工程水文学第四章-5上课讲义.ppt

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1、工程水文学第四章-5内容提要什么是单位线如何确定单位线如何应用单位线法推求流量过程§4.4单位线法推求出口断面流量过程2§4.4.1单位线的基本概念1.单位线的定义在给定的流域上，单位时段内均匀降落单位深度的地面净雨，在流域出口断面形成的地面径流过程线，称为单位线。单位净雨一般取10mm，单位时段可取1、3、6、12、24h等，依流域大小而定。单位线是以流量过程线形式表示的流域汇流曲线3单位时段内地面净雨不是10mm，且地面净雨历时不是只有一个时段，如何进行汇流计算?§4.4.1单位线的基本概念2.基

2、本假定分析使用时有倍比和叠加两条基本假定。4§4.4.1单位线的基本概念倍比假定：如果单位时段内的净雨不是一个单位而是k个单位，则形成的流量过程是单位线纵坐标的k倍。5§4.4.1单位线的基本概念叠加假定：如果净雨不是一个时段而是m个时段，则形成的流量过程是各时段净雨形成流量过程错开时段叠加。19.7mm9.0mm7.0mm19.79.07.06时段Δt净雨深h(mm)单位线q(t)(m3/s)各时段净雨形成的径流量Q’(t)=hi×q(t)/10流域出口断面的流量Q(t)=∑Q’(t)第1时段h1第

3、2时段h2第3时段h31h1q1h1q1/10Q1=h1q1/102h2q2h1q2/10h2q1/10Q2=h1q2/10+h2q1/103h3q3h1q3/10h2q2/10h3q1/10Q3=h1q3/10+h2q2/10+h1q1/104q4h1q4/10h2q3/10h3q2/10Q4=h1q4/10+h2q3/10+h1q2/105q5h1q5/10h2q4/10h3q3/10Q5=h1q5/10+h2q4/10+h1q3/106q6h1q6/10h2q5/10h3q4/10Q6=h1q6

4、/10+h2q5/10+h1q4/107q7h1q7/10h2q6/10h3q5/10……8…………h2q7/10h3q6/109………………h3q7/10表1利用单位线推求流量过程计算表7§4.4.1单位线的基本概念3.流域出口断面流量过程线表达式根据上述假定，可得由单位线推求流域出口断面流量过程线表达式：Qi—流域出口断面各时刻流量值，m3/s；hj—各时段净雨量，mm；qi-j+1—单位线各时刻纵坐标，m3/s;l—流域出口断面流量过程线时段数；m—净雨时段数；n—单位线时段数；8§4.4.2单

5、位线的推求1.单位线推求的基本思路(1)单位线利用实测的降雨径流资料来推求，一般选择时空分布较均匀，历时较短的降雨形成的单峰洪水来分析；(2)求出出口断面的地面径流过程和地面净雨过程；(3)根据地面净雨过程和地面径流过程推求单位线,常用方法有分析法、最小二乘法、试错优选法等。如何得到单位线？92.分析法推求单位线分析法基本思想已知二个时段的地面净雨量分别为h1、h2，地面径流过程线的纵坐标为Q1、Q2、Q3、…······§4.4.2单位线的推求10§4.4.2单位线的推求递推公式设出口断面的地面流量

6、过程为Q1…Ql，流域的地面净雨过程为h1…hm，由下式构成以q1…qn为未知数的线性方程组，解之则可得单位线。11§4.4.2单位线的推求分析法示例【例】某流域实测流量资料分割地下径流后的地面径流过程以及推算出的地面净雨过程见教材表4-7，试分析单位线。本例净雨时段数m=2，地面流量过程时段数l=20，计算时段Δt=12h。12时间(月.日.时)地面径流Q(m3/s)净雨h(mm)单位线纵坐标q(m3/s)单位线时段数(△t=12h)9.24.9009.24.2112015.77619.25.927

7、55.914629.25.2173741539.26.9106552349.26.2184033959.27.957524069.27.2138915879.28.926110789.28.211807599.29.912853109.29.219540119.30.97331129.30.2155241310.1.940171410.1.2129121510.2.91981610.2.211251710.3.9621810.3.21101910.4.902013§4.4.2单位线的推求分析法存在的问

8、题实测资料及净雨推算具有一定的误差，分析法采用逐时段递推计算，会产生误差传递与积累。所以，分析法求出的单位线纵坐标有时会呈现锯齿状，甚至出现负值。单位线的修正与检验对单位线作光滑修正单位线的总量必须为10mm由单位线推求流量过程，与实际流量过程比较检验14时间(月.日.时)地面径流Q(m3/s)净雨h(mm)单位线纵坐标q(m3/s)修正后单位线纵坐标q(m3/s)计算地面径流Q’(m3/s)9.24.900009.24.2112015.77676119