1、第3章流域集水區(qū)、時(shí)間： 2012年3月19日、Precipitation、Runoff、Q(t)-Discharge、生產(chǎn)產(chǎn)水量補(bǔ)正算、集水區(qū)補(bǔ)正算、坡地集水區(qū)、河網(wǎng)集水區(qū)、 流域集水區(qū)包括坡地集水區(qū)、河網(wǎng)集水區(qū)。 在大流域，降雨及下墊面特性的不均勻，需要考慮其間的不均勻性來(lái)劃分小區(qū)。 流域集水區(qū)方法有系統(tǒng)解析的黑匣子模型(單位線(xiàn)法等)和等流時(shí)光軸法等概念模型。 第一節(jié)概論，1單位線(xiàn)的定義和基本假設(shè)，在某流域中，單位時(shí)間段內(nèi)均勻分布的一次降雨造成的單位凈雨量，流域出口斷面形成的地面流出路線(xiàn)稱(chēng)為單位線(xiàn)，標(biāo)記為UH(unit hydrograph )，標(biāo)記為q t。 單位純雨量始終為10.0mm

2、。 單位時(shí)間帶的長(zhǎng)度可以任意取。 例如1h、2h、3h。 由流域的大小決定單位線(xiàn)的三要素： Tp-洪峰停滯時(shí)qp-單位線(xiàn)洪峰產(chǎn)水量T-單位線(xiàn)的持續(xù)時(shí)間、凈雨的持續(xù)時(shí)間朝向無(wú)限小(t0 )的單位線(xiàn)稱(chēng)為瞬時(shí)單位線(xiàn)，記為IUH。 有兩個(gè)假設(shè)：Tp、t、qp、單位線(xiàn)，實(shí)際凈雨量不一定只有一個(gè)單位和一個(gè)時(shí)間段。 如果單位時(shí)間帶的地面純雨量為n個(gè)單位，則怎么破或倍比假定形成路線(xiàn)的產(chǎn)水量是單位線(xiàn)產(chǎn)水量的n倍，其持續(xù)時(shí)間與單位線(xiàn)的持續(xù)時(shí)間相同。 疊加假設(shè)：地面純雨的持續(xù)時(shí)間為m時(shí)間段，則各時(shí)間段地面純雨造成的徑流過(guò)程線(xiàn)之間不相互干擾作用，出口斷面產(chǎn)水量等于各時(shí)間段純雨量造成的產(chǎn)水量和。 時(shí)間h，10mm，產(chǎn)水

3、量m3/s，t，時(shí)間h，19.7mm，產(chǎn)水量m3/s，t，t， 您是如何確定單位線(xiàn)的呢？您是如何確定單位線(xiàn)的呢？您是如何確定單位線(xiàn)的呢？您是如何確定單位線(xiàn)的？ 什么？ 2 .單位線(xiàn)的推定，單位線(xiàn)可以利用實(shí)測(cè)降雨徑流數(shù)據(jù)進(jìn)行推定。 選擇時(shí)空分布較均勻、較短降雨造成的單峰洪水進(jìn)行分析。 如果流域是存積流型的話(huà)，從實(shí)測(cè)產(chǎn)水量路線(xiàn)切斷地下流出可以得到地面(直接)流出產(chǎn)水量路線(xiàn)的流域是超滲透流型的話(huà)，實(shí)測(cè)產(chǎn)水量路線(xiàn)就是地面流出產(chǎn)水量路線(xiàn)。 從地面凈雨過(guò)程和對(duì)應(yīng)的地面流出產(chǎn)水量的經(jīng)過(guò)線(xiàn)，可以推定單位線(xiàn)。 單位線(xiàn)推定方法： -分析法-試錯(cuò)法-瞬時(shí)單位線(xiàn)法-最小二乘法-W.M .塞德?tīng)?W.M.Snyder，

4、1961 )迭代法，(1)求qd，n rd，1，rd，2，rd，m (單位凈雨量倍數(shù))的變量： q1，q2，qn，單位線(xiàn)因此已知Q-t不是單峰，而是退水呈交錯(cuò)狀出現(xiàn)的縱坐標(biāo)負(fù)值的不合理結(jié)果修正： (1)取波動(dòng)的平均線(xiàn)；(2)平均線(xiàn)平滑；(3)單位線(xiàn)仍然是單位波動(dòng)的原因：誤差的累積，T (6h )，q (m3/s )。 進(jìn)一步實(shí)測(cè)的出產(chǎn)水量過(guò)程和減法，得到最大時(shí)間帶的凈雨量的出產(chǎn)水量過(guò)程最大時(shí)間帶的凈雨量的出產(chǎn)水量過(guò)程的UH2將UH1和UH2一致的UH進(jìn)行比較，假設(shè)UH1=(UH1 UH2)/2進(jìn)行估算，、 假設(shè)第一步迭代UH1，UH1，UH1，UH1，優(yōu)點(diǎn)：修正器進(jìn)行q-t迭代修正，不需要人為

5、的干預(yù)，客觀(guān)缺點(diǎn)：不一定是最佳的，沒(méi)有最佳的基準(zhǔn)，(3)瞬時(shí)單位線(xiàn)法，然后納什(j.在生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)用廣泛的是Nash IUH模型，納什(J.E.Nash )將流域模擬為n個(gè)相同的線(xiàn)性水庫(kù)，導(dǎo)出瞬時(shí)單位線(xiàn)的公式：公式中的k是線(xiàn)性水庫(kù)的存積系數(shù)，u(t )是瞬時(shí)單位線(xiàn)。 如果n，k減少，則u(0，t )的洪峰變高，如果峰值出現(xiàn)時(shí)間提前，n，k增大，則u(0，t )的峰值降低，峰值出現(xiàn)時(shí)間延遲，瞬時(shí)單位線(xiàn)的1次原點(diǎn)矩3360瞬時(shí)單位線(xiàn)的2次中點(diǎn)矩，凈雨量過(guò)程的一階原點(diǎn)矩：凈雨量過(guò)程r(t教科書(shū)例題p 73，3 .看單位線(xiàn)的轉(zhuǎn)換，提出問(wèn)題：應(yīng)用單位線(xiàn)時(shí)，實(shí)際降雨時(shí)間短，使用的單位線(xiàn)時(shí)間段長(zhǎng)，估計(jì)的洪

6、峰低，反而過(guò)高。 解決方法是使用s-overline法將已知期間的單位線(xiàn)轉(zhuǎn)換為所需期間的單位線(xiàn)。 (1)單位線(xiàn)的時(shí)間帶轉(zhuǎn)換，s曲線(xiàn)的概念：假設(shè)流域持續(xù)純雨，每個(gè)時(shí)間帶純雨為一個(gè)單位，形成流域出口斷面的產(chǎn)水量路線(xiàn)稱(chēng)為s曲線(xiàn)。 可以根據(jù)單位線(xiàn)求出s曲線(xiàn)：可以應(yīng)用s曲線(xiàn)求出不同時(shí)間帶的單位線(xiàn)：例如，根據(jù)時(shí)間帶t0=6h的單位線(xiàn)求出：已知根據(jù)時(shí)間帶t=3h的單位線(xiàn)、(1)t0=6h的單位線(xiàn)累積地得到t0=6h的s (t ) (2) (3)由s曲線(xiàn)和S(t-t )曲線(xiàn)的各時(shí)間段終端的產(chǎn)水量差： S(t)-S(t-t )構(gòu)成的產(chǎn)水量經(jīng)過(guò)線(xiàn)是時(shí)間段t=3h、降雨強(qiáng)度10/t0的凈雨引起的產(chǎn)水量經(jīng)過(guò)線(xiàn)。 (4)倍比假設(shè)：t0，(2)通過(guò)瞬時(shí)單位線(xiàn)u(0，t )的期間變換對(duì)瞬時(shí)單位線(xiàn)方程式進(jìn)行積分，從而得到s曲線(xiàn)的時(shí)刻t的縱軸：S(t)=f(n，t/，從n、t/K中尋找S(t )，根據(jù)瞬時(shí)單位線(xiàn)的定義，u(0，t )表示極端的時(shí)間段t0的單位凈雨r=， 因此，設(shè)時(shí)間帶為t、凈雨為1個(gè)單位單位線(xiàn)，則將u(t，t )變換為凈雨為10mm、時(shí)間帶為t的時(shí)間帶單位線(xiàn)q(t，t )，假定各時(shí)刻qi和ui具有相同的比例關(guān)系，則K=5.63。 求解：用Nash S曲線(xiàn)求解t=6h、10mm純雨時(shí)