工程水文学之流域产汇流计算课件

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
（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。
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
【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
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 流域产汇流计算
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。
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。
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。
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。
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）
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。
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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
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：
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