降雨量累计曲线●流域降雨特性分析●流域平均降雨量●算术平均法●垂直平分法/泰森多边形法●等雨量线法●时~面~深关系曲线●点~面关系曲线●径流量计算●径流过程线分析●流量过程的分割●非本次降雨的径流分割●水源的划分将本次降雨形成的地面、地下径流分割开●水平直线分割●斜直线分割●目估法●标准退水曲线法●径流量计算●流域的土壤含水量间接表示●前期影响雨量●前期影响雨量Pa的计算公式●流域的蓄水量●流域最大蓄水量WM和消退系数K●流域产流分析●包气带对降雨的再分配作用●包气带地面对降雨的再分配作用●包气带土层对下渗水量的再分配作用●产流机制●蓄满产流●超渗产流●产流面积的变化●蓄满产流情况下产流面积的变化●超渗产流情况下产流面积的变化●降雨径流关系●产流计算●降雨径流相关法●蓄满产流的产流量计算●概述●蓄满产流的产流量计算●产流量计算公式●流域蓄水量计算●一层模型●二层模型●三层模型●产流过程(净雨过程)计算●地面地下径流(净雨)的划分●超渗产流的产流量计算●概述●下渗曲线法●超渗产流的产流量计算●应用fp~t和fp~W关系推求产流量●图解法●初损后损法●初损量I0的确定●平均后损率f的确定●产流量计算●流域汇流计算●流域出口断面流量的组成●单位线法●单位线的基本概念●倍比假定●叠加假定●单位线的推求●分析法●最小二乘法●单位线的时段转换●单位线的应用●单位线存在的问题及处理方法●洪水大小的影响●暴雨中心位置的影响●基本步骤●选择资料●确定单位时段●求地面径流过程●求地面净雨过程●由已知的地面净雨过程和地面径流过程推求单位线●瞬时单位线法●S曲线●等流时线法●地貌瞬时单位线法●地下径流汇流计算●线性水库法。
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。