前期土壤含水量 土壤湿度和蒸发量的计算

在久旱以后，WLt 已很小，算出的 ELt很小，这可能不 符合实际情况，植物根系仍可将深层水分供给蒸散发。 工程水文学
3.三层模型
该模型把流域的蓄水容量Wm主要分为上、下和深三 层，Wm = WUm + WLm + WDm ，实际蓄水量也相应分为 上下深三层，Wt =WUt + WLt + WDt。前两层的蒸散发与 二层模型相同，但只能用到 ELt C(EM mt EUt ) 的情 况，这里C是与深层蒸散发有关的系数，根据上面的二 层模型，可以得到下式：
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第二节 土壤湿度和蒸发量的计算
1.流域最大蓄水量（WM)(单位mm)： 流域最大蓄水量又称为流域蓄水容量，包括截流、填 洼及包气带或影响土层的蓄水容量。一般选久旱无雨后的 一次降雨量较大且全流域产流的实测雨洪资料，认为前期 流域蓄水量为0进行计算，则：
WM P R E
（其中E为雨期蒸发量）
式中，P为流域平均降雨量（mm）；R为P产生的总径流深（mm）；E为雨期蒸 发（mm） 一个流域的最大蓄水量是反映该流域蓄水能力的基本特征，我国大部分地区的经 验表明，WM 一般为80～120mm，例如：广东95～100mm，福建100～130mm， 湖北70～110mm，陕西55～100mm，黑龙江140mm等等。流域的实际蓄水量W 在0～Wm之间变化。
EUt 1 EMt , ELt 1 0, Et 1 EUt 1 ELt 1
当P t 1 WUt EM T 时，
②
EU t 1 Pt 1 WU t , ELt 1 ( EM t EU t )
WLt , Et 1 EU t 1 ELt 1 WLM
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1.一层模式
该模型假定流域蒸散发量与流域蓄水量成正比，有：
Et EM (6,8,9,10) Wt Wm
式中： EM t ——时段内流域的蒸散发能力，（mm）； Wm ——流域的蓄水容量，（mm）。 一层模型没有考虑土壤的水分在垂直剖面中的分布 情况。比如久旱之后，Wt 已很小，若这时下了一些雨， 这些雨实际上分布在表土，很容易蒸发，但按一层模型， 由于Wt小，计算的蒸散发量很小，与实际不符。
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2.消退系数K
K综合反映流域蓄水量因流域蒸散发而减少的特性， 可直接用水文气象资料分析确定。 主要取决于：蒸散发能力和供水条件。 在实际应用中一般假定流域蒸散发量Et与流域蓄水量Wt 成正比关系。 若第t日无雨则：
最终得出消退系数计算公式： K 1 量Pa
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第二节 土壤湿度和蒸发量的计算
一 前期影响雨量-流域蓄水容量
流域蓄水量主要是指，在流域降雨能够影响的土层内土壤 含蓄的吸着水、薄膜水和悬着毛管水，不包括重力水，是 土壤能够保持而不在重力作用下流走的水分。在土壤蓄水 量的计算中，往往取土壤蓄水量的最小值（相当于凋萎系 数）为计算零点，称田间持水量与最小蓄水量的差值为土 壤蓄水容量。土壤实际蓄水量在零与蓄水容量之间变化。 流域上各地点的蓄水容量是不同的，可从零变化到点最大 蓄水容量，其流域平均值以Wm表示，称流域蓄水容量。
K a ,5月 (1 E m
K a , 6月 (1 E m
Wm
) 1 5 / 100 0.95
Wm
) 1 6.2 / 100 0.938
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Pa,t 1 K (Pa,t Pt )
EM K 1 WM
WM 100 mm
K6=1-5.6/100=0.944 Pa=0.944*(100+14.7) =108.3>WM(100) Pa=0.944*100 =94.4 K7=1-6.8/100=0.932 Pa=0.932*89.1=83.0 Pa=0.932*83.0 =77.4 Pa=0.932*(77.4+20.2 =90.9
第二节 土壤湿度和蒸发量的计算
本节要点： 掌握前期影响雨量的计算； 掌握流域蒸发量的计算方法。
• 基本概念 • 降雨开始时， 流域土壤的干湿程度（即 土壤的含水量大小）是影响降雨形成径 流过程的一个主要因素。 • 如何来表示流域的土壤含水量？ • --》前期影响雨量Pat---规划设计 • ---》流域的蓄水量Wt---模型计算
Pa表示本次降雨开始时刻流域蓄水量。 ①若流域前后两天无雨，则Pa定义为： Pa,t 1 K Pa,t 式中： Pa ,t—第t日的前期影响雨量，mm； 第t+1日的前期影响雨量，mm； Pa ,t— 1 K —土壤含水量的日消退系数或折减系数。 ②如果第t日内有降雨Pt，但未产流，则：
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2.二层模型
该模型把流域蓄水容量分为上下二层，WUm 和WLm；实 际蓄水量也分为上下二层，WUt和WLt。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WUt ，蒸发完了再消耗下层WLt 。上层按蒸散发能力 蒸发，下层蒸散发量假定与下层蓄水量成正比。 ① 当Pt 1 WUt EMT 时，
Pa,t 1 K ( Pa,t Pt )
③如果第t日内有降雨Pt，并产流Rt，则：
Pa,t 1 K ( Pa,t Pt Rt )
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例：Pa的计算
某流域经分析求得WM=100mm，5月份多年平均流域日蒸 散发能力为5mm，6月份为6.2mm，如下表所示，具体的降雨 情况已经列出，由此算得： 5月份： 6月份 ：
ELt ( EM t WL t EU t ) WL m
二 蒸发量的计算
模式算法概要：
一层模式：把流域蒸发层作为一个整体，并认为蒸散发 量同该层土壤含水量及流域蒸散发能力成正比。
二层模式：把流域蒸发层分为上、下两层，并认为降雨 补给土壤和蒸散发消耗土壤水分都是先上层后下层，两 层遵循各自的蒸发规律。 三层模式：此模式在两层模式的基础上加入深层蒸发， 把蒸散发层分为上、下层和深层，降雨时先补给上层， 后满足下层，最后才是深层。