流域产汇流分析与计算课件.pptx
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1、第一节第一节 概述内容提要概述内容提要1.流域产汇流计算基本内容流域产汇流计算基本内容降雨径流相关图法、流域蓄降雨径流相关图法、流域蓄水容量曲线法和初损后损法水容量曲线法和初损后损法单位线汇流、单位线转换、单位线汇流、单位线转换、分析推求单位线分析推求单位线 产流计算:产流计算: 降雨转化为净雨的过程为产流过程,关于净雨的计算称为降雨转化为净雨的过程为产流过程,关于净雨的计算称为产流计算产流计算。 汇流计算:汇流计算: 流域汇流过程的计算称为流域汇流过程的计算称为汇流计算汇流计算 。2. 流域产汇流计算的内容和用途流域产汇流计算的内容和用途 从实测降雨径流资料出发,分析产流或汇流的规律;从实测
2、降雨径流资料出发,分析产流或汇流的规律; 用于设计条件时,由设计暴雨推求设计洪水;用于设计条件时,由设计暴雨推求设计洪水; 用于洪水预报时,由实际暴雨预报洪水。用于洪水预报时,由实际暴雨预报洪水。【实例实例1】已知某流域的设计频率为已知某流域的设计频率为0.1%0.1%的面暴雨过程;历史资料分的面暴雨过程;历史资料分析出析出Wm=110=110mm,设计标准时的前期影响雨量,设计标准时的前期影响雨量P Pa a=90=90mm;流域流域的暴雨径流关系;推求流域汇流过程单位线所需的实测降雨径的暴雨径流关系;推求流域汇流过程单位线所需的实测降雨径流资料。要设计人员进行:流资料。要设计人员进行: 推
3、求设计净雨过程;推求设计净雨过程; 推求设计洪水过程。推求设计洪水过程。第二节第二节 基本资料的整理与分析基本资料的整理与分析 u 内容提要内容提要 对实测暴雨、径流和蒸发等资料进行分析计算,以便从定对实测暴雨、径流和蒸发等资料进行分析计算,以便从定量上研究它们之间的因果关系和规律。量上研究它们之间的因果关系和规律。 u 学习要求学习要求 掌握一次实测降雨洪水的流域平均降雨量、总径流量、地掌握一次实测降雨洪水的流域平均降雨量、总径流量、地面径流量和地下径流量以及雨前土壤含水量的计算方法。面径流量和地下径流量以及雨前土壤含水量的计算方法。 反映降雨空间分布情况反映降雨随时间的变化情况4.2.1
4、降雨资料的整理降雨资料的整理 几个概念几个概念 降雨特性降雨特性点降雨量点降雨量面降雨量面降雨量点降雨特性分析、面降雨特性分析点降雨特性分析、面降雨特性分析降雨量、降雨强度、降雨历时、降雨面积、降雨中心雨量站观测的雨量一定区域(流域)上的平均雨量 相关内容相关内容(一)单站降雨特性分析(点雨量)(一)单站降雨特性分析(点雨量) 降雨量过程线降雨量过程线 降雨量累积曲线降雨量累积曲线 降雨强度历时曲线降雨强度历时曲线 降雨量随时间的降雨量随时间的变化过程变化过程累积雨量随时间的变累积雨量随时间的变化过程化过程时段最大平均雨强时段最大平均雨强随历时的变化过程随历时的变化过程降雨量过程线表示降雨随时
5、间的变化过程,一般为直方图(柱状图)形式。 时段(时)13-1414-1515-1616-17某站平均雨量(mm)5.7243.7412.460.92柱状图等时段?等时段?降雨量累积曲线纵坐标为自降雨开始到某时刻的降雨量累积值。 关系关系?最最大大平平均均雨雨强强与与历历时时的的关关系系即即为为降降雨雨强强度度 历历时时曲曲线线1234雨强(雨强(mm/h)5.7243.7412.460.92历时(历时(1h) 1 2 3 4 最大平均雨强最大平均雨强 43.74 28.1 20.64 21.56 时间连续(二)流域降雨特性分析(二)流域降雨特性分析流域平均降雨量(面雨量)流域平均降雨量(面雨
6、量) 算术平均法算术平均法 垂直平分法垂直平分法 等雨量线法等雨量线法 时时面面 深关系曲线深关系曲线 点点面关系曲线面关系曲线 算术平均法算术平均法:流域内各站同一时段的雨量进行算术平均。 计算公式: 符号含义: 适用条件: niinPnnPPPP1211流域内雨量流域内雨量站总数站总数地形变化不大,雨量站分布较均匀地形变化不大,雨量站分布较均匀情况。情况。垂直平分法(泰森多边形法) 假定假定 流域上各点的雨量以其最近的雨量站的雨量为代表。 可采用一定的方法推求距各雨量站最近的点的面积(流域内部分)。 作图作图(1)连结相邻的雨量站,尽可能构成锐角三角形;(2)作三角形三边的垂直平分线;(3
7、)由垂直平分线所围成的多边形(仅考虑流域内的面积),即为所求。 提示:提示:手工作图手工作图 垂直平分法计算公式: 符号含义: 适用条件:FfPFfPfPfPPiniinn12211第第n块多边形流块多边形流域内面积域内面积地形变化不大,雨量站地形变化不大,雨量站分布不均匀情况。分布不均匀情况。第第i雨量站雨量站雨深雨深权重权重等雨量线法 依据等雨量线图 作图 根据流域及附近的雨量站观测的同一时段的雨量值,参考地形影响,类似绘制地形等高线那样,画出雨量等值线图雨量等值线图。100 80 60 400 20 等雨深线等雨深线数值数值 等雨量线法计算公式: 符号含义: 适用条件: iniinnfP
8、FFfPfPfPP122111雨量站分布较密,地形变化较雨量站分布较密,地形变化较大。大。相邻两条等雨深线间相邻两条等雨深线间的流域面积的流域面积面平均雨深面平均雨深 时时面面深关系深关系 降雨历时面积平均雨深之间的关系。 降雨过降雨过程的某程的某种历时种历时某一闭合某一闭合等雨深线等雨深线包围的流包围的流域面积域面积某一闭合等雨某一闭合等雨深线包围的流深线包围的流域面积上的平域面积上的平均雨深均雨深 流域某场降雨闭合等雨量线图流域某场降雨闭合等雨量线图40 20 60 80 暴雨暴雨中心中心(115mm)u作图方法:作图方法:针对一场降雨某种历时的等雨量线图,从最大雨深处(暴雨中心)向外量取
9、不同等雨量线包围的面积,并求出各面积上的平均降雨量,则各包围面积与相应面平均雨量之间的关系称为相应历时的雨深面积关系。 对同一场降雨,可选取各种历时(如 1、3、6、12、24、72h)的等雨量线图,分别作雨深面积关系曲线,并绘于同一张图上,即为时面深曲线。 时时面面深关系曲线深关系曲线面积面积(km2) 历时历时 流域一场降雨各种历时流域一场降雨各种历时的雨深的雨深面积曲线面积曲线雨深雨深(mm)问题:问题:标出图中历时标出图中历时(1h、3h、6h、12h的等值线)?的等值线)?点面关系曲线点面关系曲线 同一场降雨,流域上各处降雨量分布是不均匀的。记某种历时暴雨中心雨量为 ,各条等雨量线包
10、围面积内的面平均雨量为 , 与对应等雨量线所包围的面积 之间的关系为相应历时点面关系。 不同场降雨的点面关系不一样,一般取其平均情况作为流域该历时的点面关系。 0PfiPfifiPP /0暴雨点面关系曲线 F(km2)一场降雨的点面关一场降雨的点面关系曲线系曲线流域平均流域平均点面关系?点面关系? 流域出口断面实测洪水过程流域出口断面实测洪水过程后续后续洪水洪水前期前期洪水洪水 (一)径流过程分析(一)径流过程分析一次洪水流量过程可能包括以下成份: 本次洪水所形成的地面径流、表层流径流和地下径流; 前期洪水尚未退完的部分水量; 非本次降雨补给的深层地下径流; 后续降水产生的洪水。 地面、表层、
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