第七章
流域产汇流计算
一、概念题
㈠填空题
1. 降雨,径流,蒸发
2. 地面径流量,地下径流量,场次洪水总量
3. 水平线分割法,斜线分割法
4. 气温,湿度,日照,风
5. 降雨使土壤含水量达到田间持水量
6. 土壤缺水量
7. 径流量
8. 地下
9. 地面
10. 前期降雨的补充量以及流域蒸散发消耗量
11. 第t+1天开始时的前期影响雨量,第t天开始时的前期影响雨量,
(流域蓄水容量)
12. 第t天的降雨量,蓄水的日消退系数,
(流域蓄水容量)
13. 降雨强度大于土壤下渗率
14. 地面
15. 小于等于
16. 初损,后损
17. 产流开始之前,产流以后
18. 降雨,前期流域蓄水量,雨强
19. 降雨,蒸发
20. 平均后渗率mm/h,次降雨量mm,次降雨地面径流深mm,初损量mm,后期不产流的雨量mm,后期产流历时h.
21. 流域汇流时间
22. 各水质点到达出口断面汇流时间相等的那些点的连线,相邻等流时线间的面积
23. 流域上的最远点的净雨流达出口的历时
24.
25. 部分
26. 全面
27. 全面
28. 等流时线法
29. 谢尔曼单位线法
30. 相等
31. Δt
32. 等流量线法,谢尔曼单位线法,瞬时单位线法
33. Tq+Ts-1
34. 暴雨中心位置,暴雨强度
35. 瞬时单位线u(0,t)的积分曲线
36. 降雨过程,流量过程
37. 减小
38. 增大
㈡选择题
1.[a]
2. [b]
3. [c]
4. [c]
5. [b]
6. [c]
7. [b]
8. [d]
9. [b]
10.[c]
11.[a]
12.[c]
13.[d]
14.[b]
15.[d]
16.[b]
17.[c]
18.[c]
19.[b]
20.[b]
21.[c]
22.[a]
23.[c]
24.[b]
25.[a]
26.[a]
27.[b]
㈢判断题
1. [T]
2. [T]
3.[T]
4. [F]
5. [T]
6. [F]
7. [F]
8. [T]
9.[T]
10.[T]
11.[T]
12.[F]
13.[F]
14.[T]
15.[F]
16.[F]
17.[F]
18.[T]
19.[F]
20.[F]
21.[T]
22.[T]
23.[F]
24.[F]
25.[F]
26.[T]
27.[T]
28.[F]
29.[F]
30.[F]
31.[F]
32.[T]
33.[T]
34.[F]
㈣问答题
1.答:由于地面、地下汇流特性很不相同,为提高汇流计算精度,更好地反映它们的汇流规律,所以常常要求划分地面、地下净雨。按照蓄满产流模型,fc确定之后,可依下述方法划分:⑴将各时段的有效降雨(
)与时段下渗能力
比较,确定超渗、非超渗时段;⑵对非超渗雨时段:地下净雨
;地面净雨
;⑶对于超渗雨时段:地下净雨
;地面净雨
,式中
为第i时段长,
为第i时段总净雨量。
2.答:有斜线分割法及水平分割法等。水平分割法简单,认为洪水期间地下径流消退,与其补充是相等;斜线分割则认为洪水期间地下径流补充量大于地下径流消退量,对于大多数流域来说,这种认识较符合实际。
3.答:前期影响雨量
是反映本次降雨之前流域土壤干湿程度的一种指标,因此对本次降雨的产流量将产生重要影响。
一般按下式计算:
且
其计算步骤如下:⑴确定流域蓄水容量
;⑵由蒸发资料和
确定土壤含水量消退系数
;⑶由降雨P、
和
按上式计算
。
4.答:⑴根据实测雨量资料确定流域的蓄水容量
;⑵根据蒸发资料,计算流域多年平均的月平均日蒸散发能力
;⑶以折减系数公式K=1-
计算各月的K;⑷通过产流计算
方案
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进一步优选。
5.答:⑴用公式:
逐日计算,式中
、
分别第t+1天、第t天的前期影响雨量;Pt为第t天的降雨量;
为流域蓄水容量,K为折减系数。⑵按公式:
逐日计算,式中
为
产生的径流量,
为第t天的流域蒸散发量。
6.答:不管当地的土壤含水量是否达田间持水量,只要降雨强度超过下渗强度就产生地表径流,称此为超渗产流。蓄满产流则是指一次降雨过程中,仅当包气带的含水量达田间持水量后才产流,且以后的有效降雨全部变为径流。可见这两种产流模式的主要区别在于:蓄满产流以包气带的含水量达到田间持水量(即蓄满)作为产流的控制条件,而超渗产流则以降雨强度大过于当地的下渗能力作为产流的控制条件,而不管蓄满与否。
7.答:超渗产流与蓄满产流形成地面径流的条件基本相同,它们都是由超渗雨形成的地面径流,但蓄满产流模型计算超渗雨的下渗能力总是稳渗率fc,而用超渗产流模型计算地面径流,其中的下渗能力则不一定为fc。
8.答:⑴选取在流域上分布较均匀的,具有一定代表性的多场暴雨洪水资料和蒸发资料;⑵计算各场雨洪的流域平均雨量P和径流深R;⑶用若干场前期十分干旱的雨洪资料,分析计算流域的最大蓄水量
;⑷计算各场暴雨的前期影响雨量
;⑸以降雨量P为纵坐标,以径流深R为横坐标,把各次降雨的P和R对应点点在坐标纸上,并在该点上注明本次降雨开始时的
值,绘出
的等值线,便得到一组按顺序排列的
等值线图,经检验合理后,即为P~
~R相关图。
9.答:根据
的定义,当
=0时,一次降雨可能发生的最大损失即为所求的
,一般从长期
记录
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的雨洪资料中选择久旱无雨流域极为干燥时(W=0)又遇大雨,且雨后能使包气带蓄满(0
EMBED Equation.3 )的降雨径流资料来推求,计算式为:
=P-R-E,式中P、R、E分别为流域降雨量,P产生的总径流量和雨期蒸发量。此外也可以由雨洪资料通过优选得到。
10.答:方程式为:
式中R为流域总径流
;P为流域平均降雨量;
为降雨开始时流域土壤蓄水量;
为流域蓄水容量。
11.答:⑴由实测资料求次降雨的总径流深和地面、地下径流深R、Rs、Rg;⑵根据降雨径流相关图求总净雨过程Rl,注意一定使总净雨量与总径流深相等;⑶假定超渗时段m;结合降雨过程(
),其中
、
分别为时段降雨量和蒸发量,然后按下式计算fc:
⑷检验超渗雨时段与非超渗雨时段是否与假设相符,若相符,fc即为所求。
12.答:这往往是由于流域降雨不均匀和各地降雨过程不一致所引起,此时,若能先假设fc分雨量站计算净雨,然后再求流域平均净雨,试算得fc,则可使各场洪水分析的fc比较稳定,然后取其平均值作为流域的fc。
13.答:⑴可把一场降雨的损失过程概化成初损,后损两个阶段;⑵产流前损失为I0(初损);产流后,当雨强i>
(平均下渗率),按
下渗,产生地面径流;否则,降雨全为损失,不产生地面径流。
14.答:⑴前期流域蓄水量
(或前期影响雨量
),
大,流域湿润,初损
小;反之
大;⑵降雨初期平均雨强
、
大,易超渗,
小;反之,
大;⑶季节变化,月份不同,
不同。
15.答:方程式为:
式中R为流域平均地面净雨量;P为流域平均降雨量;I。为初损;
为平均后损率;
为产流历时;
为后期非超渗雨量。
16.答:⑴前期流域土壤蓄水量W0,Wo大,湿润,
小,反之,亦反;⑵超渗期雨量
,
大,地面积水多,
大,反之,亦反;⑶超渗历时ts,随ts增长,
减小。
17.答:⑴联解地下水库的水量平衡方程及蓄泄方程,由地下净雨过程推求地下径流过程。⑵当产流计算不能给出地下净雨过程或地下径流甚小时,常用简化的方法计算,即以洪水的起涨流量为起点,把地下径流的涨水段概化一条上斜的直线或在洪水历时内概化为一条水平线。
18.答:等流时线是在流域上勾绘的至出口断面汇流时间
相等的若干等值线,每条等值线上各点的水质点,将经过相等时间
同时到达流域出口断面。
汇流计算方法步骤是:⑴在流域图上作出等流时线。量出各块等流时面积
、
……:⑵降雨扣除损失,求得时段净雨量
、
、……应注意的是净雨量的时段
划分应与画等流时线所取的时段
相等:⑶用公式:
,推求出流断面在时刻t
的流量。
19.答:时段单位线的定义:“流域上单位时段内均匀降单位净雨在流域出口断面所形成的地面径流过程线”。
基本假定有二:⑴倍比假定:同一流域上,如两次净雨历时相等,且相应流量成比例,其比值等于相应的净雨深之比。⑵叠加假定:如净雨历时不是一个时段而是多个时段,则各时段净雨在流域出口形成的径流过程互不干扰,出口断面的流量过程等于各时段净雨所形成的流量过程相叠加。
20.答:⑴选择记录完整的、可靠的场次雨洪资料,作为分析对象;⑵将洪水过程线分割基流求出地面流量过程
;并由产流方案求出相应暴雨的净雨过程Rs(t);⑶根据单位线定义和倍比、叠加假定,由Rs(t) 和
推求单位线q(t);⑷对求得的单位线q(t)进行合理检验和修正,得最终分析的单位线。
21.答:由于单位线的两项假设和定义并不完全符合实际,只是近似的,所以在某一特定的流域上,由不同暴雨强度和暴雨中心位置形成的洪水过程分析得到的单位线形状也就不同。若时段平均降雨强度大,汇流速度快,单位线峰值就较高,峰现时间也较早。又如暴雨中心在下游,分析的单位线峰值就较高,峰现时间也较早。
22.答:⑴雨强;⑵计算时段△t;⑶暴雨中心位置。
23.答:用等流时线的概念进行汇流计算,忽略了流域的坡地汇流和河槽汇流的调蓄作用,把流域概化成一个理想平面。假定净雨在平面上做匀速运动,进而用等流时线把流域划分成若干个等流时块,每个等流时块上的净雨量产生的水量汇达出口断面,形成相应的洪水过程。而单位线法进行汇流计算,则是以流域出口断面的实测洪水过程和相应的流域降水过程资料分析单位线,然后用以推求洪水,因此在该方法中,已自然反映了流域的坡面和河槽的汇流和调蓄作用。所以,只要选取的暴雨洪水资料可靠,在推求单位线时考虑影响单位线形状的主要因素,在汇流计算时,根据情况予以选用,成果的精度往往令人满意。
24.答:优点:单位线本身已经考虑了汇流速度及其变化以及河网调蓄等的综合影响,使用方便,汇流计算一般能取得较好的精度。缺点:单位线假定与实际不完全符合,降雨时、空分布不均匀对其影响较大,实用中应认真处理。
25.答:流域上瞬时(时段
)单位入流在出口形成的地面径流过程线,称瞬时单位线。其基本假定除与时段单位线的倍比假定,叠加假定相同外,还假定将流域对净雨过程的调节作用,简化为串联的许多相同的线性水库对入流的调节作用,若用n代表水库个数,k代表水库的蓄泄系数,则得到纳希瞬时单位线方程为:
26.答:假定流域上有一强度均匀的净雨连续不断的降落,其强度等于单位净雨深与单位时段之比,则它在流域出口断面形成的地面流量过程线称为S曲线。S曲线实际上就是单位线的积分曲线。
利用S曲线进行单位线的时段转换要经过下述步骤:若已知单位线的时段为
,要转换成为时段为
的单位线,则⑴把以
为时段的单位线q(t)自始至终连续累加,绘成S(t)曲线;⑵把S(t)曲线向右沿横轴平移
时段,得另一S(t-
)曲线;⑶S(t)曲线与S(t-
)曲线各时刻纵坐标之差[S(t) -S(t-
)],即为以
为时段的净雨(10mm*
/
)产生的地面流量过程;⑷由倍比假定,把[S(t) -S(t-
)]乘以
/
,便得到的
时段10mm净雨产生的单位线。
27.答:⑴选取记录完整、可靠、在流域上分布比较均匀的孤立洪峰流量资料,并由暴雨洪水求出地面净雨过程Rs(t)及地面流量过程Qs(t)。⑵计算净雨过程Rs(t)和地面流量过程Qs(t)的一、二阶原点矩:
、
、
、
。⑶计算瞬时单位线参数n,k。⑷由n和k求S曲线;⑸计算时段单位线q(
,t);⑹用求得的时段单位线
还原洪水过程与实测的洪水过程进行比较,当相差较大时应修改参数n、k,直到相符合为止。
28.答:当n、k减少时,u(0,t)的洪峰增高,峰现时间提前,反之,亦反。
29.答:时段单位线是指在单位时段内流域上均匀降单位净雨在流域出口断面形成的地面径流过程线,而瞬时单位线则是指瞬间流域上均匀降单位净雨在流域出口形成的径流过程线。两者的基本假定相同,其差别在于前者是单位时段,并由经验曲线表示,后者是瞬时或无穷小时段,其单位线用数学式表示,而数学表达式是通过将流域的调节作用概化为若干个串联的特性相同的线性水库对入流的调节而推导出来的。
30.答:概念上的区别是
表现的是流域稳定下渗率,
表现的是后损期间雨强超过下渗率的流域平均下渗率。在计算方法上,两者均采用试算的方式进行。其差异是在推求
时应考虑流域上蓄满产流的面积;而推求
时不考虑流域上的产流面积,认为全流域面积均产流。
二、计算题
1.解:
该次洪水过程计算时间:5月2日14时~5月6日8时。
⑴径流总量:
⑵总径流深:
2.解:
地面、地下径流过程水平分割计算时间:5月2日14时~5月6日8时;地下径流量为100
。
⑴地面径流总量:
⑵地面径流深:
⑶地下径流深:
3.解:
⑴计算相对某一地下径流量的地下径流深
①地下径流量退水过程公式
②相对某一地下径流量的总水量
计算公式
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⑵计算洪水的径流总量和总径流深
该次洪水过程的起涨时间为:6月14日11时,计算流量终止时间为:6月17日5时;由于起涨流量与计算终止流量不一致,必须计算两者之间的地下径流量
。
①径流总量:
②总径流深:
4.解:
该次洪水过程的起涨时间为:6月14日11时,地面流量终止时间为:6月17日2时。
⑴地面径流总量:
⑵地面径流深:
⑶地下径流深:
5.解:
⑴求流域土壤含水量日消退系数
⑵计算6.22~25日的
6月22日:
23日:
=0.95
(10+100)=104.5>100mm,取为100mm
24日:
=0.95
(1.5+100)=96.4mm
25日:
=0.95
(0+96.4)=91.6mm
6.解:
⑴求该流域土壤蓄水量日消退系数
⑵推求逐日
按下式计算
,否则,取
=
式中:
为第t日
值,mm;
为第t-1日的降雨量,mm;
为第t-1日的
,mm。
⑶按上式推求逐日
,结果见表2-7-1。
表2-7-1
计算结果表
日期(d)
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
雨量(mm)
2.1
0.3
3.2
24.3
25.1
17.2
5.4
(mm)
90.0
84.9
78.3
72.5
66.8
64.6
81.9
90.0
90.0
83.0
76.5
7.解:
⑴推求逐日
按下式计算
,否则,取
=100mm
式中:
为第t日
值,mm;
为第t-1日的降雨量,mm;
为第t-1日的
,mm。
⑵按上式推求逐日
,结果见表2-7-2。
表2-7-2
计算结果表
日期
5 月
15日
16日
17日
18日
19日
降雨量P(mm)
0
5
150
10
0
Pa(mm)
10.0
8.0
10.4
100.0
88.0
8.解:
⑴流域蓄水的日消退系数K
⑵推求逐日
按下式计算
,否则,取
=
式中:
为第t日
值,mm;
为第t-1日的降雨量,mm;
为第t-1日的
,mm。
⑶按上式推求逐日
,结果见表2-7-3。
表2-7-3
计算结果表
日期
6月8日
19日
20日
21日
22日
23日
降雨量p(mm)
78.2
35.6
10.1
1.2
0
0
Pa(mm)
100
100
96.1
91.3
9.解:
列表计算如下:
表2-7-4中第(3)栏为第(2)栏累加;由第(3)栏和Pa=60mm查图1-7-2,如图2-7-1,得第(4)栏的累计净雨;第(4)栏相邻时段相减,得第(5)栏时段净雨。
表2-7-4 时段净雨计算表
时间(月.日.时)
(1)
5.10.8
5.10.14
5.10.20
5.11.8
合计
雨量(mm)
(2)
40
80
20
10
150
累积雨量(mm)
(3)
40
120
140
150
累积净雨(mm)
(4)
14
80
100
110
时段净雨(mm)
(5)
14
66
20
10
110
图2-7-1 某流域降雨径流相关图
10.解:
列表计算如下:
表2-7-5中第(3)栏为第(2)栏累加;由第(3)栏和Pa=60mm查图1-7-3,如图2-7-2,得第(4)栏的累计净雨;第(4)栏相邻时段相减,得第(5)栏时段净雨。
表2-7-5 时段净雨计算表
时间(月.日.时)
(1)
6.12.8
6.12.14
6.12.20
6.13.8
合计
雨量(mm)
(2)
40
80
0
10
130
累积雨量(mm)
(3)
40
120
120
130
累积净雨(mm)
(4)
14
80
80
90
时段净雨(mm)
(5)
14
66
0
10
90
图2-7-2 某流域降雨径流相关图
11.解:
由Pa+P1=50mm和Pa+P1+P2=100mm查 P+Pa~R相关图1-7-4,如图2-7-3所示,得:
R1=8.0mm R1+R2=33.8mm;所以,R1=8.0mm R2=25.8mm。
计算结果见表2-7-6。
表2-7-6 时段净雨计算表
时间(日、时)
5.6
5.12
5.18
降雨量(mm)
30
50
Pa+P(mm)
50
100
(mm)
8
33.8
净雨深(mm)
8
25.8
图2-7-3 某流域
相关图
12.解:
⑴计算6月27日17时~20时的流域蒸散发量
⑵计算6月27日17~20时降雨量产生的总径流量
⑶计算6月27日20时的蓄水量
⑷再以6月27日20时的蓄水量为初始值,按上述步骤转入下一时段计算;计算结果见表2-7-7。
表2-7-7 某流域6月27日逐时段净雨R和蓄水量W的变化
月.日.时
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
W(mm)
6.27.17
0
0
0
0
0
61.83
61.83
6.27.20
0.5
0
0
0.1
0.4
61.83
62.23
6.27.23
38.1
0
0
11.14
20
69.13
89.19
13.解:
⑴根据表I-7-13中降雨P-E的大小变化情况,设超渗雨时段为2~4时段,即m=3
⑵计算地面径流深
⑶计算
⑷按各时段的
与(
)对比,超渗雨时段正是2~4时段,其它为非超渗雨时段,与假设相符,故
即为所求。
14.解:
⑴根据表1-7-14中降雨P-E的大小变化情况,设超渗雨时段为1、3~5时段,即m=4。
⑵计算地面径流深
⑶计算
⑷按各时段的
与(
)对比,超渗雨时段正是1、3~5时段,其它为非超渗雨时段,与假设相符,故
即为所求。
15.解:
⑴计算8月29日的流域蒸散发量
⑵计算8月30日的蓄水量
⑶以8月30日的蓄水量为初始值,按上述步骤转入下一时段计算;计算结果见表2-7-8。
表2-7-8 蓄水量计算结果表
年.月.日
W
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
70.8.29
0.7
4.5
3.1
54.4
70.8.30
4.6
3.0
52.0
70.8.31
1.5
4.0
2.4
49.0
70.9.1
5.5
3.3
48.1
70.9.2
5.8
3.2
44.8
16.解
⑴计算8月29日的流域蒸散发量
当
时
⑵计算8月30日的蓄水量
⑶以8月30日的蓄水量为初始值,按上述步骤转入下一时段计算;计算结果见表2-7-9。
表2-7-9 蓄水量计算结果表
年.月.日
W
70.8.29
0.7
4.5
4.5
4.5
20
34.4
54.4
70.8.30
4.6
4.6
4.6
16.2
34.4
50.6
70.8.31
1.5
4.0
4.0
4.0
11.6
34.4
46
70.9.1
5.5
5.5
5.5
6.1
34.4
43.5
70.9.2
5.8
3.6
1.3
4.9
3.6
34.4
38
17.解:
⑴计算地面径流深
①分割地面、地下径流
地面径流起涨点为7日2时,地面径流终止点为9日20时。地面、地下径流过程见表2-7-10中第(3)栏和第(4)栏
②地面径流深的计算:
⑵地面净雨过程的计算
①初损的计算:由降雨与流量过程对比,流量起涨点之前的降雨量为初损,
=15.6mm。
②后损率的计算:
因为
=9.5>P’=4.2,所以假定的非超渗雨正确。
③各时段地面净雨计算:如表第(6)栏。
表2-7-10 时段地面净雨计算表
日期
Q
Qs
Qs
降雨量
地面净雨
月 日 时
(m^3/s)
(m^3/s)
(m^3/s)
(mm)
(mm)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
8 6 20
144
144
7 2
133
133
0
15.6
0
8
1593
135
1458
68.2
58.7
14
1481
137
1344
4.2
0
20
962
139
823
8 2
700
141
559
8
422
143
279
14
309
146
163
20
264
148
116
9 2
237
150
87
8
202
152
50
14
166
154
12
20
156
156
0
合计
折合
58.7mm
88.0
58.7
18.解:
⑴计算地面径流深
①分割地下径流:6日2时~7日20时地下径流流量均为9
。
②地面径流深的计算。
⑵地面净雨的计算
①由降雨与流量过程对比,流量起涨点之前的降雨量为初损
②试算求后损率 设无非超渗雨时段,即
③后损率的计算:
④地面净雨过程计算:
;计算结果见表2-7-11。
表2-7-11 时段地面净雨计算表
日 期
日.时
5.20
6. 2
6. 8
6.14
6.20
7. 2
7. 8
7.14
7.20
8. 2
降雨量
(mm)
18.5
40
14.2
地面净雨
(mm)
0
31.2
5.3
19.解:
⑴计算地面径流深
Rs=
P=0.75
419.3=314.5mm
⑵地面净雨过程计算
后损期雨量
时,按
损失,否则降多少损失多少。依此,由最末一个时段向前逐时段计算地面净雨并累加,直至其值等于
,其前面的降雨则为初损。计算结果见表2-7-12。
表2-7-12 时段地面净雨计算表
时间
降雨量P
(mm)
初损I0
(mm)
后损
(mm)
地面净雨
(mm)
6月10日8时
6.5
6.5
6月10日14时
5.5
5.5
6月10日20时
176.0
59.86
5.94
110.2
6月11日2时
99.4
9
90.4
6月11日8时
0
0
0
6月11日14时
82.9
9
73.9
6月11日20时
49.0
9
40
合计
419.3
71.86
32.94
314.5
20.解:
计算结果见表2-7-13。
表2-7-13 时段地面净雨计算表
时段(
=6h)
1
2
3
4
合计
雨量(mm)
15
60
72
10
157
初损(mm)
15
20
35
后期下渗(mm)
8
12
10
30
地面净雨(mm)
0
32
60
0
92
21.解:
计算该次暴雨的地面净雨过程见表2-7-14。
表2-7-14 时段地面净雨计算表
时段(
=6h)
1
2
3
4
5
6
雨量(mm)
25.0
31.0
39.5
47.0
9.0
3.5
初损(mm)
25.0
后期下渗(mm)
6.0
6.0
6.0
6.0
3.5
地面净雨(mm)
0
25.0
33.5
41.0
3.0
0
22.解:
⑴第3时段末的地面径流流量
=0.278/2(4
65+25
72+13
41)=360.4
⑵地面径流总历时
23.解:
列表表2-7-15计算地面径流洪水过程:
表2-7-15
地面径流洪水过程计算表
时间
净雨
各时段净雨的地面流量过程
整个净雨在流域出口的地面流量过程
(m3/s)
0
0.0
0.0
1
10
9
4
90.4
0
57
2
12
25
20
68.4
90.1
0
158.5
3
13
29
4
74.1
250.2
36.1
360.4
4
0.0
290.2
180.7
470.9
5
0.0
36.1
36.1
6
0.0
0.0
24.解:
⑴计算该次洪水的洪峰流量及出现时间:计算地面径流过程如表2-7-16。
表2-7-16
地面径流洪水过程计算表
时间(
)
净雨
(mm)
Q~t
0
0
0
1
18
0.278
18/2
20
0
50.0
2
36
0.278
18/2
40
0.278
36/2
20
200.2
3
0.278
18/2
35
0.278
36/2
40
287.7
4
0.278
18/2
10
0.278
36/2
35
200.2
5
0
0.278
36/2
10
50.0
6
0
0
⑵洪峰流量为287.7
,峰现时间为第3时段末。
⑶地面径流历时:
25.解:
⑴计算地面径流过程如表2-7-17。
表2-7-17
地面径流洪水过程计算表
时间(
)
净雨(mm)
Q~t
0
0
0
0.0
1
15
0.278
15/2
20
0
41.7
2
26
0.278
15/2
40
0.278
26/2
20
155.7
3
0.278
15/2
35
0.278
26/2
40
217.5
4
0.278
15/2
10
0.278
26/2
35
147.3
5
0.278
26/2
10
36.1
6
0
0.0
⑵部分汇流形成洪峰流量
26.解:
⑴推求该流域地下径流的演算式
将F=3150km2,
=228h,
=6h代入地下径流的演算公式,有:
⑵第一时段起始流量75
,逐时段连续演算,结果见表2-7-18。
表2-7-18
地下径流过程计算表
月、日、时
地下净雨
(mm)
4.658
(
)
0.968 Qg,1
(
)
Qg,2
(
)
5. 7. 8
75
5. 7. 14
7.5
35
73
108
5. 7. 20
6.8
32
105
137
5. 8. 2
3.4
16
133
149
5. 8. 8
144
144
5. 8. 14
140
140
5. 8. 20
135
135
5. 9. 2
131
131
5. 9. 8
┊
┊
27.解:
⑴推求该流域地下径流的演算式
将F=1250km2,
=142h,
=3h代入地下径流的演算公式,有
⑵第1时段起始流量35
,逐时段连续演算,结果见表2-7-19。
表2-7-19
地下径流过程计算表
月、日、时
地下净雨
(mm)
2.422
(
)
0.979 Qg,1
(
)
Qg,2
(
)
5. 7. 8
35
5. 7. 14
10.5
25.4
34.3
59.7
5. 7. 20
0
0
58.4
58.4
5. 8. 2
8.2
19.9
57.2
77.1
5. 8. 8
13.1
31.7
75.5
107.2
5. 8. 14
104.9
104.9
5. 8. 20
102.7
102.7
5. 9. 2
100.6
100.6
5. 9. 8
┊
┊
28.解:
⑴计算地面径流深
①分割地面、地下径流
地面径流起涨点为7日2时,地面径流终止点为9日20时。地面地下径流过程见计算表2-7-20中第(3)栏和第(4)栏
②地面径流深的计算:
⑵地面净雨的计算
①由降雨与流量过程对比,流量起涨点之前的降雨量为初损,
=15.6mm。
②后损率的计算:
因为
=9.5>P’=4.2,所以假定的非超渗雨正确。
③地面净雨
Rs=68.2-
=68.2-9.5=58.7mm
⑶推求单位线
推求得单位线见表第(7)栏;核验折合成10mm,所以是合理的。
表2-7-20
单位线分析计算表
日期
Q
Qg
Qs
降雨量
地面净雨
单位线
月 日 时
(m^3/s)
(m^3/s)
(m^3/s)
(mm)
(mm)
(m^3/s)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
8 6 20
144
144
7 2
133
133
0
15.6
0
8
1593
135
1458
68.2
58.7
248
14
1481
137
1344
402
229
20
962
139
823
140
8 2
700
141
559
95
8
422
143
279
48
14
309
146
163
28
20
264
148
116
20
9 2
237
150
87
15
8
202
152
50
9
14
166
154
12
2
20
156
156
0
0
合计
折合
58.7mm
折合
10mm
29.解:
⑴推求流域面积
由式
可推得流域面积F
⑵分析法推求6h 10mm单位线
①由计算公式为:
第一时段末:
第二时段末:
,……
②推求得单位线见表2-7-21;核验折合成10mm,所以是合理的。
表2-7-21
单位线分析计算结果表
时间(日. 时)
7.8
7.14
7.20
8.2
8.8
8.14
8.20
9.2
9.8
9.14
9.20
10.2
时间(Δt=6h)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
地面净雨 (mm)
0
35.0
7.0
0
0
地面径流(m3/s)
0
20
94
308
178
104
61
39
21
13
2
0
单位线(m3/s)
0
5.7
25.7
82.9
34.3
22.9
12.9
8.6
4.3
2.9
0
30.解:
⑴分割地面、地下径流,计算地面径流深,见表2-7-22。
⑵确定初损与后损,得地面径流深
初损为流量起点之前的降雨量15mm,由地面径流深可推求出净雨深,Rs=22.2mm,第2时段降雨超过Rs的为后损量
⑶由于只有一个时段地面净雨,单位线计算公式为:
推求得单位线见下表;核验折合成10mm,所以是合理的。
表2-7-22
单位线分析计算结果表
时间(日. 时)
8.0
8.6
8.12
8.18
9.0
9.6
9.12
9.18
流量(m3/s)
20
10
23
60
40
20
10
10
地下径流(m3/s)
10
10
10
10
10
10
10
地面径流(m3/s)
0
13
50
30
10
0
降雨 (mm)
0
15
50
0
地面净雨(mm)
0
22.2
0
单位线(m3/s)
0
5.9
22.5
13.5
4.5
0
31.解:
⑴将单位线q(t)滞后6h得q(t-6),并将两单位线按时序叠加,得到u(12,t);
⑵将u(12,t)除以2得到12h 10mm单位线,具体计算见表2-7-23。
表2-7-23
单位线转换计算表
时段数
(
=6h)
单位线q(t)
(m3/s)
滞后单位线
q(t-6)(m3/s)
q(t)+q(t-6)
(m3/s)
q(12,t)
(m3/s)
0
0
0
0
1
30
0
30
15
2
142
30
172
86
3
180
142
322
161
4
90
180
270
135
5
23
90
113
57
6
0
23
23
12
7
0
0
0
32.解:
⑴分析法推求3h 10mm单位线
由计算公式为:
第一时段末:
第二时段末:
,……
⑵推求得单位线见表2-7-24;核验折合成10mm,所以是合理的。
表2-7-24
单位线分析计算结果表
时间(h)
0
3
6
9
12
15
18
地面径流(m3/s)
0
20
90
130
80
30
0
地面净雨(mm)
0
20
30
单位线(m3/s)
0
10
30
20
10
0
0
33.解:将过程线S(t)后移2h得S(t-2h)过程线,由S(t)与S(t-2h)的差得到u(2h,t)=S(t)-S(t-2h),尔后由式
得到2h 10mm单位线,列表2-7-25计算如下。
表2-7-25
单位线转换计算表
时间
(h)
Q
(m3/s)
S(t-2h)
(m3/s)
u(2h,t)
(m3/s)
q(2,t)
(m3/s)
0
0
0
0
1
16
16
8
2
226
0
226
113
3
301
16
285
143
4
341
226
115
57
5
361
301
60
30
6
371
341
30
15
7
376
361
15
8
8
376
371
5
2
9
376
376
0
0
合计
376
34.解:
⑴由S(t)曲线推求u(3,t)值,
,见表2-7-26第(3)栏
⑵推求3h10mm单位线
q(3,t)=
表2-7-26
单位线转换计算表
t(h)
s(t)
u(3,t)
q(3,t) (
)
(1)
(2)
(3)
(4)
0
0
0
0
3
0.2
0.2
20
6
0.6
0.4
40
9
0.8
0.2
20
12
0.9
0.1
10
15
0.96
0.06
6
18
1.0
0.04
4
21
1.0
0
0
35.解:
⑴列表推求S曲线,见表2-7-27;
表2-7-27
S曲线表
时间(h)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
q(m3/s)
0
16
210
75
40
20
10
5
0
S=
(m3/s)
0
16
226
301
341
361
371
376
376
S曲线最大值为376(m3/s)。
⑵推求该域的面积
由式:
EMBED Equation.3 =270.7 km
;流域面积为270.7 km
。
36.解:
列表推求地面径流过程线,结果见表2-7-28。
表2-7-28
地面径流计算结果表
时间
(6h)
单位线q
(m3/s)
净雨
(mm)
25mm净雨
产流量(m3/s)
35 mm净雨
产流量(m3/s)
地面径流
(m3/s)
0
0
25
35
0
0
1
430
1075
0
1075
2
630
1575
1505
3080
3
400
1000
2205
3205
4
270
675
1400
2075
5
180
450
945
1395
6
100
250
630
880
7
40
100
350
450
8
0
0
140
140
9
0
0
37.解:
⑴计算地面净雨过程
因
=10mm,第一时段降雨全部损失,后损
=0.5mm/h,则
=33-0.5
6=30mm,
=6-0.5
6=3mm。
⑵分析法推求6h 10mm单位线
由计算公式为:
第一时段末:
第二时段末:
,……
⑶推求得单位线见表2-7-29;核验折合成10mm,所以是合理的。
表2-7-29 单位线分析计算表
时间
地面径流
降雨量
净雨
Q1~t
Q2~t
q
(日 时)
量(m3/s)
(mm)
(mm)
(m3/s)
(m3/s)
(m3/s)
6 6
0
10
33
6
30
3
0
0
12
30
30
0
10.0
18
80
77
3.0
25.7
7 0
100
92.3
7.7
30.8
6
90
80.8
9.2
26.9
12
70
61.9
8.1
20.6
18
50
43.8
6.2
14.6
8 0
25
20.6
4.4
6.9
6
15
12.9
2.1
4.3
12
5
0
1.3
0
18
0
0
合10.0mm
38.解:
利用S曲线法,进行单位线时段转换计算,结果见表2-7-30。
表2-7-30 单位线时段转换计算表
时段
(
=3h)
6h10mm单位线
(m3/s)
S(t)
(m3/s)
S(t-3)
(m3/s)
S(t)-S(t-3)
(m3/s)
3h10mm单位线
(m3/s)
0
0
0
0
0
1
185
0
185
370
2
430
430
185
245
490
3
765
430
335
670
4
630
1060
765
295
590
5
1280
1060
220
440
6
400
1460
1280
180
360
7
1600
1460
140
280
8
270
1730
1600
130
260
9
1830
1730
100
200
10
180
1910
1830
80
160
11
1980
1910
70
140
12
118
2028
1980
48
96
13
2070
2028
42
84
14
70
2098
2070
28
56
15
2120
2098
22
44
16
40
2138
2120
18
36
17
2147
2138
9
18
18
16
2154
2147
7
14
19
2154
2154
0
0
20
0
2154
2154
39.解:
⑴分析法推求6h 10mm单位线
由计算公式为:
第一时段末:
第二时段末:
,……
⑵推求得单位线见表2-7-31;核验折合成10mm,所以是合理的。
表2-7-31 单位线分析计算表
时间
(日 时)
地面径流
(m^3/s)
地面净雨
(mm)
h1形成
地面径流
h2形成
地面径流
q
(m^3/s)
5 6
0
6
15
0
12
48
48
0
0
18
606
486
120
80
6 0
1515
300
1215
810
6
930
180
750
500
12
565
115
450
300
18
372
84
288
192
7 0
274
64
210
140
6
208
48
160
107
12
156
36
120
80
18
117
27.2
89.8
60
8 0
86
18
68
45.3
6
54
9
45
30
12
26
3.2
22.8
15.2
18
8
0
8
5.3
9 0
0
0
0
合10mm
40.解:
列法计算暴雨在流域出口形成的洪水过程,结果见表2-7-32。
表2-7-32
暴雨洪水过程计算表
时 间
日 时
地面净雨
(mm)
单位线
(m3/s)
各时段净雨量地面径流(m3/s)
基流
(m3/s)
洪水过程
(m3/s)
5mm
20mm
23 2
5
20
0
0
50
50
8
20
10
0
50
60
14
80
40
40
60
160
20
50
25
160
50
235
24 2
25
12.5
100
50
163
8
15
7.5
50
50
108
14
0
0
30
50
80
20
0
50
50
41解:
n=3.0,K=6h,F=2650km2
按此公式,计算6h时段单位线如表2-7-33。
表2-7-33
时段
t=6h单位线计算表
时间
(h)
t/k
S(t)
S(t-
t)
6h 10mm净雨
单位线(m3/s)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
0
0
0
0
0
6
1
0.080
0
0.080
98
12
2
0.323
0.080
0.243
298
18
3
0.577
0.323
0.254
313
24
4
0.762
0.577
0.185
227
30
5
0.875
0.762
0.113
139
36
6
0.938
0.875
0.063
77
42
7
0.970
0.938
0.032
39
48
8
0.986
0.970
0.016
20
54
9
0.994
0.986
0.008
10
60
10
0.997
0.994
0.003
4
68
11
0.999
0.997
0.002
2
72
0.999
0
0
42.解:
列表计算地面流量过程,如表2-7-34所示。
表2-7-34
地面流量过程计算表
时间(h)
0
6
12
18
24
30
36
42
48
54
60
68
72
单位线(m3/s)
0
98
298
313
227
139
77
39
20
10
4
2
0
15mm产生
Q1(m3/s)
0
147
447
470
341
209
116
59
30
15
6
3
0
40mm产生
Q2(m3/s)
0
392
1192
1252
908
556
308
156
80
40
16
8
0
地面流量(m3/s)
0
147
839
1662
1593
1117
672
367
186
95
46
19
8
0
43. 解:
由n=5.0,K=6h,F=3750km2,按下式计算6h时段单位线,结果如表2-7-35所示。
表2-7-35 时段
t=6h单位线计算表
时间
(h)
t/k
S(t)
S(t-
t)
U(
t,t)
6h 10mm净雨
单位线(m3/s)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
0
0
0
0
0
6
1
0.004
0
0.004
7
12
2
0.053
0.004
0.049
85
18
3
0.185
0.053
0.132
229
24
4
0.371
0.185
0.186
323
30
5
0.560
0.371
0.189
328
36
6
0.715
0.560
0.155
269
42
7
0.827
0.715
0.112
194
48
8
0.900
0.827
0.073
127
54
9
0.945
0.900
0.045
78
60
10
0.971
0.945
0.026
45
66
11
0.985
0.971
0.014
24
72
12
0.992
0.985
0.007
12
78
13
0.996
0.992
0.004
7
84
14
0.998
0.996
0.002
3
90
15
0.999
0.998
0.001
2
96
16
0.999
0
0
44.解:
⑴推求该流域地下径流过程
①推求该流域地下径流的演算式
将F=3750km2,
=235h,
=6h代入地下径流的演算公式,有
②时段起始流量75
,逐时段连续演算,推求地下径流过程,结果见下表。
⑵由6h10mm单位线,进行地面汇流计算结果见表2-7-36。
⑶将地面、地下径流过程按时序叠加,得到流域洪水流量过程,计算结果见表Ⅱ-7-36。
表2-7-36 流域洪水过程计算表
时间
单位线
地面净雨
21mm径流
18mm径流
地面径流
地下净雨
地下径流
流量
(月.日.时)
(m3/s)
(mm)
(m3/s)
(m3/s)
(m3/s)
(mm)
(m3/s)
(m3/s)
5.7.8
0
0
0
75
75
5.7.14
7
21
15
0
15
7.5
106
121
5.7.20
85
18
179
13
191
6.8
133
324
5.8.2
229
481
153
634
3.4
145
779
5.8.8
323
678
413
1091
141
1232
5.8.14
328
689
581
1270
138
1408
5.8.20
269
565
591
1156
134
1290
5.9.2
194
408
484
893
131
1023
5.9.8
127
266
350
616
127
744
5.9.14
78
164
228
392
124
516
5.9.20
45
95
141
235
121
357
5.10.2
24
51
81
132
118
250
5.10.8
12
26
44
69
115
184
5.10.14
7
15
22
36
112
149
5.10.20
3
7
13
20
110
129
5.11.2
2
4
6
10
107
117
5.11.8
0
0
3
3
104
107
5.11.14
0
0
101
101
5.11.20
99
99
5.12.2
96
96
45.解:
将流域面积
、主河道长度
和坡度
代入
,
计算公式,有
由式
,可计算出
值,为
PAGE
26
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