流域产汇流计算.ppt
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1、工程水文及水利计算工程水文及水利计算提提 纲纲第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 气象与水文气象与水文第三章第三章 水文观测及其资料收集水文观测及其资料收集第四章第四章 水文统计基本原理与方法水文统计基本原理与方法第五章第五章 年径流分析与计算年径流分析与计算第六章第六章 水文过程随机模拟水文过程随机模拟第七章第七章 由流量资料推求洪水由流量资料推求洪水第八章第八章 流域产汇流计算流域产汇流计算第九章第九章 由暴雨资料推求设计洪水由暴雨资料推求设计洪水第十章第十章 河流泥沙计算河流泥沙计算 第十一章第十一章 水文预报水文预报第十二章第十二章 水库兴利调节计算水库兴利调节计算第十三章第十三章
2、水库防洪计算水库防洪计算 第十四章第十四章 水库调度水库调度 概述概述1 1 降雨径流要素的分析计算(降雨径流要素的分析计算(8-18-1和和8-28-2)2 2 流域产流分析与计算(流域产流分析与计算(8-38-3和和8-4 8-4)3 3 流域汇流计算流域汇流计算 (8-68-6和和8-78-7、8-88-8和和8-98-9)第八章第八章 流域产流、汇流计算流域产流、汇流计算8-6 流域汇流分析一、流域汇流基本概念一、流域汇流基本概念 降雨过程(产流计算)净雨过程 出口总径流过程二、地面汇流计算方法二、地面汇流计算方法 1.等流时线法的基本概念等流时线法的基本概念流域上某点的汇流时间 与流
3、域(最大)汇流时间汇流时间:汇流时间:净雨从流域上某点净雨从流域上某点流至出口断面所经历的时间,流至出口断面所经历的时间,用用来表示。来表示。流域最大汇流时间:流域最大汇流时间:从流域最从流域最远点流至出口断面所经历的时远点流至出口断面所经历的时间,或称流域汇流时间,用间,或称流域汇流时间,用m表示。表示。等流时线:流域上汇流时间相等的点的连线,如图8-14中1 、2 的等流时线,为单位汇流时段等流时面积:流域上两相邻等流时线间的面积,如图8-14 中 的 F1、F2、F3,F1上tD 内的地面净雨Rs1会在tD间汇合成流量 iisiFiFtRQ11=D=,tRisD=11 该流量于 1tD时
4、流到流域出口 单位时段 tD(=tD)地面净雨RS1在流域出口的地面径流过程 t(tD)0 1 2 3 4 Qi 0 i1F1 i1F2 i1F3 0 2个时段地面净雨RS1、RS2在流域出口的地面径流过程 在流域出口的地面径流过程=RS1、RS2各自的流量过程相叠加可以分析出:可以分析出:1)当)当tm时,时,部分面积部分面积及及全部净雨深全部净雨深参与形成最大参与形成最大流量;流量;2)当)当t=m时,时,全部面积全部面积及及全部净雨深全部净雨深参与形成最大流参与形成最大流量;量;3)当)当tm时,时,全部面积上的部分净雨深全部面积上的部分净雨深参与形成最大参与形成最大流量。流量。任一时刻
5、的地面流量任一时刻的地面流量Q面面t是由许多项组成的,即第一是由许多项组成的,即第一块面积块面积f1上的上的t时段净雨时段净雨ht/t,第二块面积,第二块面积f2上的上的t-1时时段的净雨段的净雨ht-1/t,同时到达出口断面组合成,同时到达出口断面组合成t时时刻的地面流量刻的地面流量Q面面t。运用等流时线的汇流原理,可由设计净雨推求设计洪运用等流时线的汇流原理,可由设计净雨推求设计洪水过程线。水过程线。但在实际情况下,汇流速度随时随地变化,等流时线但在实际情况下,汇流速度随时随地变化,等流时线的位置也是不断发生变化的,且河槽还有调蓄作用,的位置也是不断发生变化的,且河槽还有调蓄作用,所以推求
6、出的洪水过程线与实际情况有较大出入。所以推求出的洪水过程线与实际情况有较大出入。2.2.单位线法单位线法 时段单位线法,L.K.谢尔曼单位线 瞬时单位线法纳希瞬时单位线法 地貌单位线三、地下汇流计算 地下净雨的流域汇流,经验表明,可将地下净雨作为地下水库的入流,经地下水库调节后的出流即流域出口的地下径流过程。该过程可通过联解如下的地下水库的水量平衡方程和蓄泄方程求得 如表8-6所示,由式(8-28)即可根据地下净雨过程求得流域的地下径流过程8-7 单位线法计算流域出口洪水过程一一.单位线定义与基本假定单位线定义与基本假定(一)定义:单位时段内、分布均匀的单位地面净雨,在流域出口断面形成的地面径
7、流过程,如图8-15。图8-15(二)两项基本假定 1.倍比假定:同一流域上有2场净雨,历时相同(假设都是 ),但净雨深不同,分别为 ,在出口形成的地面径流过程完全相似(如图8-16),即总历时(底宽)相同,相应流量成比例,等于净雨深之比(1)倍比假定倍比假定 如果单位时段内的地如果单位时段内的地面的净雨深不是一个单位,而是面的净雨深不是一个单位,而是n个,个,则它所形成的流量过程线,总历时与则它所形成的流量过程线,总历时与时段单位线底长相同,各时刻的流量时段单位线底长相同,各时刻的流量则为时段单位线的则为时段单位线的n倍。倍。图8-16 2.叠加假定:若流域上有一次降雨,净雨由几个单位时段的
8、净雨(假设为RS,1,RS,2)组成,该降雨在出口形成的地面径流过程等于它们各自在出口形成的过程相叠加(2)叠加假定叠加假定 如果净雨历时不是一个如果净雨历时不是一个时段,而是时段,而是m个,则各时段净雨深所形个,则各时段净雨深所形成的流量过程线之间互不干扰,出口断成的流量过程线之间互不干扰,出口断面的流量过程线等于面的流量过程线等于m个部分流量过程个部分流量过程错开时段叠加之和。错开时段叠加之和。用时段单位线推求地面径流过程线用时段单位线推求地面径流过程线 根据时段单位线的定义与根据时段单位线的定义与基本假定,基本假定,只要流域上净只要流域上净雨分布均匀,不论其强度雨分布均匀,不论其强度与历
9、时如何变化,与历时如何变化,都可以都可以利用时段单位线推求其形利用时段单位线推求其形成的地面径流过程线。成的地面径流过程线。算例见右表。算例见右表。流域面积流域面积F=341km2。时段单位线法时段单位线法 二、单位线的推求(二)分解法:对多个时段净雨的洪水过程 总的地面径流过程分解为各净雨独立产生的地面径流过程按缩放法由某单位时段的地面径流过程求单位线 以两个时段净雨的流量过程为例,方法步骤如下 1.分割地下径流,求地面径流过程 和地面径流深2.求地面净雨过程:RS1,RS2 如降雨径流相关图法,注意计算的各时段净雨之和一定等于RS3.将地面径流过程分解为各时段净雨的地面径流过程()1、()
10、2:按假定一和假定二进行,如下表4.推求单位线:应用倍比假定由上步推求的任一时段净雨的地面径流计算5对计算单位线检验和修正(1)单位线的历时 Tq单位线历时(时段数);T洪水地面径流历时(时段数)ts地面净雨历时(时段数)(2)单位线的径流深等于10mm (3)单位线应为光滑的铃形曲线分析法分析法推求时段单位线就是用时段单位线推流的逆运算。推求时段单位线就是用时段单位线推流的逆运算。若一个时段地面净雨所形成的若一个时段地面净雨所形成的地面径流过程线地面径流过程线为已知,为已知,可利用可利用倍比假定倍比假定,将已知的地面径流过程线除以地面净,将已知的地面径流过程线除以地面净雨的单位数即可。雨的单
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