【正文】 流過(guò)程，關(guān)于凈雨的計(jì)算稱之為產(chǎn)流計(jì)算。它們之間的聯(lián)系可簡(jiǎn)明地表示成圖711所示的流程圖。這里僅介紹目前使用比較普遍和比較成熟的計(jì)算方法及其原理。無(wú)論產(chǎn)流計(jì)算還是匯流計(jì)算，基本思路都是，先從實(shí)際降雨徑流資料出發(fā)，分析產(chǎn)流或匯流的規(guī)律；然后，用于設(shè)計(jì)條件時(shí)，則可由設(shè)計(jì)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水，用于預(yù)報(bào)時(shí)，則由實(shí)際暴雨預(yù)報(bào)洪水。本節(jié)介紹這些要素的分析計(jì)算方法。關(guān)于各次降雨的計(jì)算，加流域平均雨量、時(shí)段雨量、降雨強(qiáng)度等，在第二章已經(jīng)講過(guò)（見(jiàn)第二章有關(guān)內(nèi)容）。當(dāng)把洪水劃分為兩次時(shí)，暴雨也要相應(yīng)地劃分為兩次，且兩兩對(duì)應(yīng)，前次暴雨Ⅰ對(duì)應(yīng)前面的洪水Ⅰ，后次暴雨Ⅱ?qū)?yīng)后面的洪水Ⅱ，切不可混淆。如圖721。如圖中的虛線ag以下的水量，它表示如果沒(méi)有降雨Ⅰ時(shí)，河中仍有持續(xù)的徑流，稱其為“基流”。圖721 次降雨徑流分割及總徑流量計(jì)算示意圖圖724斜線分割法示意圖流域蒸散發(fā)是產(chǎn)流量計(jì)算中的重要環(huán)節(jié)，是影響流域土壤蓄水量的主要因素。實(shí)用中一般假定流域蒸散發(fā)量E與流域蓄水量W成正比，即 （724）式中，為第t日的流域蒸散發(fā)量（mm）；為第t日開(kāi)始時(shí)的流域蓄水量（mm）； 為流域蓄水容量（mm）；為第t日的水面蒸發(fā)器蒸發(fā)量（mm），一般取E601型或80cm套盆式水面蒸發(fā)器的觀測(cè)值；為折算系數(shù)，對(duì)一定的蒸發(fā)器和一定的流域，將隨季節(jié)而變化，可參考附近地區(qū)的數(shù)值或通過(guò)優(yōu)選求得。在土壤蓄水量的計(jì)算中，往往取土壤蓄水量的最小值（相當(dāng)于凋萎系數(shù)）為計(jì)算零點(diǎn)，稱田間持水量與最小蓄水量的差值為土壤蓄水容量。流域上各地點(diǎn)的蓄水容量是不同的，可從零變化到點(diǎn)最大蓄水容量，其平均值以表示，稱流域蓄水容量。選取久旱無(wú)雨后一次降雨量較大且全流域產(chǎn)流的雨洪資料，計(jì)算流域平均降雨量P及產(chǎn)流量R。所以： （731）式中，P為流域平均降雨量（mm）；R為P產(chǎn)生的總徑流深（mm）；E為雨期蒸發(fā)（mm），如降雨時(shí)間短可忽略不計(jì)。前期影響雨量的計(jì)算式為 降雨徑流相關(guān)圖法推求凈雨 隨著各流域的條件不同，相關(guān)圖中考慮的影響因素的多少有很大差別。⑴降雨徑流經(jīng)驗(yàn)相關(guān)圖法的制作 以次降雨量P為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)的徑流深R(Rs)為橫坐標(biāo)，可按對(duì)應(yīng)的P、R(Rs)在圖上繪一個(gè)點(diǎn)，并把它的值注在點(diǎn)旁，然后按點(diǎn)群分布的趨勢(shì)，照顧大多數(shù)點(diǎn)子，繪出以為參數(shù)的等值線，既為P～～R(Rs)三變量相關(guān)圖法。該法是我國(guó)濕潤(rùn)地區(qū)產(chǎn)流計(jì)算的一個(gè)重要方法。流域上只有蓄滿的地方才產(chǎn)流，故產(chǎn)流期的下滲為穩(wěn)滲率fc，其中下滲至潛水層的部分成為地下徑流，超滲的部分成為地面徑流。圖中為流域中最大的點(diǎn)蓄水容量，為小于、等于的面積占流域面積的比值。用蒸發(fā)器實(shí)測(cè)水面蒸發(fā)值（或作修正）計(jì)算蒸發(fā)能力～t。 6．地面地下凈雨的劃分由于地面、地下徑流的匯流特性不同，匯流計(jì)算要求把總凈雨劃分為地面凈雨過(guò)程和地下凈雨過(guò)程。表（741） 計(jì)算及劃分地面地下凈雨舉例時(shí)段序號(hào)時(shí)段長(zhǎng)度△ti(h)(PiEi)(mm)Ri(mm)按fc劃分地面、地下凈雨(mm)△tifcRr,iRs,i(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)1521331341115212∑=119∑=620000007414086160合計(jì) 初損后損法計(jì)算地面凈雨過(guò)程初損后損法將下滲損失過(guò)程簡(jiǎn)化為初損后損兩個(gè)階段。① 后損：產(chǎn)流以后損失階段，超滲歷時(shí)內(nèi)的平均下滲能力。 初損、后損示意圖各場(chǎng)暴雨的及并不相同，對(duì)于洪水預(yù)報(bào)及洪水設(shè)計(jì)，應(yīng)通過(guò)實(shí)測(cè)暴雨洪水資料分析它們的變化規(guī)律，然后再依預(yù)報(bào)及設(shè)計(jì)的具體情況，確定相應(yīng)及，從而進(jìn)一步由降雨過(guò)程推算凈雨過(guò)程。l 對(duì)于較大的流域，可在其中找小流域水文站按上述方法確定。圖753湟水西寧～民和區(qū)間初損關(guān)系曲線由于植被和土地利用具有季節(jié)性變化特點(diǎn)，初損量還受到季節(jié)的影響。圖754溈水寧鄉(xiāng)站流域初損關(guān)系曲線 流域匯流分析流域匯流是指，在流域各點(diǎn)產(chǎn)生的凈雨，經(jīng)過(guò)坡地和河網(wǎng)匯集到流域出口斷面，形成徑流的全過(guò)程。l 匯流時(shí)間τ：流域各點(diǎn)的地面凈雨流達(dá)出口斷面所經(jīng)歷的時(shí)間。 ：l 等流時(shí)線：流域上匯流時(shí)間τ相等點(diǎn)子的連線，如圖762中標(biāo)有…的虛線（為單位匯流時(shí)段長(zhǎng)）。2. 等流時(shí)線在地面匯流分析中的應(yīng)用利用等流時(shí)線概念，分析圖762流域上不同凈雨情況下所形成的出口斷面地面徑流過(guò)程。⑴地面凈雨歷時(shí)等于一個(gè)匯流時(shí)段（）流域上一次均勻凈雨，歷時(shí)，凈雨深Rs，雨強(qiáng)。此時(shí)的流量為l 第2時(shí)段末t=2時(shí)，最初降落在2線上的凈雨在向下流動(dòng)過(guò)程中，沿途不斷地匯集F2上持續(xù)的凈雨，當(dāng)它到達(dá)1線位置時(shí)，凈雨停止，所以再繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)中，將不繼續(xù)匯集雨水。⑵地面凈雨歷時(shí)多于一個(gè)匯流時(shí)段流域上凈雨歷時(shí)，雨強(qiáng)，它們各自在流域出口形成的地面徑流流量過(guò)程，可用與上面完全相同的方法求得，如表761所列和圖76圖764所示。l 多時(shí)段凈雨在流域出口形成的地面徑流過(guò)程，等于它們各自在出口形成的地面徑流過(guò)程疊加。l 地面徑流總歷時(shí)T等于凈雨歷時(shí)與流域匯流時(shí)間之和，即 單位線法推求流域出口洪水過(guò)程單位線是指，在給定的流域上,單位時(shí)段內(nèi)均勻降落單位深度的地面凈雨，在流域出口斷面形成的地面徑流過(guò)程線，稱為單位線,如圖771。圖771單位線示意圖由于實(shí)際的凈雨不一定正好是一個(gè)單位和一個(gè)時(shí)段,所以分析使用時(shí)有如下兩條假定。l 疊加假定：如果凈雨不是一個(gè)時(shí)段而是m個(gè)時(shí)段,則形成的流量過(guò)程是各時(shí)段凈雨形成的部分流量過(guò)程錯(cuò)開(kāi)時(shí)段疊加。根據(jù)地面凈雨過(guò)程及對(duì)應(yīng)的地面徑流流量過(guò)程線,推算單位線的常用方法有直接分析法和試錯(cuò)優(yōu)選法等。在洪水預(yù)報(bào)或推求設(shè)計(jì)洪水時(shí)，必須分析單位線存在差別的原因并采取妥善的處理辦法。針對(duì)這一問(wèn)題，目前的處理方法是：分析出不同凈雨強(qiáng)度的單位線，并研究單位線與凈雨強(qiáng)度的關(guān)系。圖773單位線受地面凈雨強(qiáng)度影響同一流域，凈雨在流域上的平均強(qiáng)度相同，但當(dāng)暴雨中心靠近下游時(shí)，匯流途徑短，河網(wǎng)對(duì)洪水的調(diào)蓄作用減少，從而使單位線的峰偏高，出現(xiàn)時(shí)間提前；相反，暴雨中心在上游時(shí)，大多數(shù)的雨水要經(jīng)過(guò)各級(jí)河道的調(diào)蓄才流到出口，這樣使單位線的峰較低，出現(xiàn)時(shí)間推遲，如圖圖774所示。
圖774單位線受暴雨中心位置影響當(dāng)一個(gè)流域的凈雨強(qiáng)度和暴雨中心位置對(duì)單位線都有明顯影響時(shí)，則要對(duì)每一暴雨中心位置分析出不同凈雨強(qiáng)度的單位線，以便將來(lái)使用時(shí)能同時(shí)考慮這兩方面的影響。 某流域降雨地面徑流相關(guān)圖 第十章 水文預(yù)報(bào)研究?jī)?nèi)容；；； 。例如在河流防洪搶險(xiǎn)中，需要及時(shí)預(yù)報(bào)出防洪地點(diǎn)即將出現(xiàn)的洪峰水位、流量，以便在洪峰到來(lái)之前，迅速加高加固堤防、轉(zhuǎn)移可能受淹的群眾和物資，動(dòng)用必要的防洪設(shè)施等，把洪水災(zāi)害減小到最低限度。，水文預(yù)報(bào)可分為l 徑流預(yù)報(bào)：預(yù)報(bào)的要素主要是水位和流量，水位預(yù)報(bào)指的是水位高程及其出現(xiàn)時(shí)間；流量預(yù)報(bào)則是流量的大小、漲落時(shí)間及其過(guò)程。l 冰情預(yù)報(bào)：冰情預(yù)報(bào)是利用影響河流冰情的前期氣象因子,預(yù)報(bào)流凌開(kāi)始、封凍與開(kāi)凍日期,冰厚、冰壩及凌汛最高水位等。l 水質(zhì)預(yù)報(bào)：預(yù)測(cè)河流中污染物遷移轉(zhuǎn)化的時(shí)空變化過(guò)程。2. 按預(yù)見(jiàn)期的長(zhǎng)短，水文預(yù)報(bào)可分為l 短期水文預(yù)報(bào)：主要由水文要素作出的預(yù)報(bào)l 中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)：包括氣象預(yù)報(bào)性質(zhì)在內(nèi)的水文預(yù)報(bào)預(yù)報(bào)的預(yù)見(jiàn)期是指發(fā)布預(yù)報(bào)與預(yù)報(bào)要素出現(xiàn)的時(shí)間間距。水文預(yù)報(bào)工作大體上分為兩大步驟。(2) 進(jìn)行作業(yè)預(yù)報(bào):將現(xiàn)時(shí)發(fā)生的水文氣象信息，經(jīng)過(guò)預(yù)報(bào)方案算出即將發(fā)生的水文預(yù)報(bào)要素大小和出現(xiàn)時(shí)間，及時(shí)將信息發(fā)布出去，這個(gè)過(guò)程稱為作業(yè)預(yù)報(bào)。這樣的作業(yè)預(yù)報(bào)稱為聯(lián)機(jī)作業(yè)實(shí)時(shí)水文預(yù)報(bào)。水位(流量)法、合成流量法和馬斯京根流量演算方法。i0ii 河道洪水波水面比降示意圖 相應(yīng)水位(流量)法根據(jù)河段洪水波運(yùn)動(dòng)和變形規(guī)律,利用河段上斷面的實(shí)測(cè)水位(流量),預(yù)報(bào)河段下斷面未來(lái)水位(流量)的方法,稱為相應(yīng)水位(流量)法。如圖923所示某次洪水過(guò)程線上的各個(gè)特征點(diǎn),例如上游2點(diǎn)洪峰水位經(jīng)過(guò)河段傳播時(shí)間τ,在下游站2’點(diǎn)的洪峰水位,就是同位相的水位。流量演算法是在圣維南方程組簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上,利用河槽的水量平衡方程替代連續(xù)性方程,用河段的蓄泄關(guān)系替代動(dòng)力方程, 然后聯(lián)立求解,將河段的入流過(guò)程演算為出流過(guò)程的方法。　 圖927 河段時(shí)段水量平衡示意圖(GTMcCarthy) 1938年應(yīng)用于美國(guó)馬斯京根河流域而得名。圖928 河段槽蓄量示意圖在馬斯京根槽蓄曲線方程中,河段槽蓄量由柱蓄和楔蓄兩部分組成，如圖928。聯(lián)解水量平衡方程式（924）和馬斯京根槽蓄曲線方程式（927）,可得馬斯京根流量演算方程: （928）式中： （929）4. 試算法確定x、K值對(duì)某一次洪水,假定不同的x值計(jì)算Q’,作出S～f(Q’)關(guān)系曲線,其中能使二者關(guān)系成為單一直線的x值即為此次洪水所求的x值,而該直線的斜率即為所求的K值。(1) K值的綜合l K具有時(shí)間的因次,它基本上反映河道穩(wěn)定流時(shí)河段的傳播時(shí)間。(2) x值的綜合l 流量比重因素x反映楔蓄對(duì)流量的作用外,還反映河段的調(diào)蓄能力。l 流量比重因素x，一般從上游向下游逐漸減小,～,特殊情況下也有小于零的。l 為在計(jì)算中不漏掉洪峰,選取的Δt最好等于河段傳播時(shí)間τ。l 如果取Δt=2kx，則Co=0,有一個(gè)時(shí)段的預(yù)見(jiàn)期。主要包括兩方面的內(nèi)容:l 由降雨量推求凈雨量。有關(guān)這兩個(gè)問(wèn)題的計(jì)算原理和計(jì)算方法,見(jiàn)第七章的內(nèi)容。并對(duì)方案的預(yù)報(bào)精度進(jìn)行評(píng)定和檢驗(yàn)。預(yù)報(bào)雨量與預(yù)報(bào)方案的誤差,兩者都影響預(yù)報(bào)的精度。圖9210降雨徑流預(yù)報(bào)法預(yù)報(bào)洪水過(guò)程示意圖（動(dòng)畫）（動(dòng)畫圖9210，上圖中的雨量每變動(dòng)一格時(shí)，下圖中流量過(guò)程相應(yīng)變動(dòng)完一個(gè)過(guò)程線，用不同的顏色線表示；） 水文實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)方法內(nèi)容提要1. 水文預(yù)報(bào)誤差的來(lái)源；2. 實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)校正方法；3. 遞推最小二乘估計(jì)算法。水庫(kù)的作用是攔蓄洪水，調(diào)節(jié)河川天然徑流和集中落差。它包括水庫(kù)水位～面積關(guān)系曲線和水庫(kù)水位～容積關(guān)系曲線，簡(jiǎn)稱為水庫(kù)面積曲線和水庫(kù)容積曲線，是最主要的水庫(kù)特性資料。水庫(kù)的水面面積隨水位的變化而變化。面積曲線反映了水庫(kù)地形的特性。 圖2－1　水庫(kù)面積特性曲線繪法示意 （二）水庫(kù)容積曲線水庫(kù)容積曲線也稱為水庫(kù)庫(kù)容曲線。其繪制方法是：首先將水庫(kù)面積曲線中的水位分層，其次，自河底向上逐層計(jì)算各相鄰高程之間的容積。 2－水庫(kù)容積特性假設(shè)水庫(kù)形狀為梯形臺(tái)，則各分層間容積計(jì)算公式為： ?。?－1）式中：——相鄰高程間庫(kù)容（m3）。 ——高程間距（m）。通常按此值的大小，把水庫(kù)劃分為下列五級(jí)： 大Ⅰ型——大于 l0億 m3；大Ⅱ型—— l～10億 m3；中 型——～l億 m3；小Ⅰ型——～ m3；小Ⅱ型—— m3。Δ表示。如1表示 l的流量在一個(gè)月（）的累積總水量，即 l ＝243600＝106 m3二、水庫(kù)的特征水位及其相應(yīng)庫(kù)容表示水庫(kù)工程規(guī)模及運(yùn)用要求的各種庫(kù)水位，稱為水庫(kù)特征水位。這些特征水位和庫(kù)容各有其特定的任務(wù)和作用，體現(xiàn)著水庫(kù)運(yùn)用和正常工作的各種特定要求。這些特征水位和相應(yīng)的庫(kù)容，通常有下列幾種，分別標(biāo)在圖2－3中。死水位以下的水庫(kù)容積稱為死庫(kù)容。除非特殊干旱年份，為保證緊要用水，或其他特殊情況，如戰(zhàn)備、地震等要求，經(jīng)慎重研究，才允許臨時(shí)泄放或動(dòng)用死庫(kù)容中的部分存水。（2）保證水電站所需要的最低水頭和自流灌溉必要的引水高程。（二）正常蓄水位和興利庫(kù)容 在正常運(yùn)用條件下，水庫(kù)為了滿足設(shè)計(jì)的興利要求，在開(kāi)始供水時(shí)應(yīng)蓄到的水位，稱為正常蓄水位，又稱正常高水位。正常蓄水位與死水位之間的深度，稱為消落深度或工作深度。 　　正常蓄水位是水庫(kù)最重要的特征水位之一，它是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。因此，大中型水庫(kù)正常蓄水位的選擇是一個(gè)重要問(wèn)題，往往牽涉到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)、環(huán)境等方面的影響，需要全面考慮 ，綜合分析確定。它是在設(shè)計(jì)條件下，水庫(kù)防洪的起調(diào)水位。當(dāng)出現(xiàn)洪水時(shí)，才允許水庫(kù)水位超過(guò)該水位。興建水庫(kù)后，為了汛期安全泄洪和減少泄洪設(shè)備，常要求有一部分庫(kù)容作為攔蓄洪水和削減洪峰之用。若防洪限制水位低于正常蓄水位，則將這兩個(gè)水位之間的水庫(kù)容積稱為結(jié)合庫(kù)容，也稱共用庫(kù)容或重疊庫(kù)容。若汛期洪水有明顯的季節(jié)性變化規(guī)律，經(jīng)論證，對(duì)主汛期和非主汛期可分別采用不同的防洪限制水位。該水位至防洪限制水位間的水庫(kù)容積稱為防洪庫(kù)容。它至防洪限制水位間的水庫(kù)容積稱為攔洪庫(kù)容或設(shè)計(jì)調(diào)洪庫(kù)容。（六）校核洪水位和調(diào)洪庫(kù)容當(dāng)遇到大壩校核標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，水庫(kù)壩前達(dá)到的最高水位，稱為校核洪水位。 校核洪水位以下的全部水庫(kù)容積就是水庫(kù)的總庫(kù)容。三、水庫(kù)的水量損失水庫(kù)建成蓄水后，因改變河流天然狀況及庫(kù)內(nèi)外水力條件而引起額外的水量損失，主要包括蒸發(fā)損失和滲透損失，在寒冷地區(qū)還有可能有結(jié)冰損失。由于流入水庫(kù)的徑流資料是根據(jù)建庫(kù)前壩址附近觀測(cè)資料整編得出，其中已計(jì)入陸面蒸發(fā)