②根据降雨强度的大小变化情况,设超渗雨时段为1~5时段,即m=5,将表中有关数值代入式(7-4-18),得
?Ri?Rs?m fc?i?1Ri?tii?1(Pi?Ei)?m119.0?95.7?2.3mm/h
10.11③按各时段的fc?ti与(Pi?Ei)对比,超渗雨时段正是1~5时段,其它为非超渗雨时段,与假设相符,故fc?2.3mm/h即为所求。
(2)地面地下净而的划分
fc确定之后,按下述方法划分地面、地下净雨。
? 当fc?ti?Pi?Ei时 地下净雨
地面净雨
Rg,i?Ri
Rs,i?0
(7-4-19)
? 当fc?ti?Pi?Ei时 地下净雨
地面净雨
【例7-4-2】 由例7-4-1计算的结果,如表(7-4-1),按fc?2.3mm/h,求地面、地下净雨过程。
首先按fc?2.3mm/h,计算各个时段的fc?ti,如表(7-4-1)中第⑺栏所示;然后由
fc?ti与(Pi?Ei)对比,判别那些时段的降雨是超渗雨还是非超渗雨,分别按式(7-4-19)
Rg,i?Ri?tifc Pi?EiRs,i?Ri?Rg,i
(7-4-20)
或式(7-4-20)计算地下净雨 和地面净雨过程,见表(7-4-1)中第⑻、⑼栏。
表(7-4-1) 计算fc及划分地面地下净雨举例
时段 序号 时段长度 (Pi-Ei) 按fc划分地面、地下净雨 △ti (h) (mm) Ri (mm) RiRi ??ti (Pi?Ei)(Pi?Ei)(mm) △tifc Rr,i Rs,i 16
(1) 1 2 3 4 5 6 7 8 合计 (2) 5 1 3 1 2 2 4 6 (3) (4) 14.5 9.6 4.6 3.7 44.4 44.4 46.5 46.5 14.8 14.8 ∑=119 0 0 1.1 1.1 0.4 0.4 126.3 120.5 (5) 0.662 0.805 1 1 1 0 1 1 (6) 3.3 0.81 3 1 2 ∑=10.11 0 4 6 (7) 11.5 2.3 6.9 2.3 4.6 4.6 9.2 13.8 (8) 7.6 1.9 6.9 2.3 4.6 0 1.1 0.4 24.8 (9) 2.0 1.8 37.5 44.2 10.2 0 0 0 95.7 复习思考题 1.蓄满产流模型认为,在湿润地区,降雨使包气带未达到田间持水量之前不产流。(T) 2.按蓄满产流的概念,仅在蓄满的面积上产生净雨。(T)
3.按蓄满产流的概念,当流域蓄满后,超渗的部分形成径流,该部分径流包括地面径流和
地下径流。(F)
4.对流域中某点而言,按蓄满产流概念,蓄满前的降雨不产流,净雨量为零。(T) 5.净雨强度大于下渗强度的部分形成地下径流,小于的部分形成地面径流。(F) 6.下渗容量(能力)曲线,是指[b] a、降雨期间的土壤下渗过程线
b、充分供水条件下的土壤下渗过程线 c、充分湿润后的土壤下渗过程线 d、下渗累积过程线
7.在湿润地区,当流域蓄满后,若雨强i大于稳渗率fc,则此时下渗率f为[c] a、f>i b、f=i c、f=fc d、f 8.在湿润地区用蓄满产流法计算的降雨径流相关图的上部表现为一组[b] a、间距相等的平行曲线 b、间距相等的平行直线 c、非平行曲线 d、非平行直线 9.决定土壤稳定入渗率fc大小的主要因素是[d] a、降雨强度 b、降雨初期的土壤含水量 c、降雨历时 d、土壤特性 10.以前期影响雨量(Pa)为参数的降雨P径流R相关图P~Pa~R,当P相同时,应该Pa越大,[b] a、损失愈大,R愈大 b、损失愈小,R愈大 c、损失愈小,R愈小 d、损失愈大,R愈小 11.以前期影响雨量(Pa)为参数的降雨P径流R相关图P~Pa~R,当Pa相同时,应 17 该P越大,[c] a、损失相对于P愈大,R愈大 b、损失相对于P愈大,R愈小 c、损失相对于P愈小,R愈大 d、损失相对于P愈小,R愈小 12.对于湿润地区的蓄满产流模型,当流域蓄满后,若雨强i小于稳渗率fc,则此时的下渗率f应为[a] a、f=i b、f=fc c、f>fc d、f 13.按蓄满产流模式,当某一地点蓄满后,该点雨强i小于稳渗率fc,则该点此时降雨产生的径流为[c] a、地面径流和地下径流 b、地面径流 c、地下径流 d、零 第7.5节 初损后损法计算地面净雨过程 内容提要 初损后损法是一种超渗产流模型。该模型将降雨径流损失过程分为初损I0和平均后损率f两部分,综合分析I0和f的变化规律,在设计洪水或预报洪水时利用这种规律来由暴雨推求地面净雨过程。 学习要求 牢固掌握初损后损法的原理和计算净雨的方法。 7.5.1基本原理 初损后损法将下渗损失过程简化为初损后损两个阶段,如图7.5.1所示。 ①初损:降雨开始到出现超渗产流时,历时t0,降雨全部损失I0,包括初期下渗,植物截留,填洼等。 ② 后损:产流以后损失阶段,超渗历时ts内的平均下渗能力f。 当时段内i?f时,按f入渗,入渗量为f?t 当时段内i?f时,按i入渗,入渗量为 由水量平衡原理,净雨深Rs用下式计算: Rs?P?I0?fts?P? (7-5-1) 式中P为次降雨深(mm);Rs为P形成的地面净雨深(mm);I0为初损(mm);ts为后损阶段的超渗历时(h);f后期ts内的平均后损率(mm/h);P’为后损阶段非超渗历时t?内的雨量(mm)。 18 图7.5.1 初损、后损示意图 各场暴雨的I0及f并不相同,对于洪水预报及洪水设计,应通过实测暴雨洪水资料分析它们的变化规律,然后再依预报及设计的具体情况,确定相应I0及f,从而进一步由降雨过程推算净雨过程。 7.5.2 初损I0的确定 1.由实测资料分析各场洪水的初损I0 ? 流域较小时,降雨基本一致,洪水过程线起涨点前的累积雨量就是初损I0。 ? 对于较大的流域,可在其中找小流域水文站按上述方法确定I0。 图7-5-2确定初损示意图 2.综合分析I0的变化规律 利用实测雨洪资料,分析各场洪水的I0及相应的流域起始蓄水量W0(Pa,0),初损期的平均雨强i0,并建立相关图,如图7-5-3。 19 图7-5-3湟水西宁~民和区间初损关系曲线 由于植被和土地利用具有季节性变化特点,初损量I0还受到季节的影响。因此,也可以建立如图7-5-4所示的以月份为参数的初损相关图。 图7-5-4沩水宁乡站流域初损关系曲线 7.5.3平均后损率f的确定 1. 由实测资料分析各场洪水的f 平均后损率f的计算式为 f?P?Rs?I0?P? ts (7-5-2) 对于实测暴雨洪水,P、Rs和I0为已知,P’、ts、f均与降雨过程有关,可以采用类似7-4-2节的试算方法,求平均后损率f。 2.综合分析f的变化规律 一次降雨过程中,由于后损是初损的延续,初损量越大,土壤含水量越大,则后损能力越 20