工程水文与水利计算(武大版教材)08(7)

2019-04-14 10:50

h?11000?2271?12?3600?9.8mm ?q?t?F10048?10002修正后单位线见表7-7-1, 径流深为: h?11000?2326?12?3600?10mm。 ?q?t?2F10048?10002.试错优选法

用分析法推求单位线常因计算过程中误差累积太快,使解算工作难以进行到底,这种情况下比较有效的办法是采用试错优选法。

试错优选法是先假定一条单位线,按倍比假定计算各时段净雨的地面径流过程,然后将各时段净雨的地面径流过程按时程叠加,得到计算的总地面径流过程;若能与实测的地面径流过程较好地吻合,则所设单位线即为所求,否则,对原设单位线予以调整,重新试算,直至吻合较好为止。 7.7.3单位线的时段转换

单位线应用时,往往因实际降雨历时和已知单位线的时段长不相符合,不能任意移用;另外,在对不同流域的单位线进行地区综合时,各流域的单位线也应取相同的时段长才能综合。解决上述问题的方法就是进行单位线的时段转换,最常用的方法是S曲线法,具体如下。

图7-7-2单位线的时段转换

所谓S曲线,就是流域上保持一个强度恒为10mm/Δt的净雨,在流域出口形成的地面径流过程线S(t),如图7-7-2所示,其形状很像英文字母S,故称S曲线。S(t)曲线实际上就是单位线纵标沿时程的累积曲线,即

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S?t???qi??t,t?

i?0m (7-7-3)

式中,S(t)为第m个时段末(t=mΔt)的S(t)曲线纵标值;qi??t,t?为Δt内净雨10mm单位线q(Δt,t)在第j时段末(t=jΔt)的纵标值。

将S(t)线向右平移时段ΔT,即得图7-7-2中另一S曲线S(t-ΔT),它代表错后ΔT开始的持续强度为10mm/Δt的净雨在出口形成的地面径流过程线。这两条S曲线的纵坐标差S(t)-S(t-ΔT),代表ΔT时段内强度为10/Δt的净雨所形成的流量过程线。由单位线的倍比假定,有

q??T,t?10?

s(t)?s(t??T)?10/?t??T

(7-7-4)

得到时段为ΔT的单位线q(ΔT,t)的计算式:

q??T,t???t ?s(t)?s(t??T)?

?T

(7-7-5)

【例7-7-2】试将表7-7-2时段为6h的单位线转换为3h的单位线。

表7-7-2单位线时段转换计算表

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表7-7-2中第(1)、(2)栏为Δt=6h的单位线q(Δt,t),计算过程如下: ? 从原单位线的S(t)曲线(图7-7-2)上读取的数值,得第(3)栏; ? 将S(t)曲线向后平移3h,得第(4)栏的S(t-3);

? 将S(t)-S(t-3)得第(5)栏,它是3h净雨5mm形成的地面径流过程; ? 将S(t)-S(t-3)乘以Δt/ΔT=2,即得第(6)栏要推求的3h单位线。 7.7.4单位线法存在的问题及处理方法

单位线的两个假定不完全符合实际,一个流域上各次洪水分析的单位线常常有些不同,有时差别还比较大。在洪水预报或推求设计洪水时,必须分析单位线存在差别的原因并采取妥善的处理办法。

1.净雨强度对单位线的影响及处理方法

在其他条件相同情况下,净雨强度越大,流域汇流速度越快,由此洪水分析出来的单位线的洪峰比较高,峰现时间也提前;反之,由净雨强度小的中小洪水分析单位线,洪峰低,峰现时间也要滞后,如图7-7-3所示。针对这一问题,目前的处理方法是:分析出不同净雨强度的单位线,并研究单位线与净雨强度的关系。进行预报或推求设计洪水时,可根据具体的净雨强度选用相应的单位线。

图7-7-3单位线受地面净雨强度影响

2.净雨地区分布不均匀的影响及处理方法

同一流域,净雨在流域上的平均强度相同,但当暴雨中心靠近下游时,汇流途径短,河网对洪水的调蓄作用减少,从而使单位线的峰偏高,出现时间提前;相反,暴雨中心在上游时,大多数的雨水要经过各级河道的调蓄才流到出口,这样使单位线的峰较低,出现时间推迟,如图图7-7-4所示。针对这种情况,应当分析出不同暴雨中心位置的单位线,以便洪水预报和推求设计洪水时,根据暴雨中心的位置选用相应的单位线。

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图7-7-4单位线受暴雨中心位置影响

当一个流域的净雨强度和暴雨中心位置对单位线都有明显影响时,则要对每一暴雨中心位置分析出不同净雨强度的单位线,以便将来使用时能同时考虑这两方面的影响。 7.7.5应用单位线预报洪水过程

应用单位线预报洪水过程,仍然采用单位线的基本概念和基本假定,现结合示例说明其过程。

【例7-7-3】试利用表7-7-3所给资料,采用单位线法计算洪水过程。

表7-7-3 某河某站用单位线法由降雨推求洪水过程(F=5253km)

2

计算步骤如下:

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? 根据第(2)栏流域降雨用初损后损法推算地面净雨过程,列于该表第(3)栏。 ? 根据该次降雨和净雨的情况选择相应的单位线,列于表中第(4)栏。 ? 按照倍比假定,用单位线求各时段净雨的地面径流过程,结果列于表中第(5)、

(6)栏。

? 按叠加假定,将第(5)、(6)栏的同时刻流量叠加,得总的地面径流过程,列

于第(7)栏。

? 计算地下径流过程,该站的地下径流比较稳定,且量不大;近似取起涨流量70

m/s作为本次洪水期间的地下径流,列于表中第(8)栏。

? 将(7)、(8)栏的地面、地下径流过程叠加,得第(9)栏要预报的洪水流量过

程。

复习思考题

1.对同一流域而言,不管净雨历时是否相同,但只要是10mm净雨,则形成的单位线的径流量时相等的。(T)

2.对同一流域而言,不管净雨历时是否相同,但只要是10mm净雨,则形成的单位线的形状相同。(F)

3.根据单位线的基本假定,考虑了净雨强度对其形状的影响。(F)

4.单位线假定考虑了净雨地区分布不均匀对其形状的影响。(F)

5.某流域由某一次暴雨洪水分析出不同时段的10mm净雨单位线,它们的洪峰将随所取时段的增长[c]

a、增高 b、不变 c、减低 d、增高或不变

6.净雨在流域上分布不均匀是单位线变化的主要原因之一,一般暴雨中心在上游的单位线比暴雨中心在下游的单位线[c] a、峰值小,峰现时间早

b、峰值大,峰现时间早 c、峰值小,峰现时间迟 d、峰值大,峰现时间迟

7.降雨在流域上分布不均匀是单位线变化的主要原因,一般暴雨中心在下游的单位线比暴雨中心在上游的单位线[b] a、峰值小,峰现时间迟

b、峰值大,峰现时间早 c、峰值小,峰现时间早 d、峰值大,峰现时间迟 8.某流域根据三场雨强相同,但暴雨中心分别在上、中、下游的洪水分析的三条6h10mm单位线,它们的洪峰流量分别为q上,q中,q下,则它们之间一般应该[b] a、q上>q中>q下 b、q上

c、q上=q中=q下 d、q上?q中?q下

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3


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