3-4工程水文 第三章-第四章

第三章水文信息采集处理•测站与站网•水位观测•流量测验•水文数据处理•其他（略）:降水，蒸发，泥沙，水质，水温，冰凌，地下水位等测站与站网•测站：水位站、流量站、雨量站、蒸发站基本站、专用站•站网：站网规划要考虑插补、工程位置、下垫面代表性、优化•测站布置：断面控制：曲线转折形成临界流河槽控制：断面、低坡、糙率测站布设测流水尺断面比降上比降下浮标上浮标下基线浮标中水位观测水尺水位计流量测验•流速仪法：积点法•必降法•量水建筑物•化学法•超声波•电磁•容积法旋浆式流速仪旋杯式流速仪横断面测量•测深垂线•起点距•断面索•仪器测角交会法•Gps•测深杆•超声波测深积点法测流•误差：测速垂线数目•流速仪水深•垂线平均流速•部分（垂线间）平均流速•部分面积•部分流量•总断面流量•断面平均流速：V均=Q/A•断面平均水深：h均=A/B垂线布置Vm3Vm2Vm1V3V2V1A1A2A3V0.6V0.6V0.2V0.8V0.0V0.2V0.6V0.8V1.0V0.2V0.8五点法：Vm=0.1(V0.0+3V0.2+3V0.6+2V0.8+V1.0）V1=αVm1水文调查•洪水调查估算流量•暴雨调查水文遥感水文数据处理—水位流量关系水位Z流量QAV校核Q=VA高水延长(30%)、低水延长(10%)不稳定Q~Z关系•冲淤、洪水涨落、回水•处理：水力因素、时序法冲淤水文信息处理•移用•合理性检查•整编•刊布第四章产汇流计算•降雨计算•径流计算•土壤含水量•产流计算•汇流计算降雨计算1、点•降雨强度过程线•降雨量累积曲线•降雨强度历时曲线2、面•面平均降雨量•时面深关系曲线•点面关系曲线降雨强度过程线i~tt0Pmmimm/hP~t123降雨强度历时曲线历时ti0不同场降雨上包络线面平均雨量•算术平均•泰森多边形法•等雨量线法•P=(ΣPifi)/F面平均雨量时面深关系曲线历时~面积~降雨量面积雨量3小时6小时12小时3小时最大雨量等值线中心点面关系面积~等雨量线包围面积P/Pc1.0P/Pc~n小时面雨量与暴雨中心雨量比值取平均值径流计算•暴雨==》净雨==》洪水•实测出口断面流量过程线•分割非本次降雨的流量•划分地下径流流量过程分割t(h)Q(m3/s)基流前后本次径流分割•基流：汛前最枯流量或历年最枯流量平均•退水曲线：tQ平均退水曲线下包线Q(t)=Q(0)e-t/KgKg~蓄水常数径流深计算：R=(ΣqiΔti)/F•划分地下径流Qt地面地下土壤含水量：前期影响雨量Pa•t日无雨：Pa,t+1=KPa,t，消退系数K1•有雨：Pa,t+1=K(Pa,t+Pt-Rt)简化为：Pa,t+1=K(Pa,t+Pt)当PaWM时，令Pa=WM•WM~流域最大蓄水量•Pa初始值：日期向前推至很久无雨Pa=0或大雨过后Pa=WMWM和K•WM各地区不同，WM确定：选久旱无雨时，降雨，全流域产流WM=P-R-E•K确定：•Et=Pa,t-Pa,t+1=Pa,t(1-K)=Wt(1-K)•因为土壤蒸发规律中，近似E与W成正比•E/EM=W/WM,带入上式•K=1-EM/WM•EM用实测水面蒸发能力，随季节晴雨不同流域产流分析•蓄满产流与超渗产流包气带fP地面径流RSE表层流地下径流田间持水量满不满•蓄满产流包气带fP地面径流RSE表层流地下径流田间持水量满不满•超渗产流包气带fP地面径流RSE表层流田间持水量不满降雨径流相关法:P~Pa~RRP00Pa2060100•P1=49mm•P2=81mm•Pa=60mm•先P1~求R1•再(P1+P2)~(R1+R2)•R2=(R1+R2)-R1P1R1P1+P2R1+R2划分地下径流•总净雨量分割为地面净雨和地下净雨影响因素：•土壤是否饱和•产流面积•稳定下渗率fc•蒸发量•雨强初损后损法•确定初损I0•确定后损率f•推算流量降雨量tfI0I0I0W0W0参数i0参数:月份00543567后损率f0tRfmm/h参数：初损雨强i0543算例(Pa,0=18.1mm)时段PI0fΔtR12.52.523.83.834.64.6411.21.39.957.81.36.564.61.33.374.01.32.783.11.31.8Σ41.610.96.524.2汇流计算•地面径流---单位线法：单位净雨产生的流量过程•地下径流---线型水库汇流计算有关因素等流时面积流达出口时间τdQ(t)=it-τdF(τ)Q(t)=∫0tdQ(t)单位线假定:倍比、叠加10mmt(h)hqm3/s单位线实际过程10mm20mm01234q(t)第j时段净雨：qj(t)=q(t-j+1)hj’=hj/10Q(t)=Σhj’qj(t)j为降雨时段123123根据实际净雨~流量过程线推单位线时段净雨流量h’1q(t)h’2q(t)q(t)修正000012020020001002510009505047536003642361824200109915551007228366604218217110110800单位线的时段转换10mm6h3httΔt0ΔtS(t)S(t-Δt)00ΔtS(t)QΔt(t)=[S(t)-S(t-Δt)]--Δt0Δt算例其他方法：dt0=1hdt=2hdt0=2hdt=1h单位线存在的问题和解决•水流非线性，大洪水流速快，尖瘦•净雨分布不均匀，暴雨中心位置，下则快•地下径流的比重，大则慢解决：1、洪水分级分别定单位线2、按暴雨中心不同分别定单位线地下径流汇流计算•线型水库法（略）Wg=kgQg•等腰三角形法W=0.5QmTQm—最大地下径流流量，可取地面径流终止点简化法Qt地面地下算例—推求设计洪水•某中型水库，集水面积341km2•最大1日设计点暴雨量296mm,点面折减系数0.92•Pa=78mm,Im=WM=100mm,fc=1.5mm/h•设计暴雨时程分配（△t=6h）：时段1234合计%1163179100设计暴雨（mm）设计净雨地下净雨地面净雨计算净雨设计洪水过程推算表