第2讲 产汇流理论基础ppt课件.ppt

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1、流域水文模型WatershedHydrologicalModels王全荣特任教授环境学院水文系2019-2第2章产汇流理论基础第2章产汇流理论基础§2.1概述§2.2降水及蒸散发§2.3场地尺度产汇流过程§2.4坡面尺度产汇流过程§2.5流域尺度产汇流过程§2.1概述第2章产汇流理论基础2.1.1流域水循环/水文过程流域水循环作为水循环特定空间范围内的一种具体实现，是由一系列微观尺度的水循环过程嵌套而成的。从总体上看，流域水循环包括：降水、蒸发、下渗、及从上游到下游的过程。2.1.1流域水循环/水文过程§2.1概述2.1.2

2、产流与汇流§2.1概述流域上的降水，除去损失后，经由地面和地下途径汇入河网，形成流域出口断面的水流，即为径流。由降雨到径流是一个复杂的过程，为便于分析，一般把径流过程分解为产流和汇流两个过程。2.1.2产流与汇流§2.1概述降水到地面后一部分损失掉，剩下能形成地面和地下径流的那部分降雨一般称为净雨净雨的形成过程即为产流净雨从流域各处向流域出口断面汇集的过程称为汇流。2.1.2产流与汇流§2.1概述截留、填洼、下渗土壤系统含水层系统蒸散发河川径流地表径流壤中流降水地下径流产流汇流2.1.2产流与汇流：三个尺度§2.1概述截留、

3、填洼、下渗土壤系统含水层系统蒸散发河川径流地表径流壤中流降水地下径流产流汇流降水2.2.1降水§2.2降水及蒸散发降水：降水的形成机制及预报属于气象学的研究内容，水文学中一般只讨论降水要素及其时空表示方法。降水要素降水量、降水历时和时间、降水强度、降水面积1、降水过程线2、等雨量线6、平均深度与面积曲线7、流域平均降水量降水量过程线：降雨强度随时间变化的过程线过程线当时段趋于0时，时段平均过程线变为瞬时过程线等雨量线等雨量线的做法类似于地形图等高线的做法。等雨量所表示的降水分布与实际降水分布的符合程度取决于：（1）雨量站位置

4、(是否为雨情控制点)；（2）雨量站数目某流域内有7个雨量站，根据各站6小时雨量资料绘出其等雨量线。常用的区域(或流域)平均降水量计算方法有：算术平均法泰森多边形法等雨量线法降水量计算常用的区域(或流域)平均降水量计算方法有：算术平均法降水量计算P=A*（P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7）/7泰森多边形法：(1).连三角形；(2).作三角形各边的垂直平分线;(3).以交点连线及与流域边界相交的垂直平分线构成单元面积;(4).量出各单元面积，总面积ΣA=(A1+A2+A3+A4+A5+A6);(5).计算单元面积权重及流

5、域平均雨量。各子块权重等雨量线法：常用的区域(或流域)平均降水量计算方法有：算术平均法适用于面积不大，地形起伏不大，站点较多且布设较均匀的流域。计算简便。泰森多边形法适用于降雨分布不均，站点较少，面积不大的流域。在确定各站的权重后也很简便，且精度较好。缺点是在各场降雨中把雨量站权重视为固定，与实际情况不完全一致等雨量线法适用于面积大、站点密的流域。理论上较完善，但每次降雨都必须绘制等雨量线，并计算权重，工作量大。降水量计算方法的优缺点截留、填洼、下渗土壤系统含水层系统蒸散发河川径流地表径流壤中流降水地下径流产流汇流蒸散发2.

6、2.2蒸散发§2.2降水及蒸散发蒸散发：蒸发与散发是水文循环过程中自降水到达地面后由液态（或固态）化为水汽返回大气的一个阶段。它是指水分子从物体表面即蒸发面,向大气逸散的现象。分类：按蒸发面的性质水面蒸发土壤蒸发植物散发按蒸发面的供水条件饱和面蒸发——水面蒸发、土壤蒸发非饱和面蒸发——土壤蒸发、植物蒸发1、水面蒸发一个水平的自由水面，进入水体的热能增加了水分子的动能，使一些水分子所获得的动能大于水分子之间的内聚力时，就能突破水面而跃入空中。那些动能足够大的水分子，逸出水面——蒸发一些水分子从空中返回水面，称为——凝结从水面跃

7、出与返回水面的水分子数量之差，就是实际观测到的蒸发量mm或蒸发率(mm/d、mm/月、mm/a)。蒸发量取决于三个条件：蒸发面上储存的水分多少——供水条件；蒸发面上水分子获取的能量多少——能量条件；蒸发面上水汽输送的速度——动力条件。1、水面蒸发的测量利用蒸发器或蒸发池：直接量出蒸发量是当前最简单和实用的方法1、水面蒸发的计算水量平衡法空气动力学方法Penman（彭曼）法1、水面蒸发的计算水量平衡法：一个水库若有入流、出流、库水位变化资料，蒸发量的计算公式为P：水库降雨量I、O：入流、出流量H1、H2：始末端水库的水位E=I

8、-O+P+H1-H21、水面蒸发的计算空气动力学方法：水汽输送法——Dalton定律修正式es：近水面控制的饱和水汽压e：水面以上一定高度的水汽压u：水面以上一定高度的风速a、b是常数1、水面蒸发的计算Penman（彭曼）法：将空气动力学方程与能量平衡方程结合起来计算蒸发量2、土壤蒸发3、