【正文】 理過程和規(guī)律,對認識徑流形成的物理機制有重要的意義。 (二)下滲率和下滲能力下滲率或下滲強度：單位時間內滲入單位面積土壤中的水量稱為下滲率或下滲強度,記為f,以mm/min或mm/h計。下滲能力：在充分供水條件下的下滲率則稱為下滲能力。通常用下滲率或下滲能力隨時間的變化過程來定量描述土壤下滲規(guī)律,如圖227所示的下滲能力隨時間的變化過程線,稱為下滲能力曲線,簡稱下滲曲線,并以f（t）~t表示,第五節(jié) 蒸發(fā)蒸散發(fā):是水文循環(huán)中自降水到達地面后由液態(tài)或固態(tài)轉化為水汽返回大氣的階段。蒸散發(fā)在水量平衡研究和水利工程規(guī)劃中是不可忽視的影響因素。蒸散發(fā)類型: 水面蒸發(fā): 蒸發(fā)面為水面時稱為水面蒸發(fā)。 植物散發(fā)蒸發(fā)面是植物莖葉則稱為植物散發(fā)。 土壤蒸發(fā):蒸發(fā)面為土壤表面時稱為土壤蒸發(fā)。陸面蒸發(fā): 因為植物是生長在土壤中,植物散發(fā)與植物所生長的土壤上的蒸發(fā)總是同時存在的,通常將二者合稱為陸面蒸發(fā)實際的蒸發(fā)量:從水面躍出的水分子量與返回蒸發(fā)面的水分子量之差值,就是實際的蒸發(fā)量，蒸發(fā)量用相應于水面上的水層深度來度量,記為E,以mm計。 (二)水面蒸發(fā)觀測 水面蒸發(fā)是在充分供水條件下的蒸發(fā)。確定水面蒸發(fā)量的大小,通常有兩種途徑:器測法和間接計算法。第六節(jié) 徑 流徑流:是指降水所形成的,沿著流域地面和地下向河川、湖泊、水庫、洼地等流動的水流。 地面徑流,或地表徑流:沿著地面流動的水流稱為地面徑流,或地表徑流。地下徑流:沿土壤巖石孔隙流動的水流稱為地下徑流。 一、 徑流的形成過程徑流形成過程:流域內,自降雨開始到水流匯集到流域出口斷面的整個物理過程,稱為徑流形成過程。徑流的形成是相當復雜的過程,為便于分析一般把它概括為產流過程和匯流過程兩個階段。（一）產流過程降落到流域內的雨水,一部分會損失掉,剩下的部分形成徑流。凈雨:降雨扣除損失后的雨量稱為凈雨。顯然,凈雨和它形成的徑流在數量上是相等的,但二者的過程卻完全不同,凈雨是徑流的來源,而徑流則是凈雨匯流的結果。凈雨在降雨結束時就停止了,而徑流卻要延長很長時間。產流過程:我們把降雨扣除損失成為凈雨的過程稱為產流過程,凈雨量也稱為產流量。降雨不能產生徑流的那部分降雨量稱為損失量。在前期十分干旱情況下,降雨產流過程中的損失量稱為最大損失量,記為IM。流域的損失過程,如圖234所示。實測的總徑流過程劃分為地面徑流和地下徑流,凈雨也只劃分為地面凈雨和地下凈雨。表層流與地面徑流的性質相近,通常把它歸并到地面徑流中,表層流凈雨也自然地歸入地面凈雨中。流域產流過程又稱為流域蓄滲過程。在這一階段,流域對降雨進行了一次再分配。(二)匯流過程凈雨沿坡面從地面和地下匯入河網,然后再沿著河網匯集到流域出口斷面,這一完整的過程稱為流域匯流過程。前者稱為坡地匯流,后者稱為河網匯流。河網匯流過程:各種成分徑流經坡地匯流注入河網,從支流到干流,從上游向下游,最后流出流域出口斷面,這個過程稱為河網匯流或河槽集流過程。河槽調蓄作用:坡地水流進入河網后,使河槽水量增加,水位升高,這就是河流洪水的漲水階段。在漲水段,由于河槽貯蓄一部分水量,所以對任一河段,下斷面流量總小于上斷面流量。隨降雨和坡地漫流量的逐漸減少直至完全停止,河槽水量減少,水位降低,這就是退水階段。這種現象稱為河槽調蓄作用。水文中常用的流量還有:日平均流量、月平均流量、年平均流量、多年平均流量及指定時段的平均流量。徑流量指時段T內通過河流某一斷面的總水量,記為W,以m萬m3或億m3計,有時也用時段平均流量與時段的乘積為單位,如(m3/s)d、(m3/s)M等。將徑流量平鋪在整個流域面積上所得的水層深度,記為R,以mm計。按式(232)計算: (232)式中W時段T內徑流量,d。計算時段內平均流量,m3/s。T計算時段,s。F流域面積,km2。流域出口斷面流量與流域面積之比值稱為徑流模數,記為M,以L/(s km)計。按式(233)計算: (233)某一時段的徑流深R與相應時段內流域平均降雨深度P之比值稱為徑流系數,記為α。按式(234)計算: (234)因RP,故α1。【例21】某水文站流域面積F=54500km2,多年平均降雨量F=1650mm,多年平均流量=1680m3/s。根據這些資料可算得:(1)多年平均徑流量=T=168036586400=530億m3。(2)多年平均徑流深(3)多年平均徑流模數(4)多年平均徑流系數=972/1650=。第三章 水文信息采集與處理第三節(jié) 流量測驗一、概述流量是單位時間內流過江河某一橫斷面的水量,以m3/s計。它是反映水資源和江河、湖泊、水庫等水體水量變化的基本數據,也是河流最重要的水文特征值。流量是根據河流水情變化的特點,在水文站上用各種測流方法進行流量測驗取得實測數據,經過分析、計算和整理而得的資料,用于江河流量變化的規(guī)律,為國民經濟各部門服務。 (三)流速測量 圖33為旋杯式流速儀1一旋杯,2一傳訊盒，3一電鈴計數器。4一尾翼；5一鋼絲繩,6一繩鉤；7一懸桿；8一鉛魚圖34旋槳式流速儀根據測速方法的不同,流速儀法測流可分為積點法、積深法和積寬法。第七節(jié) 水文數據處理水文數據處理的工作內容包括:收集校核原始數據。編制實測成果表；確定關系曲線,推求逐時、逐日值。編制逐日表及洪水水文要素摘錄表。合理性檢查。編制處理說明書。水位數據處理較簡單。對上述處理工作內容,重點介紹關系曲線的確定及逐時、逐日值的推求。一、水位流量關系曲線的確定二、水位流量關系曲線的延長三、水位流量關系曲線的移用四、日平均流量計算及合理性檢查.五、懸移質輸沙率資料整編六、水文數據處理成果的刊布徑流特征值的經驗公式利用水文手冊和水文圖集便可以估算無水文觀測數據地區(qū)的水文特征值。叫制各種水文特征的等值線圖及各徑流特征的經驗公式叫依據的小河數據少,當利用手冊及圖集估算小流域的徑流特征值時,應根據實際情況。二要的修正。當上述年鑒、手冊、圖集所載資料不能滿足要求時,可向其他單位收集。例如,有關水質方面更詳細的資料,可向環(huán)境監(jiān)測部門收集,有關水文氣象方面的資料,可向氣象臺站收集。 第四章 水文統(tǒng)計三、頻率設事件A在n次試驗中出現了m次，則稱 （4—2－2）為事件A在n次試驗中出現的頻率。 三、隨機變量的統(tǒng)計參數 說明隨機變量統(tǒng)計規(guī)律的數字特征，稱為隨機變量的統(tǒng)計參數。 統(tǒng)計參數有總體統(tǒng)計參數與樣本統(tǒng)計參數之分。水文計算中常用的樣本統(tǒng)計參數有均值、均方差、變差系數和偏態(tài)系數。 均值 均值表示系列中變量的平均情況。設某水文變量的觀測系列（樣本）為x1，x2，…… ,xn ， 則其均值為 （4－3—6） 令稱模比系數，則 （4－3—7）均方差均方差是反映系列中各變量集中或離散的程度。研究系列集中或離散程度，常采用方差Dx或均方差s，計算公式為 （4－3—8） （4－3—9）變差系數水文計算中用均方差與均值之比作為衡量系列的相對離散程度的一個參數，稱為變差系數，或稱離差系數、離勢系數，用Cv表示，其計算式為 （4－3—10）上式說明，Cv是變量換算成模比系數k以后的均方差。 偏態(tài)系數 在數理統(tǒng)計中采用偏態(tài)系數CS作為衡量系列不對稱程度的參數，其計算式為 （4－3—12）上式右端的分子、分母同除以，則得 （4－3—13）當系列對于對稱時，CS＝0；當系列對于不對稱時，CS185。0，若CS＞0，稱為正偏；若CS＜0，稱為負偏，如圖4－3—2所示。圖4—3—2 Cv對密度曲線的影響（說明：依此顯示CS＝0、CS＞0、CS＜0所相應的曲線。）第四節(jié) 水文頻率曲線線型頻率格紙 正態(tài)頻率曲線在普通格紙上是一條規(guī)則的S形曲線，它在P=50%前后的曲線方向雖然相反，但形狀完全一樣，如圖4—4—2中的①線。水文計算中常用的一種“頻率格紙”，其橫坐標的分劃就是按把標準正態(tài)頻率曲線拉成一條直線的原理計算出來的，如圖4—4—2中的②線。圖4—4—2 頻率格紙橫坐標的分割（說明：先繪出曲線，再顯示出箭頭并閃動，最后繪出曲線。）三、皮爾遜Ⅲ（P－Ⅲ）型曲線 皮爾遜Ⅲ型曲線的概率密度函數皮爾遜Ⅲ型曲線是一條一端有限一端無限的不對稱單峰、正偏曲線（見圖4—4—3），數學上常稱伽瑪分布， 顯然，三個參數確定以后，該密度函數隨之可以確定。可以推論，這三個參數與總體三個參數、Cv、CS具有如下關系：皮爾遜Ⅲ型頻率曲線及其繪制水文計算中，一般需要求出指定頻率P所相應的隨機變量取值xp，見附表1“皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的離均系數值表”。由就可以求出相應頻率的x值： （4—4—12）附表1 皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的離均系數值表（摘錄）P（%）Cs0．115205080959999．9 皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的應用 在頻率計算時，由已知的CS值，查值表得出不同的P的值，然后利用已知的、CV，通過式（4—4—12）即可求出與各種P相應的值，從而可繪制出皮爾遜Ⅲ型頻率曲線。當CS等于CV的一定倍數時,PⅢ型頻率曲線的模比系數KP =,也已制成表格,見附表2“皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的模比系數KP值表”。頻率計算時，由已知的CS和CV可以從附表2中查出與各種頻率P相對應的KP值，然后即可算出與各種頻率對應的=KP。有了P和的一些對應值，即可繪制出皮爾遜Ⅲ型頻率曲線。附表2 皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的模比系數KP值表 （摘錄，CS = 2CV）P（%）Cs0．1152050759095990．050．100．200．300．400．500．600．700．800．901．001．161．341．732．192．703．273．894．565．306．086．911．121．251．521．832．152．512．893．293．714．154．611．081．171．351．541．741．942．152．362．572．783．001．041．081．161．241．311．381．441．501．541．581．611．001．000．990．970．950．920．890．850．800．750．690．970．930．860．780．710．640．560．490．420．350．290．940．870．750．640．530．440．350．270．210．150．110．920．840．700．560．450．340．260．180．120．080．050．890．780．590．440．300．210．130．080．040．020．01四．經驗頻率曲線上述各種頻率曲線是用數學方程式來表示的, 屬于理論頻率曲線。在水文計算中還有一種經驗頻率曲線, 是由實測資料繪制而成的, 它是水文頻率計算的基礎, 具有一定的實用性。經驗頻率曲線的繪制根據實測水文資料，按從大到小的順序排列，如圖4—4—4所示，然后用經驗頻率公式計算系列中各項的頻率，稱為經驗頻率。以水文變量x為縱坐標，以經驗頻率為橫坐標，點繪經驗頻率點據，根據點群趨勢繪出一條平滑的曲線，稱為經驗頻率曲線，圖4—4—5為某站年最大洪峰流量經驗頻率曲線。有了經驗頻率曲線，即可在曲線上求得指定頻率的水文變量值。 圖4—4—4 水文系列按大小排列示意圖 （說明：從左至右，一條一條地顯示出來。）圖4—4—5 某站年最大洪峰流量經驗頻率曲線（說明：從左至右，一條一條地顯示出來后，再在閃動中顯示曲線。）對經驗頻率的計算，目前我國水文計算上廣泛采用的是數學期望公式 （4—4—13） 式中 p — 等于和大于xm的經驗頻率； m — xm的序號，即等于和大于xm的項數； n — 系列的總項數。 經驗頻率曲線存在的問題經驗頻率曲線計算工作量小，繪制簡單，查用方便，但受實測資料所限,往往難以滿足設計上的需要。為此，提出用理論頻率曲線來配合經驗點據，這就是水文頻率計算適線（配線）法。五、頻率與重現期的關系頻率曲線繪制后，就可在頻率曲線上求出指定頻率p的設計值xp。由于“頻率”較為抽象，水文上常用“重現期”來代替“頻率”。所謂重現期是指某隨機變量的取值在長時期內平均多少年出現一次，又稱多少年一遇。根