第二章流域产流预报2

第二章 流域产流2012年2月26日本章内容第1节 概述 第2节 产流机制分析 第3节 流域蒸散发量计算 第4节 实测径流分析 第5节 前期雨量指数模型 第6节 蓄满产流模型 第7节 超渗产流模型 第8节 混合产流第1节 概述从定量上研究降雨形成径流的原理和计算方法，包括流域的产流计算和汇流计算 降水蒸发蒸腾坡面流壤中流下渗冠层截留河流基流降雨冠层截留地表调蓄土壤调蓄地下调蓄蒸散发河网调蓄径流产流计算产流计算：研究流域上降雨扣除植物截留、填洼、蒸发、下渗等损失，形成净雨量（包括坡面流、壤中流和基流）的计算方法；汇流计算汇流计算：研究净雨沿地面和地下汇入河网，并沿河网汇集形成流域出口断面径流第1节 概述流域流域产流量计算产流量计算流域流域水量平衡原理水量平衡原理闭合流域闭合流域非闭合流域非闭合流域非闭合流域水量平衡非闭合流域水量平衡水量平衡方程式：水量平衡方程式：R=P-E-WP-WS- WR交交 R引引 R其他其他 In: P(降水降水)Out: E(流域蒸散发量流域蒸散发量) WP(植物截留量植物截留量) WS(地面坑洼储水量地面坑洼储水量) W土壤蓄水量变化土壤蓄水量变化 R(径流量径流量) R引引(跨流域引水量，引入为正，引出为负跨流域引水量，引入为正，引出为负) R交交(流域不闭合径流交换量流域不闭合径流交换量) R其他其他(其他因素引起的水量增减其他因素引起的水量增减)中等或平缓山坡：中等或平缓山坡：515mm耕地：耕地：1040mm平整的土表面：平整的土表面：10mm一般植被条件：一般植被条件：1000mm，径流系数，径流系数0.4蓄满产流蓄满产流西北干旱地区：年降雨量西北干旱地区：年降雨量400mm，径流系数，径流系数1000mm0.40.23流量过程线不对称系数流量过程线不对称系数大大小小4降雨强度降雨强度小小大大5影响产流因素影响产流因素初始土湿和降雨量初始土湿和降雨量初始土湿和降雨强度初始土湿和降雨强度6表层土质结构表层土质结构疏松、不易超渗疏松、不易超渗密实、易超渗密实、易超渗7缺水量缺水量小、易蓄满小、易蓄满大、不易蓄满大、不易蓄满8地下径流地下径流比例大比例大比例小比例小9产流与降雨特征关系产流与降雨特征关系与降雨量关系密切与降雨量关系密切与降雨强度关系密切与降雨强度关系密切统计学r2=0.632r2=0.234r2=0.98r2=104不同流域产流机制是什么？第三节第三节 流域蒸散发量计算流域蒸散发量计算蒸散发蒸散发是水分消耗的重要形式，相对于其他水文变量（如降雨、径流、土壤水分等），其准确测定相对困难。

在这一节系统介绍蒸散发计算模型及测定方法的最新进展基本概念蒸蒸 发发：水分子从物体表面向大气逸散的现象蒸发潜热蒸发潜热（）：单位水量蒸发到空气中所需的能量凝结潜热凝结潜热（）：单位水量从空气中凝结返回水面所释放的能量是温度（t in oC）的函数： =2491-2.177t（J/g） 蒸发能力蒸发能力：充分供水条件下，单位时间从单位面积逸散到大气中的水分子与从大气中返回蒸发面的水分子数之差值饱和水汽压（饱和水汽压（kPa):在一定温度下，空气含水量达到饱和时的水汽压是温度（t in oC)的函数ttsee3 .23727.176108. 0010203040500246810t (oC)es(kPa)蒸发类型蒸发面类型水面蒸发冰面蒸发土壤蒸发土壤蒸发植物蒸腾植物蒸腾流域蒸散发陆面蒸发控制蒸发的条件控制蒸发的条件1.供水条件-蒸发面储存水量的多少2.能量条件-蒸发面上水分子获得能量的多少3.动力条件-蒸发面上空气水汽输送的速度如何气象条件蒸散发模型蒸散发模型蒸散发模型分类蒸散发模型分类基于空气温度（Air temperature-based Methods)基于太阳辐射(Solar radiations-based methods)Penman组合法（Penman Combination Method）Penman-Monteith Method微气象方法-空气动力学方法-波文比-能量平衡法仅是温度函数温度函数，计算简单，精度差，适合于资料有限地区Rnl=Rl,down-Rl,upRns=Rs-aRs=(1-a)RsRn=Rnl+RnsR=Rs+Rl,down基于太阳辐射(Solar radiations-based methods)the slope of saturation vapourpressure curves (mb/oC)the psychromatic constant (mb/oC)Cp: the specific heat of air 0.2397 0.26 with a mean 0.242(cal/g/oc)cal/ga=0.61, b=-0.012a=1.26, b=0a=0.0135, b=17.8Rs:total solar radiation(cal/m2/day)Rn:net solar radiationPenman组合法H=Rn-GEa=0.35(0.5+u/100)(ez,sat-ez)E0EaPenman-Monteith MethodTemperatureWind speedVapour pressureHumidityRadiation(oC)(m/s)deficit (mbar)(%)(cal/cm2/day)January2.192.441.5280.588.16February2.772.451.7978.25159.33March7.472.613.569.22266.14April8.982.714.2967.76346.34May14.32.65.8968.19457.92June16.72.546.3770.74462.61July20.142.429.0866.08513.29August20.532.49.963.84445.13September15.282.184.9175.05295.72October10.032.352.4581.16160.04November6.042.211.6982.6584.7December2.753.081.5280.3771.98。