《第二章流域产流预报2.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二章流域产流预报2.ppt(27页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、,第二章 流域产流,2012年2月26日,本章内容,第1节 概述 第2节 产流机制分析 第3节 流域蒸散发量计算 第4节 实测径流分析 第5节 前期雨量指数模型 第6节 蓄满产流模型 第7节 超渗产流模型 第8节 混合产流,第1节 概述,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:研究流域上降雨扣除植物截留、填洼、蒸发、下渗等损失,形成净雨量(包括坡面流、壤中流和基流)的计算方法; 汇流计算:研究净雨沿地面和地下汇入河网,并沿河网汇集形成流域出口断面径流。,第1节 概述,非闭合流域水量平衡,水量平衡方程式:,R=P-E-WP-WS- WR交 R引 R其他
2、,In: P(降水) Out: E(流域蒸散发量) WP(植物截留量) WS(地面坑洼储水量) W土壤蓄水量变化 R(径流量) R引(跨流域引水量,引入为正,引出为负) R交(流域不闭合径流交换量) R其他(其他因素引起的水量增减),中等或平缓山坡:515mm,耕地:1040mm,平整的土表面:10mm,一般植被条件:10mm,发育完好的森林:次洪降雨量的15%25%,闭合流域水量平衡,水量平衡方程式:,无大的跨流域引水工程:R引=0 无大的其他影响流域蓄水量增减的因素:R其他=0 将冠层截留、填洼与土壤蓄水合并,Wt,Wt+1分别为t时刻和t+1时刻土壤蓄水量,已知:降雨量Pt和初始土壤含水
3、量Wt,?,需要: 蒸发计算模式计算Et 建立PtRt关系,利用Pt推求Rt,与流域产流机制有关,第2节 产流机制分析,流域植被分布、土壤质地和类型等空间变异性很大,使得尽管对单个水文过程(降雨、入渗、饱和及非饱和土壤水分运动等)研究相对比较成熟,但如何把这些理论加以综合来解释流域产流机制的理论尚未取得令人满意的结果。 根据流域的自然地理和气候特征,对复杂的流域产流物理过程进行必要的概化描述,是建立数学模型的前提。,流域产流过程就是水分经过流域下垫面(包括地面和包气带)作用之后对降水的再分配的过程。因此,不同的下垫面条件对应不同的流域产流机制,从而进一步影响到整个流域径流发展的过程也不相同。,
4、超渗产流,蓄满产流,蓄满产流:包气带土壤含水量达到田间持水量(蓄水容量,Wm)的产流情况。当土壤蓄满后,降雨入渗到土壤中的部分将形成地下径流(Rg);降雨超过入渗强度(fc)的部分形成地表径流(Rs)。 总径流量:R=Rg+Rs。 水量平衡平衡方程: R=P-E-(Wm-W0),超渗产流是指降雨强度过大,导致降雨强度超过下渗率,未渗入土壤的水量, 便形成地表径流的产流过程。 总径流量:R=Rs。 水量平衡平衡方程: R=P-E-(We-W0),饱和,思考:两者的差异 地下径流 雨强/雨量,产流机制论证方法,流量过程线分析 气候、地理和下垫面特征分析,定量描述洪水过程线的对称性形状不对称系数CS
5、,Cs不对称系数,qt比例过程线的纵坐标,tB过程线重心的时间,t时间,Cs=-0.0099,Cs=0.7,气候、地理和下垫面特征分析,下垫面,植被差、土壤颗粒细、地下水埋深大超渗产流,土壤颗粒大、质地疏松、植被好、地下水埋深浅蓄满产流,综合分析,统计学,r2=0.632,r2=0.234,r2=0.98,r2=104,不同流域产流机制是什么?,第三节 流域蒸散发量计算,蒸散发是水分消耗的重要形式,相对于其他水文变量(如降雨、径流、土壤水分等),其准确测定相对困难。 在这一节系统介绍蒸散发计算模型及测定方法的最新进展。,基本概念,蒸 发:水分子从物体表面向大气逸散的现象。 蒸发潜热():单位水
6、量蒸发到空气中所需的能量。 凝结潜热():单位水量从空气中凝结返回水面所释放的能量。是温度(t in oC)的函数: =2491-2.177t(J/g) 蒸发能力:充分供水条件下,单位时间从单位面积逸散到大气中的水分子与从大气中返回蒸发面的水分子数之差值 饱和水汽压(kPa):在一定温度下,空气含水量达到饱和时的水汽压。是温度(t in oC)的函数,蒸发类型,陆面蒸发,控制蒸发的条件,蒸散发模型,蒸散发模型分类,基于空气温度 (Air temperature-based Methods) 基于太阳辐射 (Solar radiations-based methods) Penman组合法 (P
7、enman Combination Method) Penman-Monteith Method 微气象方法 -空气动力学方法 -波文比-能量平衡法,仅是温度函数,计算简单,精度差,适合于资料有限地区,Rnl=Rl,down-Rl,up Rns=Rs-aRs=(1-a)Rs Rn=Rnl+Rns R=Rs+Rl,down,基于太阳辐射 (Solar radiations-based methods),the slope of saturation vapour pressure curves (mb/oC),the psychromatic constant (mb/oC),Cp: the specific heat of air 0.2397 0.26 with a mean 0.242(cal/g/oc),cal/g,a=0.61, b=-0.012,a=1.26, b=0,a=0.0135, b=17.8,Rs:total solar radiation(cal/m2/day) Rn:net solar radiation,Penman组合法,H=Rn-G,Ea=0.35(0.5+u/100)(ez,sat-ez),Penman-Monteith Method,
链接地址:https://www.31doc.com/p-2095403.html