水文学原理 第十一章 流域产流

第十一章流域产流

Watershed Runoff Generation/Production

本章主要内容

1

引言(Introduction)

流域产流面积的变化

2

(Variations in runoff producing area)

蓄满产流的流域产流量的计算

3

(Computation of total runoff under runoff formation on repletion of storage)

超渗产流的流域产流量计算

4

(Computation of total runoff under runoff formation in excess of infiltration)

Part 1 Introduction

A

径流

(Runoff)

B

径流形成过程

(Rainfall-Runoff Process)

Part 1 Introduction

1-1 Runoff

降落在流域上的具有一定时空分布的降水，扣除损失后，在重力作用下，从地面和地下向流域出口断面汇集的水流现象称径流。

1) Definition(定义)

Part 1 Introduction

1-1 Runoff

降水－径流过程中最根本的损失即蒸散发

降落在流域上的具有一定时空分布的降水，扣除损失后，在重力作用下，从地面和地下向流域出口断面汇集的水流现象称径流。

1) Definition(定义)

蒸散发

土壤持水耗于蒸散发

填洼耗于蒸发或继续下渗

截留耗于蒸散发或下渗

损失Part 1 Introduction

1-1 Runoff

2) 径流量

降水量扣除损失量余额称为径流量，又称净雨量。

径流量的单位：体积单位(m 3, 万m 3, 亿m 3), 谈水资源量时常用m 3径流深(Runoff Depth)单位：长度单位(mm), 分析降雨径流关系时用mm

3) 径流量的时程分配

(Temporal distribution of runoff)

降水的时程分配扣除损失量的时程分配

之结果称为径流量时程分配，又称净雨

量的时程分配。

Part 1 Introduction

1-2 Rainfall-Runoff Process

流域上承受一场具有一定时空分布降水后，在其出口断面形成流量过程的现象称为径流形成过程。

1) 现象描述出流

蒸散发

坡地河网

降水

截留

填洼

土壤持水量

地面径流壤中水径流地下水径流汇流

汇流汇流

Part 1 Introduction

1-2 Rainfall-Runoff Process

2) 降雨径流形成的子过程

a.在产流物理条件支配下产生径流量的子过程，发生在坡地上，结果产生各种径流成分径流及时程分配—流域产流.

c.河网总入流加上河网水面降水向流域出口汇流的子过程，发生在河网，其结果为流域出口断面流量过程—河网汇流.

b.各种径流成分分别沿地面和地下向河网汇集的子过程，发生在坡地上，其结果是河网总入流—坡地汇流.

Part 1 Introduction

1-2 Rainfall-Runoff Process

Part 1 Introduction

1-2 Rainfall-Runoff Process

3) 两点注记

(a) 对复杂的问题，为了研究必须简化，但简化必须符合物理规律和精度要求。

(b) 产流和汇流原本是耦合的过程，为研究方便，将产流、汇流割裂开来。

流域类型土壤、岩石植被、地下水位产流典型流量过程

线

第Ⅰ类土壤覆盖浅薄下面为岩石植被茂密

表土疏松山坡较陡R sat +R int +R g

R sat +R int

第Ⅱ类包气带厚度中非均质土壤存在地下水位

植被良好坡度中等

R s +R int +R g

第Ⅲ类包气带很厚均质土壤地下水埋深大

植被很差R s

第Ⅳ类冲积平原地下水位高

地势平坦透水性好

R sat +R g

Part 1 Introduction

1-3 山坡流域的分类

流域所处气候、地理及下垫面条件

1.典型山坡流域的包气带结构和水分动态

2.出口断面流量过程线的形状(退水规律)

3.流域中地下水动态特点

4.影响次降雨－径流关系的因素

5.Key points:流域产流特征的分析应力求综合，相辅相成，不宜孤立地、静止地看问题。

Part 1 Introduction

1-4 流域产流特征的分析

气候、地理和下垫面特征分析

流域产流

气候下垫面

地理

Part 1 Introduction

流域产流

气候下垫面

地理

长年干旱、蒸发

量大、土壤缺水

量大－超渗产流

湿润地区，土壤

缺水量少－蓄满

产流

气候、地理和下垫面特征分析

Part 1 Introduction

流域产流

气候下垫面

地理

植被差、土壤颗粒细、地下水埋深大－超渗产流土壤颗粒大、质地疏松、植被好、地下水埋深浅－

蓄满产流

气候、地理和下垫面特征分析

Part 1 Introduction