流域产流汇流计算.ppt

第二节流域产汇流计算
研究内容 : 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、下渗、填洼等损失,转化为净雨过程的计算方法。汇流计算主要研究净雨沿地面和地下汇入河网,并经河网汇集形成流域出口断面径流过程的计算方法。
研究目的:   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****由暴雨资料推求设计洪水,降雨径流预报等内容的基础。
一概述内容提要
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河川径流,大体上分为两个步骤:      ①产流计算:降雨扣除截留、填洼、下渗、蒸发等损失之后,剩下的部分称为净雨,它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,关于净雨的计算称之为产流计算。      ②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径流过程,关于流域汇流过程的计算称之为汇流计算。
2. 流域产汇流计算的基本思路 
  流域产汇流计算方法的内容十分丰富,这里仅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。产流计算的方法有降雨径流相关图法、流域蓄水容量曲线法和初损后损法等;汇流计算方法的重点是时段单位线法和瞬时单位线法。   
无论产流计算还是汇流计算,基本思路都是,先从实际降雨径流资料出发,分析产流或汇流的规律;然后,用于设计条件时,则可由设计暴雨推求设计洪水,用于预报时,则由实际暴雨预报洪水。
二基本资料的整理与分析
内容提要    
流域产汇流计算一般需要先对实测暴雨、径流和蒸发等资料做一定的整理分析,以便在定量上研究它们之间的因果关系和规律。本节介绍这些要素的分析计算方法。
学****要求   
掌握一次实测降雨洪水的总径流深、地面径流深和地下径流深以及流域蒸散发量的计算方法。
    
关于测站的降雨分析计算,流域平均雨量、时段雨量、降雨强度等,在第二章已经讲过(见第二章有关内容)。    但必须注意的是,降雨场次的划分一定要与洪水场次的划分相对应,如图1所示。当把洪水划分为两次时,暴雨也要相应地划分为两次,且两两对应,前次暴雨Ⅰ对应前面的洪水Ⅰ,后次暴雨Ⅱ对应后面的洪水Ⅱ,切不可混淆。
图1 次降雨径流分割及总径流量计算示意图

    洪水场次划分是指,将非本次降雨产生形成的径流分割出去。如图1,多数情况下,与本次降雨所对应的径流过程,不仅包括本次降雨形成的地面、地下径流,而且还包括前期降雨的地下径流。如图中的虚线ag以下的水量,它表示如果没有降雨Ⅰ时,河中仍有持续的径流,称其为"基流"。另外,该次洪水尚未退完又遇降雨时,还会有后期洪水混入,如图中的第Ⅱ场洪水。

流量过程线上的a点或a‘点是否为流域地下退水流量,可由流域地下径流标准退水曲线来确定。图2中的下包线Qg~t,即为流域地下径流标准退水曲线,其绘制方法步骤是
①以相同的比例尺,在方格纸上绘出各场洪水的退水流量过程线;
②用一张透明纸描绘出最低的退水过程线;
③将此曲线移到另一场洪水的次低的退水段,在保持时间坐标重合的条件下左右移动透明纸,使方格纸上的退水过程线在后部与透明纸上的退水过程线相重合,并把它也描绘在透明纸上;
④如此逐一描绘各场洪水的退水流量过程线,就构成Qg~t线。
图2 古田溪达才站退水曲线(图中数字为洪号)
  
⑴地面地下径流分割   为分别研究地面径流和地下径流的产汇流规律,需将总径流中进行地下径流(基流)分割。常用的有两种方法:      ①水平线分割法:从实测流量过程线的起涨点a作一水平线交过程线的退水段于c点,则水平线ac就认为是该次洪水的地面地下径流分割线。
②斜线分割法:从实测流量过程线的起涨点a到地面径流终止点c连一斜线ac,即为地面地下径流分割线。水平线分割法简便易行,对地下径流小,洪水历时短的流域较为适合;而对地下径流比重大、洪水连续时间长的流域,则会造成比较大的误差,此时改用斜线分割法较为合理。