水文學原理2012復習ppt課件

1,.,實驗,所有實驗報告考試前上交,.,2,水文學原理復習,2012年12月,3,.,課程考核,平時成績（上課出勤、作業(yè)）15%實驗成績（實驗過程與報告）15%期末成績（閉卷）70%考試時間1月,4,.,考試題型,名詞解釋（以課件定義最佳）2025分填空2530分判斷10題10分計算與推導（23題）1520分簡述或論述（35題）2030分,5,.,歷年成績情況,6,.,卷面所反映的學習情況,80100分，已掌握水文學原理課程基本概念，能對相關的計算過程融會貫通；7079分，在基本概念和計算的掌握熟練程度方面欠缺一些，知識點掌握不牢靠。6960，對基本概念的理解和計算方面仍需下較大功夫補缺，60分以下沒有達到課程大綱的要求。,7,.,名詞解釋、簡答、論述屬于主觀題,主觀題是指只有題干，答案需要你自己寫出來的那些試題，個人答題時可以發(fā)揮，例如簡答題或論述題，一般是根據(jù)要點給分。主觀題是讓考生自己答題，以表達對試題的理解。試題題型有簡答題、論述題、應用題、作文題等。主觀題也稱自由應答型試題。此類試題對于考查考生的語言表達能力、思維創(chuàng)新能力等方面有獨到的功能，但評分容易受到評卷人的主觀因素影響。,8,.,主觀題,主觀題沒有標準答案，只能從中心思想和答題基本原則等方面來判斷給分。主觀題就是個人答題時可以發(fā)揮，例如簡答題或論述題，一般根據(jù)要點給分?？陀^題一般有唯一的標準答案，只能根據(jù)這一唯一標準判斷給分?？陀^題是答案是給定的，要求從中選擇正確答案，答題者沒有選擇的余地。,9,.,客觀題：選擇、判斷,客觀題是答案是給定的，要求從中選擇正確答案，答題者沒有選擇的余地?？陀^題是指題目不僅有題干，而且已經(jīng)將答案列出,由你做出選擇的題目,如單選題、多選題，判斷題其實也是?？陀^題是讓考生從事先擬定的答案中辨認出正確答案。題型有判斷題、選擇題等?？陀^題也稱固定應答型試題，以客觀題為主體的試卷有足夠的覆蓋面，閱卷、評分完全避免閱卷人的主觀因素的干擾，還可以通過機器閱卷，提高閱卷效率。,10,.,授課方法,課件似乎把教材講厚了，但基本上沒有超過，只不過圍繞主線講得更細點，把相關內容捎帶。復習時，圍繞課程邏輯主線可把教材變薄以教材內容為核心，參考其它來源內容重點講解概念及區(qū)別，重點分析水循環(huán)過程涉及的環(huán)節(jié)，課前介紹講述內容，課堂詳細展開課后強調每章節(jié)必須掌握的知識點,11,.,復習方法,總結概念總結現(xiàn)象、過程、狀態(tài)、機制、假設明確公式的來源：前提假設、前因后果、推導總結計算過程：針對計算（反復強調的）總結關鍵知識點：針對簡述論述（強調的）,12,.,復習提示：課件為主、教材為輔,掌握重要的概念、定義掌握重要的過程描述、現(xiàn)象描述掌握重要的假設、公式掌握重要的計算強調的簡述、論述,13,.,抓住環(huán)節(jié),基本概念名詞解釋掌握現(xiàn)象、狀態(tài)、過程、機制的描述前提是什么、假設是什么、公式推導過程、結論是什么填空、判斷、簡述、論述計算過程原理、分幾個步驟、哪些公式、圖示,14,.,水文學原理,第一章緒論第二章河流與流域第三四章降水與降水截留第五章土壤水第六章下滲第七章蒸發(fā)第八章產流機制第九章流域產流計算第十章河道洪水演算第十一章流域匯流,15,.,必須牢記的水循環(huán)過程示意圖,蒸發(fā),蒸散發(fā),蒸散發(fā),t,降水,截留,洼蓄,下滲,地表徑流,壤中流,地下水流,深層地下水,河道匯流,流量歷時曲線,16,.,水文學原理章節(jié)間的邏輯與目的,某某某時刻水電站、出山口等控制斷面流量的一部分,某時刻的降雨量,？,課程章節(jié)安排圍繞這個問號涉及的中間過程有關,17,.,流域徑流形成過程的分解：兩大環(huán)節(jié),流域內凈雨量（不同徑流成分）的時空過程,流域出口控制斷面的流量過程,流域內降雨量的時空過程,水量平衡計算（Rgt,Rst）,線性系統(tǒng)建模（Qgt,Qst,Qt）,非線性系統(tǒng)建模Q=f（P,Qt1，Qtn）,18,.,第一章緒論作業(yè)與復習,水循環(huán)概念及其動力大循環(huán)及兩種小循環(huán)概念水文現(xiàn)象的四種基本特性水量平衡原理的概念與內涵用通用水量平衡方程描述任意考察對象在任一時段內的水量平衡方程，并用文字說明方程中各要素的意義,19,.,基本概念,水文學水循環(huán)及水循環(huán)現(xiàn)象（或水文現(xiàn)象）水循環(huán)過程的環(huán)節(jié)水量平衡原理水體更替周期水循環(huán)的動力（內外因）,20,.,基本分析,水文現(xiàn)象的特點及其原因某些特點在水文分析計算中的用途大陸尺度上中國水循環(huán)的水汽來源途徑,21,.,水循環(huán),地球上各種形態(tài)的水，在太陽輻射與重力的作用下，不斷發(fā)生相態(tài)轉換和周而復始的運動過程。液態(tài)與固態(tài)水體通過蒸發(fā)，水汽輸送，凝結形成降水，下滲進土壤，在地表與地下形成不同成分徑流的過程。其中液態(tài)水可通過河網(wǎng)匯集，地下含水層流動而匯入湖泊、河道、海洋；固態(tài)降水融化成冰雪融水匯流進入河網(wǎng)或轉化成雪蓋、冰川冰的形式長久保存在高寒地帶。,22,.,水文現(xiàn)象特點,一是確定性：趨勢變化與周期變化二是隨機性：水文現(xiàn)象的隨機波動三是相似性四是特殊性流域水文過程周期性基本狀態(tài)隨機干擾波動流域個性,23,.,相似性同一地區(qū)的不同流域，地形、地貌、氣候、植被、土壤基本一致，則這些流域的水文現(xiàn)象與規(guī)律在一定程度上具有相似性特殊性（例如冰川流域與森林流域）不同的流域處于不同的氣候帶，具有不同的地形、地貌、植被、土壤，則各自具有其獨特的水文規(guī)律與現(xiàn)象。,24,.,水量平衡：水文學最重要的基本原理,依據(jù)物質不滅定律可知，任一區(qū)域，在任一時段內，其收入的水量與支出的水量之差等于該區(qū)域的蓄水量變化量，即水量收支平衡。這就是水量平衡原理。,25,.,水量平衡方程,通用水量平衡、閉合流域、全球尺度水量平衡方程土壤水流連續(xù)方程（也是水量平衡方程）包氣帶水量平衡方程，地表水量平衡方程河段通用水量平衡方程多個特征河長河段串聯(lián)后的平衡方程（線性時不變系統(tǒng)）蓄滿產流模式的水量平衡方程線性水庫的水量平衡方程,26,.,第二章要求,掌握流域及水系的基本特征掌握徑流的定義及表示方法掌握徑流情勢變化（年內變化與年際變化）掌握凈雨定義概述徑流形成過程掌握典型降水徑流流量過程線的徑流成分構成了解影響流域徑流形成的因素,27,.,第二章河流與流域,徑流定義及其類型徑流表示方法：流量、徑流量、徑流深、徑流模數(shù)、徑流系數(shù)凈雨的定義（形成）及其含義概述徑流形成過程（產流過程與匯流過程的概念）典型流量過程線的徑流成分來源分析及過程分析河川徑流情勢概念反映徑流年內分配特征的兩個指標及其意義反映徑流年際變化的兩個指標及其意義,28,.,概念舉例,徑流指降水所形成的，沿著流域地面和地下向河道、湖泊、水庫、洼地流動的水體。流量是單位時間內通過某過水斷面的水的體積，單位是m3/s徑流量是在一定時段內通過河流某一橫斷面的總水量,單位為m3凈雨是降雨到達地表后，總降雨量扣除地表植被截留、添洼、下滲和蒸發(fā)損失后，用于產生地表徑流與地下徑流的那部分雨量，也稱為產流量。凈雨是流域徑流的來源，而徑流是流域凈雨匯集的結果。,29,.,如何理解河川徑流情勢的概念,指河川徑流的時程變化特征，包括徑流的年內變化、年際變化、洪水特征、枯水特征、水溫、冰清等。例如徑流的年內變化用12個月的徑流量統(tǒng)計值：徑流年內分配不均勻系數(shù)C表征。公式？數(shù)值意義？用年徑流變差系數(shù)與年際極值比來表示徑流在多年期間的變化特性，即年際變化。公式？數(shù)值意義？,30,.,2、月、旬、季的徑流量占全年徑流量的百分比,1、徑流年內分配不均勻系數(shù)C值越大，表明年內各月徑流量相差懸殊，徑流年內分配越不均勻,Qi是某個月份的徑流量是12個月的月平均徑流量,徑流的年內變化：徑流的年內分配情況如何,31,.,徑流的年際變化,指年徑流量的年際變化幅度和多年變化過程這兩個方面通常用年徑流變差系數(shù)與年際極值比來表示。,徑流的年際變化：,年徑流變差系數(shù),年際極值比,n為觀測年數(shù)，Ki為第i年的年徑流變率,即第i年年徑流量與正常年徑流量的比值,反映徑流在多年期間的變化特性,32,.,第三四章降水與降水截留,降水類型要素（量、歷時、強度）、降雨損失、次降水量降雨特性曲線，降水量觀測計算面平均降水量的四種方法及其優(yōu)缺點降水資料插補方法降水資料的合理性分析途經(jīng)降水截留的概念最大降水截留容量影響降水截留量的因素,33,.,降水資料的合理性分析途經(jīng),用等雨量線圖來審查個別站雨量資料從降水類型、性質、地形來分析利用相鄰站的雨量、雨強、歷時做對比分析利用雙累計曲線分析技術，對測站的不一致性進行判別和校正,34,.,雙累積曲線法,35,.,降水截留,降水截留是植物枝葉與樹干或枯枝落葉、苔蘚等地被物攔阻降水直接落到地表的過程。降水最大截留容量：陸面植被對降水的最大截留量。在未達到最大降水截留容量前，降水截留量呈指數(shù)函數(shù)形式的遞增規(guī)律增加。達到最大截留容量后，可假設后續(xù)的降水沒有被植物截留。降水損失是指總降水因集水區(qū)內的截留、入滲、洼蓄、蒸發(fā)與蒸騰作用而減少的降水量。總降水量扣除降水損失，稱為超量雨量（excellrainfall）。穿透降水是沒有被植物枝葉或地被物攔截而直接穿過林冠孔隙，到達地表的那部分降水。樹干莖流：降水過程中順著植物葉片、小枝向樹木主莖稈匯集的降水，稱為樹干莖流（不是徑流）,36,.,第五章土壤水,必須掌握土壤水分常數(shù)的基本概念必須掌握土壤水受力分析，賦存形式、類型、毛細現(xiàn)象機理為何引入土水勢概念，土水勢的構成、土水勢為何為負值土壤水流連續(xù)方程飽和土壤水運動描述與不飽和土壤水運動描述非飽和土壤水流的基本微分方程非飽和土壤水分擴散方程（理查茲方程）土壤水分擴散系數(shù),37,.,必須掌握的內容,土壤孔隙類型土壤基質概念土壤水受力分析不同受力形式下的土壤水類型土水勢及其構成、基質勢概念土壤毛管水受力分析，毛細現(xiàn)象原因、毛管水高度土壤水連續(xù)方程土壤水分特征曲線及其含義,38,.,不飽和土壤水與飽和土壤水的區(qū)別賦存在土壤毛細空隙中的水分受到那些力的作用,分子吸附力：土壤顆粒表面附近的液態(tài)水受到土顆粒靜電場的作用而受到的力，即粘附力，在水文學里稱為分子吸附力。,39,.,土壤顆粒對水分的分子吸附力重力滲透壓力粘滯力大氣壓力,外力,內力,水分子之間內聚力,三種力產生毛細力,表面張力,土壤水受到的內力與外力,40,.,束縛水（結合水）,吸濕水（強結合水）薄膜水（弱結合水）,毛管水,重力水,41,.,毛管水高度,42,.,必須掌握,毛管懸著水田間持水量,43,.,基質勢=毛管勢+吸附勢溶質勢（滲透式）重力勢壓力勢,土壤總水勢,44,.,基于純水的水勢概念理解土壤水為什么進入根系？,純水水勢為零，則溶液的水勢小于零，呈負值。水分子與溶質發(fā)生水合作用，消耗了一部分能量。因此，任何物質溶解于水，就會降低水勢。溶液越濃，水勢越低。,純水的水勢高，純水可進入植物體內，同樣植物因為其水勢低，土壤水勢高而進入植物根系，對植物來說是根系吸收了土壤中的高勢水,45,.,2、飽和土壤水運動方程（達西定律）,3、非飽和土壤水運動方程（不飽和土壤水力滲透系數(shù)）,4、非飽和土壤水基本微分方程（土壤水分擴散）,1、土壤單元體水流連續(xù)方程（水量平衡方程）,可忽略水密度的變化,46,.,第六章基本概念,下滲曲線（下滲能力曲線）,下滲累計曲線,穩(wěn)定下滲速率fc,剩余下滲率,初始下滲速率,下滲（入滲）,下滲率（下滲強度）,下滲能力（下滲容量）和初始含水量的關系,47,.,第六章下滲,下滲的物理過程下滲要素及其定義，對應的含水量和水分受力下滲過程的三個階段下滲過程中土壤水的垂向分布規(guī)律下滲結束后，土壤剖面內水分的再分布過程下滲理論和下滲公式推導霍頓下滲公式推導Green-Ampt公式的假設阿列克謝夫下滲率公式推導,48,.,下滲、下滲率、下滲能力（下滲容量）,指降水或灌溉水從地表進入土壤內部的過程。下滲快慢以下滲率表示。,單位時間內，滲入單位面積土壤中的水量，用字母f表示，又稱下滲強度。常用單位mm/min或mm/hr,下滲,下滲率,下滲能力,土壤在充分供水條件下的下滲率，用字母fp表示，又稱下滲容量。,49,.,干燥土壤飽和進程中下滲三階段受力差異,下滲過程中，土壤水不斷趨向飽和的進程中，土壤水分的受力狀況在三個階段不同，使得土壤水滲透速率在這三個階段差異比較大,滲潤階段,滲透階段,滲漏階段,統(tǒng)稱為滲漏階段,50,.,濕潤帶,飽和帶,濕潤鋒面,含水量,飽和含水量點,田間持水量,均質干燥土壤下滲進程中水分分布,過渡帶,水分傳遞帶,51,.,濕潤鋒面或下滲鋒面,概念：干燥土壤下滲進程中，土壤剖面內水分含量分布可大致劃分為四個帶，濕潤帶與其下端干燥土壤的分界線就是濕潤鋒面。出現(xiàn)的前提假設或應用環(huán)境（Green-Ampt）含水量突變,52,.,霍頓下滲公式,對上面的公式積分得到霍頓下滲率公式：,對霍頓下滲率公式積分，可導出累積下滲量公式。,是常數(shù)，稱作霍頓下滲曲線的遞減參數(shù)，值根據(jù)實測資料作圖推求。,53,.,GreenAmpt土壤水下滲理論,下滲鋒面（濕潤鋒面）,地面,hp,地面水層,水面,不飽和層0,Z,不飽和層0,飽和層s,推導下滲公式有四個假設,54,.,GreenAmpt土壤水下滲的四個假定及公示推導,濕潤鋒面以上的土壤水是飽和的，濕潤鋒面以下土層是干土層，濕潤鋒面上下處的含水量是突變的，在數(shù)值上不連續(xù)。,下滲水首先滿足上部土壤飽和，濕潤鋒面向下不斷推進，飽和層厚度增加。,濕潤鋒面處的不飽和土壤的土水勢（基質勢）是常數(shù)。,下滲水流屬于飽和土壤水運動，可用達西公式描述。,1,2,3,4,55,.,天然均勻降雨強度條件下的下滲：,思路：曲邊三角形DBE面積等于曲邊三角形CDF的面積,t,t0,tp,D,O,C,A,B,E,F,求t0和tp,if0,fcif0,f0,fc,56,.,第七章蒸散發(fā),蒸發(fā)的相關概念（蒸發(fā)、蒸散、蒸騰、蒸發(fā)能力）下墊面概念、下墊面輻射平衡下墊面輻射凈收入輻射能的消耗途徑（能量平衡）影響土壤蒸發(fā)、植物蒸騰的因素飽和土壤蒸發(fā)的三個過程及其特點流域潛在蒸散發(fā)或流域蒸發(fā)能力流域蒸發(fā)的計算方法單層模式計算流域蒸發(fā)公示,57,.,下墊面,下墊面是大氣層下界的地球表面,是相對大氣層而言的.類型包括海洋、陸地、森林、草原、湖泊、裸土、冰川、積雪.這些都是大氣的下墊面。,流域蒸散發(fā)能力（潛在蒸散發(fā)PET）,是流域下墊面充分供水狀況下的蒸發(fā)量Ep,水面蒸發(fā)折算法求Ep,58,.,蒸發(fā)速率,田間含水量,毛管斷裂含水量,飽和土壤蒸發(fā)的三個階段（依據(jù)兩個土壤臨界含水量劃分為三階段）,定常蒸發(fā)率階段蒸發(fā)率迅速下降階段蒸發(fā)率進入微弱階段,59,.,一層蒸發(fā)模式,把流域蒸散發(fā)層（土層）作為一個整體，認為蒸散發(fā)量E與蒸發(fā)層土壤含水量W及流域蒸散發(fā)能力EP成正比，與土壤蓄水容量Wm成反比,60,.,第八章產流機制,包氣帶水量平衡要素及平衡方程四種徑流成分的產流機制霍頓產流機制的核心論點與局限性九種單點產流類型及其對應的次降水徑流關系九種單點產流類型的歸類（蓄滿與超滲）及其特點直接徑流、基流,61,.,名詞解釋：包氣帶、產流機制、單點產流類型、產流過程、產流模式、包氣帶缺水量、次降雨徑流關系方程：包氣帶水量平衡方程、四種機制涉及的方程總結徑流形成過程（產流過程、匯流過程）簡述霍頓產流觀點的四點核心內容、兩句話簡述為何土壤水分達到田間持水量是形成地下徑流的先決條件論述四種徑流成分的產流機制（圖示、公式和符號）,復習要點,62,.,思考,水文學家是如何在典型的單峰洪水流量過程線中發(fā)現(xiàn)不同徑流成分的？,63,.,判斷,當下滲水分產生地下徑流時，土壤的下滲速率不一定是飽和滲透系數(shù)。當下滲水分產生地下徑流時，土壤含水量不一定達到飽和含水量。層次性包氣帶土壤表面產生飽和地面徑流時，最上分層土壤含水量一定達到飽和含水量。飽和地面徑流形成時，一定伴生壤中徑流生成。飽和地面徑流不會以一種獨立的徑流類型出現(xiàn)。產流過程中，壤中流可以和另三種徑流成分在一起出現(xiàn),64,.,第九章流域產流,流域上產流面積的變化包氣帶單元體或流域蓄滿產流的意義如何構造流域蓄水容量曲線并與產流面積聯(lián)系流域蓄滿容量面積分配曲線的概念與完全理解蓄滿產流的計算公式（部分流域與全流域）依據(jù)曲線解釋產流量與可產流面積的關系蓄滿產流教材中的算例（作業(yè)提交）流域超滲產流的意義流域超滲產流的計算過程（教材中的算例）,65,.,復習要點,名詞解釋：包氣帶蓄水容量Wm，田間持水量，流域蓄水容量曲線，超滲產流曲線、流域產流面積，前期影響雨量、流域蓄水容量簡述題：流域部分蓄滿產流與全流域蓄滿產流的意義計算題：蓄滿產流計算實驗內容：,66,.,推導產流計算公式,67,.,P-E+AWmm,P-E+AWmm,流域部分面積產流，公式?jīng)]有取舍,流域全面積產流，計算公式有取舍項,68,.,P-E與R的關系,最上端曲線代表情況,最上端曲線外包線斜率截距,介于最上端與最下端之間的曲線代表情況,最下端直線代表情況,69,.,如何理解流域蓄滿產流（展開以下幾個知識點）,流域包氣帶特征及初始狀態(tài)存在時空分布的差異性，致使各處包氣帶是先后產流的。蓄滿產流的意義流域部分位置包氣帶蓄滿產流，部分流域產流全流域蓄滿產流，全流域產流可以列出蓄水容量曲線計算產流模式公式，也可以不列出,70,.,論述流域部分蓄滿產流及全流域蓄滿產流的涵義-1,流域包氣帶是由厚度、初始蓄水量值、缺水量值都不一樣的許多包氣帶單元體構成。降雨過程中，各處包氣帶單元體開始產流的時刻是不一樣的。假設流域內不同位置處的土壤包氣帶單元體是一個個底部開孔的水箱，每個水箱的容量是各自的田間持水量。,71,.,論述流域部分蓄滿產流及全流域蓄滿產流的涵義-2,在流域降雨過程中，當只有部分包氣帶單元體達到田間持水量時，即部分水箱蓄滿水以后，這部分包氣帶單元體再接受的降雨將全部轉化為徑流；其中從水箱底部開孔處流出的水流形成地下徑流，超過水箱表面穩(wěn)定滲透系數(shù)強度的水量可在水箱頂部表面形成地表徑流；以上的產流只是在流域內部分蓄滿的包氣帶內發(fā)生，是流域部分蓄滿產流。,72,.,論述流域部分蓄滿產流及全流域蓄滿產流的涵義-3,隨降雨持續(xù)到某一時刻，流域內水箱容量最大的包氣帶單元體蓄滿水達到田間持水量，即全流域的包氣帶單元體含水量已全部達到田間持水量，則后續(xù)的降水將全部轉化為徑流，這時的產流是全流域開始蓄滿產流。可依據(jù)蓄水容量面積曲線方程及包氣帶水量平衡方程，求算蓄滿產流量。,73,.,第十章河道洪水演算,洪水波部分：變形、圣維南方程組與四種洪水波為何可用圣維南方程組描述洪水波運動狀態(tài)及水流狀態(tài)穩(wěn)定流的概念河道洪水演算：特征河長、四種入流、計算過程,74,.,洪水波部分復習要點,洪水演算、洪水波、波速、位相、三種比降（附加、河床、摩阻）洪水波兩類變形特點圣維南方程組（連續(xù)與運動方程）洪水波的四種分類（運動方程中要素的取舍）及其實際對應的河道及水流情形大比降山區(qū)河床河流洪水運動特性及波速深大水庫入庫洪水慣性波的運動特性,75,.,洪水波部分復習要點,蓄泄方程，河槽調蓄洪水的原理三種基本的槽蓄關系曲線特征河長概念、假設與特征河長河段特點、計算四種單位入流的數(shù)學表達式四種單位入流的出流過程數(shù)學表達式四種單位入流的出流過程在數(shù)學上的關系瞬時單位線的概念與表達式、積分意義任意連續(xù)入流的矩形入流離散過程什么是線性時不變系統(tǒng),76,.,為何有順時針、逆時針、單一蓄泄關系曲線,Q,W,Q,W,Q,W,W,t,W,t,W,t,t,t,t,Q,Q,Q,77,.,78,.,瞬時單位入流是單位入流對時間t的一階導數(shù),構造函數(shù),79,.,河段洪水演算的研究對象和內容,洪水演算的研究對象：洪水演算關心的研究內容：,河段上下斷面的流量、水位隨流程與時間的變化。水文學研究中依據(jù)一些假設或經(jīng)驗，利用上斷面的流量過程來推求下斷面的流量過程，涉及到的核心內容是兩個斷面間蓄水量的變化。,已知上斷面流量過程，推求下斷面的流量進入河段上下游兩斷面間的水體（洪水波），,80,.,假設河段水面呈直線變化，選擇一個河段，若河段中斷面的水位不變，則不論比降如何變化，上、中斷面之間河段的槽蓄變化量恰好與中、下斷面之間河段的槽蓄變化量互為相反數(shù)，則河段的槽蓄量在漲洪與退洪過程中均保持不變,即有關系：還可以確定：固定的中斷面水位值，對應一個唯一的流量值，滿足單值一一對應,特征河長河段的槽蓄量在洪水傳播過程中不變,81,.,特征河長河段的兩個假設,考察一個長度為l的河段假設河段水面線是直線假設中斷面水位在漲洪與落洪時都保持不變然后考察這個河段的蓄水量與下斷面出流量的關系,下面：中斷面以下斷面在漲洪時，由于水面比降增加引起的流量變化？由于水深減小引起的流量變化？從而導出：特征河長的概念及其特點,82,.,漲洪,水面比降增加，流量增加Qi=定值？,水位降低，流量減少Qh=離中斷面距離？,上面假設下中斷面以下斷面在漲洪時的狀態(tài),漲洪,i為附加比降,83,.,河床比降i0為定值,假設水面線為直線，附加比降i為定值,漲水時，比降增大引起的流量增加Qi為定值,中斷面以下的河段流量大于中斷面水位對應的Q0，且為常值。即中斷面以下每個斷面的流量增加量為定值,大多數(shù)河流中下游洪水波屬于擴散波,84,.,某個下斷面離中斷面越遠，水深減小愈大，則Qh值愈負，則一定存在一個下斷面，恰好使得：,漲洪時，下斷面的水深小于穩(wěn)定流狀態(tài)下的水深，導致下斷面的流量減少Qh,漲水時，水深降低引起的流量減少Qh,滿足這樣關系的河段的長度，稱特征河長。它恰好使得河段槽蓄量與河段下斷面流量成單值對應關系。,85,.,假設河段水面呈直線變化，選擇一個河段，若河段中斷面的水位不變，則不論比降如何變化，上、中斷面之間河段的槽蓄變化量恰好與中、下斷面之間河段的槽蓄變化量互為相反數(shù)，則河段的槽蓄量在漲洪與退洪過程中均保持不變,即有關系：還可以確定：固定的中斷面水位值，對應一個唯一的流量值，滿足單值一一對應,特征河長河段的槽蓄量在洪水傳播過程中不變,86,.,洪水波的線性特征河長演算過程,長度l的河段在起始時刻蓄水量為零（空河槽）把整個河段劃分為n個長度為特征河長的子河段，則每個子河段都具有特征何長河段的特性，而且這些子河段從上到下構成串聯(lián)的線型水庫關系。,Q(t)=？,I(t),1,2