水文学第6章

第6章小流域暴雨洪峰流量的计算内容：6.1小流域暴雨洪水计算的特点6.2设计净雨量的推求6.3流域汇流6.4暴雨洪峰流量的推理公式6.5地区性经验公式及水文手册的应用重点：下渗曲线与下渗累积曲线；等流时线原理；暴雨洪峰流量的推理公式；难点：暴雨洪峰流量的推理公式；6.1小流域暴雨洪水计算的特点思考：小流域面积的范围是多少？6.1小流域暴雨洪水计算的特点一、小流域面积及应用范围1.小流域面积范围：地势平坦时：300~500km2地势复杂时：10~30km26.1小流域暴雨洪水计算的特点2.小流域暴雨洪水的应用范围：小流域面积上的排水建筑物；城市厂矿中的排水管渠；厂矿地区的排洪渠道；铁路和公路的桥梁和涵洞；立体交叉道路的排水渠道；广大农村中众多小型水库的溢洪道二、小流域设计洪水计算的特点：与大、中流域相比:缺乏暴雨和流量资料拟定计算方法可以作适当简化计算方法应力求简便,使基层工作者易于掌握三、计算小流域暴雨洪峰流量的公式推理公式法经验公式法综合单位线法水文模型法1.推理公式也称半理论半经验公式，着重推求设计洪峰流量。以暴雨形成洪水的成因分析为基础，考虑影响洪峰流量的主要因素,建立理论模式，并利用实测资料求得参数。其计算成果有较好的精度，使用广泛。2.地区经验公式只推求洪峰设计流量，它是建立在某地区和邻近地区的实测洪水和调查洪水资料的基础上，探求地区暴雨洪水经验性的规律，使用上有一定的局限性。3.综合单位线法先分别分析出区域范围内各流量站各次洪水的单位线及单站单位线参数（如：峰高、峰形参数等），再以各站的地形特性参数与单位线参数建立经验关系，从而应用于本地区短缺资料的小面积洪水计算。4.水文模型法5.推导计算公式时，重点分析：1)暴雨强度2)暴雨损失3)流域汇流6.2设计净雨量的推求一、暴雨损失及分类1.暴雨损失：降雨过程中由于植物截流、蒸发、填洼和下渗而损失的水量。植物截流：降雨发生后，部分雨水首先被植物的叶茎拦截，其拦截量对一次降雨影响不大。蒸发量：本次降雨落到地面然后蒸发或在洼地蓄水体表面上蒸发的那部分水量，可忽略不计。填洼：雨水被地面凹坑或洼地拦蓄的现象，在一般地形下，损失不大，但如果地形特殊或有大量人工蓄水工程，填洼量要另行考虑。下渗：雨水从地面渗入土壤中的现象，是降雨损失中的主要因素。6.2设计净雨量的推求一、暴雨损失及分类2.净雨量：暴雨量扣除损失量，也就是地表径流量。二、下渗1.下渗的物理过程按水分所受的力和运动特征，下渗可分三个阶段：渗润阶段：水分主要受分子力的作用，被土壤颗粒吸收。渗漏阶段：水分主要在毛管力和重力作用下，沿土壤空隙向下作不稳定流动，并逐步充填土壤空隙直至饱和。此时毛管力消失。渗透阶段：水分在重力作用下成稳定流动。2.下渗曲线与下渗量累积曲线下渗率(下渗强度)：单位时间内渗入单位面积土壤中的水量,记为f，以mm/min或mm/h计。下渗能力：在一定下垫面条件下，有充分供水时的下渗率。下渗率随时间变化过程：下渗规律可用数学模式来描述tcceffff)(0除下渗曲线外，还可以用下渗累计曲线表示下渗量在降雨过程中的变化。如图虚线所示。三、设计净雨量的推求推求方法：（1）径流系数法（2）相关法（3）水量平衡法（4）分阶段扣除损失法分阶段扣除法也称初损后损法，是下渗曲线的一种简化方法。把实际的下渗过程简化为初期损失和后期损失两个过程。一次暴雨经过扣除损失后的设计净雨量以净雨深R（mm）表示，按水量平衡方程计算：ctfIPR0一次降雨过程初期损失、后期损失示意图6.3流域汇流一、暴雨形成过程二、等流时线原理t0=0二、等流时线原理1t1=△t二、等流时线原理2t2=2△t二、等流时线原理3t3=3△t二、等流时线原理4t4=4△t三、不同净雨历时情况下的径流过程1、净雨历时小于流域汇流时间2、净雨历时等于流域汇流时间3、净雨历时大于流域汇流时间三、不同净雨历时情况下的径流过程三、不同净雨历时情况下的径流过程四、暴雨洪峰流量公式ctmmQKifctmQKiFdctt6.4暴雨洪峰流量的推理公式一、水科院水文所公式适用流域范围：在多雨地区，视地理条件一般为300~500km2以下；在干旱地区为100~200km2以下；但不能适用于岩溶、泥石流及各种人为措施影响严重的地区。0.278mnAQF6.4暴雨洪峰流量的推理公式二、铁一院两所公式适用于西北地区各省、区以及流域面积小于100km2的小流域。111121()()nyZmnkPQCCxP6.5地区性经验公式及水文手册的应用一、以流域面积F为参数的地区经验公式二、包含降雨参数的地区经验公式三、水文手册的应用自然地理及气候条件、降水量、径流量、蒸发量、暴雨、洪水、泥沙、水化学和冰情等的特征值和分布情况。nmQKF2/3mQKAF补充：河流比降计算习题P202-6.2