线性流域汇流模型的试验研究

一、几个线性流域汇流模型流域降雨径流计算中的线性集中模型原则上都可用卷积积分来概括,即Q(t)=integral from n=0 to t≤τ_1 u(τ)α(t—τ)dτ (1)式中:t——时间;Q(t)——t 时间出口断面流量;α(t—τ)——流域面平均降雨强度(指扣除各种损失后的净雨强度,下同);u(τ)——瞬时汇流曲线;τ_1——流域汇流历时。由于对式(1)中降雨过程和流域汇流曲线所作的简化方法和近似程度不同,就形成了各种流域汇流的计算方法。下面仅举几个有代表性的加以分析:1.纳希瞬时单位线法它可由下式表示,     

土壤水资料在鲁北平原区产流计算中的应用

降雨径流关系是水文计算中的一个重要环节,亦是一个复杂的水文过程。影响降雨径流的因素很多,但在研究其因果关系时,一般只考虑几个主要参数。在研究途径上,多用成因推理或经验相关。在计算方法上,一般采用扣损法或相关法,扣损法物理概念明确,但影响降雨损失的因素较多,目前因资料不足,故应用不广。以 R=f(P+P_α)或 R=f(P、P_α)相关法较简便,资料易     

一种非饱和产流模型的探讨

在我国北方干旱或半干旱地区,产流预报曾用初损、入渗曲线法,并在作业预报方面,取得了一定的效果。采用这种产流预报的方法,一般绘制2张相关图,即前期影响雨量(P_α)～初损(I)和前期影响雨量(P_α)～历时(t)～入渗率(f)相关曲线,便可进行产流量的预报了。近年来,计算技术发展十分迅速。为了能够采用电子计算机进行作业预报,需对上述的产流预报方法,在理论上作进一步探讨,并建立起数学模式来表达非饱和产流的模型。     

一种平原区径流计算的方法研究

平原区的水文计算在当前生态重建环境中具有重要意义.利用仿雨试验,研究地面坡度小于 3‰的平原区降雨产流的特征,稳定降雨条件下径流系数的变化规律,提出了"最大径流系数法"对平原降雨产流的计算原理,对非稳定及天然条件下的暴雨过程进行了径流计算.结果表明:(1)对仿雨实验变雨强径流计算,计算值与实测值比较相对误差平均为 6.43%;(2)对天然降雨过程的径流计算,计算实例结果误差为 5.9%和 10.9%.     

一种时变分布式单位线计算方法

为了解决由降雨强度引起的径流汇流的非线性问题,提出一种基于SCS(United States Department of Agriculture-Soil Conservation Service)流速公式的时变分布式单位线计算方法。引入参考雨强表征SCS公式中流速系数对应的水力条件。由降雨过程的时段雨强与参考雨强的比值构成一个量纲一因子,将该因子加入SCS公式后使其能够考虑降雨对流速的影响。改进后的流速公式用于计算一次降雨过程中不同降雨时段对应的时变分布式单位线,时变分布式单位线与新安江模型的产流模块构成降雨径流模型,将模型用于裴河流域率定参考雨强。率定后的模型用于谭家河流域进行应用检验,结果显示,确定性系数大于等于0.9的洪水场次,由时不变单位线的42%增大为83%。提出的方法能够显著提高流域水文模型的降雨径流模拟能力。     

降雨径流关系检验法在小河站设站年限分析中的应用——以司各庄水文站为例

布设小河站的主要目的是收集小面积流域的暴雨洪水资料,探求产汇流参数在地区上和随下垫面变化的规律,为水工程规划、水资源监测、评价和管理以及水文研究提供科学依据。小河站设站年限检验是一项技术含量较高的工作,本文采用降雨径流关系检验法,选取1984年到2004年间各场洪水的降雨径流统计资料进行分析,计算其(P+Pa)及R值,分别点绘长系列、5个10a系列及5个15 a系列样本的(P+Pa)~R关系图,并对司各庄水文站设站年限进行检验。结果表明:降雨径流关系检验的设站年限为10 a。     

论非饱和产流的计算方法

一、径流深计算公式的推导 1.霍顿下渗公式的物理意义设流域平均的下渗能力消退规律可概化为霍顿公式,即 f=f_c (f_o-f_c)e~(-kt) (10) 式中:f为t时刻流域平均下渗率,以毫米/小时计;f_o为初始流域平均下渗率,以毫米/小时计;f_c为流域稳定下渗率,以毫米/小时计;K为经验指数。式(1a)可分解为两部分,即     

瞬时单位线参数图解法

目前,瞬时单位线的应用相当广泛.为使瞬时单位线分析与计算既比较简便又具有一定精度,现建议一种瞬时单位线参数 n、k 图解法,简介如下.一、基本原理由降雨所产生的地面径流过程线,它是流域净雨过程 i(t)受流域调节的结果,而流     

无锡市城区降雨特征对径流污染的影响分析

选择无锡市沈巷小区、广丰三村、槐古豪庭三个经过雨污分流改造的排水区(以下简称"排水达标区")作为研究区域,对2014年7月1日至9月23日13次降雨事件中研究区域的降雨径流排水过程进行水质水量同步监测,分析了无锡城区主要地表径流污染物类型,比较了降雨特征(降雨历时、降雨量、降雨强度和前期累计晴天)与污染物次径流平均浓度EMC的相关性大小,选取典型降雨事件,研究了降雨径流初期冲刷效应。结果分析表明:虽然排水达标区已经完成雨污分流改造工程,但降雨径流污染仍然很严重,主要污染物为COD、NH3-N、TP;降雨强度与EMC有显著的正相关关系,其余降雨特征与EMC的相关性不明显;降雨初期的降雨强度对初期冲刷效应的影响较大,降雨初期雨强大,则初期冲刷效应明显。     

喀斯特地区枯落物层对地表径流和土壤侵蚀的影响研究

以枯落物层质量和雨强为影响因素进行室内人工模拟降雨试验,探讨喀斯特地区枯落物层对地表径流和土壤侵蚀的影响规律。结果表明:(1)地表无枯落物覆盖的情形下,除雨强为40mm/h无地表径流外,其它雨强的情形均有产流;且均随着雨强的增加,初始产流时间提前,地表产流产沙量增大。(2)在有枯落物覆盖情形下,初始产流时间有所延缓,在40mm/h雨强下,枯落物层明显影响了地表径流的产生,但随着降雨强度的增加,减少径流效果越来越不明显;(3)枯落物覆盖对减少土壤流失效果显著,其中降雨强度为90mm/h时,枯落物保沙效率约99%,当降雨强度为140mm/h时,达到94%。研究表明,喀斯特地区枯落物层对延缓地表径流和减少土壤侵蚀具有重要作用。     

单位线的矩

J.E.纳希等学者曾由不同途经导出瞬时单位线、净雨、地面径流各阶矩关系的矩定理,即原点矩:v_(Qr)=(v_(U0)+v_I)~r(1)中心矩:μ_(Qr)=(μ_(U0)+μ_I)~r(2)本文的目的是导出时段单位线、净雨、地面径流各阶矩关系的矩定理。文中所引用的符号详见附录。一、单位线的原点矩矩定理按线性单位线汇流原理,各时段净雨产生的各部分地面径流过程,经线性叠加成整个地面径流过程线,如图1。根据线性叠加、分矩求和的原理,对单位线、净雨、地面径流各阶矩量的关系推导如下:1.单位线起点向右移一个距离t_0(图2),则对应于原来起点(即原点0)的各阶原点矩量m′_r为     

人工降雨条件下冲沟型泥石流起动试验研究

下垫面以位于贡嘎山东坡的熊家沟为模型,开展了不同降雨强度条件下冲沟型泥石流起动的模拟试验,初步研究了冲沟型泥石流的形成机理和演化特征.试验研究表明:(1)在强降雨条件下,水体入渗速度、不同深度土体含水量变化与降雨强度呈反比例关系,降雨强度越大,越不利于水体入渗,而有利于坡面汇流、冲沟径流和下切侵蚀; (2)在强降雨和径流条件下,土体破坏方式、破坏程度以及泥石流形成机理表现出差异性.相对较小雨强降雨条件下,土体破坏方式以滑坡为主,泥石流形成模式表现为滑坡液化与转化起动,雨强较大降雨条件下,土体破坏方式以侵蚀垮塌为主,泥石流形成模式为洪流席卷垮塌体和沟床揭底; (3)起动试验中泥石流阵性特征明显.在强降雨条件下,雨强与泥石流的规模、黏度之间没有正相关性,雨强越大,泥石流黏度越小,试验中多出现的是高含砂洪流,而相对较小雨强作用下由土体液化转化形成的泥石流黏度较大.试验现象和结果与熊家沟泥石流起动、发生过程具有较高的一致性.     

集水区降雨径流晌应的环境同位素实验研究

利用环境同位素氚和氧-18对实验集水区进行降雨和径流响应的研究表明:(1)地面径流必源于本次降雨的概念不确,其中往往有非本次降雨的水量.经对1986年～1989年各次降雨估算表明,非本次降雨贡献最高可达50.5%.(2)非饱和带壤中流和饱和带地下水径流中必有非本次降雨的水量,并与地面径流一样,在次降雨径流过程中有时程变化.(3)对不同径流组成的流量过程,非本次降雨所占的比重不同.通过分析,可知降雨径流相关关系中的一一对应假定不确切,认为:传统的降雨径流经验关系和单位线概念需重新考虑;传统的过程线经验划分方法和现行同位素划分方法的有关基本假定不完全符合实际.     

黄土边坡降雨侵蚀特征的物理模拟试验研究

黄土边坡的侵蚀破坏是引起黄土地区公路边坡自然灾害的主要诱因。通过建立室内边坡降雨冲刷物理模型, 进行黄土边坡侵蚀破坏的模拟试验, 再现边坡溅蚀、片蚀、沟蚀、坍塌的基本破坏过程, 并对坡面降雨冲刷的演变过程和侵蚀机理进行了细致的描述和分析。试验表明:在一定的降雨雨强下, 径流TSS(携砂能力)和单位面积侵蚀泥沙量随着试验坡度的增加逐渐增加, 而径流总量、侵蚀干泥沙量随着坡度的增加而相应变小。同时, 黄土边坡侵蚀冲刷过程中的主要侵蚀能力参数如坡面径流总量、汇流干泥沙量、侵蚀干泥沙量等与降雨雨强之间存在相应的关系。     

年降雨径流相关曲线型式的探讨

一、引言年径流量是水资源计算工作中最重要的数据之一,当年径流系列较短时,一般是根据较长系列的流域年平均雨量资料,通过年降雨径流关系延长年径流系列,通常采用图解相关法或相关分析法。通过大量资料的计算分析,我们认识到我国湿润地区的年降雨径流相关关系并不都是直线关系,也有曲线关系。由于以往分析年降雨径流关系时所采用的实测径流系列     

几种水文概念性模型的阶跃函数解

应用概念性模型求解降雨径流问题,通常是根据降雨径流资料,推求其瞬时单位线,由于净雨资料是离散的,所以需将瞬时单位线转化为时段单位线,净雨过程与时段单位线相乘然后叠加而得到出口断面的流量过程。本文试图以阶跃函数表示离散型净雨资料,进行拉普拉斯变换,与系统转移函数相乘并进行拉普拉斯逆变换求得出口断面流量过程。据此可以导出几种水文概念性模型出口断面流量过程的数学表达式。     

应用土壤水分结构的水箱模型的经验

水箱模型又称坦克模型,它是由降雨直接计算径流过程的降雨径流模型,其基本形式为四层直列式(图1),各层水箱的旁侧有一至几个出流孔和一个下渗孔,最下层仅有一个出流孔     

閩江沙溪降雨徑流关系的探討

一、問題的提出 1960年我省曾对30个測站进行过降雨径流关系的分析研究,最大初損Ⅰ_n采用35毫米,折减系数K一律采用0.85,来計算前期影响雨量P_a值,建立了R=f(P,P_a)相关图,并初步划定区域,为无資料地区的径流計算提供了参考数据,但从成果来看尚有些偏离的点子,比較普遍突出的是:初次洪水的点据偏离較大(多是二、三月洪水),径流深显著偏小,久旱     

基于管道流模型的岩溶含水系统降雨泉流量响应规律——以贵州后寨典型小流域为例

为深入研究高度非均质岩溶含水系统的补给、运动机理,以贵州后寨岩溶典型小流域为例,运用管道流程序(conduit flow process),基于后寨岩溶典型小流域实际的降雨流量资料,建立降雨泉流量响应理想模型,对不同落水洞补给位置、不同渗透系数和给水度组合情况下的降雨泉流量互相关系数曲线陡缓程度和峰值特征进行研究.研究结果表明:含水介质参数的改变远没有补给位置不同对互相关系数曲线的改变程度高;在不同渗透系数和给水度组合情况下,短距离排水互相关系数峰值可接近1,而远距离排水互相关系数峰值最高仅为0.4.野外实际研究区分析也表明,短径流路径下降雨流量互相关系数峰值高达0.7,而长径流路径下降雨流量互相关系数最大为0.4.辅以必要的水文地质调查,降雨泉流量互相关曲线可用来分析管道径流路径等岩溶含水系统水动力特征.     

模拟飞行场降雨汇流试验装置通过鉴定

一个大型的模拟飞行场降雨汇流试验装置在西安空军工程学院建成,并通过了由沈晋教授主持的专家组鉴定。该装置喷雨面积105米~2,其主要特点是:能模拟不同雨强、雨型的设计暴雨状态下,飞行场的径流情态,为机场设计提供科学依据;全套装置由微机管理,实现了降雨、汇流、检测、记录并打印等全过