径流概念与计算

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水流流态的判别－－雷诺数（Reynolds） 水流流态的判别－－雷诺数（Reynolds） －－雷诺数
Re = V×R/υ 式中： 为流速， 为水力半径， 式中： v为流速，R为水力半径， υ 为运动粘滞系数。 为运动粘滞系数。
对于明渠流而言，当Re<=500时为层流， 对于明渠流而言， Re<=500时为层流， 时为层流 大于500时为紊流。 500时为紊流 大于500时为紊流。
LAI为叶面积指数。 为叶面积指数。
× CINT = SMAX×[1-e-(1-p)×PCUM/SMAX] ×
式中： 为累积截留量（ 式中：CINT为累积截留量（mm）； 为累积截留量 ）； PCUM为累积降雨量（mm）； 为累积降雨量（ ）； 为累积降雨量 p为系数（1-0.046*LAI）。 为系数（ 为系数 ）。
3、根据表中数据，用Thornwaite方法计算济南、 、根据表中数据， 方法计算济南、 方法计算济南 西安和银川三站的潜在蒸发量， 西安和银川三站的潜在蒸发量，并计算各站的 干旱指数。 干旱指数。 Day Length Adjusting Factor
1 西 安 济 南 银 川
0.87 7 0.86 3 0.85
坡面漫流的形态： 坡面漫流的形态： 层流：当流速较小时， 层流：当流速较小时，各流层的液体质点都有 条不紊的运动，互不混杂。 条不紊的运动，互不混杂。 紊流：当流速较大时， 紊流：当流速较大时，各流层的液体质点形成 涡体，互相混掺。 涡体，互相混掺。
谢才公式： 谢才公式：v = CR ½ J 1/2 曼宁公式： 曼宁公式：v = 1/n R 2/3 J
5.根据表中数据，绘制降水累积曲线和降水 根据表中数据， 根据表中数据 过程直方图，并确定10min、20min和 过程直方图，并确定 、 和 30min最大降雨强度 降水单位要求为 最大降雨强度(降水单位要求为 最大降雨强度 mm)。 。
T（min） 0 （ ） Rainfall （in） ） 5 0.0 7 10 0.20 15 0.25 20 0.22 25 0.21 30 0.16 35 40
式中： 径流量 径流量（ 式中：W径流量（m3）； A为流域面积（km2）。 为流域面积（ 为流域面积
径流模数M：流域出口断面流量与流域面积之比 值。单位：m3/（s.km2）。 单位：m3/（
• 径流模数M
M ＝Q / A
• 径流系数：某一时期内的径流深与相应的流域 径流系数： 平均降雨深的比值。取值范围为0～1。 平均降雨深的比值。取值范围为0
•径流：由流域上降水所形成的、沿着流域地面和 径流：由流域上降水所形成的、 径流 地下向河川、湖泊、水库、洼地流动的水流。 地下向河川、湖泊、水库、洼地流动的水流。 •径流形成过程：从降水到达地面至水流从流域出 径流形成过程： 径流形成过程 口断面流出的物理过程。 口断面流出的物理过程。
二、径流形成过程
1.16 1.03 0 0 1.16 1.03 7 7 1.17 1.04 5
0.96 3 0.96
1.10 5
各站月平均气温 1 西 安 济 南 银 川
0.43 0.96 8.43
2
3
4
14.1 3 15.5 9 10.7 5
5
19.3 9 21.9 9 17.2 3
6
24.8 1 26.4 0 21.3 0
蒸散发 植物截留 填洼及地面 滞蓄
降水
不透水面
坡面流
土壤蓄水
壤中流
河 流 蓄 水
地下水蓄水
地下 水流 流域 出流
深层地 下水
1
流域蓄渗过程
蒸散发、截留、填洼、入渗、产流。 蒸散发、截留、填洼、入渗、产流。 损失量：蒸散发量、植物截留量、土层中 损失量：蒸散发量、植物截留量、 的持水量及部分填洼量。 的持水量及部分填洼量。 净雨量/径流量/产流量： 净雨量/径流量/产流量：降雨量与损失量之 包括坡面径流、壤中径流和地下径流。 差。包括坡面径流、壤中径流和地下径流。
填洼量
RETRAIN = 0.329×RR + 0.073×RR2 -0.018×RR×S × × × × 式中： 为地表填洼量（ ）。 式中：RETRAIN为地表填洼量（cm）。
• 坡地汇流过程
坡面漫流：雨水在坡面上呈片状、 坡面漫流：雨水在坡面上呈片状、细沟状运动的 现象。 现象
• 坡地汇流过程
三、影响径流的因素
1 气候因素 降水、蒸发、气温、 降水、蒸发、气温、风、湿度等。 湿度等。 2 流域下垫面因素 地理位置：如纬度、距海远近等。 地理位置：如纬度、距海远近等。 地貌特征：山地、丘陵、盆地、平原等。 地貌特征：山地、丘陵、盆地、平原等。
地形特征：坡度、坡向等。地质条件：构造、 地形特征：坡度、坡向等。地质条件：构造、 岩性。 岩性。 植被特征：类型、分布、水理性质等。 植被特征：类型、分布、水理性质等。
7
26.3 3 27.4
8
9
10 11
13.8 0 15.9 5 9.24 6.78
12
0.87
2.18 7.95
25.3 19.3 3 9 26.2 21.6 8 6 21.5 16.0 6 2
1.34 7.96
8.15
1.36
2.76 4.85
23.2 9
1.06
6.29
4. 某水文站有 年观测资料，多年平均流 某水文站有40年观测资料 年观测资料， 量为Q 量为 0＝830m3/s。其控制流域面积为 。其控制流域面积为A 多年平均流域面雨量P ＝1200000km2，多年平均流域面雨量 0 ＝770mm。试计算该水文站控制流域的 。 多年径流量、多年平均径流深、 多年径流量、多年平均径流深、多年平 均径流模数和多年平均径流系数。 均径流模数和多年平均径流系数。
坡地汇流过程：壤中流和地下径流： 坡地汇流过程：壤中流和地下径流：它们属于多 孔介质中的水体流动，服从Darcy定律。 孔介质中的水体流动，服从Darcy定律。 Darcy定律 河网汇流过程： 河网汇流过程：各种径流成分经过坡地汇流注入 河网后， 河网后，沿河网向下游干流出口断面汇集 的过程。 的过程。 河网汇流过程：河网调蓄作用 河网汇流过程：
三、径流度量方法
• 流量Q：单位时间内通过河流某一断面的水量。 单位时间内通过河流某一断面的水量。 单位m 单位m3/s
Q = A ×V
式中： 为过水断面面积（m2）； 式中：A为过水断面面积（m2）；
V为过水断面的平均流速（m/s）。 为过水断面的平均流速（m/s）。
• 径流量W：一定时期内通过河流某一横断面的 总水量。单位：m3。 总水量。单位：m3。
二、径流形成过程 • 流域蓄渗过程
植物截留量：与降水量、植被类型及其结构、 植物截留量：与降水量、植被类型及其结构、 郁闭程度有关。 郁闭程度有关。
SMAX = 0.935 + 0.498×LAI - 0.00575×LAI2 0.498× 0.00575×
式中： 为最大截留能力（mm）， 式中：SMAX为最大截留能力（mm），
• 径流量W
T
W =
∫ Q ( t )dt
0
=
−
QT
式中：Q（t）为t时刻流量（m3/s）； 为计算历 时刻流量（ ）；T为计算历 式中： 时刻流量 ）； 时（s）。 ）。
•径流深R：径流量均匀地铺在整个流域面积上 径流深 所相当的水层深度。单位：mm。 所相当的水层深度。单位：mm。
径流深R 径流深 ：R＝W/（1000A） ＝ （ ）
2 某流域内有 个雨量站，流域附近有 个雨量站， 某流域内有1个雨量站 流域附近有3个雨量站 个雨量站， 个雨量站， 各站次降雨量及面积权重如下表。 各站次降雨量及面积权重如下表。试用算术平均和 泰森多边形计算流域平均雨量。 泰森多边形计算流域平均雨量。
雨பைடு நூலகம்站
A
B
C
D
雨量（ 雨量（mm） 10.2 20.8 30.4 40.6 ） 面积权重 0.28 0.19 0.39 0.14
0.12 0.03
2
3
4
1.09 0 1.10
5
1.20 3 1.21 7 1.23
6
1.20 3 1.22 7 1.24
7
1.22 3 1.24 7 1.25 5
8
9
10 11
0.97 0.86 7 0.84 3 0.84
12
0.85 7 0.83 0 0.82 5
0.85 1.03 0 0 0.84 1.03 3 0 0.84 1.03
第6节 河川径流 节
一、基本概念 河系：河流水系的简称， 河系 河流水系的简称，它由干流和大大小小的支
流交汇而成。 流交汇而成。
河网密度： 河网密度：流域内河流的总长度与流域面积的 比值。单位： 比值。单位：km/km2。 流域形状系数： 流域形状系数： A Rf = 2 L
式中： 为流域面积（ ）；L 式中：A为流域面积（km2）；L为自流域出口至 最长河流的河源附近分水线按直线量取的流域 长度（km）。 长度（km）。
3 人类活动影响
作业； 作业； 1 某闭合流域面积为 某闭合流域面积为21901km2，多年平 均降水量为476.1mm，多年平均径流深 ， 均降水量为 为66.1mm。试求多年平均年蒸发总量， 。试求多年平均年蒸发总量， 并计算其多年平均径流系数和蒸发系数。 并计算其多年平均径流系数和蒸发系数。