降雨径流相关图模板

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计算原理与方法 方法概述

在现代水文预报中，虽然大量使用流域水文模型，例如新安江模型、萨克门托模型、水箱模型和陕北模型等进行流域降雨径流预报。但是，不少生产单位，尤其是一些大型水库的管理单位，他们在长期的工作实践中已建立了一套适合于当地实际情况的经验性降雨径流预报方案。由分析计算得到的降雨量、流域蓄水量或前期影响雨量，按相关分析的方法，建立它们与径流深之间的相关图，

这些相关图反映了流域的产流规律。应用此相关图可以由降雨计算出相应的产流量。这种图一类是没有固定的数学模型，称之为经验的降雨径流相关图。

图1 降雨径流相关图

降雨径流经验关系曲线有各种形式，一般有产流量(f R

=次雨量P ，前期影响雨量a P ，季节，温度)、)(0Q

P f R a ，洪水起涨流量前期影响雨量=和考虑雨强的超渗式关系曲线形式。这里采1.2制作方法

1.2.1前期影响雨量a P 的计算 A P 若前一个时段有降雨量，即01>-t P 时，则

(11,,--+=t t a t a P P K P 若前一个时段无降雨时，即01=-t P ，则

....................

1,,-=t a t a KP P (2)

式中：K 为土壤含水量衰减系数；1,-t a P 和t a P ,分别为前一个时段和本时段的前期影响雨量；1-t P 为前一个时段降雨量。

K 值可按下式计算：

1p E K WM

=-

(3)

1.2.2降雨径流相关图的绘制

根据计算出的流域平均降雨量P 和P 所产生的径流量R ，以及相应的前期影响雨量a P ，便可建立降雨径流相关图。由式),(a P P f R =建立起来的三变数降雨径流相关图的步骤如下：

根据已知模型参数b 、WM ，首先计算a 、WMM ，然后分别算出在不同的W 0（相应于Pa 按等差序列设定，如0、10、20、30、……、120mm ）和P 下的R 。

与流域蓄水量W 相对应的纵坐标a 为

1

1*[1(1)]

+

=--b W a WMM WM (4)

1=

+WMM

WM b (5)

当a P E WMM +-<时

1()()1b

a P E R P E WM W WM WMM ++-⎛⎫

=---+- ⎪

⎝

⎭ (6)

当a P E WMM +-≥时

()()R P E WM W =---

(7)

1.3实时预报方法

根据降雨过程及降雨开始时的a P ，首先累计各时段的降雨过程，在图上查出累计的净雨过程，然后将累计的净雨过程，两两相减，得到各时段的降雨所对应的时段净雨。若降雨开始时的a P 不在某一条等值线上，则用内插法查算。

由于在实时预报阶段要计算蒸发量E ，从而计算得到有效降雨量PE ，蒸发计算可采用一、二、三层蒸发模式计算法，本作业采用二层蒸发模式法，计算方法如下：

该模型把流域蓄水容量m W 分为上下二层，m WU 和m WL ，m W =m WU + m WL 。实际蓄水量也相应分为上下二层，t WU 和t WL ，t W =t WU +t WL 。并假定：下雨时，先补充上层缺水量，满足上层后再补充下层；蒸散发则先消耗上层的t WU ，蒸发完了再消耗下层的t WL 。上层按蒸散发能力蒸发，下层的蒸散发量假定与下层蓄水量成正比，即：

当t m t t E WU P ∆∆≥+时

t t t t t m t EL EU E ,0EL ,E EU ∆∆∆∆∆∆+===

(8)

当t m t t E WU P ∆∆<+时

WUM WDM b P a,t-5 各日降雨量

EM 时段降雨量

1日 2日 3日 4日 5日 P1 P2 P3

3）~（5）计算a 、WMM 、K 各是多少？

（2）按1.2.2节方法计算不同P~ P a ~R 值，计算结果如表表2 P~ P a ~R 计算结果表 单位：mm W0/Pa 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

相应的P~ P a ~R 相关图如图2所示。

图2 P~ P a ~R 相关图

....................

（3）计算的各日Pa值如表3所示。

表3 Pa值计算结果单位：mm

时间

初始值

P a,t-5

各日P a值

1日2日3日4日5日

P a

（4）时段蒸发值计算

按二层蒸发模式法计算时段蒸发量，可先计算日蒸发量，再除以时段数得到各时段的蒸发量。否则如按时段进行计算的话，要每时段末更新（重新计算时段末土壤含水量）土壤含水量，将其作为下一时段初的土壤含水量，再按二层模式法进行计算（实际工作中可按后一种方法计算，但本次作业不要求）。此步要求列出时段蒸发量值的数值。

（5）时段净雨的推求

本次降雨初始的Pa值为XX mm，查降雨径流相关图，按1.3节方法逐时段计算时段净雨量，计算结果见表4。

表4 净雨推求计算表单位：mm 时段降雨P 蒸发量E P－E 累积净雨R 时段净雨R 1

2

3

2.3计算结果合理性分析

（1）所得的降雨径流相关图满足如下规律，可初步判断计算合理。

①P相同时，

a

P越大，损失愈小，R(R s)愈大，故a P等值线的数值是自左至右增大的；

②

a

P相同时，P愈大，损失相对于P愈小，dR(R s)／dP愈大，P～R(R s)线的坡度随P的增大而减缓，P～R s也不应小于450，P～R可以为450。

（2）从降雨－净雨计算结果分析。

所得的时段净雨都小于降雨量，且随着累积降雨量的增大，相应的降雨损失量较小。

3.心得体会

3.1完成本次作业遇到的问题；

3.2问题最后如何解决的；

3.3你认为是什么原因导致遇到此问题；

3.4还有什么难点没有搞明白的；

3.5你对本作业相关内容的课堂教学评价：优、良、中、差。（四者选一）

3.6你对本作业相关内容的课堂教学的建议与意见。