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水文预报重点总结

水文预报重点总结一、选择题 二、填空 三、简答 四、计算 五、综合分析第2章 降雨产流量预报1.降雨径流预报:研究流域内一次降雨将产生多少径流量、径流量的时程分配及径流成分的划分。

2.3.两种产流方式特点和区别: 蓄满产流:1)概念:在湿润及半湿润地区,植被较好,表土的下渗能力很强,一般的雨强难以超过。

由于湿润,地下水位较高,包气带缺水量不大,易于被一次降雨所满足。

这种产流方式的特点是降雨与总产流量的关系只决定于前期土湿,与雨强无关,叫做蓄满产流。

单点产流公式: 2)基本原理:任一地点上,土壤含水量达蓄满(即达田间持水量)前,降雨量全部补充土壤含水量,不产流;当土壤蓄满后,其后续降雨量全部产生径流。

超渗产流:1)概念:在我国干旱地区,特别在植被较差处,雨量稀少,地下水埋藏深,且包气带下部常为干。

由于包气带缺水量大,一般降雨不可能使包气带达到田间持水量。

但植被差,土质贫瘠,下渗能力低。

产流的方式主要是雨强超过渗强而形成地面径流,成为超渗产流:当当 有些地区产流方式比较复杂,表现出过渡性,蓄满及超渗兼有。

2)基本原理:当PE<=F ,RS=0,当PE>=F ,RS=PE —F ,一般,干旱地区降雨强度大,历时短,E 可忽略,PE 可由P 代替。

超渗产流和蓄满产流区别:4.蒸发关系概化:流域蒸散发有:土壤蒸发E S (影响最大)、植物散发E PL 、水面蒸发E W0()R P E WM W =---:,0;s g i f R i f R >=-=:0s g i f R R <==流域蒸发影响因素:(1)气象要素:太阳辐射、气温、风速、湿度、水汽压等;(2)植被覆盖:覆盖率、植被种类、植被生长季节等;(3)地貌特征:水面、陆面、都市区、朝阳坡、背阴坡;(4)土质:沙地、粘土、土质空隙度等; (5)土湿5.一层、三层蒸发模型:一层蒸发模式:E S =E S (E P ,W)三层蒸发模式:上土层(EU, WU,WUM )蒸发量:EU=E P下土层(EL, WL,WLM )蒸发量:EL=E P .WL/WLM 深土层(ED, WD,WDM )蒸发量:ED=C.E P 土壤蒸发量:E=EU+EL+ED (同时刻相加) 1)当WU+P>=E P ,EU=E p ,EL=0,ED=0;2)当WU+P<E P , WL>=C.WLM,EU=WU+P,EL=(E P -EU)*WL/WLM,ED=0; 3)当WU+P<E P , C.(E P -EU)<=WL<C.WLM, EU=WU+P,EL=C*(E P -EU),ED=0; 4)当WU+P<E P , WL<C.(E P -EU),EU=WU+P,EL=WL,ED=C*(E P -EU)-EL. 6.K 值的确定:K C (蒸散发折算系数:E P =K C *E 0):反映水面与陆面蒸发的差异K 1;反映水面与陆面所在地理位置差异K 2;E 0如是器皿蒸发量,反映器皿与水面差异K 3。

其中:E601 or φ80cm 蒸发皿:K 1*K 3≈ 1;K 2:主要反映高程的影响。

1m W β=p mWE E W =图2-721210.1100K K Z Z ''-=-7.实测径流分析:根据一场实测的流域出口断面的流量过程,计算相应的径流深、地面径流深、地下径流深。

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。

为了研究暴雨与洪水之间的关系,必须对流量过程线加以分割(次洪划分);由于不同水源水流运动规律不同,要把本次洪水径流分为地面径流、地下径流(径流分割)。

8.退水曲线:流域出口断面的流量过程是由不同水源的径流成分组成,并因其运动路径和受流域调蓄作用不同,使出口断面流量过程特征上互有差异。

地面径流:运动速度快、流程短、受到调蓄作用小;形成流量过程陡涨陡落,涨洪和洪峰附近流量过程主体部分。

地下径流:运动速度慢、流程长、受到调蓄作用大、汇流时间长;洪水退水尾部主体部分,常延续至后续洪水过程中。

壤中流:(1)直接径流(地面径流):地面径流 、快速壤中流(2)地下径流:慢速壤中流、地下径流退水曲线指数方程 退水I=0 , 则,从0~t 积分 地下水退水方程K 的物理意义:1)泄完蓄水量W t 所需的时间;2)平均汇集时间 把地下水退水方程写成递推形式:11Kt t Q e Q -+=⋅令:1KC e-=则1/ln K C =-C : 流量消退系数,反映退水速率快慢。

(C<1)C 的推求方法:最小二乘法(LSM)、相邻时段流量关系图、组合退水曲线 退水曲线制作:1)点绘各场次洪水的退水过程在半对数纸上(比例一样);2)用透明的半对数纸,沿时间轴左右平移,把原半对数纸上的退水曲线逐条绘于透明纸上,使它们的尾部重合; 3)作光滑的下包线,即为流域地下水退水曲线。

4)组合退水曲线常与Q t =f (Q m ,t)退水曲线结合使用。

9.Kg 的确定:Kg :地下径流的出流系数10.径流分割:斜线法(最常用)Key points :寻找直接径流终止点BB 点确定:1)退水曲线法:使退水曲线与流量过程线退水尾部重合,而流量过程与退水曲线的分叉点即视为直接径流终止点;2)经验法:关系稳定,经验法效果较好;关系不稳定,经验法误差较大。

斜线法步骤:1)找到B 点;2)从起涨点A到地面径流终止点B绘制直线AB ;3)AB 线以上为地面径流,以下为地下径流。

Q dt dW -=Q K W =Q Kdt dQ 1-=K tt eQ Q -=0⎰⎰-=tQ Q dt K dQ Q t 0110Q I dt dW -=Q K W =11.降雨径流相关图概念、特征及影响因素:概念:反映降雨P 、产流量R 及其影响因子(如前期影响雨量Pa 、降雨历时T 、季节)之间的多变量相关图。

特征:1)曲线簇在450直线上方(why?);P a 越大,越靠近450直线。

2)转折点:以上为450直线,以下为下凹的曲线。

3)P a 直线段之间水平间距相等。

代表性:相关图(经验性),要求足够数量和充分代表性的观测资料。

1)洪水量级代表性:大、中、小;2)洪水发生季节代表性:主汛期、非主汛期;3)雨型代表性:锋面雨、台风雨、雷雨等;4)前期条件代表性:连续降雨、连续干旱等。

主要影响因素:前期影响雨量Pa 、季节M 、降雨历时T 、雨量、暴雨中心位置等。

12.蓄水容量曲线:流域内各点包气带的蓄水容量是不同的,将各点包气带蓄水容量从小到大排列,以包气带达到田间持水量时的土壤含水量WM ′为纵坐标,以流域内小于等于该 WM ′的面积占全流域的面积比α为横坐标,反映土壤缺水量空间分布的不均匀性。

Wmm:流域蓄水容量的最大值;b:反映流域蓄水容量分布的不均匀性(1)mmW m m W dW α'=-⎰则1mmm W W b=+13.水源划分:(1)二水源划分:稳渗法划分直接径流和地下径流;(2)三水源划分:水箱模型划分地面径流、壤中流和地下径流 。

1)二水源划分(直接径流+地下径流) 1.基本原理:1(1)bm mmW W α'=--方法前提:(1)超渗产流只有地面径流,水源划分主要针对蓄满产流;(2)蓄满后的下渗率达到稳定(fc :稳定入渗率);(3)蓄满后的稳定下渗率不随空间变化 。

全流域蓄满前:1)PE<f C ,产流面积上(α1),所有降雨全部用于产流(地下径流),其他面积上(1- α1 ),降雨补充土壤含水量。

2)PE>f C ,产流面积上(α2),降雨产流(rg= f C .α2, rs=(PE- f C ).α2 ),其他面积上(1- α2 ),降雨补充土壤含水量。

全流域蓄满后:r g = f C ,r s =PE- f C 2.计算公式:C f >≤=⋅+∑∑i i ii iiiPE FCPE FCr RG r PE C (f )>=-∑i i i iiPE FCrRS PE PE(二)三水源划分 1.基本原理:(1)退水过程,明显3段:A-B :RS 退水、B-C :RI 退水、C 以下:RG 退水。

(2)FS>FD:自由水聚积,横向流动-RI2.基本方程:R+S>SM: =+-RS R S SM ,=⋅RI KI SM , =⋅RG KG SMR+S<=SM: 0=RS , ()=⋅+RI KI R S ,()=⋅+RG KG R S3.自由水蓄量分布:1(1)EX mmS S α=--,1=+mm m S S EX 4.水箱模型划分水源:初始自由水蓄量分布与计算:110(1)(1)α+=-=--⎰AU EX m m mm AU S ds S S S ,1111/[1(1)]EX mm mS FR FR AU S S +⋅=--PE+AU<S mm : 111[./(1)]EX m mmmPE AU RS FR PE S FR FR S S S ++=+-+- PE+AU>=S mm : 11(./)m RS FR PE S FR FR S =+-本时段的自由水蓄量为:11./()/S S FR FR R RS FR =+- 相应的壤中流和地下径流为: =⋅⋅=⋅⋅RI KI S FR RG KG S FR 本时段末(下一时段初)自由水蓄量为:1(1)=--S S KI KG14.Wm 的分析确定:气候参数,代表流域内气候的干旱程度和影响土壤水分变化的土层深度,不是很灵敏。

WM 不能取得过小,以免计算中W 出现负值。

WM 确定原则:值尽可能小,但无雨期蒸发消耗不会使土壤含水量出现负值{}{}[0,)[0,)max min ∈+∞∈+∞=-t t t t WM W W选择前期特干旱(土壤含水量很小,可忽略W 初 =0),一场降雨引起大洪水(雨末蓄满W 末= WM )的资料:末初=-=--WM W W P E R14.混合产流:蓄满产流模式+超渗产流模式1)较湿润地区,久旱后遇雨强很大的暴雨,会发生超渗产流 。

2)较干旱地区,发生较长期连绵的低强度降雨后,也会发生蓄满产流 。

3)一场降雨,前期是超渗,后期是蓄满 。

面积比例法、垂向混合法。

第3章:流域汇流预报1.流域汇流:是研究流域上地表径流、壤中流和地下径流如何汇集为出口断面流量过程。

流域汇流分阶段:坡地汇流、河网汇流。

在坡地汇流,不同水源由于调蓄作用不同汇流速度相差很大。

地下径流取决于坡地汇流阶段,地表径流主要取决于河网汇流阶段。

2.影响R~I 的因素:1)气候因素:i(雨强)、P (降雨)的空间分布; 2)地形因素:坡度大、流域形状;3)下垫面结构:沟网密度。

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