水文信息采集数据处理

t
W0 0
I0
参数i0
3 4 5
I0
W0 参数:月份
7 6 5
0
I0
f mm/h
后损率f
参数：初损雨强i0
5 4 3
0
tR
算例(Pa,0=18.1mm)
时段
P
I0
fΔt
R
1
2.5
2.5
2
3.8
3.8
3
4.6
4.6
4
11.2
1.3
9.9
5
7.8
1.3
6.5
6
4.6
1.3
3.3
7
4.0
1.3
2.7
包气带
田间持水量
地下径流
满 不满
• 蓄满产流
P E
f
地面径流RS
表层流 田间持水量
包气带
地下径流
满 不满
• 超渗产流
P E
f
地面径流RS
表层流 田间持水量
包气带
不满
降雨径流相关法:P~Pa~R
0 20 60
100 Pa
P
• P1=49mm
P1 +P2
• P2=81mm
• Pa=60mm
• 先P1~>求R1
195
390
901
1746 1746 1585
161
322 1161
1883 1746
137
274 1390
1981 1981 1883
• 划分地下径流
Q(m3/s)
流量过程分割
本次
后
前
基流 t(h)
径流分割
• 基流：汛前最枯流量或历年最枯流量平均
• 退水曲线：
Q(t)=Q(0)e-t/Kg
Kg~蓄水常数
Q 平均退水曲线
下包线 t
径流深计算：R=(ΣqiΔti)/F
• 划分地下径流
Q
地面 地下 t
土壤含水量：前期影响雨量Pa
• P=(ΣPifi)/F
面平均雨量
时面深关系曲线 历时~面积~降雨量
中心
雨量
3小时最大雨量等值线
12小时 6小时
3小时
面积
点面关系
P/Pc~ n小时面雨量与暴雨中心雨量比值 P/Pc 1.0
取平均值
面积~等雨量线包围面积
径流计算
• 暴雨==》净雨==》洪水
• 实测出口断面流量过程线
• 分割非本次降雨的流量
WM=P-R-E • K确定：
• Et =Pa,t-Pa,t+1=Pa,t(1-K)=Wt(1-K) • 因为土壤蒸发规律中，近似E与W成正比 • E/EM=W/WM, 带入上式
• K=1-EM/WM • EM用实测水面蒸发能力，随季节晴雨不同
流域产流分析
• 蓄满产流与超渗产流
P
E
地面径流RS
f
表层流
水文信息采集数据处理
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
测站与站网
• 测站：水位站、流量站、雨量站、蒸发站 基本站、专用站 • 站网：站网规划要考虑插补、工程位置、
下垫面代表性、优化 • 测站布置： 断面控制：曲线转折形成临界流 河槽控制：断面、低坡、糙率
测站布设
比降上 浮标上
测流 水尺 断面
浮标中
单位线
10mm 1 2 3 20mm
1
23 0 1 23 4
hj’=hj/10 实际过程 Q(t)=Σhj’qj(t)
j为降雨时段
t(h)
根据实际净雨~流量过程线推单位线
时段 净雨 流量 h’1q(t) h’2q(t) q(t) 修正
0
00
0
1 20 200 200 0 100 2 5 1000 950 50 475
8
3.1
1.3
1.8
Σ
41.6
10.9
6.5
24.2
汇流计算
• 地面径流---单位线法：单位净雨产生的流量过程 • 地下径流---线型水库 汇流计算有关因素
等流时面积 流达出口时间τ
dQ(t)=it-τdF(τ) Q(t)=∫0tdQ(t)
单位线假定:倍比、叠加
h 10mm
q m3/s
q(t) 第j时段净雨：qj(t)=q(t-j+1)
比降下 浮标下
基线
水位观测
水尺
水位计
流量测验
• 流速仪法：积点法 • 必降法 • 量水建筑物 • 化学法 • 超声波 • 电磁 • 容积法
旋浆式流速仪
旋杯式流速仪
横断面测量
• 测深垂线 • 起点距 • 断面索 • 仪器测角交会法 • Gps • 测深杆 • 超声波测深
积点法测流
• 误差：测速垂线数目 • 流速仪水深 • 垂线平均流速 • 部分（垂线间）平均流速 • 部分面积 • 部分流量 • 总断面流量 • 断面平均流速：V均=Q/A • 断面平均水深：h均=A/B
• t日无雨：Pa,t+1=KPa,t，消退系数K<1 • 有雨： Pa,t+1=K(Pa,t+Pt-Rt) 简化为： Pa,t+1=K(Pa,t+Pt)
当Pa>WM时，令Pa=WM • WM~流域最大蓄水量 • Pa初始值：日期向前推至很久无雨Pa=0 或大雨过后Pa=WM
WM和K
• WM各地区不同，WM确定： 选久旱无雨时，降雨，全流域产流
降雨计算
1、点 • 降雨强度过程线 • 降雨量累积曲线 • 降雨强度历时曲线 2、面 • 面平均降雨量 • 时面深关系曲线 • 点面关系曲线
降雨强度过程线i~t
P
mm
P~t
i
mm/h
0
1
t
2
3
降雨强度历时曲线
i 上包络线
不同场降雨 0
历时t
面平均雨量
• 算术平均 • 泰森多边形法 • 等雨量线法
3
600 364 236 182
4
200 109 91 55
5
100 72 28 36
6
60 42 18 21
7
11 0 11 0
8
0
0
Δt0 6h
10mm
单位线的时段转换
Δt 3h
S(t) S(t) S(t-Δt)
0
t 0 Δt
t
QΔt(t)=[S(t)-S(t-Δt)]ΔΔ--tt0
算例
1585 1390
水位 Z
校核Q=VA
高水延长(<30%)、低水延长(<10%)
V A
流量Q
不稳定Q~Z关系
• 冲淤、洪水涨落、回水 • 处理：水力因素、时序法
淤
冲
水文信息处理
• 移用 • 合理性检查 • 整编 • 刊布
第四章 产汇流计算
• 降雨计算 • 径流计算 • 土壤含水量 • 产流计算 • 汇流计算
V1=αVm1 V1A1
垂线布置
V2A2
V3A3
Vm1
Vm2
Vm3
V0.0
V0.2
V0.2
V0.2
V0.6
V0.6
V0.6
V0.8
V0.8
V0.8
V1.0 五点法：Vm=0.1(V0.0 +3V0.2+3V0.6+2V0.8+V1.0）
水文调查
• 洪水调查估算流量 • 暴雨调查
水文遥感源自文库
水文数据处理—水位流量关系
P1
• 再(P1+P2)~>
(R1+R2)
• R2= (R1+R2)R1
0 R1 R1+R2
R
划分地下径流
• 总净雨量分割为地面净雨和地下净雨 影响因素： • 土壤是否饱和 • 产流面积 • 稳定下渗率fc • 蒸发量 • 雨强
初损后损法
降 雨 量
• 确定初损I0 • 确定后损率f
f • 推算
流 量