第7章答案-流域产汇流计算

1第七章流域产汇流计算一、概念题㈠填空题1.降雨，径流，蒸发2.地面径流量，地下径流量，场次洪水总量3.水平线分割法，斜线分割法4.气温，湿度，日照，风5.降雨使土壤含水量达到田间持水量6.土壤缺水量7.径流量8.地下9.地面10.前期降雨的补充量以及流域蒸散发消耗量11.第t+1天开始时的前期影响雨量，第t天开始时的前期影响雨量，m1t,aWP（流域蓄水容量）12.第t天的降雨量，蓄水的日消退系数，m1t,aWP（流域蓄水容量）13.降雨强度大于土壤下渗率14.地面15.小于等于16.初损，后损17.产流开始之前，产流以后18.降雨，前期流域蓄水量，雨强19.降雨，蒸发20.平均后渗率mm/h，次降雨量mm，次降雨地面径流深mm，初损量mm，后期不产流的雨量mm，后期产流历时h.21.流域汇流时间22.各水质点到达出口断面汇流时间相等的那些点的连线，相邻等流时线间的面积23.流域上的最远点的净雨流达出口的历时224.mstTT25.部分26.全面27.全面28.等流时线法29.谢尔曼单位线法30.相等31.Δt32.等流量线法，谢尔曼单位线法，瞬时单位线法33.Tq+Ts-134.暴雨中心位置，暴雨强度35.瞬时单位线u(0,t)的积分曲线36.降雨过程，流量过程37.减小38.增大㈡选择题1．[a]2.[b]3.[c]4.[c]5.[b]6.[c]7.[b]8.[d]9.[b]10.[c]11.[a]12.[c]13.[d]14.[b]15.[d]16.[b]17.[c]18.[c]19.[b]20.[b]21.[c]22.[a]23.[c]24.[b]25.[a]26.[a]27.[b]㈢判断题1.［T］2.［T］3.［T］4.［F］5.［T］6.［F］7.［F］8.［T］9.［T］10.［T］11.［T］12.［F］13.［F］14.［T］15.［F］16.［F］17.［F］18.［T］19.［F］20.［F］21.［T］22.［T］23.［F］24.［F］25.［F］26.［T］27.［T］28.［F］29.［F］30.［F］31.［F］32.［T］33.［T］34.［F］3㈣问答题1．答：由于地面、地下汇流特性很不相同，为提高汇流计算精度，更好地反映它们的汇流规律，所以常常要求划分地面、地下净雨。按照蓄满产流模型，fc确定之后，可依下述方法划分：⑴将各时段的有效降雨（iiEP）与时段下渗能力cift比较，确定超渗、非超渗时段；⑵对非超渗雨时段：地下净雨ii,gRR；地面净雨0Ri,s；⑶对于超渗雨时段：地下净雨ciiiii,gftEPRR；地面净雨i,gii,sRRR，式中it为第i时段长，iR为第i时段总净雨量。2．答：有斜线分割法及水平分割法等。水平分割法简单，认为洪水期间地下径流消退，与其补充是相等；斜线分割则认为洪水期间地下径流补充量大于地下径流消退量，对于大多数流域来说，这种认识较符合实际。3．答：前期影响雨量aP是反映本次降雨之前流域土壤干湿程度的一种指标，因此对本次降雨的产流量将产生重要影响。aP一般按下式计算：tt,at1t,aPPKP且m1t,aWP其计算步骤如下：⑴确定流域蓄水容量mW；⑵由蒸发资料和mW确定土壤含水量消退系数tK；⑶由降雨P、mW和tK按上式计算1t,aP。4．答：⑴根据实测雨量资料确定流域的蓄水容量mW；⑵根据蒸发资料，计算流域多年平均的月平均日蒸散发能力mE；⑶以折减系数公式K=1-mmWE计算各月的K；⑷通过产流计算方案进一步优选。5．答：⑴用公式：m1t,att,a1t,aWP)PP(KP逐日计算，式中1t,aP、t,aP分别第t+1天、第t天的前期影响雨量；Pt为第t天的降雨量；mW为流域蓄水容量，K为折减系数。⑵按公式：tttt,a1t,aERPPP逐日计算，式中tR为tP产生的径流量，tE为第t天的流域蒸散发量。6．答：不管当地的土壤含水量是否达田间持水量，只要降雨强度超过下渗强度就产生地表径流，称4此为超渗产流。蓄满产流则是指一次降雨过程中，仅当包气带的含水量达田间持水量后才产流，且以后的有效降雨全部变为径流。可见这两种产流模式的主要区别在于：蓄满产流以包气带的含水量达到田间持水量（即蓄满）作为产流的控制条件，而超渗产流则以降雨强度大过于当地的下渗能力作为产流的控制条件，而不管蓄满与否。7．答：超渗产流与蓄满产流形成地面径流的条件基本相同，它们都是由超渗雨形成的地面径流，但蓄满产流模型计算超渗雨的下渗能力总是稳渗率fc，而用超渗产流模型计算地面径流，其中的下渗能力则不一定为fc。8．答：⑴选取在流域上分布较均匀的，具有一定代表性的多场暴雨洪水资料和蒸发资料；⑵计算各场雨洪的流域平均雨量P和径流深R；⑶用若干场前期十分干旱的雨洪资料，分析计算流域的最大蓄水量mW；⑷计算各场暴雨的前期影响雨量t,aP；⑸以降雨量P为纵坐标，以径流深R为横坐标，把各次降雨的P和R对应点点在坐标纸上，并在该点上注明本次降雨开始时的t,aP值，绘出aP的等值线，便得到一组按顺序排列的aP等值线图，经检验合理后，即为P～aP～R相关图。9．答：根据mW的定义，当0W=0时，一次降雨可能发生的最大损失即为所求的mW，一般从长期记录的雨洪资料中选择久旱无雨流域极为干燥时（W=0）又遇大雨，且雨后能使包气带蓄满（0mW）的降雨径流资料来推求，计算式为：mW=P-R-E，式中P、R、E分别为流域降雨量，P产生的总径流量和雨期蒸发量。此外也可以由雨洪资料通过优选得到。10．答：方程式为：0mWWPR式中R为流域总径流gsRRR；P为流域平均降雨量；0W为降雨开始时流域土壤蓄水量；mW为流域蓄水容量。11．答：⑴由实测资料求次降雨的总径流深和地面、地下径流深R、Rs、Rg；⑵根据降雨径流相关图求总净雨过程Rl，注意一定使总净雨量与总径流深相等；⑶假定超渗时段m；结合降雨过程（iiEP），其中iP、iE分别为时段降雨量和蒸发量，然后按下式计算fc：miiiiism1ictEPRRRf⑷检验超渗雨时段与非超渗雨时段是否与假设相符，若相符，fc即为所求。12．答：这往往是由于流域降雨不均匀和各地降雨过程不一致所引起，此时，若能先假设fc分雨量站计算净雨，然后再求流域平均净雨，试算得fc，则可使各场洪水分析的fc比较稳定，然后取其平均值5作为流域的fc。13．答：⑴可把一场降雨的损失过程概化成初损，后损两个阶段；⑵产流前损失为I0（初损）；产流后，当雨强if（平均下渗率），按f下渗，产生地面径流；否则，降雨全为损失，不产生地面径流。14．答：⑴前期流域蓄水量0W（或前期影响雨量aP），0W大，流域湿润，初损0I小；反之0I大；⑵降雨初期平均雨强0i、0i大，易超渗，0i小；反之，0i大；⑶季节变化，月份不同，0i不同。15．答：方程式为：PtfIPRc0式中R为流域平均地面净雨量；P为流域平均降雨量；I。为初损；f为平均后损率；ct为产流历时；P为后期非超渗雨量。16．答：⑴前期流域土壤蓄水量W0，Wo大，湿润，f小，反之，亦反；⑵超渗期雨量tsP,tsP大，地面积水多，f大，反之，亦反；⑶超渗历时ts，随ts增长，f减小。17．答：⑴联解地下水库的水量平衡方程及蓄泄方程，由地下净雨过程推求地下径流过程。⑵当产流计算不能给出地下净雨过程或地下径流甚小时，常用简化的方法计算，即以洪水的起涨流量为起点，把地下径流的涨水段概化一条上斜的直线或在洪水历时内概化为一条水平线。18．答：等流时线是在流域上勾绘的至出口断面汇流时间相等的若干等值线，每条等值线上各点的水质点，将经过相等时间同时到达流域出口断面。汇流计算方法步骤是：⑴在流域图上作出等流时线。量出各块等流时面积1、2……：⑵降雨扣除损失，求得时段净雨量1sR、2sR、……应注意的是净雨量的时段t划分应与画等流时线所取的时段相等：⑶用公式：......RRRQ32k,s21k,s1k,sk，推求出流断面在时刻ttk的流量。19．答：时段单位线的定义：“流域上单位时段内均匀降单位净雨在流域出口断面所形成的地面径流过程线”。基本假定有二：⑴倍比假定：同一流域上，如两次净雨历时相等，且相应流量成比例，其比值等于相应的净雨深之比。⑵叠加假定：如净雨历时不是一个时段而是多个时段，则各时段净雨在流域出口形成的径流过程互不干扰，出口断面的流量过程等于各时段净雨所形成的流量过程相叠加。20．答：⑴选择记录完整的、可靠的场次雨洪资料，作为分析对象；⑵将洪水过程线分割基流求出地面流量过程tQs；并由产流方案求出相应暴雨的净雨过程Rs(t)；⑶根据单位线定义和倍比、叠加假定，由Rs(t)和tQs推求单位线q(t)；⑷对求得的单位线q(t)进行合理检验和修正，得最终分析的单位线。21．答：由于单位线的两项假设和定义并不完全符合实际，只是近似的，所以在某一特定的流域6上，由不同暴雨强度和暴雨中心位置形成的洪水过程分析得到的单位线形状也就不同。若时段平均降雨强度大，汇流速度快，单位线峰值就较高，峰现时间也较早。又如暴雨中心在下游，分析的单位线峰值就较高，峰现时间也较早。22．答：⑴雨强；⑵计算时段△t；⑶暴雨中心位置。23．答：用等流时线的概念进行汇流计算，忽略了流域的坡地汇流和河槽汇流的调蓄作用，把流域概化成一个理想平面。假定净雨在平面上做匀速运动，进而用等流时线把流域划分成若干个等流时块，每个等流时块上的净雨量产生的水量汇达出口断面，形成相应的洪水过程。而单位线法进行汇流计算，则是以流域出口断面的实测洪水过程和相应的流域降水过程资料分析单位线，然后用以推求洪水，因此在该方法中，已自然反映了流域的坡面和河槽的汇流和调蓄作用。所以，只要选取的暴雨洪水资料可靠，在推求单位线时考虑影响单位线形状的主要因素，在汇流计算时，根据情况予以选用，成果的精度往往令人满意。24．答：优点：单位线本身已经考虑了汇流速度及其变化以及河网调蓄等的综合影响，使用方便，汇流计算一般能取得较好的精度。缺点：单位线假定与实际不完全符合，降雨时、空分布不均匀对其影响较大，实用中应认真处理。25．答：流域上瞬时（时段0t）单位入流在出口形成的地面径流过程线，称瞬时单位线。其基本假定除与时段单位线的倍比假定，叠加假定相同外，还假定将流域对净雨过程的调节作用，简化为串联的许多相同的线性水库对入流的调节作用，若用n代表水库个数，k代表水库的蓄泄系数，则得到纳希瞬时单位线方程为：kte)kt()n(K1t,0u26．答：假定流域上有一强度均匀的净雨连续不断的降落，其强度等于单位净雨深与单位时段之比，则它在流域出口断面形成的地面流量过程线称为S曲线。S曲线实际上就是单位线的积分曲线。利用S曲线进行单位线的时段转换要经过下述步骤：若已知单位线的时段为t,要转换成为时段为't的单位线，则⑴把以t为时段的单位线q(t)自始至终连续累加，绘成S(t)曲线；⑵把S(t)曲线向右沿横轴平移't时段，得另一S(t-'t)曲线；⑶S(t)曲线与S(t-'t)曲线各时刻纵坐标之差[S(t)-S(t-'t)]，即为以't为时段的净雨（10mm*'t/t）产生的地面流量过程；⑷由倍比假定，把[S(t)-S(t-'t)]乘以't/t，便得到的't时段10mm净雨产生的单位线。27．答：⑴选取记录完整、可靠、在流域上分布比较均匀的孤立洪峰流量资料，并由暴雨洪水求出地面净雨过程Rs(t)及地面流量过程Qs(t)。⑵计算净雨过程Rs(t)和地面流量过程Qs(t)的一、二阶原点矩：)1(RsM、)2(RsM、)1(QM、)2(QM。⑶计算瞬时单位线参数n，k。⑷由n和k求S曲线；⑸计算时段单位线q(t,t)；⑹用求得的时段单位线t,tq还原洪水过程与实测的洪水过程进行比较，当相差较大时应修改7参数n、k，直到相符合为止。28．答