流域汇流计算的三种方法
汇流计算
L 0.278 v
v mJ Qm
L—流域最大汇流长度；
v—流域平均汇流速度；
σ 、λ —反映水力特性的经验指数；
m—汇流系数。
山丘区河道，可采用σ=1/3，λ=1/4，则：
L 0.278 1 1 mJ 3 Qm4
五、设计洪峰流量Qmp的计算
Qm, p
全面汇流（tc≥τ）：
sp 0.278 n F
L 0.278 1 1 3 mJ Qm4, p
Qm , p 0.278
1 n ns p t cຫໍສະໝຸດ 部分汇流（tc＜τ）：
F
L 0.278 1 1 3 mJ Qm4 ,p
六、其他参数的确定
n
§ 8-5 设计洪水总量及设计洪水过程线 一、设计洪量的推求
W p 0.1h p F 或 W p 0.1P24， F p
二、设计洪水过程线的拟定 1、三角形概化过程线
WP 0.1hP F
Qmp
T涨
T
T退
2、五边形概化过程线
C
Qm E D 0.1Qm A
0.1T 0.15T 0.25T T 0.2Qm
B
0. 5T
H
本章小结
一、小流域设计洪水计算的特点
二、小流域设计洪水计算方法
三、小流域设计暴雨的特点
四、短历时暴雨公式
五、年最大24小时设计暴雨量的计算
六、推理公式和经验公式
七、全面汇流和部分汇流
sp 0.278 n F
当tc≥τ
Qm, p
当tc＜τ
Qm, p 0.278
流域汇流
（二）单位线的推求
单位线可利用实测的降雨径流资料来求，一般选择时空分布 较均匀，历时较短的降雨的单峰洪水来分析。 由单位线定义，单位线是单位时段单位地面净雨在流域出口 形成的地面径流过程线。所以分析前要求出地面径流过程和 地面净雨过程
1、径流的分割
蓄满产流模式：采用斜线分割法，割去地 下径流得地面径流过程线。 超渗产流模式：实测流量过程线即为地面 径流过程线。
Q（t）取决于流域的产流过程 i(t)和汇流曲线。
净雨过程 i( ) 或 i(t ) 在产流计算中已介绍。
只要确定流域的汇流曲线即可求得流域出口断面 的流量过程。
三、流域调蓄作用
1、流域出口断面流量过程的推移和坦化 出流洪峰迟于净雨峰的现象称为洪水过程线的推移； 出流洪峰小于净雨峰的现象称为洪水过程线的坦化。 2、流域调蓄作用 洪水过程中，由于净雨和流量的相对变化，使得流域 内水量或增或减，这种洪水形成过程中所呈现出的流 域需水量增加或减少的现象称为~。 造成流域调蓄作用的物理原因： 降水在流域的注入点有远近之分 流域上水滴速度的分布是不均匀的。 流域出口断面流量的组成 t t
流域蓄泄关系的一般形式， 也称为流域蓄量方程。
S am I bn Q
m 0 n 0
m
m
n
n
如果至少有一个系数为I和Q的函数，则为非线性流域蓄量方程， 否则是线性流域蓄量方程。 特别的，当仅b0不为零时，S=b0Q——“水库”作用
四、等流时线及其在地面汇流分析中的应用
为计算上的方便，取计算时段 分两种情况进行讨论。
时净雨最末时刻t1降落在流域最远点的净雨正好流过出口故此时流量为s2f1一个时段的净雨在流域出口断面形成的地面径流过程等于该净雨强度与各块等流时面积的乘积即b多时段净雨在流域出口形成的地面径流过程等于它们各自在出口形成的地面径流过程叠加
流域产汇流计算概论1
Emt为第t日的蒸散发能力； Et——第t日的流域蒸发量：
Em,t Em ,t kw,t
Em ,t ——水面蒸发器观测值，kwt ——流域蒸发折算系数
§8-2 前期流域蓄水量及前期影响雨 量计算
二者都反映流域的干湿程度，前者由水量平衡推求，物 理概念明确，常用于水文预报；后者由经验的蓄水消退系 数估算，计算简便，规划设计中常常应用
3.6 4.7 6.5 10.3 7.1 4.2 3.8 3.6 1.9 45.7
I0 （3）
0.0 3.6 4.7 6.5
14.8
ft
（4）
3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 1.9 19.4
Rs,i （5）
6.8 3.6 0.7 0.3 0.1 0 11.5
备注
（6）
W=7.3mm; i0=4.9mm/h; I0=14.8mm; Pt,s=29.0mm
三、平均后损率 f 的确定
1．由实测降雨洪水资料分析确定：由式（8-23）得
f P RS I0 P' （8-24） tS
实测降雨洪水的P、RS、I0已知，结合其降雨过程，即
可试算得相应的 f
2. 建立 f 的相关图 如图8-12，即是根据其影响因素建立的相关图
3. 应用
四、推求地面净雨过程
一、基本原理——超渗产流（主要用于干旱、半干旱地区） 超渗产流：产流量大小决定于i与f的对比，i>f即产生地 面径流 如图8-8，将降雨产流概化为二个阶段：
初损阶段 i≦f,历时为t0, is=0, Rs=0，I0= t0间的雨量 后损阶段 ①产流历时 ts内i﹥f，取f= f ，地面净雨强度为
2
3
4
Qi
0
工程水文学第七章流域产汇流计算
Rp.t （5） 0 0 0.07 0.13 0.51 1.10 0 11.15 26.73
Wt （6） 18.93 17.38 16.06 17.80 20.65 29.11 41.36 38.81 89.70
备注
（7）
Wm=120 mm Kw,t=1.0 Wt为一 日开始 时蓄水 量（mm ）5月14 日开始 时 18.93m m，是 由前面 计算得 到的
NCWU
NCWU
月.日 （1） 5.14 15 16 17 18 19 20 21 22
Pt （2） 0 0 3 4.2 10.3 15.1 0 63.2 56.8
Ew.t （3） 9.8 9.1 8.9 8.2 7.7 7.2 7.4 3.6 3.2
Et （4） 1.55 1.32 1.19 1.22 1.33 1.75 2.55 1.16 2.39
NCWU
两时段降雨： P1=49mm P2=81mm
(130mm)
降雨开始时： Pa=60mm 由 P1=49mm,查 得R1=20.0mm。
（49mm)
由 P1 +P2=130mm, 查得R1+R2=80.0mm。 则第二时段净雨为 R2=80-20=60mm
NCWU
二 P+Pa～R两变量相关图法
第7章流域产汇流计算
研究对象:
从定量上研究降雨形成径流的原理和计算方法，包括流 域的产流计算和汇流计算。产流计算主要研究流域上降雨扣除 植物截留、下渗、填洼等损失，转化为净雨过程的计算方法。 汇流计算主要研究净雨沿地面和地下汇入河网，并经河网汇集 形成流域出口断面径流过程的计算方法。
研究目的:
研究的流域产汇流计算是工程水文学中最基本的概念和 方法之一，是以后学习由暴雨资料推求设计洪水，降雨径流预 报等内容的基础。
(完整)流域产流与汇流计算
第四章流域产流与汇流计算第一节概述根据第二章的论述,由降雨形成流域出口断面径流的过程是非常复杂的，为了进行定量阐述,将这一过程概化为产流和汇流两个阶段进行讨论。
实际上，在流域降雨径流形成过程中，产流和汇流过程几乎是同时发生的，在这里提到的所谓产流阶段和汇流阶段，并不是时间顺序含义上的前后两个阶段，仅仅是对流域径流形成过程的概化，以便根据产流和汇流的特性,采用不同的原理和方法分别进行计算。
产流阶段是指降雨经植物截留、填洼、下渗的损失过程.降雨扣除这些损失后，剩余的部分称为净雨，净雨在数量上等于它所形成的径流量，净雨量的计算称为产流计算。
由流域降雨量推求径流量,必须具备流域产流方案。
产流方案是对流域降雨径流之间关系的定量描述,可以是数学方程也可以是图表形式。
产流方案的制定需充分利用实测的流域降雨、蒸发和径流资料，根据流域的产流模式,分析建立流域降雨径流之间的定量关系。
汇流阶段是指净雨沿地面和地下汇入河网,并经河网汇集形成流域出口断面流量的过程。
由净雨推求流域出口断面流量过程称为汇流计算。
流域汇流过程又可以分为两个阶段，由净雨经地面或地下汇入河网的过程称为坡面汇流;进入河网的水流自上游向下游运动，经流域出口断面流出的过程称为河网汇流.由净雨推求流域出口流量过程，必须具备流域汇流方案。
流域汇流方案是根据流域净雨计算流域出口断面流量过程，应根据流域雨量、流量及下垫面特征等资料条件及计算要求制定。
就径流的来源而论，流域出口断面的流量过程是由地面径流、壤中流、浅层地下径流和深层地下径流组成的，这四类径流的汇流特性是有差别的.在常规的汇流计算中，为了计算简便，常将径流概化为直接径流和地下径流两种水源。
地面径流和壤中流在坡面汇流过程中经常相互交换,且相对于河网汇流，坡面汇流速度较快，几乎是直接进入河网，故可以合并考虑，称为直接径流，但在很多情况仍称为地面径流。
浅层地下径流和深层地下径流合称为地下径流，其特点是坡面汇流速度较慢,常持续数十天乃至数年之久.目前，在一些描述降雨径流的流域水文模型中,为了更确切地反映流域径流形成的过程，采用了三水源或四水源进行模拟计算。
流域产汇流计算
摘 要
第二章已对径流的形成过程作了定性的描述,本章将进一 步从定量上阐述降雨形成径流的原理和计算方法。它是工程 水文学中最基本的概念和方法之一,是以后学习由暴雨资料 推求设计洪水,降雨径流预报,流域水文模型等内容的基础。 本章基本内容： 资料整理（如：流域面平均雨量、径流过程线的分割等。） 产流计算（降雨径流关系图法、初损后损法） 地面径流汇流计算（等流时线、时段单位线） 地下径流汇流计算（线性水库法、基流分割法）
的 Pa，首先累积计算各时段的降雨过程，在图上查出累积的 净雨过程，然后将累积的净雨过程，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Pa 不在某一条等 值线上，则用内插法查算。(原理:次降雨量查次径流深) 例如两时段降雨： P1=49mm，P2=81mm 降雨开始时： Pa=60mm 由 P1=49mm,查得 R1=20.0mm。 由 P1 +P2=130mm, 查得R1+R2=80.0mm。 R1 R1+R2 则第二时段净雨为 R2=80-20=60mm
1．P～Pa～R(Rs)三变量相关图法 降雨径流经验相关图法的制作:以次降雨量P为纵坐 标，以相应的径流深 R(Rs) 为横坐标，可按对应的 P、 R(Rs)在图上绘一个点，并把它的值注在点旁，然后 按点群分布的趋势，照顾大多数点子，绘出以 Pa 为 参数的等值线，既为 P～Pa～R(Rs) 三变量相关图法。
K a = (1 − E m W m )
其中 E m 为流域月平均日蒸散发能力。 取连续大暴雨之后的Pa等于Wm，由此向后逐日推算Pa 。
【例】某流域经分析求得Wm=100mm，5月份多年平均的流域日 蒸散发能力为5mm，6月份为6.2mm，由此算得： K a ,5月 = (1 − E m Wm ) = 1 − 5 / 100 = 0.950 5月份 6月份
第4章流域产汇流计算
0.944
6.27
14.7
0.944
6.28
0.944
6月25日－26日总雨量很大，
100
6月27日Pa达Wm
100
Pa＝0.944（100＋14.7）= 108.3 >100 取100
6.29
0.944
94.4
Pa＝0.944×100＝94.4
6.30
0.944
89.1
Pa＝0.944×94.5＝89.1
7.1
0.932
84.1
Pa＝0.944×89..1＝84.1
7.2
20.2
0.932
78.4
Pa＝0.932×84.1＝78.4
7.3
21.9
0.932
7.4
2.2
0.932
P＝20.2＋21.9＝42.1mm Pa＝78.4mm
21:42
某流域降雨径流要素测验与计算结果
洪号
P
Pa
R
750712
21:42
在降雨过程中，流域上产生径流的区域 称为产流区，其面积称为产流面积，一般以 占全流域面积的百分比表示。
在产流面积上，包气带缺水量已经满足，
产流量 R 按稳定下渗率fc下渗，下渗的水量 形成地下径流 Rg，超过稳定下渗率的部分形 成地面径流 Rs （包括壤中流） 。
21:42
Pe
R＝Rg+Rs
F
△t
径流深计算
Qn t (h)
Q (m3/s)
流量过程线分割
次径流量
t (h)
21:42
2、流量过程线分割
地面径流退水较快，而地下径流退水历时 较长。实测流量过程线往往是由若干次暴雨所 形成的洪水径流组成。
第3章流域汇流计算讲解课件
时段 Δt=6h
(1) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
单位线 q (m3/s)
(2) 0 430 630 400 270 180 118 70 40 16 0
净面深 h(mm) (3)
10 10 10 10 10 10 10 10 10
10
15
560
(m3 / s)
合计
3740 20 1870
3.6qt 10mm F
q 10F 10 8080 1870(m3/s) 3.6t 3.6 12
流域汇流计算
分析法的缺点在于误差传，使分析的 单位线值有时偏大，有时偏小而呈锯齿形， 必须加以修匀。修匀得到的单位线的径流 量也应为１0 mm。
0.6
98.5
80.5
4.8
+ + 60.0
94.2
112
36.0
57.5
130
21.6
34.5
80
14.4
20.6
48
9.6
13.8
29
7.2
9.2
19
4.8
6.9
13
2.4
4.6
10
0
2.3
06
0
03
0
Q(t)=ΣQ’(t)
(m3/s)
(7) 0
4.8 40.6 119 184
= 165 106 64.1 39.8 26.3 18.3 13.0 8.0 2.9 0.3 0
流域汇流计算
【讨论】
按照等流时线假定，同一等流时线上水质点同 时到达出流断面，实际是高速质点先到，低速质点 后到，严格的面积出流次序是没有的。这就是等流 时线未考虑河槽的调蓄问题。因此，等流时线方法 只宜用于小流域，因为河槽调蓄作用小。
第四章流域产汇流计算(1518)
划分地表径流和地下径流。最简便的方法是斜线分割法。
也可以用经验公式来 确定出洪峰流量出现 时刻至地表径流终止 点的时距N（日数）就 可以定出B点。
• 已知fc，分割总径流量
时间
累积雨量 时段雨量 累积净雨量 时段净雨量 稳渗率 地下径流量 地面径流量
月、日、时 P(mm)
1
2
h(mm) 3
mm 4
h(mm) 5
fc(mm/h) =fc.△t(mm) (mm)
6
7
8
8 10 0
1.4
0
0.5
1
0.5
6 1.4
4.3
0.5
1.5
1.5
12 5.7
Principles of Hydrology and Hydrological Survey
第四章 流域产汇流计算
• 主要内容： • 4.1降雨要素计算 • 4.2流域产流分析 • 4.3产流计算 • 4.4流域汇流计算
第一节 降雨径流要素计算
❖ 一、概述： (降雨形成径流的原理和计算方法，是工程水文学中最基本概
N 0.84F 0.2
• 四、前期影响雨量
• 土壤含水量的实测资料很少，因此水文学上用间接的方法来表示流域的 土壤含水量。目前，常用的方法有两种，一种是前期影响雨量Pa，另影响雨量Pa的计算公式
如果流域内前后两天无雨，前 期影响雨量的定义为
Pa,t 1 KPa,t
tc(h) 4
r(mm/h) fc(mm/h) RG(mm)
第四章 流域产汇流分析与计算
研究内容 从定量上研究降雨形成径流的原理和计算方法。
P~t
研究目的
Байду номын сангаас
Q~t
为学习由暴雨资料推求设计洪水、进行降雨径流预 报、建立流域水文模型等奠定基础。
要求
1.能够推求任一场降雨产生的洪水过程。 2.掌握资料分析方法，会建立产汇流方案。
第一节 概述内容提要
1. 流域产汇流计算基本内容
累积雨量过程线
70 60
累积雨量(mm)
50 40 30 20 10 0 0 1 2 时段（1h） 3 4 5
时段（1h） 雨强（mm/h） 累积雨量（mm）
1 5.72 5.72
2 43.74 49.46
3 12.46 61.92
4 0.92 62.84
关系?
雨强过程线
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 时段(1h)
(1)最大值限制问题 当计算出的Pa值大于WM时,取WM作为该日的Pa 值。 （2）Pa起始值的确定
一般前期较长一段时间无雨，令Pa=0；
一场大雨或连续几次大雨之后，取Pa=WM。 （3）流域日蒸发能力EM 取E601型蒸发器观测的水面蒸发值作为近似值。 一般按晴天和雨天或按月份分别选取。
（4）流域蓄水容量Wm的计算 选取久旱无雨后一次降雨量较大且全流域产 流的雨洪资料，计算流域平均降雨量P及相应的产 流量R，此时：
一场降雨的雨强历时曲线
50 45 40 35
雨强(mm/h)
30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 历时(h) 3 4 5
（二）流域降雨特性分析
流域平均降雨量（面雨量） 算术平均法 垂直平分法
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流域汇流计算的三种方法
水资源是发展社会经济的基础，水资源的调查和评估是保证水资源合理利用的基础。
流域是基本单元，流域汇流计算是流域水资源利用调查评估的重要组成部分之一。
本文分析总结了流域汇流计算的三种方法：溯源法、斜率法和积分法，旨在为流域水资源调查评估提供参考依据。
1、溯源法
溯源法是以流域范围性水资源调查的基础，溯源法的基本思想是从流域支流口到大流域口进行水量计算，该方法是由流域空间分布的水量溯源，从而计算流域汇流量。
该方法实施原理：
（1）以流域为单位，从支流口到大流域口，依次测定（或估算）支流口汇流流量；
（2）将支流口汇流流量累加，得到大流域口的汇流流量。
溯源法的优点是操作简便、实施周期短、成本低，有利于对大面积流域的汇流量进行计算，但是该方法的缺点是不能准确反映流域内各支流面积比例，容易受地形影响。
2、斜率法
斜率法以地形为基础，通过地形特征确定水文流域，计算出当前期汇流量，称为斜率法。
按照数学原理，在计算给定流域的汇流量时，可以把支流口以上水文流域视为一个简单小斜度斜面，简单地把流域内所有水源汇流量全部归成一个总量值，然后乘以斜面上的斜率乘以支流口的面积得到支流口的汇流量。
斜率法的优点是精度较高，且能正确反映流域内地形特征对流域汇流量的影响；缺点是实施范围受限，适用于小范围流域，流域内的支流口汇流量的计算需要大量工作量。
3、积分法
积分法也称洪水位积分法，是一种综合考虑地形、水文及滑动系数等因素，利用实测水位曲线等资料，采用计算机积分方法，计算分支流口汇流量的一种方法。
该方法依据支流口至大流域口的水位差、汇流面积、滑动系数等的变化，在由大流域口至支流口的流域内施行积分计算，计算出分支流口的汇流量。
积分法的优点是能精确反映流域内汇流量的分布特性，同时考虑了水位、地形、滑动系数等因素；缺点是实施需要大量数据，实施过程需要耗费大量时间和工作量。
综上所述，流域汇流计算的三种方法主要有溯源法、斜率法和积分法，不同方法具有各自的优缺点，在选择某种方法进行流域汇流计算时，应当综合考虑实施过程所需时间、成本、精度等因素，以选择最合理的方法。