4、超渗产流
在干旱和半干旱地区，地下水埋藏很深，流域包气带很厚，缺水量大，降雨过程中下渗的水量不易使整个包气带达到田间持水量，很少产生壤中流或地下径流。但当雨强超过土壤下渗能力时会产生地面径流。 这种产流方式称为“超渗产流”。 5、流域产流方式论证
蓄满与超渗，产流量的影响因素与计算方法是不同的，故在编制产流计算方案前，应初步论证流域主要的产流方式，以便确定计算模型。
蓄满产流和超渗产流 是两种基本产流方式。 论证一个流域的产流方式，可以从以下几方面入手：
（1）分析流域出口的流量过程线形状 （2）分析流域的气候、地理及下垫面特征 （3）分析影响次洪产流量的因素
表 3-2 两种产流方式的对比
产流方式 产流条件 损失量 蓄满产流 包气带土湿达田间持水量 超渗产流 雨强超过渗强 雨期下渗量 包气带雨始土湿达田间持水量的缺水量 产流量 包气带达田间持水量后的后续降超渗时期雨强与渗强之雨量 地面径流与地下径流 降雨量，雨始土湿 差 地面径流 雨强，雨始土湿 径流成分 决定产流量的因素 对某个具体流域，两种产流方式是相对的。湿润地区以蓄满产流为主的流域， 在久旱后遇到雨强超过下渗能力的降雨，也会产生超渗地面径流。同样，干旱地区以超渗产流为主的流域，在多雨季节也出现蓄满产流现象。
第四节 产流计算
内容提要
在以上产流理论基本概念的基础上，介绍降雨径流相关图法、蓄满产流模型法和超渗产流中的图解法、初损后损法等产流计算方法。是本章学习的重点。 学习要求
掌握经验的降雨径流相关图的制作和应用，掌握蓄满产流模型、初损后损法等产流计算方法。
一、降雨径流相关法 1、相关图的建立
降雨径流相关是在成因分析与统计相关相结合的基础上，用每场降雨过程流域的面平均雨量和相应产生的径流量，以及影响径流形成的主要因素建立的一种定量的经验关系。
影响降雨径流关系的主要因素有：前期影响雨量Pa或流域起始蓄水量W0、降雨历时、降雨强度、暴雨中心位置、季节等。 生产上最常用的是R=f(P，Pa)的三变数相关图。
以R为横标，P为纵标，将(Pi，Ri) 点绘于坐标图上，标明各点的参变量Pa值，根据参变量的分布规律及降雨产流的基本原理，绘制Pa等值线簇。如图 3-18 所示。
图 3-18 降雨径流相关图
P～Pa～R 相关图具有以下特征：
（1）Pa曲线簇在45直线的左上侧，Pa值越大，越靠近45线，即降雨损失量越小；
（2）每一Pa等值线都存在一个转折点，转折点以上的Pa线呈45直线，转折点以下为坡度大于45的曲线；
（3）Pa直线段之间的水平间距相等。 2 、相关图的应用
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P～Pa～R相关图作好后，就可以根据降雨过程及降雨开始时的Pa在图上求出净雨过
程。如图3-19 所示。
图 3-19 降雨径流相关法推求净雨过程示意图
有一场两个时段的降雨，第一时段雨量为P1，第二时段雨量为P2，降雨开始时Pa为80mm，在图3-19Pa=80mm 的线上由P1查得产流量为R1，再由P1+P2查得产流量为R1+R2，则第二时段净雨R2 =（R1+R2）-R1。对于多时段降雨过程，依此类推就可求出净雨过程，即产流量过程。若降雨开始时Pa不在等值线上，可用内插方法查算。 二、蓄满产流的产流量计算
蓄满产流以满足包气带缺水量为产流的控制条件，包气带缺水量可根据流域蓄水容量曲线和降雨起始土壤含水量确定。
图 3-17中已明确当W0 = W时PE所产生的径流量为图中浅绿色填充面积，本节的任务是在本章第二节定性分析的基础上进行产流量的定量计算。为此需先解决以下问题： ◆ 确定流域蓄水容量曲线的线型； ◆ 计算 W 0对应的纵坐标 A ； ◆蒸散发计算。
1 、流域蓄水容量曲线的线型
（3-10）
式中：W′mm为流域最大点蓄水容量；B为蓄水容量曲线的指数，反映流域中蓄水容量的不均匀性。
根据流域蓄水容量曲线的定义，曲线所包围的面积为流域蓄水容量WM，即：
2、计算W0对应的纵标 A
由图 3-17 中可知：
（3-11）
W 0 = W 时降雨 ～ 径流关系示意图
（3-12）
降雨开始时，图中a点左边的αa面积上已经蓄满，a点右边未蓄满，(1-αa)面积上的初始蓄水量为A。 3、蒸散发计算
由本章第二节知，在降雨期，降雨扣除蒸发后才能参与产流计算；在无雨期，蒸发消耗了土壤中的含水量，影响了降雨开始时的土壤含水量，从而也影响产流量，可见蒸散发计算对产流计算的重要性。 常用的蒸发模型有三种： a.一层模型
一层模型假定流域蒸散发量与流域 蒸散发能力和流域蓄水量呈正比。计算公式如下：
式中：EΔt、EMΔt——Δt时段内流域的蒸散发量与蒸散发能力；
WM、Wt——流域蓄水容量和时段初流域蓄水量。
一层模型虽然简单，但没有考虑土壤水分在垂直剖面中的分布情况。如久旱之后下小雨，Wt很小，算出的 EΔt很小，但由于雨实际上分布在表面上，很容易蒸发。所以一层蒸发模型计算的蒸发量比实际的偏小。 b.二层模型
二层蒸发模型把流域蓄水容量WM分为上下二层，WUM和WLM，WM=WUM+WLM。实际蓄水量相应分为上下二层，WUt和WLt，Wt = WUt+WLt。实际蒸发量也相应分为上下二层，EUΔ
t和ELΔt，EΔt= EUΔt+ ELΔt 。并假定：下雨时，先补充上层缺水量，满足上层后再补充
下层。蒸散发则先消耗上层的蓄水量，上层蒸发完了再消耗下层。计算公式如下： 二层蒸发模型相对于一层模型有所改进。但久旱以后，WLt已很小，算出的ELΔt很小，但此时植物根系仍可将深层水分供给蒸散发。所以二层蒸发模型计算的蒸发量比实际的偏小。 c. 三层模型
三层蒸发模型把流域蓄水容量 WM 分为上下三层，WUM、WLM和WDM，
WM=WUM+WLM+WDM。实际蓄水量相应分为上下三层，WUt、WLt和WDt，Wt= WUt+WLt+WDt。实
际蒸发量也相应分为上下三层， EUΔt、ELΔt和EDΔt，EΔt =EUΔt+ELΔt+EDΔt。并假定：下雨时，先补充上层缺水量，满足 上层后再补下层，满足下层后再补充深层。蒸发则先消耗上层蓄水量，上层水量不足再蒸发下层，下层水量不足再蒸发深层。 计算公式如图 3-20 所示。
图 3-20 三层蒸发模型计算框图