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第四章流域产汇流分析与计算;第一节概述;产流计算的方法因产流方式不同而异,分别有蓄满产流方式和超渗产流方式的产流计算方法;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,根本思路都是: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,那么可由设计暴雨推求设计洪水,用于预报时,那么由实际暴雨预报洪水。;二、次洪水过程的分割及计算;实测流量过程示意图〔曲线下方数字为洪号〕;流量过程的分割有两项工作:
一是将非本次降雨形成的径流分割出去,求出本次洪水的径流总量。
二是由于不同水源的水流运动规律不同,所以还需将本次洪水径流总量划分为不同的水源。;1.流量过程的分割〔续〕
(1)流域退水曲线的推求
绘制流域退水曲线的具体步骤如下:
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;
用一张透明纸描绘出最低的退水过程线;;退水曲线示意图;1.流量过程的分割〔续〕
(2)次洪划分
当洪水的起涨流量小于后继洪水的起涨流量时,用流域平均退水曲线将退水过程延长到与起涨流量相等。;1.流量过程的分割〔续〕
(3)水源划分
最常用的是斜线分割法。首先在退水曲线上找到直接径流的终止点;将起涨点A与直接径流终止点B直线相连,AB线以上为直接径流WS,以下为地下径流Wg,其地面径流深RS、地下径流深Rg只要分别除以流域面积F即可得到。;第二节产流的分析与计算;一、包气带对降水的再分配作用〔续〕;一、包气带对降水的再分配作用(续);一、包气带对降水的再分配作用(续);二、蓄满产流与降雨径流相关图法;2.Pa的计算;假设t日无雨,显然Pt=Rt=0;假设t日有雨,因Rt难以确定,实际计算时仍按Rt=0处理,并以Pa不超过流域最大蓄水量Im为控制。
假设流域较大,Pa值应按雨量站分块计算,全流域Pa值由各块Pa值加权平均。;Im可根据水量平衡原理确定。
闭合流域水量平衡方程:P-R-E=?W
选前期十分干旱,雨末蓄满的一次降雨产流过程的雨洪资料分析得到。因前期干旱,雨末蓄满,故W初≈0,W末≈Im,Im=P-R-E。〔Im,P,R,E的单位均为mm〕;4.土壤含水量日折减系数K
K综合反映流域蓄水量因流域蒸散发而减少的特性。流域蒸散发一方面取决于蒸散发能力Zm,另一方面取决于供水条件〔即流域蓄水量〕,假定流域蒸散发量Z与两者呈线性正比关系,假设第t日不降雨,那么根据水量平衡方程:;4.土壤含水量日折减系数K(续)
算例:某流域经分析求得Im=100mm,6、7月份多年平均的流域日蒸散发能力为5.6mm/d和6.8mm/d,试计算下表中6月25日~7月5日的逐日Pa值。;土壤含水量日折减系数K(算例);5.相关图的制作
降雨径流相关图是用每场降雨流域的面平均雨量P和相应产生的径流量R,以及影响径流形成的主要因素建立的一种定量的经验关系。主要因素包括:前期影响雨量Pa、降雨历时、降雨强度等。最常用的是R=f(P,Pa)的三变数相关图。;P~Pa~R相关图具有以下特征:
(1)Pa曲线簇在45o直线的左上侧,Pa值越大,越靠近45o线,即降雨损失量越小;
(2)每一Pa等值线都存在一个转折点,转折点以上的Pa线呈45o直线,转折点以下为坡度大于45o的曲线;
(3)Pa直线段之间的水平间距相等。;Pa;按蓄满产流方式,一次降雨所产生的径流总量包括地面径流和地下径流两局部,在推求洪水过程线时要分别处理。即将净雨h分成h地面和h地下。;6、稳定下渗率fc确实定及水源划分〔续〕;三、超渗产流的产流量计算;〔c〕根据Pa1查fp2,i2与fp2比照,确定第2时段的实际下渗量f2与净雨量y2,Pa2=Pa1+f2〔如此循环……〕;2、初损后损法
将损失分成两局部,产流前的损失称为初损〔I0〕。产流后的损失称为后损,后损由产流历时内的下渗量〔数值上等于产流历时内平均下渗强度×产流历时〕和后期不产流的雨量两局部组成。;2、初损后损法〔续〕
Pa~I0的关系可根据实测雨洪资料分析得到。具体来说,对每场降雨,按照前面介绍的方法计算降雨开始时的Pa,取流域出口断面流量起涨点前的累积雨量作为I0。根据多组〔Pa,I0〕确定Pa~I0关系。;第三节流域汇流的分析与计算;一、单位线;(a)从实测资料中选降雨、洪水过程,要求雨型和洪水呈单峰,洪水起涨流量小,过程线光滑;
(b)推算净雨过程和分割地面径
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