工程水文学之流域产汇流计算培训课件
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经河网汇流形成流域出口的径流过程的计算称之为 汇流计算。
第四章 流域产汇流百度文库算
二. 流域产汇流计算基本流程和思路 产流与汇流之间的联系可简明地表示成图4.1所示的流程图。
图4.1
基本思路:先从实际降雨径流资料出发，分析产流或汇流的规律；然后， 用于设计条件时，则可由设计暴雨推求设计洪水，用于预报时，则由实际 暴雨预报洪水。
P
P1 f1 P2 f 2 ... Pn f n F
n
Pi
i 1
fi F
3）. 等雨量线法
条件：当流域地形变化较大，而雨量站分布较密， 能结合地形变化绘制等雨量线时。
P
1 F
n
Pi
i 1
fi
该方法能考虑流域地形的变化绘制等雨量线，比较好 地反映了降雨在流域上的变化，精度较高。
但是绘制等雨量线需要较多站点的资料，且每次都要 重绘，工作量大。
时间（月 日 时）
5.4 .14
5.4. 20
5.5. 2
5.5. 8
5.5. 14
5.5. 20
5.6. 2
5.6. 8
5.6. 14
5.6. 20
流量Q(m3/s) 410 360 330 300 270 250 160 100 80 130
第一节 降雨径流要素的分析计算
解：该次洪水过程计算时间：5月2日14时—5月6日8时。 （1）径流总量：
二、径流量计算
地表径流 壤中流
本次洪水形成
一次洪水流量过程
地下径流
前期洪水未退完的部分水量 非本次降雨补给的深层地下径流
割除
Q(m3/s)
前期 洪水 未退 完的 部分
A E
G
B
本次降雨形成的径流过程
H
C
I
D
F
深层地下径流（基流）
t(h)
第一节 降雨径流要素的分析计算
（一）次洪水过程分割 次洪水过程分割的目的是把几次暴雨所形成的，混 在一起的径流过程线独立分割出来。 此类分割常用退水曲线进行。 洪水的退水流量来自流域蓄水的消退。
（二）地面地下径流的分割
1、水平线分割法: 适用情况：对地下径流小，洪水历时短的流域
ac——地面地下径流分割线
第一节 降雨径流要素的分析计算
2、斜线分割法
适用情况：地下径流 比重大，洪水持续时 间长的流域。
Qt Q0et/Kg Qt t时刻流量，m3; Q0 t=0时刻的流量，m3 / s; Kg 地下退水参数或地下水蓄水常数， 具有时间因次。
流域平均雨量计算：
1）算术平均法
条件：流域内雨量站分布较均匀、地形 起伏变化不大。
P
P1 P2 ... Pn n
1 n
n
Pi
i 1
2）. 垂直平分法（泰森多边形法） 条件：流域雨量站分布不太均匀，为了更好地反
映各站在计算流域平均雨量中的作用。
假设：流域各处的雨量可由与其距离最近的雨量 站代表。
降降雨雨PP((tt)) 蒸蒸发发EE((tt))
产流计算
数量上相等
净雨R(t)
汇流计算
流域出口断面 径流过程Q(t)
第四章 流域产汇流计算
一. 流域产汇流计算基本内容 由流域降雨推求流域出口的河川径流，大体上分为
两个步骤： ①产流计算：降雨扣除截留、填洼、下渗、蒸发等损
失之后，转化为净雨的计算称为产流计算。 ②汇流计算：净雨沿着坡度汇入地面和地下河网，并
第一节 降雨径流要素的分析计算
（三）径流量计算 黄色的面积（ABCDFA）：
R 3.6 Qt
F
Q(m3/s)
前期 洪水 未退 完的 部分
B
本次降雨形成的径流过程
H
C
I
A
C’
E
D
F D’
G
深层地下径流（基流） t(h)
C′D′D的面积与AEF大约相等，ABCDFA≈ABCC′D′FEA
第一节 降雨径流要素的分析计算
第四章 流域产汇流计算
第四章 流域产汇流计算
第一节 降雨径流要素分析计算 第二节 流域产流分析 第三节 产流计算 第四节 流域汇流计算
第四章 流域产汇流计算
第二章对径流的形成过程作了定性的描述，本 章从定量的角度阐述降雨形成径流的原理和计算方 法，它是以后学习由暴雨资料推求设计洪水、降雨 径流预报等内容的基础。
w
[1 2
(Q0
Qn
)
n1 i 1
Qi
]
t
[1 2
(100
100)
7920]
6
3600
8620 6 3600 173.232106 m3
第一节 降雨径流要素的分析计算
2、降雨深—面积关系
降雨深—面积关系曲线，是反映同一场降雨过程中，降 雨深与面积之间对应关系的曲线，一般规律是面积越大， 降雨深越小。
3、降雨深与面积和历时关系曲线
一般规律是：面积一定时，历时 越长平均雨深越大；历时一定时，则 面积越大，平均雨深越小。
面积
雨深—面积—历时示意图
第一节 降雨径流要素的分析计算
（二）流域降雨特性分析 1、面平均降水量 (Areal mean Rainfall) 实际生产上水文工作多以流域作为研究对象，面 降雨量多指流域平均雨量 ，通常称为面平均雨 量。一般由已知的各点雨量来推求面雨量。 由点雨量估算面雨量的常用方法：
第一节 降雨径流要素的分析计算
②降雨量累积曲线
该曲线上任意一点的坡度即 是该时刻的瞬间雨强，而某一时 段的平均坡度就是该时段内的平 均雨强。
③ 降水强度~历时曲线： (Rainfall intensity-duration curve)
降雨强度过程线
时间（h）
说明： 根据一 场降雨过程的记 录统计其不同历 时内最大平均降 雨强度，以其为 纵坐标，以历时 为横坐标，由大 至小绘成的变化 曲线。它的变化 规律是雨强与历 时长短成反比。
第一节 降雨径流要素的分析计算
一、降雨特征分析 （一）单站降雨特性分析（点降雨特性）
点降水量（point rainfall）： 由于雨量观测站观测到的降雨量仅代表其周围 小范围内的降水量，故称为点降水量。
第一节 降雨径流要素的分析计算
① 降雨强度过程线（Rainfall process）
表示降雨强度随时间的变化过程，表示方法如下： 降雨强度过程线（降雨量过程线）
【例1】已知某水文站流域面积F=2000km2，某次洪水过程线 如下表，试推求该次洪水的总净流量W和总径流深R。
某水文站一次洪水过程
时间（月 日 时）
5.2. 2
5.2. 8
5.2. 14
5.2. 20
5.3. 2
5.3. 8
5.3. 14
5.3. 20
5.4. 2
5.4. 8
流量Q(m3/s) 120 110 100 210 230 1600 1450 1020 800 530
第四章 流域产汇流百度文库算
二. 流域产汇流计算基本流程和思路 产流与汇流之间的联系可简明地表示成图4.1所示的流程图。
图4.1
基本思路:先从实际降雨径流资料出发，分析产流或汇流的规律；然后， 用于设计条件时，则可由设计暴雨推求设计洪水，用于预报时，则由实际 暴雨预报洪水。
P
P1 f1 P2 f 2 ... Pn f n F
n
Pi
i 1
fi F
3）. 等雨量线法
条件：当流域地形变化较大，而雨量站分布较密， 能结合地形变化绘制等雨量线时。
P
1 F
n
Pi
i 1
fi
该方法能考虑流域地形的变化绘制等雨量线，比较好 地反映了降雨在流域上的变化，精度较高。
但是绘制等雨量线需要较多站点的资料，且每次都要 重绘，工作量大。
时间（月 日 时）
5.4 .14
5.4. 20
5.5. 2
5.5. 8
5.5. 14
5.5. 20
5.6. 2
5.6. 8
5.6. 14
5.6. 20
流量Q(m3/s) 410 360 330 300 270 250 160 100 80 130
第一节 降雨径流要素的分析计算
解：该次洪水过程计算时间：5月2日14时—5月6日8时。 （1）径流总量：
二、径流量计算
地表径流 壤中流
本次洪水形成
一次洪水流量过程
地下径流
前期洪水未退完的部分水量 非本次降雨补给的深层地下径流
割除
Q(m3/s)
前期 洪水 未退 完的 部分
A E
G
B
本次降雨形成的径流过程
H
C
I
D
F
深层地下径流（基流）
t(h)
第一节 降雨径流要素的分析计算
（一）次洪水过程分割 次洪水过程分割的目的是把几次暴雨所形成的，混 在一起的径流过程线独立分割出来。 此类分割常用退水曲线进行。 洪水的退水流量来自流域蓄水的消退。
（二）地面地下径流的分割
1、水平线分割法: 适用情况：对地下径流小，洪水历时短的流域
ac——地面地下径流分割线
第一节 降雨径流要素的分析计算
2、斜线分割法
适用情况：地下径流 比重大，洪水持续时 间长的流域。
Qt Q0et/Kg Qt t时刻流量，m3; Q0 t=0时刻的流量，m3 / s; Kg 地下退水参数或地下水蓄水常数， 具有时间因次。
流域平均雨量计算：
1）算术平均法
条件：流域内雨量站分布较均匀、地形 起伏变化不大。
P
P1 P2 ... Pn n
1 n
n
Pi
i 1
2）. 垂直平分法（泰森多边形法） 条件：流域雨量站分布不太均匀，为了更好地反
映各站在计算流域平均雨量中的作用。
假设：流域各处的雨量可由与其距离最近的雨量 站代表。
降降雨雨PP((tt)) 蒸蒸发发EE((tt))
产流计算
数量上相等
净雨R(t)
汇流计算
流域出口断面 径流过程Q(t)
第四章 流域产汇流计算
一. 流域产汇流计算基本内容 由流域降雨推求流域出口的河川径流，大体上分为
两个步骤： ①产流计算：降雨扣除截留、填洼、下渗、蒸发等损
失之后，转化为净雨的计算称为产流计算。 ②汇流计算：净雨沿着坡度汇入地面和地下河网，并
第一节 降雨径流要素的分析计算
（三）径流量计算 黄色的面积（ABCDFA）：
R 3.6 Qt
F
Q(m3/s)
前期 洪水 未退 完的 部分
B
本次降雨形成的径流过程
H
C
I
A
C’
E
D
F D’
G
深层地下径流（基流） t(h)
C′D′D的面积与AEF大约相等，ABCDFA≈ABCC′D′FEA
第一节 降雨径流要素的分析计算
第四章 流域产汇流计算
第四章 流域产汇流计算
第一节 降雨径流要素分析计算 第二节 流域产流分析 第三节 产流计算 第四节 流域汇流计算
第四章 流域产汇流计算
第二章对径流的形成过程作了定性的描述，本 章从定量的角度阐述降雨形成径流的原理和计算方 法，它是以后学习由暴雨资料推求设计洪水、降雨 径流预报等内容的基础。
w
[1 2
(Q0
Qn
)
n1 i 1
Qi
]
t
[1 2
(100
100)
7920]
6
3600
8620 6 3600 173.232106 m3
第一节 降雨径流要素的分析计算
2、降雨深—面积关系
降雨深—面积关系曲线，是反映同一场降雨过程中，降 雨深与面积之间对应关系的曲线，一般规律是面积越大， 降雨深越小。
3、降雨深与面积和历时关系曲线
一般规律是：面积一定时，历时 越长平均雨深越大；历时一定时，则 面积越大，平均雨深越小。
面积
雨深—面积—历时示意图
第一节 降雨径流要素的分析计算
（二）流域降雨特性分析 1、面平均降水量 (Areal mean Rainfall) 实际生产上水文工作多以流域作为研究对象，面 降雨量多指流域平均雨量 ，通常称为面平均雨 量。一般由已知的各点雨量来推求面雨量。 由点雨量估算面雨量的常用方法：
第一节 降雨径流要素的分析计算
②降雨量累积曲线
该曲线上任意一点的坡度即 是该时刻的瞬间雨强，而某一时 段的平均坡度就是该时段内的平 均雨强。
③ 降水强度~历时曲线： (Rainfall intensity-duration curve)
降雨强度过程线
时间（h）
说明： 根据一 场降雨过程的记 录统计其不同历 时内最大平均降 雨强度，以其为 纵坐标，以历时 为横坐标，由大 至小绘成的变化 曲线。它的变化 规律是雨强与历 时长短成反比。
第一节 降雨径流要素的分析计算
一、降雨特征分析 （一）单站降雨特性分析（点降雨特性）
点降水量（point rainfall）： 由于雨量观测站观测到的降雨量仅代表其周围 小范围内的降水量，故称为点降水量。
第一节 降雨径流要素的分析计算
① 降雨强度过程线（Rainfall process）
表示降雨强度随时间的变化过程，表示方法如下： 降雨强度过程线（降雨量过程线）
【例1】已知某水文站流域面积F=2000km2，某次洪水过程线 如下表，试推求该次洪水的总净流量W和总径流深R。
某水文站一次洪水过程
时间（月 日 时）
5.2. 2
5.2. 8
5.2. 14
5.2. 20
5.3. 2
5.3. 8
5.3. 14
5.3. 20
5.4. 2
5.4. 8
流量Q(m3/s) 120 110 100 210 230 1600 1450 1020 800 530