工程水文与水利计算(武大版教材)
第八章 流域产汇流计算
内容简介 研究对象
本章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。 研究内容 1.短期洪水预报； 2.枯水预报； 3.施工水文预报； 4.水文实时预报方法。 研究目的
本章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。本章研究内容和方法无论在水利工程的规划设计阶段还是运行管理阶段，都具有十分重要的地位。
第7.1节 概 述
内容提要
1. 由降雨过程推求径流过程的基本内容与流程； 2. 流域产汇流计算的基本思路。 学习要求
掌握由降雨过程推求径流过程的主要环节与基本思路。
1. 流域产汇流计算基本内容与流程
由流域降雨推求流域出口的河川径流，大体上分为两个步骤：
①产流计算：降雨扣除截留、填洼、下渗、蒸发等损失之后，剩下的部分称为净雨，在数量上等于它所形成的径流深。在我国常称净雨量为产流量，降雨转化为净雨的过程为产流过程，关于净雨的计算称之为产流计算。
②汇流计算：净雨沿着地面和地下汇入河网，然后经河网汇流形成流域出口的径流过
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程，这个流域汇流过程的计算称之为汇流计算。
它们之间的联系可简明地表示成图7-1-1所示的流程图。
图7-1-1由降雨过程推求径流过程流程图
2. 流域产汇流计算的基本思路
流域产汇流问题的内容十分丰富。这里仅介绍目前使用比较普遍和比较成熟的计算方法及其原理。产流计算的方法有降雨径流相关图法和初损后损法等；汇流计算的重点是单位线法和瞬时单位线法。
无论产流计算还是汇流计算，基本思路都是，先从实际降雨径流资料出发，分析产流或汇流的规律；然后，用于设计条件时，则可由设计暴雨推求设计洪水，用于预报时，则由实际暴雨预报洪水。
第7.2节 流域产汇流计算基本资料的整理与分析
内容提要
流域产汇流计算一般需要先对实测暴雨、径流和蒸发等资料做一定的整理分析，以便 在定量上研究它们之间的因果关系和规律。本节介绍这些要素的分析计算方法。 学习要求
掌握一次实测降雨洪水的总径流深、地面径流深和地下径流深以及流域蒸散发量的计算方法。
7.2.1降雨资料的整理
关于各次降雨的计算，加流域平均雨量、时段雨量、降雨强度等，在第二章已经讲过（见第二章有关内容）。
但必须注意的是，降雨场次的划分一定要与洪水场次的划分相对应，如图7-2-1所示。当把洪水划分为两次时，暴雨也要相应地划分为两次，且两两对应，前次暴雨Ⅰ对应前面的洪水Ⅰ，后次暴雨Ⅱ对应后面的洪水Ⅱ，切不可混淆。 7.2.2径流资料的整理与计算
1．洪水场次划分及次洪水总径流深W的计算
洪水场次划分是指，将非本次降雨产生形成的径流分割出去。如图7-2-1。多数情况下，与本次降雨所对应的径流过程，不仅包括本次降雨形成的地面、地下径流，而且还
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包括前期降雨的地下径流。如图中的虚线ag以下的水量，它表示如果没有降雨Ⅰ时，河中仍有持续的径流，称其为“基流”。另外，该次洪水尚未退完又遇降雨时，还会有后期洪水混入，如图中的第Ⅱ场洪水。
图7-2-1 次降雨径流分割及总径流量计算示意图
由图可知，如果能求得退水曲线ag和ca’df，便能求得降雨Ⅰ所形成的洪水的总量W，即abca’df线与agf线之间所夹的面积。推求W比较简便的方法，是利用地下径流退水线相当稳定的性质来推求。近似认为，前期降雨所形成的在a点以后的地下径流过程线ag，与a’点（与a点同流量）以后的a’df线趋势一致,即ag线向后平移至t'a的一段时间便可与a’df线相重合。具体做法是，过起涨点a作一水平线，交本次洪水过程线退水段于a’点,计算taabca’t'a包围面积所代表的水量，既为W，除以流域面积F得到径流深为
R?W F （7-2-1）
需要千万记住的是，起涨点a应比较低，才能保证a点的流量全为地下径流，这样才能保持同流量同消退的规律。否则，若a点太高，其流量可能包含有地面径流成分，使a点和a’点以后的退水过程线趋势不一致。若遇这种情况，如图7-2-1中的第3个峰，则不宜单独作为一场洪水，最好与前面的第2个峰合并，共同作为一场洪水Ⅱ。
2．流域地下径流标准退水曲线
流量过程线上的a点或a’ 点是否为流域地下退水流量，可由流域地下径流标准退
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水曲线来确定。图7-2-2中的下包线Qg～t，即为流域地下径流标准退水曲线，其绘制方法是
? 以相同的比例尺，在方格纸上绘出各场洪水的退水流量过程线； ? 用一张透明纸描绘出最低的退水过程线；
? 将此曲线移到另一场洪水的次低的退水段，在保持时间坐标重合的条件下左右
移动透明纸，使方格纸上的退水过程线在后部与透明纸上的退水过程线相重合，井把它也描绘在透明纸上；
? 如此逐一描绘各场洪水的退水流量过程线，就构成Qg～t线。
图7-2-2古田溪达才站退水曲线（图中数字为洪号）
3．地面地下径流分割及计算 ⑴地面地下径流分割
为分别研究地面径流和地下径流的产汇流规律，需将总径流中把地下径流（基流）分割。常用的两种方法：
①水平线分割法：如图7-2-3所示，从实测流量过程线的起涨点a作一水平线交过 程线的退水段于c点，则水平线ac就认为是该次洪水的地面地下径流分割线。
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图7-2-3 水平线分割法示意图
②斜线分割法： 如图7-2-4所示，将绘在透明纸上的标准退水曲线蒙在要分割的洪水过程线的退水段上（注意比例尺的一致），使横轴重合，然后左右移动，当透明纸上的标准退水曲线与洪水退水段的尾部吻合后，则两线前方的分又点C就是地面径流终止点。从实测流量过程线的起涨点a到地面径流终止点c连一斜线ac，既为地面地下径流分割线。
图7-2-4斜线分割法示意图
水平线分割法简便易行，对地下径流小，洪水历时短的流域较为适合；而对地下径流比重大、洪水连续时间长的流域，则会造成比较大的误差，此时改用斜线分割法较为合理。
⑵地面地下径流深的计算
地面、地下径流分割后，分割线上面的部分即地面径流WS，下面的部分即地下径流Wg，其地面径流深RS、地下径流深Rg分别除以流域面积F即可得到。
Rs?Ws F （7-2-2）
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