二、地下径流的汇流计算
在湿润地区的洪水过程中,地下径流的比重一般可达总径流量的20%-30%,甚至更多。但地下径流的汇流速度远较地面径流为慢,因此地下径流过程较为平缓。
地下径流过程的推求可以采用地下线性水库演算法和概化三角形法。
(一) 地下线性水库演算法
该法把地下径流过程看成是渗入地下的那部分净雨h 下,经地下水库调蓄后形成的(这里未考虑包气带对下渗量的滞蓄作用) 。可以认为地下水库的蓄量W 下与其出流量Q 下的关系为线性函数,再与水量平衡方程联解,即可求得地下径流过程。方程组如下:
式中 ——时段内进入地下水库的平均入流(m3/s);
Q 下1, Q 下2——时段始、末地下水库出流量(m3/s);
W 下1, W 下2——时段始、末地下水库蓄水量(m3/s);
K 下——反映地下水汇流时间的常数,可根据地下水退水曲线制成W 下~Q 下
线,其斜率即为K 下。
又 (7-73) 式中 f c ——稳定下渗强度(mm/h);
t c ——净雨历时(h );
Δt ——计算时段长(h );
F ——流域面积km 2。
将式(7-79)代入式(7-78)解得
(7-74)
根据式(7-74)就可计算地下水汇流过程。
例7-6 某站流域面积F =5290km 2,根据资料分析得f c =1.35mm/h,K 下=9.5d=228h(由地下水退水曲线求得),试将1965年4月的一次地下净雨演算成地下径流的过程。
取计算时段Δt =6h,则由已知参数得:
(7-75)
取第一时段起始流量为零,可按上式逐时段计算地下径流过程。见表7-16。
表7-16 地下径流汇流计算
(二)概化三角形法
上种演算方法较繁,而对设计洪水计算来讲,重点在洪峰部分,因此,采用简化法计算地下净雨形成的地下径流过程,对设计洪水过程的精度无多大影响,一般方法是将地下径流过程概化成三角形,即将地下径流总量按三角形分配。 地下径流过程的推求主要是确定其洪峰流量和峰现时刻,以及地下径流总历时。
洪峰流量可按三角形面积公式计算。
地下径流总量为
W 下=0.1∑h 下﹒F (7-76)
根据三角形面积计算公式,W 下又可按下式计算
(7-77)
故 (7-78) 式中 W 下——地下径流总量(104m 3) ;
∑h 下——地下净雨总量(mm );
Q m 下——地下径流洪峰流量(m3/s)
T 下—一地下径流过程总历时(s);
F ——流域面积(km2) 。
地下径流的洪峰Q m 下位于地面径流的终止点。
一般设地下径流过程总历时等于地面径流过程底长T 面的2倍~3倍。
二、地下径流的汇流计算
在湿润地区的洪水过程中,地下径流的比重一般可达总径流量的20%-30%,甚至更多。但地下径流的汇流速度远较地面径流为慢,因此地下径流过程较为平缓。
地下径流过程的推求可以采用地下线性水库演算法和概化三角形法。
(一) 地下线性水库演算法
该法把地下径流过程看成是渗入地下的那部分净雨h 下,经地下水库调蓄后形成的(这里未考虑包气带对下渗量的滞蓄作用) 。可以认为地下水库的蓄量W 下与其出流量Q 下的关系为线性函数,再与水量平衡方程联解,即可求得地下径流过程。方程组如下:
式中 ——时段内进入地下水库的平均入流(m3/s);
Q 下1, Q 下2——时段始、末地下水库出流量(m3/s);
W 下1, W 下2——时段始、末地下水库蓄水量(m3/s);
K 下——反映地下水汇流时间的常数,可根据地下水退水曲线制成W 下~Q 下
线,其斜率即为K 下。
又 (7-73) 式中 f c ——稳定下渗强度(mm/h);
t c ——净雨历时(h );
Δt ——计算时段长(h );
F ——流域面积km 2。
将式(7-79)代入式(7-78)解得
(7-74)
根据式(7-74)就可计算地下水汇流过程。
例7-6 某站流域面积F =5290km 2,根据资料分析得f c =1.35mm/h,K 下=9.5d=228h(由地下水退水曲线求得),试将1965年4月的一次地下净雨演算成地下径流的过程。
取计算时段Δt =6h,则由已知参数得:
(7-75)
取第一时段起始流量为零,可按上式逐时段计算地下径流过程。见表7-16。
表7-16 地下径流汇流计算
(二)概化三角形法
上种演算方法较繁,而对设计洪水计算来讲,重点在洪峰部分,因此,采用简化法计算地下净雨形成的地下径流过程,对设计洪水过程的精度无多大影响,一般方法是将地下径流过程概化成三角形,即将地下径流总量按三角形分配。 地下径流过程的推求主要是确定其洪峰流量和峰现时刻,以及地下径流总历时。
洪峰流量可按三角形面积公式计算。
地下径流总量为
W 下=0.1∑h 下﹒F (7-76)
根据三角形面积计算公式,W 下又可按下式计算
(7-77)
故 (7-78) 式中 W 下——地下径流总量(104m 3) ;
∑h 下——地下净雨总量(mm );
Q m 下——地下径流洪峰流量(m3/s)
T 下—一地下径流过程总历时(s);
F ——流域面积(km2) 。
地下径流的洪峰Q m 下位于地面径流的终止点。
一般设地下径流过程总历时等于地面径流过程底长T 面的2倍~3倍。