工程水文學(xué)第四章課件

第四章流域產(chǎn)匯流計(jì)算工程水文學(xué)第四章第四章流域產(chǎn)匯流計(jì)算工程水文學(xué)第四章第一節(jié)降雨徑流要素分析計(jì)算第二節(jié)流域產(chǎn)流分析第三節(jié)產(chǎn)流計(jì)算第四節(jié)流域匯流計(jì)算第四章流域產(chǎn)匯流計(jì)算工程水文學(xué)第四章第一節(jié)降雨徑流要素分析計(jì)算第四章流域產(chǎn)匯流計(jì)算工程水文學(xué)

第二章對(duì)徑流的形成過(guò)程作了定性的描述，本章從定量的角度闡述降雨形成徑流的原理和計(jì)算方法，它是以后學(xué)習(xí)由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水、降雨徑流預(yù)報(bào)等內(nèi)容的基礎(chǔ)。降雨P(guān)(t)蒸發(fā)E(t)產(chǎn)流計(jì)算凈雨R(t)匯流計(jì)算流域出口斷面徑流過(guò)程Q(t)數(shù)量上相等降雨P(guān)(t)蒸發(fā)E(t)產(chǎn)流計(jì)算凈雨R(t)流域出口斷面徑流過(guò)程Q(t)第四章流域產(chǎn)匯流計(jì)算工程水文學(xué)第四章第二章對(duì)徑流的形成過(guò)程作了定性的描述，本章從一.流域產(chǎn)匯流計(jì)算基本內(nèi)容

由流域降雨推求流域出口的河川徑流，大體上分為兩個(gè)步驟：①產(chǎn)流計(jì)算：降雨扣除截留、填洼、下滲、蒸發(fā)等損失之后，轉(zhuǎn)化為凈雨的計(jì)算稱為產(chǎn)流計(jì)算。②匯流計(jì)算：凈雨沿著坡度匯入地面和地下河網(wǎng)，并經(jīng)河網(wǎng)匯流形成流域出口的徑流過(guò)程的計(jì)算稱之為匯流計(jì)算。第四章流域產(chǎn)匯流計(jì)算工程水文學(xué)第四章一.流域產(chǎn)匯流計(jì)算基本內(nèi)容第四章流域產(chǎn)匯流計(jì)算工程水文學(xué)二.流域產(chǎn)匯流計(jì)算基本流程和思路

產(chǎn)流與匯流之間的聯(lián)系可簡(jiǎn)明地表示成圖4.1所示的流程圖。圖4.1基本思路:先從實(shí)際降雨徑流資料出發(fā)，分析產(chǎn)流或匯流的規(guī)律；然后，用于設(shè)計(jì)條件時(shí)，則可由設(shè)計(jì)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水，用于預(yù)報(bào)時(shí)，則由實(shí)際暴雨預(yù)報(bào)洪水。第四章流域產(chǎn)匯流計(jì)算工程水文學(xué)第四章二.流域產(chǎn)匯流計(jì)算基本流程和思路圖4.1基本思路:先從實(shí)第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算一、降雨特征分析（一）單站降雨特性分析（點(diǎn)降雨特性）

點(diǎn)降水量（pointrainfall）：

由于雨量觀測(cè)站觀測(cè)到的降雨量?jī)H代表其周圍小范圍內(nèi)的降水量，故稱為點(diǎn)降水量。

工程水文學(xué)第四章第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算一、降雨特征分析工程水文學(xué)第四①降雨強(qiáng)度過(guò)程線（Rainfallprocess）

表示降雨強(qiáng)度隨時(shí)間的變化過(guò)程，表示方法如下：降雨強(qiáng)度過(guò)程線（降雨量過(guò)程線）②降雨量累積曲線該曲線上任意一點(diǎn)的坡度即是該時(shí)刻的瞬間雨強(qiáng)，而某一時(shí)段的平均坡度就是該時(shí)段內(nèi)的平均雨強(qiáng)。第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)第四章①降雨強(qiáng)度過(guò)程線（Rainfallprocess）第一節(jié)③降水強(qiáng)度~歷時(shí)曲線：(Rainfallintensity-durationcurve)說(shuō)明：

根據(jù)一場(chǎng)降雨過(guò)程的記錄統(tǒng)計(jì)其不同歷時(shí)內(nèi)最大平均降雨強(qiáng)度，以其為縱坐標(biāo)，以歷時(shí)為橫坐標(biāo)，由大至小繪成的變化曲線。它的變化規(guī)律是雨強(qiáng)與歷時(shí)長(zhǎng)短成反比。時(shí)間（h）降雨強(qiáng)度過(guò)程線工程水文學(xué)第四章③降水強(qiáng)度~歷時(shí)曲線：說(shuō)明：根據(jù)一場(chǎng)降雨過(guò)程的記錄統(tǒng)計(jì)其（二）流域降雨特性分析1、面平均降水量(ArealmeanRainfall)

實(shí)際生產(chǎn)上水文工作多以流域作為研究對(duì)象，面降雨量多指流域平均雨量，通常稱為面平均雨量。一般由已知的各點(diǎn)雨量來(lái)推求面雨量。

由點(diǎn)雨量估算面雨量的常用方法：

第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)第四章（二）流域降雨特性分析第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文流域平均雨量計(jì)算：1）算術(shù)平均法

條件：流域內(nèi)雨量站分布較均勻、地形起伏變化不大。第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)第四章流域平均雨量計(jì)算：第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)第2）.垂直平分法（泰森多邊形法）條件：流域雨量站分布不太均勻，為了更好地反映各站在計(jì)算流域平均雨量中的作用。假設(shè)：流域各處的雨量可由與其距離最近的雨量站代表。工程水文學(xué)第四章2）.垂直平分法（泰森多邊形法）工程水文學(xué)第四章3）.等雨量線法條件：當(dāng)流域地形變化較大，而雨量站分布較密，能結(jié)合地形變化繪制等雨量線時(shí)。

該方法能考慮流域地形的變化繪制等雨量線，比較好地反映了降雨在流域上的變化，精度較高。

但是繪制等雨量線需要較多站點(diǎn)的資料，且每次都要重繪，工作量大。工程水文學(xué)第四章3）.等雨量線法該方法能考慮流域地形的變化繪制等2、降雨深—面積關(guān)系

降雨深—面積關(guān)系曲線，是反映同一場(chǎng)降雨過(guò)程中，降雨深與面積之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線，一般規(guī)律是面積越大，降雨深越小。3、降雨深與面積和歷時(shí)關(guān)系曲線一般規(guī)律是：面積一定時(shí)，歷時(shí)越長(zhǎng)平均雨深越大；歷時(shí)一定時(shí)，則面積越大，平均雨深越小。面積雨深—面積—?dú)v時(shí)示意圖第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)第四章2、降雨深—面積關(guān)系面積雨深—面積—?dú)v時(shí)示意圖第一節(jié)降雨徑二、徑流量計(jì)算一次洪水流量過(guò)程地表徑流壤中流地下徑流前期洪水未退完的部分水量本次洪水形成割除非本次降雨補(bǔ)給的深層地下徑流工程水文學(xué)第四章二、徑流量計(jì)算一次洪水流量過(guò)程地表徑流本次洪水形成割除非本次AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深層地下徑流（基流）前期洪水未退完的部分本次降雨形成的徑流過(guò)程工程水文學(xué)第四章AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深層地下徑流（基流）（一）次洪水過(guò)程分割次洪水過(guò)程分割的目的是把幾次暴雨所形成的，混在一起的徑流過(guò)程線獨(dú)立分割出來(lái)。

此類分割常用退水曲線進(jìn)行。洪水的退水流量來(lái)自流域蓄水的消退。第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)第四章（一）次洪水過(guò)程分割第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)工程水文學(xué)第四章工程水文學(xué)第四章工程水文學(xué)第四章工程水文學(xué)第四章1、水平線分割法:適用情況：對(duì)地下徑流小，洪水歷時(shí)短的流域

ac——地面地下徑流分割線（二）地面地下徑流的分割工程水文學(xué)第四章1、水平線分割法:適用情況：對(duì)地下徑流小，洪水歷時(shí)短的流域2、斜線分割法適用情況：地下徑流比重大，洪水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的流域。第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)第四章2、斜線分割法第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)第四章（三）徑流量計(jì)算黃色的面積（ABCDFA）：第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)第四章（三）徑流量計(jì)算第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)第四AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深層地下徑流（基流）前期洪水未退完的部分本次降雨形成的徑流過(guò)程C’D’C′D′D的面積與AEF大約相等，ABCDFA≈ABCC′D′FEA工程水文學(xué)第四章AEGBCHIDt(h)Q(m3/s)F深層地下徑流（基流）第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算【例1】已知某水文站流域面積F=2000km2，某次洪水過(guò)程線如下表，試推求該次洪水的總凈流量W和總徑流深R。某水文站一次洪水過(guò)程時(shí)間（月日時(shí)）5.2.25.2.85.2.145.2.205.3.25.3.85.3.145.3.205.4.25.4.8流量Q(m3/s)120110100210230160014501020800530時(shí)間（月日時(shí)）5.4.145.4.205.5.25.5.85.5.145.5.205.6.25.6.85.6.145.6.20流量Q(m3/s)41036033030027025016010080130工程水文學(xué)第四章第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算【例1】已知某水文站流域面積F第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算解：該次洪水過(guò)程計(jì)算時(shí)間：5月2日14時(shí)—5月6日8時(shí)。（1）徑流總量：（2）總徑流深：工程水文學(xué)第四章第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算解：該次洪水過(guò)程計(jì)算時(shí)間：5月三、前期影響雨量的計(jì)算

降雨開(kāi)始時(shí)，流域土壤的干濕程度（即土壤的含水量大?。┦怯绊懡涤晷纬蓮搅鬟^(guò)程的一個(gè)主要因素。

如何來(lái)表示流域的土壤含水量？

前期影響雨量Pa、前期流域蓄水量W0

流域蓄水量是指流域中土壤能夠保持且在重力作用下不產(chǎn)生向下運(yùn)動(dòng)的水量。降雨一定時(shí)，雨前流域需水量大，則凈雨多，徑流大；反之，則凈雨少，徑流也小。

Wm=P-R-E

第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)第四章三、前期影響雨量的計(jì)算第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文對(duì)于濕潤(rùn)地區(qū)來(lái)說(shuō)，包氣帶較薄，Pa有一上限值Im,Im稱為流域最大蓄水容量。（一）Im的確定選擇久旱不雨，突然發(fā)生大暴雨資料，計(jì)算流域平均雨量P及其所產(chǎn)生的徑流深R。Im=P-R-E經(jīng)多分析幾次，選最大的Im為本流域的Im值。

(我國(guó)濕潤(rùn)地區(qū)的Im值在80-120mm之間）第一節(jié)降雨徑流要素的分析計(jì)算工程水文學(xué)第四章對(duì)于濕潤(rùn)地區(qū)來(lái)說(shuō)，包氣帶較薄，Pa有一上限值Im（二）前期影響雨量Pa的計(jì)算公式如果第t日內(nèi)有降雨P(guān)t，但未產(chǎn)流，則如果第t日內(nèi)有降雨P(guān)t并產(chǎn)生徑流Rt，則注意：Pa≤Im，若計(jì)算出Pa>Im，則取Pa=Im。如果第t日內(nèi)無(wú)降雨P(guān)tK：土壤含水量的日消退系數(shù)Pa,t:t日開(kāi)始時(shí)刻的土壤含水量工程水文學(xué)第四章（二）前期影響雨量Pa的計(jì)算公式如果第t日內(nèi)有降雨P(guān)t，但未

消退系數(shù)K消退系數(shù)綜合反映流域蓄水量因流域蒸散發(fā)而減少的特性。【例1】：試求某流域5月28日和6月3日兩次降雨的Pa值。由資料可知，5月28日~20日3天雨量很大，土壤完全濕潤(rùn)，產(chǎn)生徑流，可取20日的Pa為Im=100mm，其后逐日的Pa只計(jì)算如下：經(jīng)實(shí)驗(yàn)資料分析80cm口徑套盆式蒸發(fā)皿的水面蒸發(fā)量的觀測(cè)值可作為Em的近似值。工程水文學(xué)第四章【例1】：試求某流域5月28日和6月3日兩次降雨的Pa值。日期降雨量（mm）平均日蒸發(fā)能力消退系數(shù)土壤含水量（mm）年月日196551878.22.50.9751935.62.50.9752015.12.50.975100.0211.22.50.975100.0225.00.95098.7235.00.95093.8245.00.95089.1255.00.95084.6265.00.95080.4275.00.95076.42821.42.50.97572.62935.32.50.97591.6300.82.50.975100.0315.00.95098.3616.20.93893.426.20.93887.638.53.10.96981.5449.73.10.96986.4516.83.10.969100.0工程水文學(xué)第四章日期降雨量（mm）平均日蒸發(fā)能力消退系數(shù)土壤含第二節(jié)流域產(chǎn)流分析一、包氣帶對(duì)降雨的調(diào)節(jié)與分配作用包氣帶可把一場(chǎng)暴雨量分成下滲水量、地表徑流量、雨量蒸發(fā)量3部分。由水量平衡原理：

P=I+Rs+E1

式中：

P—一次降雨總量，mm；I—深入包氣帶土壤中的水量，mm；Rs—地表徑流量，mm；E1—雨期蒸發(fā)量，mm；工程水文學(xué)第四章第二節(jié)流域產(chǎn)流分析一、包氣帶對(duì)降雨的調(diào)節(jié)與分配作用工程水包氣帶土壤層對(duì)下滲水量可起進(jìn)一步的調(diào)解與再分配作用。包氣帶含水量達(dá)到田間持水量時(shí)的蓄水容量稱該包氣帶的最大蓄水容量，記為W'm,包氣帶含水量達(dá)到田間持水量時(shí),習(xí)慣上稱為“蓄滿”。當(dāng)包氣帶未蓄滿時(shí)，下滲水量將滯留在土壤中；當(dāng)蓄滿后，再滲入的水量在重力作用下產(chǎn)生壤中流RG1和淺層地下徑流RG2。

綜上所述，在包氣帶的調(diào)節(jié)、分配作用下，降雨有兩種產(chǎn)流方式：包氣帶未蓄滿產(chǎn)流方式和包氣帶蓄滿產(chǎn)流方式，包氣帶未蓄滿產(chǎn)流方式稱為超滲產(chǎn)流方式。

第二節(jié)流域產(chǎn)流分析工程水文學(xué)第四章包氣帶土壤層對(duì)下滲水量可起進(jìn)一步的調(diào)解與再分配作用

一般認(rèn)為，濕潤(rùn)地區(qū)的流域以蓄滿產(chǎn)流方式為主，干旱地區(qū)的流域以超滲產(chǎn)流方式為主。第二節(jié)流域產(chǎn)流分析壤中流RG1、淺層地下徑流RG2、雨期蒸發(fā)量E1，土壤蒸、散發(fā)量E2工程水文學(xué)第四章一般認(rèn)為，濕潤(rùn)地區(qū)的流域以蓄滿產(chǎn)流方式為主，干二、產(chǎn)流面積變化1、蓄滿產(chǎn)流方式下的產(chǎn)流面積變化特點(diǎn)：降雨增加，產(chǎn)流量面積增加；產(chǎn)流面積與降雨強(qiáng)度無(wú)關(guān)。(a)流域蓄水容量曲線圖(c)(a)(c)產(chǎn)流面積變化(b)降雨量過(guò)程線工程水文學(xué)第四章二、產(chǎn)流面積變化1、蓄滿產(chǎn)流方式下的產(chǎn)流面積變化特點(diǎn)：降雨增2、超滲產(chǎn)流方式下產(chǎn)流面積變化

特點(diǎn)：產(chǎn)流面積的大小與時(shí)段初流域蓄水量及時(shí)段平均雨強(qiáng)有關(guān)。同雨強(qiáng)情況，時(shí)段初流域蓄水量大，產(chǎn)流面積也大，反之亦然；時(shí)段初流域蓄水量相同時(shí)，如果時(shí)段平均雨強(qiáng)大，則產(chǎn)流面積就大，反之亦然。1.0流域下滲容量面積分布曲線超滲產(chǎn)流情況下產(chǎn)流面積變化（a）（c）（b）工程水文學(xué)第四章2、超滲產(chǎn)流方式下產(chǎn)流面積變化1.0流域下滲容量面積分布曲線三、降雨徑流關(guān)系產(chǎn)流分析的目的是為推求凈雨量和凈雨過(guò)程，因此，需要分析降雨徑流關(guān)系。1、蓄滿產(chǎn)流方式的降雨徑流關(guān)系工程水文學(xué)第四章三、降雨徑流關(guān)系產(chǎn)流分析的目的是為推求凈雨量和凈雨過(guò)程，

降雨徑流關(guān)系圖的形態(tài)取決于流域蓄水容量曲線，其規(guī)律為W0=0時(shí)，直線部分在縱軸上的截距為WM；W0=WM時(shí)，蓄水容量曲線為45度線；曲線上部為一組平行線。2、超滲產(chǎn)流方式的降雨徑流關(guān)系

原則上可根據(jù)流域下滲容量面積分布曲線，按同樣的原理求出。第二節(jié)流域產(chǎn)流分析工程水文學(xué)第四章降雨徑流關(guān)系圖的形態(tài)取決于流域蓄水容量曲線，其

一、蓄滿產(chǎn)流與降雨徑流相關(guān)法1、原理蓄滿產(chǎn)流以滿足包氣帶缺水量為產(chǎn)流控制條件。就流域中某點(diǎn)而言，蓄滿前的降雨不產(chǎn)流，凈雨量為零；蓄滿后才產(chǎn)流，產(chǎn)流量（總凈雨量）可以很簡(jiǎn)單地用下面的水量平衡方程計(jì)算：

由于流域上不同的點(diǎn)，蓄滿有早有晚，產(chǎn)流有先有后，所以還要考慮降雨開(kāi)始時(shí)流域的蓄水分布情況（即流域蓄水容量分布曲線），求得各點(diǎn)缺水量在流域上的分布，與上式合解，得流域的凈雨深R。第三節(jié)產(chǎn)流計(jì)算工程水文學(xué)第四章一、蓄滿產(chǎn)流與降雨徑流相關(guān)法2、應(yīng)用降雨總徑流相關(guān)圖法求產(chǎn)流量

由蓄水容量曲線，可得流域的降水總徑流相關(guān)圖

【例1】：已知某流域一次降雨的逐時(shí)段雨量，且計(jì)算得雨前土壤含水量W0=58mm，根據(jù)P～W0～R相關(guān)圖查算該次所形成的逐時(shí)段徑流深。j(△t=3h)PjRj(1）（2）（3）（4）（5）15050181823080382032510563254251308825由P~W0~R相關(guān)圖查算時(shí)段徑流深單位：mm工程水文學(xué)第四章2、應(yīng)用降雨總徑流相關(guān)圖法求產(chǎn)流量j(△t=3h)58mm工程水文學(xué)第四章58mm工程水文學(xué)第四章3、地面、地下徑流（凈雨）的劃分

總徑流量R的劃分指區(qū)分地面徑流Rs和地下徑流Rg。在蓄滿產(chǎn)流的模式中，只有當(dāng)產(chǎn)流面積上的土層的含水量達(dá)田間持水量Wm時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生徑流量R。由于此時(shí)土層的含水量很高，故可認(rèn)為入滲率達(dá)到穩(wěn)定入滲率fc

，因此，進(jìn)入土層的降雨以穩(wěn)定入滲率fc

的速度形成地下徑流。

可見(jiàn)，地下徑流量取決于產(chǎn)流面積大小(α=f/F)、降雨強(qiáng)度i

與穩(wěn)定入滲率fc

的相對(duì)關(guān)系。當(dāng)雨強(qiáng)i>fc時(shí)，（i-fc）形成地面徑流，fc形成地下徑流。

第三節(jié)產(chǎn)流計(jì)算工程水文學(xué)第四章3、地面、地下徑流（凈雨）的劃分總徑流量R的劃分指第三節(jié)產(chǎn)流計(jì)算設(shè)Δt時(shí)段內(nèi)流域的降雨量為P，蒸散發(fā)量為E，產(chǎn)流面積為FR，只有在產(chǎn)流面積上才發(fā)生穩(wěn)定下滲。地下徑流量總徑流量產(chǎn)流面積與徑流系數(shù)相等

工程水文學(xué)第四章第三節(jié)產(chǎn)流計(jì)算設(shè)Δt時(shí)段內(nèi)流域的降雨量為P，蒸散發(fā)第三節(jié)產(chǎn)流計(jì)算

知道流域的穩(wěn)定下滲率fc，就可以把時(shí)段產(chǎn)流量劃分為地面徑流和地下徑流兩部分。

穩(wěn)定下滲率fc的推求方法：可以利用實(shí)測(cè)的降雨徑流資料反推求得。方法是：從洪水過(guò)程線中分割出一次降雨過(guò)程P～t所形成的地下徑流總量∑Rg，并計(jì)算出相應(yīng)的產(chǎn)流過(guò)程R～t，配合蒸散發(fā)過(guò)程，采用試算法求解。

根據(jù)穩(wěn)定下滲率fc和產(chǎn)流面積比α，可將各時(shí)段凈雨劃分為地面凈雨hs和地下凈雨hg兩部分。工程水文學(xué)第四章第三節(jié)產(chǎn)流計(jì)算根據(jù)穩(wěn)定下滲率fc和【例4-2】某流域一次降雨過(guò)程，及地下徑流總量48.1mm，并推求出時(shí)段凈雨量，見(jiàn)下表，試推求穩(wěn)定下滲率fc。t(時(shí))P(mm)h(mm)αfc=2.0mm/hfc=1.6mm/hαfc△t(mm)hg(mm)αfc△t(mm)hg(mm)（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）2～819.68.60.445.35.34.24.28～1411.49.30.829.89.37.97.914～2045.545.5112129.69.620～22323112129.69.62～813.513.5112129.69.68～146.56.51126.59.66.5∑119.5106.457.147.4第三節(jié)產(chǎn)流計(jì)算工程水文學(xué)第四章【例4-2】某流域一次降雨過(guò)程，及地下徑流總量48.1mm，二、超滲產(chǎn)流與初損后損法1、基本原理將下滲損失過(guò)程簡(jiǎn)化為初損和后損兩個(gè)階段初損：產(chǎn)流前降雨量全部損失I0（i≤f），包括植物截流、填洼等，歷時(shí)t0后損：產(chǎn)流后的損失，為平均下滲能力。

①產(chǎn)流歷時(shí)

tR內(nèi)i﹥f，取f=，地面凈雨強(qiáng)度為i－

，產(chǎn)生地面凈雨深Rs②i≦f，Rs=0，按i下滲。第三節(jié)產(chǎn)流計(jì)算工程水文學(xué)第四章二、超滲產(chǎn)流與初損后損法將下滲損失過(guò)程簡(jiǎn)化為初損和后損由水量平衡原理得：

I0——初損；t0——初損歷時(shí)；

ts——產(chǎn)流歷時(shí)；——后損中的非超滲雨，mm。工程水文學(xué)第四章由水量平衡原理得：工程水文學(xué)第四章初損量的確定平均后損率的確定產(chǎn)流量計(jì)算2、初損量的確定A:小流域起漲點(diǎn)以前雨量的累計(jì)值大流域各站累計(jì)雨量的平均值或最大值起漲點(diǎn)t(h)t0aQ~t∑P~tI0Q、∑P小流域大流域工程水文學(xué)第四章初損量的確定平均后損率的確定產(chǎn)流量計(jì)算2、初損量的確定A:小I0(mm)M(月）7654W0(mm)圖4-18W0-M-I0關(guān)系曲線圖4-17W0-i0-I0關(guān)系曲線2030100102030W0(mm)0.51.02.03.04.05.06.0初損期平均雨強(qiáng)i0（mm/h)2、初損量的確定

B:利用實(shí)測(cè)雨洪資料，分析各場(chǎng)洪水的I0

及相應(yīng)的流域起始蓄水量W0（Pa），初損期的平均雨強(qiáng)，并建立相關(guān)圖。I0(mm)第三節(jié)產(chǎn)流計(jì)算工程水文學(xué)第四章I0(mm)M(月）7654W0(mm)圖4-18W0-一次降雨形成的徑流深R為：3、平均后損率的確定

(利用實(shí)測(cè)資料試算)0Qit0t1t2Q~tP1P2P3P4tˊtRt0TR假設(shè)tR平均后損率計(jì)算示意圖第三節(jié)產(chǎn)流計(jì)算工程水文學(xué)第四章一次降雨形成的徑流深R為：3、平均后損率的確定0Qit0t14、地面凈雨的計(jì)算

有了初損、后損有關(guān)數(shù)據(jù)后，就可由已知的降雨過(guò)程推求凈雨過(guò)程。3、平均后損率的確定(利用相關(guān)圖求解)后損是初損的延續(xù)，初損量越大，土壤含水量越大，則后損能力越低。所以平均后損率與流域起始土壤含水量W0及初損期平均雨強(qiáng)有關(guān)系。f(mm/h)015101520tR(h)23450.51.01.52.02.53.04.54.05.03.5初損期平均雨強(qiáng)i0湟水西寧~民和區(qū)間后損關(guān)系曲線工程水文學(xué)第四章4、地面凈雨的計(jì)算3、平均后損率的確定(利用相關(guān)圖求解)工程水文學(xué)第四章工程水文學(xué)第四章第四節(jié)流域匯流計(jì)算降落在流域上的雨水，從流域各處向流域出口斷面匯集的過(guò)程，稱為流域匯流。同一時(shí)刻在流域各處形成的凈雨距流域出口斷面遠(yuǎn)近、流速不相同，所以不可能全部在同一時(shí)刻到達(dá)流域出口斷面。但是，不同時(shí)刻在流域內(nèi)不同地點(diǎn)產(chǎn)生的凈雨，卻可以在同一時(shí)刻流達(dá)流域的出口斷面。流域出口斷面流量的組成：工程水文學(xué)第四章第四節(jié)流域匯流計(jì)算降落在流域上的雨水，從流域各處一、等流時(shí)段及其應(yīng)用（一）基本概念

第三節(jié)流域匯流計(jì)算ΔτΔτ2Δτ2Δτ3Δτ3Δτ4Δτ4Δτf1f2f3f4f5圖4-19流域等流時(shí)線匯流時(shí)間τ:流域各點(diǎn)的凈雨到達(dá)出口斷面所經(jīng)歷的時(shí)間。流域匯流時(shí)間：流域上最遠(yuǎn)點(diǎn)的凈雨到達(dá)出口斷面的匯流時(shí)間。等流時(shí)線：流域上匯流時(shí)間相同點(diǎn)的連線。等流時(shí)面積：兩條相鄰等流時(shí)線之間的面積。工程水文學(xué)第四章一、等流時(shí)段及其應(yīng)用第三節(jié)流域匯流計(jì)算ΔτΔτ2Δτ2ΔF1上Δτ時(shí)間內(nèi)的地面凈雨Rs1會(huì)在Δτ間匯合成流量該流量于Δτ時(shí)流到流域出口單位時(shí)段Δt（Δτ）時(shí)間內(nèi)的地面凈雨Rs1在流域出口的徑流過(guò)程：t（Dt）01234Qi0i1F1i1F2i1F30工程水文學(xué)第四章F1上Δτ時(shí)間內(nèi)的地面凈雨Rs1會(huì)在Δτ間匯合成流量該流量于2個(gè)時(shí)段地面凈雨RS1

、RS2在流域出口的地面徑流過(guò)程t012345Q1i0i1F1i1F2i1F30Q2i0i2F1i2F2i2F30Qii1F1i1F2+i2F1i1F3+i2F2i2F3在流域出口的地面徑流過(guò)程=RS1

、RS2各自的流量過(guò)程相疊加工程水文學(xué)第四章2個(gè)時(shí)段地面凈雨RS1、RS2在流域出口的地面徑流過(guò)程t01、一個(gè)時(shí)段凈雨

工程水文學(xué)第四章1、一個(gè)時(shí)段凈雨工程水文學(xué)第四章2、兩個(gè)時(shí)段凈雨

工程水文學(xué)第四章2、兩個(gè)時(shí)段凈雨工程水文學(xué)第四章3、三個(gè)時(shí)段凈雨

工程水文學(xué)第四章3、三個(gè)時(shí)段凈雨工程水文學(xué)第四章4、具體計(jì)算方法見(jiàn)下表：時(shí)間凈雨出流出流出流。。。出口處地面徑流過(guò)程Q

1

。。。2

。。。3。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

工程水文學(xué)第四章4、具體計(jì)算方法見(jiàn)下表：時(shí)間凈雨出流出流出流。。時(shí)間地面凈雨（mm）等流面積（km2）部分徑流（m3/s）總徑流（m3/s）=5=8=1085500118102.302.3141054.63.708.3172.37.44.614.32003.79.212.904.64.600【例】等流時(shí)線法匯流計(jì)算算例：q=0.278if工程水文學(xué)第四章時(shí)間地面凈雨等流面積部分徑流（m3/s）總徑流=5=8=10幾個(gè)重要概念：（1）一個(gè)時(shí)段的凈雨在流域出口斷面所形成的地面徑流過(guò)程，就等于該凈雨強(qiáng)度is與各塊等流時(shí)面積Fj依次相乘，即Qj=isfj（2）多時(shí)段凈雨在流域出口斷面所形成的地面徑流過(guò)程是它們各自在出口形成的地面過(guò)程的疊加。（3）當(dāng)凈雨歷時(shí)Ts小于流域匯流時(shí)間τm時(shí)，洪峰流量是由各部分流域面積上凈雨匯集而成，稱為部分匯流造峰；當(dāng)Ts≥τm時(shí)，若凈雨保持不變，則洪峰流量是由全流域面積上凈雨匯集而成，稱為全面匯流造峰。（4）地面徑流總歷時(shí)T應(yīng)等于凈雨歷時(shí)Ts與流域匯流時(shí)間τm之和，即T=Ts+τm工程水文學(xué)第四章幾個(gè)重要概念：工程水文學(xué)第四章二、時(shí)段單位線法（一）基本概念在給定的流域下，單位時(shí)段內(nèi)均勻分布的單位地面（直接）凈雨量，在流域出口斷面形成的地面（直接）徑流過(guò)程線，稱為單位線。單位凈雨量（徑流深）一般取為10mm。單位時(shí)段△t可取1、3、6、12、24h等等，依流域大小而定。

時(shí)間h10mm流量m3/s△t單位線的三要素：?jiǎn)挝痪€洪峰流量、單位漲洪歷時(shí)、單位線總歷時(shí)。工程水文學(xué)第四章二、時(shí)段單位線法時(shí)間h10mm流量m3/s△t單位線的三要素單位線的兩個(gè)假定倍比假定：如單位時(shí)段地面凈雨量是n個(gè)單位，則所形成過(guò)程線的流量為單位線流量的n倍，其歷時(shí)仍與單位線的歷時(shí)相同。疊加假定：如地面凈雨歷時(shí)是m個(gè)時(shí)段，則各時(shí)段地面凈雨所形成的徑流過(guò)程線之間互不干擾，出口斷面的流量等于各時(shí)段凈雨量所形成的流量之和。工程水文學(xué)第四章單位線的兩個(gè)假定倍比假定：如單位時(shí)段地面凈雨量是n個(gè)單位，則時(shí)間h10mm流量m3/s△t時(shí)間h19.7mm流量m3/s△tQmQmQm×19.7/10Q×19.7/10Qk倍比關(guān)系工程水文學(xué)第四章時(shí)間h10mm流量m3/s△t時(shí)間h19.7mm流量m3/s時(shí)間h10mm流量m3/s△tQm10mm時(shí)間h流量m3/s△tQm△t△t疊加關(guān)系工程水文學(xué)第四章時(shí)間h10mm流量m3/s△tQm10mm時(shí)間h流量m3/s（二）用時(shí)段單位線推求地面徑流過(guò)程線根據(jù)時(shí)段單位線的定義與基本假定，只要流域上凈雨分布均勻，無(wú)論其強(qiáng)度與歷時(shí)如何變化，都可以利用時(shí)段單位線推求其形成的地面徑流過(guò)程線。第四節(jié)流域匯流計(jì)算工程水文學(xué)第四章（二）用時(shí)段單位線推求地面徑流過(guò)程線第四節(jié)流域匯流計(jì)算工單位線的應(yīng)用時(shí)間h流量m3/sQ1Q2Q3Q1+Q2+Q20000工程水文學(xué)第四章單位線的應(yīng)用時(shí)間h流量m3/sQ1Q2Q3Q1+Q2+h3q1/10

h3q2/10

h3q3/10

h3q4/10

工程水文學(xué)第四章h3q1/10 h3q2/10 h3q3/10 h3q4/1時(shí)段單位線（m3/s）Rs（mm）部分徑流（m3/s）總地面徑流（m3/s）

=5

=10

=81050

0281040

43208108018412

6206.432.456

312163162

169.616.670

024.86.8

01.61.6

00列表計(jì)算：倍比假定疊加假定工程水文學(xué)第四章時(shí)段單位線Rs部分徑流（m3/s）總地面=5通用計(jì)算公式：

Qi—i時(shí)段末流量值；

i=1，2，3，…l流量過(guò)程線時(shí)段數(shù)qi-j+1—i-j+1時(shí)段末的單位線縱坐標(biāo)；

i-j+1=1，2，3，…n單位線時(shí)段數(shù)

hj—j時(shí)段末的凈雨深；

j=1，2，3，…m凈雨時(shí)段數(shù)工程水文學(xué)第四章通用計(jì)算公式：Qi—i時(shí)段末流量值；工程水文學(xué)第四章（三）工程水文學(xué)第四章（三）工程水文學(xué)第四章工程水文學(xué)第四章工程水文學(xué)第四章工程水文學(xué)第四章工程水文學(xué)第四章工程水文學(xué)第四章工程水文學(xué)第四章時(shí)段△t(h)地面徑流Q面m3/s地面凈雨h面mm部分徑流（m3/s）單位線q計(jì)(m3/s)修正后單位線q計(jì)(m3/s)計(jì)算量h1=24.5形成h2=20.3形成（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）0000001186186076761862667513154210210338319351510425617617193642450120012504904902450519009109903723551865612805257552142421308785041543517015886785602163448810757194002211799073392102779418338522761120212478513819912142391031622131138048322012841440040002415000合計(jì)10969合44.8mm2452合10.0mm2452合10.0mm1095724.520.3q計(jì)本流域面積為5290mm，q計(jì)退水段有跳動(dòng)，Q面由q修推流得來(lái)。q計(jì)q計(jì)工程水文學(xué)第四章時(shí)段△t(h)地面徑流Q面m3/s地面凈雨部分工程水文學(xué)第四章工程水文學(xué)第四章(四）不同時(shí)段單位線的時(shí)段轉(zhuǎn)換

單位線應(yīng)用時(shí)，往往因?qū)嶋H降雨歷時(shí)和已知單位線的時(shí)段長(zhǎng)不相符合，不能任意移用；

在對(duì)不同流域的單位線進(jìn)行地區(qū)綜合時(shí)，各流域的單位線也應(yīng)取相同的時(shí)段長(zhǎng)才能綜合。例如，降雨記錄只有四段制的，即每6小時(shí)觀測(cè)一次，由此可分析得6h單位線，但實(shí)際上則需3h的單位線，就要將6小時(shí)單位線轉(zhuǎn)換為3小時(shí)單位線。最常用的方法是S曲線法。工程水文學(xué)第四章(四）不同時(shí)段單位線的時(shí)段轉(zhuǎn)換工程水文學(xué)需要轉(zhuǎn)換的情況：

a：應(yīng)用單位線求流量過(guò)程線時(shí)，凈雨時(shí)段與單位

線時(shí)段不統(tǒng)一。

b：在對(duì)不同流域的單位線進(jìn)行地區(qū)綜合時(shí)，各流域的單位線也要統(tǒng)一時(shí)段。

S曲線的概念假定流域上凈雨持續(xù)不斷，且每一時(shí)段凈雨均為一個(gè)單位，在流域出口斷面形成的流量過(guò)程線，稱為S曲線。

第四節(jié)流域匯流計(jì)算工程水文學(xué)第四章需要轉(zhuǎn)換的情況：第四節(jié)流域匯流計(jì)算工程水文學(xué)第四章時(shí)段△t(h)=6單位線(m3/s)凈雨深h

mm部分徑流（m3/s）S曲線(m3/s)h1=10h2=10h3=10h4=10...（1）（2）（3）（4）（5）0000143043004302630630430010603400400630430014604270270400630430017305180180270400630...19106118118180270400...202877070118180270...20988404070118180...2138916164070118...21541000164070...21541101640......12016......0......0...S曲線計(jì)算表工程水文學(xué)第四章時(shí)段△t(h)=6單位線凈雨深hmm部分徑流（m應(yīng)用S曲線求不同時(shí)段的單位線的實(shí)例：【例】已知：時(shí)段Δt0=6