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超渗产流模型在小流域调查洪水中的应用

来源:承德水文局 文章作者:徐素芬 录入时间:08-06-04 11:17:53

问题提出:

目前由于站网密度不足,致使有些小流域内发生暴雨洪水无实测流量资料,现就车河发生百年一遇大暴雨,分析其降雨径流关系,根据实测与调查的现有资料,用超渗产流模型、经验单位线法推求此次洪水的出流过程。

(一)车河流域概况

车河属滦河流域、滦河水系柳河支流,发源于兴隆县五峰楼山北麓,属深山区,地处燕山山脉,植被较好,车河控制流域面积 154km2,从源头到河口的直线距离 20km,纵坡降 6 %,河床以砾石为主。车河上游建有小Ⅱ型水库一座,库名转壶梁水库,控制流域面积 24.2km2

(二)车河流域暴雨分析

此次降水过程为普雨,大杖子为暴雨中心,日雨量为 328.8mm, 车河上无其它雨量站,自西南至暴雨中心降雨量逐渐增大,柳河口雨量站日降雨量为 320.3mm,临近的柳河五峰楼雨量站日降雨量为 163.0mm,黑河解放雨量站日降雨量为 252.8mm。强降雨形成了特大洪水,部分公路冲毁、农田淹没、通讯和电力瘫痪、部分民房倒塌,居民财产损失严重。

根据洪水调查及测量资料,用比降—面积法恒定非均匀流流量计算公式,计算得出洪峰流量 Q=745m3/s。根据大杖子雨量站最大 24小时短历史暴雨频率计算结果,车河 05.8洪水为百年一遇洪水。

(三)超渗产流模型的基本概念

流域下垫面是径流的发生场和分配场。不同的径流成分形成和土壤含水量的变化,是流域下垫面对降水垂向分配的直接后果。

对于固定的流域,土壤含水量是控制入渗能力和包气带对渗入水流的滞蓄能力,雨水降落在流域表面后,表层土壤以及所具有的下渗能力将要吸收部分或全部降水渗入土壤,超过下渗能力的降雨形成地面径流。包气带对降雨的第二次分配发生在包气带内部,它主要是对渗入土层中的水分的再分配。下渗水分在运行中将分配为两部分,若实际入渗率超过土壤的滞蓄能力,超过部分形成地下径流,其余部分被土壤吸收增加了土壤的含水量。若实际入渗率小于土壤的滞蓄能力,则渗入水流全部被土壤吸收。随着降雨过程的积蓄,土壤的含水量不断增加,入渗能力和滞蓄能力逐渐减小。当流域达到田间持水量时,流域下渗达到稳渗,滞蓄能力为零,有效降雨全部形成径流。可以说“超渗”是地表径流产生的条件,“超蓄”是地下径流的产生条件。
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