水文学原理(十二 流域汇流).pdf

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1、水文学原理教学课件(for水文08)第十二章第十二章WatershedFlowWatershedFlowConcentration(Concentration(流域汇流流域汇流))Contents基本概念及数学描述1(BasicConceptsandmathematicaldescription)流域汇流系统分析2(Analysisofwatershedflowconcentrationsystem)面积—时间曲线3Time-areahistogram概念性流域汇流模型4Conceptualwatershedflowconcentratio

2、nmodels2Part1BasicConceptsandmathematicaldescription12流域汇流的路径流域汇流时间WatershedflowpathsWatershedflowtimeofconcentration34径流成因公式流域调蓄作用FormulaforcomputingtheWatershedstorageeffectsdischargeatthewatershedoutlet31-1流域汇流的路径(Watershedflowpaths)41-1流域汇流的路径(Watershedflowpaths)•几何路径(

3、Geometricpaths)地表径流汇流河汇流流域壤中水径流汇流出口汇流网断面地下水径流坡地汇流河网汇流51-1流域汇流的路径(Watershedflowpaths)•状态路径(Statepaths)：由各状态按流域汇流的物理顺序组成的集合。状态：水滴在流域上所处的空间位置，指某级坡面或某级河流。rr12Pc12c12P23P13cc3P4r343Ci表示级河流状态，i1,2,,.iC表示流域出口断面，称为收集状态.161-2流域汇流时间(Watershedflowtimeofconcentration)LdLixii

4、,ii0ii流域上某一雨滴从落地点到出口断面所花费的时间—汇流时间.71-2流域汇流时间(Watershedflowtimeofconcentration)1)平均流域汇流时间(Averagewatershedflowtimeofconcentration)dA直接利用左式计算平均流域汇流时间几乎不ii可能，但水文学家已证明流域滞时是与平均A流域汇流时间等价的。流域滞时是指净雨中A心与相应的出流过程形心之间的时差。81-2流域汇流时间(Watershedflowtimeofconcentration)1)平均流域汇流时间(A

5、veragewatershedflowtimeofconcentration)流域各处流速变化不大L0L0---流域形心至流域出口断面的直线距离91-2流域汇流时间(Watershedflowtimeofconcentration)2)最大流域汇流时间(MaximumWatershedflowtimeofconcentration)L:从流域出口断面max沿流而上至流域分水线的最长距离。Lmaxmax101-3流域调蓄作用(Watershedstorageeffects)造成流域调蓄作用的物理原因有二：•每一水滴汇到出口断面的路

6、径不一（地貌因素）•每一水滴汇到出口断面的速度不一（动力学因素）涨洪时,由于I(t)dt>Q(t)dt,时段dt内流域蓄水量必将增加.落洪时,由于I(t)dt≤Q(t)dt,时段dt内流域蓄水量必将减小.这种在洪水形成过程中所呈现出的流域蓄水量增加和减少现象称为流域调蓄作用。111-4径流成因公式Formulaforcomputingthedischargeatthewatershedoutlet在τ时刻降落、汇流时间为(t-τ)的水滴，形成t时间的出口断面流量。A(t)dQ(t)i()A(t)i()d汇流时间为(

7、t-τ)的水滴所占的流域面积tAt()Qt()dQti()d0121-4流域蓄泄关系(ti)dtQ(t)dtdW(t)ORdW(t)i(t)Q(t)dtmmnnWaIbQ蓄量mn方程m0n013Part2流域汇流系统分析1引言(Introduction)基于流域调蓄作用的流域汇流系统的数学表达式2(Mathematicaldescriptionofstorage-effect-basedwatershedflowsystem)流域瞬时单位线和卷积公式3(Watershedinstantaneou

8、sunithydrograph)流域单位线的识别4(Determinationofunithydrograph)142-1引言(Introduction)净雨净雨流域流域出流出流