工程水文学第四章

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1、第四章流域产汇流分析第二章对径流的形成过程作了定性的描述，本章从定量的角度阐述降雨形成径流的原理和计算方法，它是以后学习由暴雨资料推求设计洪水、降雨径流预报等内容的基础。降雨P(t)蒸发E(t)产流计算净雨R(t)汇流计算流域出口断面径流过程Q(t)数量上相等第一节概述一.流域产汇流计算基本内容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，转化为净雨的计算称为产流计算。②汇流计算：净雨沿着汇入地面和地下河网，并经河网汇流形成流域出口的径流过程的计算称之为汇流计算。二.流域产汇流计算基本流程和思路产流与汇流之间的联系可简明地

2、表示成图5.1所示的流程图。图5.1基本思路: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。第二节降雨径流要素计算一、流域降雨分析（一）单站降雨特性分析（点降雨特性）点降水量（pointrainfall）由于雨量观测站观测到的降雨量仅代表其周围小范围内的降水量，故称为点降水量。点降雨量用以下几个特征值描述：①降雨量（Rainfallvolume）为一定时段内降落到地面上的总雨(mm=mm3/mm2)；②降雨历时（Rainfallvolume）一次降雨所经历的时间(day或h)；③降雨强度（Rainf

3、allintensity)为单位时间内的降雨量(mm/min或mm/h)；④降雨面积（(Rainfallarea)指降雨笼罩的水平面上的面积，其反映雨区的大小；⑤降雨中心（Rainfallcenter)指降雨面积上降雨量最为集中且范围较小的局部地(区)点。降雨量在时间上的变化特性的图形表示①降雨强度过程线（Rainfallprocess）表示降雨强度随时间的变化过程，表示方法如下：降雨强度过程线（降雨量过程线）★注：其纵坐标（左）为时段内降雨量（实际为降雨强度），横坐标为时序，通常以直方图或曲线表示。01234567891011121314t（h）②累积降雨过程线(Accumulat

4、ionrainfallmasscurve)注：其横坐标为时序；纵坐标为降雨开始到各时刻的降雨量的累积值。01234567891011121314t（h）③降水强度~历时曲线：(Rainfallintensity-durationcurve)说明：根据一场降雨过程的记录统计其不同历时内最大平均降雨强度，以其为纵坐标，以历时为横坐标，由大至小绘成的变化曲线。它的变化规律是雨强与历时长短成反比。时间（h）降雨强度过程线（二）流域降雨量的计算面平均降水量(ArealmeanRainfall)实际生产上水文工作多以流域作为研究对象，面降雨量多指流域平均雨量，通常称为面平均雨量。一般由已知的各点

5、雨量来推求面雨量。由点雨量估算面雨量的常用方法：流域平均雨量计算：1.算术平均法条件：流域内雨量站分布较均匀、地形起伏变化不大。2.垂直平分法（泰森多边形法）条件：流域雨量站分布不太均匀，为了更好地反映各站在计算流域平均雨量中的作用。假设：流域各处的雨量可由与其距离最近的雨量站代表。3.等雨量线法条件：当流域地形变化较大，而雨量站分布较密，能结合地形变化绘制等雨量线时。该方法能考虑流域地形的变化绘制等雨量线，比较好地反映了降雨在流域上的变化，精度较高。但是绘制等雨量线需要较多站点的资料，且每次都要重绘，工作量大。等值线法的优点：①求流域平均降水量精度较高，适合于地形变化显著的流域；②

6、能反映出降雨量在空间的实际分布情况。等直线法的不足：绘制等雨量线需较多站点雨量资料；不同时段的等值线图需重绘，工作量大。二、径流量计算一次洪水流量过程地面径流表层流径流地下径流前期洪水未退完的部分水量非本次降雨补给的深层地下径流本次洪水形成割除AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深层地下径流（基流）前期洪水未退完的部分本次降雨形成的径流过程二.径流量计算（一）降雨场次划分降雨场次的划分一定要与洪水场次的划分相对应。如图5.10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5.10（二）洪水场

7、次划分及径流过程线分析1.洪水场次划分洪水场次划分是指，将非本次降雨产生形成的径流分割出去。如图5.11，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。2.径流过程线的分析2.径流过程线的分析（3）3.径流量的计算黄色的面积（ABCDFA）：AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深层地下径流（基流）前期洪水未退完的部分本次降雨形成的径流过程C’D’C′D′D的面积与AEF大约相等，ABCDFA