第二章 流域产流 (2)VIP免费

第二章流域产流第二章流域产流时间：2012-3-11地点：榆中校区A310三、蓄满产流模型流域内各点包气带的蓄水容量是不同的，将各点包气带蓄水容量从小到大排列，以包气带达到田间持水量时的土壤含水量WM′为纵坐标，以流域内小于等于该WM′的面积占全流域的面积比α为横坐标，所绘的曲线称为流域蓄水容量曲线。流域蓄水容量曲线流域平均蓄水容量WM（按y轴积分）0(1)'WMMWMdWM0'(1)'WMMbWMdWMWMM0''(1)(1)WMMbWMWMWMMdWMMWMM10'(1)1|WMMbWMMWMbWMM1WMMb1-dWM''1(1)bWMWMMWM（三）降雨量产流量模型(蓄满)1、初始土湿分布与计算2、降雨径流关系的建立1、初始土湿分布与计算一般情况下，降雨前的初始土壤含水量不为零，这时，初始土壤含水量在流域上的分布直接影响降雨产流量。假设：1.流域的初始土壤含水量为W0，最大田间蓄水量为A；2.全流域有比例为0的面积已经蓄满，降落在该面积的雨量形成径流，降在1-0的面积上的降雨不能全部形成径流A1.0WM'WMMW0A（0）与W0的关系？？？？00W(1)'AdWM0'(1)'AWMdWMWMM10'(1)|1bAWMMWMbWMM1(1)11bWMMWMMAbbWMM1[1(1)]1bWMMAbWMM1.0WM'WMMW0'1(1)bWMWMMAWM1[1(1)]bAWMWMM101[1(1)]bWAWMMWM代入蓄水容量曲线，可得02、降雨径流关系的建立WM'1.0WMMW0APEpR∆W当A+PEWMM时（全流域产流）：∆W10(1)bAPERPEWWMWMWMM101[1(1)]bWAWMMWM1WMMWMb当A+PEWMM时（全流域产流）：0()RPEWMW第7节超渗产流超渗产流概念干旱和半干旱地区的地下水埋藏很深，包气带可达几十米甚至上百米，降水不易使包气带蓄满，下渗的水量一般不会产生地下径流。只有降水强度超过下渗率时才有地面径流产生，地下径流量RG很少。这种产流方式，称为超渗产流。一、超渗产流模型原理RS=0PE-FPE<=FPE>F式中：RS：时段地面径流量；PE：扣除蒸发量的时段降雨量；F：时段下渗量。单位：mm/∆t一般，干旱地区，降雨强度大，历时短，E可忽略，PE可由P代替RS=0P-FP<=FP>FF的确定是关键--下渗速率fc[()]DKtzz非饱和带土壤水分运移方程式中：K为非饱和土壤水力传导度；D为土壤水力扩散度；为土壤含水量K与有关，比较难以确定0.10.150.20.250.30.350.40.45050100150200250在水文预报这一课程中，常用下渗方程来代替K。不同的下渗关系形成了不同的超渗产流计算下渗关系物理概念公式经验下渗方程经验相关关系图加边界（上、下）初始条件求解（数值）二、下渗曲线下渗能力随时间的变化过程线，称为下渗能力曲线，简称下渗曲线。以fp(t)~t表示。渗的水量用累积下渗量Fp随时间的增长曲线来表示：Fp(t)~t。（一）物理概念公式(Green-Ampt公式）：()/fffKZhZ:::::ffhZK入渗速率地面积水深度湿润锋面的毛管压力饱和带垂直厚度饱和带的土壤导水率(1)kfHfKZ简化(1)kffHDdZKdtZ(1)kfHfKZfDdZfdt水量平衡方程由下渗形成的包气带dZf内水分补充量()fffkZKdZdtZHD()(1)fkkffkkffkZHHKdZdtZHDHKdZdtZHD两边积分：0ln()fkfkKZHZHtCD注意到初始条件：0|0ftZ0ln()kkCHH[ln()]ffkkkkZZHDHtKHH？[ln()]ffkkkkZZHDHtKHH[ln(1)]ffkkkZZDHtKHHfZ1kH当时23i+1111ln(1)=-+++-123fffffikkkkkZZZZZHHHHiH（）（）（）（）21[()]2fkkZDHtKH2kfKHtZD(1)kfHfKZ2kDKHfKt2kDKHfKt经验公式Horton公式Philip公式（二）经验公式Horton公式：fc：稳定下渗率fM：最大下渗能力k：参数Horton公式：ktcMcteffff)(f(t=0)=...