理论教育 暴雨径流关系计算方法简介

暴雨径流关系计算方法简介

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:水文研究领域应用较多的是暴雨径流模型计算法。另一种方法是通过采用P-Pa-Rs三变量经验相关图法来反应奉贤地区的暴雨径流关系。做出该图后,根据预计的降雨过程及降雨开始时的Pa,首先累计各时段的降雨,在图上查出径流深,由于地下径流进入河道的时间较短,故可直接将径流深通过内河水位与槽蓄容量关系图转化为内河水位升幅,从而预报各时段的内河水位值。

暴雨径流关系计算方法简介

计算暴雨径流的方法很多,主要有暴雨径流模型模拟计算法、单位线法、等流时线法等。水文研究领域应用较多的是暴雨径流模型计算法。这种方法可以通过比较精确的水文模型模拟计算出径流的形成过程,但通常模型计算参数偏多,需要的水文数据量多,在实际运用中会受到诸多因素的限制而较难实施。

在水利部门的工作实践中,有两种比较简便的方法。一种是以起涨水位作为评估前期影响雨量的重要因子,反映前期河网蓄水量和地表含水量。在平原河网地区,土壤含水量由于河床切割较浅、降雨量丰富,植被覆盖良好,土壤含水量充足,和河道之间存在着一种持续的、稳定的互补关系。当内河水位较低时,较高的河网密度,能够缓慢持续地补充河道。当内河水位较高时,河床里的水会适当地补充给土壤。

因此,根据平原河网地区的降雨径流关系的特点,可以采用平均降雨量、起涨水位、水位涨差来反映降雨径流关系,其基本关系如下式:

式中 ΔH——水位涨差(m);

   P——平均降雨(mm);

   H0——起涨水位(m)。

这种方法使用简单、直观。缺点是主要依靠经验方法,预报精度不够。

另一种方法是通过采用P-Pa-Rs变量经验相关图法来反应奉贤地区的暴雨径流关系。该图以降雨量P为纵坐标,以相应的径流深Rs为横坐标,按对应的P、Rs在图上绘点,并把它的Pa值(前期影响雨量值)注在点旁,然后按点群分布趋势,照顾大多数点,绘出以Pa为参数的等值线,即为P-Pa-Rs三变量相关图。(www.daowen.com)

该图应符合下列规律:

①P相同时,Pa越大,损失愈小,Rs愈大,故Pa等值线的数值是自左至右增大的;

②Pa相同时,P愈大,损失相对于P愈小,d Rs/d P愈大,P-Rs线的坡度随P的增大而减缓,P-Rs也不应小于45°,Pa为最大时,P-R可以为45°。

做出该图后,根据预计的降雨过程及降雨开始时的Pa,首先累计各时段的降雨,在图上查出径流深,由于地下径流进入河道的时间较短,故可直接将径流深通过内河水位与槽蓄容量关系图转化为内河水位升幅,从而预报各时段的内河水位值。

这种方法优点在于预报精度较高,但计算过程复杂,前期准备资料要比较齐全,对预报人员要求较高。

如何兼顾预报精度又能简单快速地做出预报?笔者在两种方法的基础上作了改进,生成方法三。将制作P-Pa-Rs三变量经验相关图的理论基础与降雨-起涨水位-涨差图相结合,通过查图可方便快捷地获得内河预报水位,简化了预报过程。

制图方法:首先筛选所有暴雨水位资料中不受水闸影响的资料,获得降雨量、涨差,制作点图;其次计算历年暴雨的前期影响雨量,计算出Pa平均值,然后根据P-Pa-Rs相关图,查出降雨对应的径流量;选取起涨水位在2.3~3.1 m,计算相应代表库容,加上径流量后反算出水位涨差,然后画出各曲线;最后,对曲线部分进行微调,使曲线覆盖范围与点的分布范围基本一致。

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