水文学第6章青岛理工课件.ppt

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1、小流域暴雨洪峰第六章流量的计算2021/8/141会利用资料对暴雨损失及流域汇流进行分析理解水科院水文研究所及铁一院两所对暴雨洪峰流量的推理公式重点2021/8/1421、小流域暴雨洪水计算意义小流域设计洪水是规化设计中小型水利工程、铁路及公路、桥涵、城市厂矿防洪设施等的基本依据。§6—1小流域暴雨洪水计算的特点小流域面积1>地形平坦：300—500Km22>地形复杂：10—30Km22021/8/143（1）一般无实测的流量资料。若有实测的暴雨资料，可通过其间接推算。（2）重点是设计洪峰流量的推求。

2、但在我国，实际上绝大多数的小流域无水文站，缺乏自记暴雨资料及径流资料，故小流域设计洪水是在缺乏资料情况下，如何估算设计洪水的问题。2、特点2021/8/1443、推求方法（1）推理公式——由设计暴雨推求设计洪水。以暴雨形成洪水的成因分析为基础，考虑影响洪峰流量的主要因素，建立数学模型，再据实测资料推求参数。2021/8/145——综合分析本地区具有观测资料小流域设计洪水成果，建立地区性经验公式，推求设计洪峰流量。（2）地区性经验公式4、推求公式时应重点分析的问题暴雨强度流域汇流暴雨损失2021/8/1

3、46§6—2设计净雨量的推求一、暴雨损失及分类1、暴雨损失——指降雨过程中，由于植物截留、蒸发、填洼和下渗而损失的水量。一次降雨的损失主要是下渗损失2021/8/147——暴雨量减去损失量2、净雨量（地表径流量）3、损失分类截留损失下渗损失填洼损失蒸发损失2021/8/148二、下渗——降落到地面的雨水从地面渗入到土壤的过程。1、下渗的物理过程渗润阶段渗漏阶段渗透阶段渗漏阶段饱和水流稳定运动非饱和水稳定运动2021/8/1492、下渗曲线与下渗量累积曲线（1）下渗曲线——下渗率与时间的关系曲线，也称下

4、渗率过程线或下渗容量曲线。下渗率时间2021/8/1410（1）下渗率（f0）——单位时间内的下渗量（mm/h）。是表示雨水下渗快慢的量B、若供求充足，初始的f0与土壤的土质有关，也与土壤的干湿状况有关。C、干燥土壤一般可达到70～80mm/h以上。A、下渗率随时间由大到小改变。2021/8/1411（2）稳渗率（fc）——若土质的疏密程度与温度变化不大时，下渗率比较稳定，趋于常数，此常数称稳渗率。fc只与土质有关，与初雨时土壤的干湿程度无关。黄粘土：fc=1.0～1.3mm/h细砂：fc=7～8mm

5、/h如2021/8/1412——下渗量与时间的关系曲线。4、下渗曲线与下渗量累积曲线的关系图6—13、下渗量累积曲线——是微分与积分的关系，前者随时间下降，后者随时间上升。2021/8/1413三、设计净雨量的推求径流系数法水量平衡法分阶段扣损法相关法推求方法分阶段扣损法是下渗曲线法的一种简化法将一次降雨的损失过程分为初损和后损2021/8/14141、暴雨损失的两个阶段——从开始降雨到产生地面径流期间的损失。（1）初期损失（初损）（2）后期损失（后损）——产生地面径流以后的损失。降雨的主要损失后期损

6、失并非稳定下渗，而是由大到小趋于稳定变化，实际计算中常用一个常数来表示即平均下渗率2021/8/1415降雨过程损失过程时间t降雨强度i损失强度f初损后损2021/8/1416——后损过程中，单位时间平均下渗量。3、一次暴雨总净雨量计算2、平均下渗率R——总净雨量（mm）P——总降雨量（mm）I0——初损量(mm)tc——净雨历时（产流历时）（h）——后损平均下渗率(mm/h)2021/8/1417§6—3流域汇流一、暴雨洪水形成过程与地面径流的形成过程相同。降雨开始后，除植物截留的一部分，其余产生下

7、渗，当土壤达到饱和后，开始产生地面径流，当广大流域均产生径流时，水量逐渐增大，沿途汇入河网的流量不断加强，从而形成洪水。2021/8/1418二、等流时线原理流域上各处在不同时间所形成的径流汇集到出口断面的过程，可用等流时线原理加以解释。1、流域汇流过程——将坡地漫流与河槽集流两个相继发生的地面径流汇集过程作为一个整体分析，将其统称为汇流过程。2021/8/1419——设想将流域划分为若干集流面积，如果落在线上的净降雨通过坡地与河槽流到出口断面所需时间都相等，则此界线称为等流时线。2、等流时线3、共时

8、径流面积fi——等流时线与流域分水线所构成的面积。2021/8/1420f1f2f3f4等流时线共时径流面积注意：等流时线不是固定不变的，而是随汇流速度变化，计算中，位置不变的等流时线只是相当于流域平均汇流速度时的等值线。2021/8/14214、流域平均汇流速度L——主河槽长度τ——最大汇流时间5、径流形成过程见下页2021/8/1422t降雨强度i下渗率fift流量Qt3t2t1t4τtct1—降雨开始；t2—净雨终止；t3—径流开始；t4—径流终止