第
20
卷第
6
期
2009
年
12
月
水资源与水工程学报
Vo
l.
20
No.6
Dec. ,
2009
lournal
of
Water
Resources
&
Water
Engineering
坡面汇流法计算小河流域暴雨洪水(第一部分)
关仲
(江西省水利规划设计院,江西南昌
330029)
摘
要:系统地介绍了一维水动力学(运动波〉与水文学方法相结合的数学模型的算法原理。利用已知任意雨型的
净雨时程分配,可以随之求出洪水流量过程线。文中将一场洪水计算分为坡面流计算及河槽洪水演算两部分,用
57
次野外实测洪水进行了验证。结果说明
g
一个概化的一维模式一旦与水文学方法相结合,可以得到与实测过程
线相当接近的成果。模型参数比较稳定
E
有利于工程的安全和经济
E
可以电算,也可以手算
z
便于编程接入各地水
情信息自动化系统,服务于防灾、减灾。本篇属论述第一部分。
关键词:运动波
(Kinematic
Wave);
水力学与水文学相结合;非线性
F
用实测洪水资料反推参数;概化模型
中图分类号
:TV122.1
文献标识码
:A
文章编号:
1672-643X(2009)06-0088-07
Calculation
of
Storm Flood
in
Small
River
Basin by the
Overland Flow
Method(Part
One)
GUANG
Zhong
(J
iangxi
Provincial
Water
Conser
四
ncy
Plan
and
Design
Institute
,
Nanchang
, ]
iangsu
330029 ,
China)
Abstract:
The
algorithm
principles
of
the
math
model
of
simplified
on
e-
dimensional
kinematic
wave
combined
with
hydrology
are
introduced
systematically.
The
calculation
of a
f\
ood
is
divided
into
two
parts:
overland
flow
calculation
and
streamflood
routing.
This
model
can
greatly
simpli-
fy
the
calculation
process
,
but
also
retains
sufficient
practical
accuracy.
The
simulated
hydro-
graphs
successfully
fit
the
recorded
data
from
57
measured
flood.
Parameters
of
the
model
are
rel
atively
stable.
It
is
easy
to
compile
the
model
as
a
computer
program
,
connecting
to
the
regional
hydrological
information
automatic
systems
, in
order
to
prevent
and
reduce
f\
ood
disaster.
This
Section
is
the
Part
One.
Key
words:
kinematic
wave;
combined
hydrau
1i
cs
with
hydrology;
nonlinear;
factor
calculated
by
the
measured
flood
information;
general
model
1
概述
本算法是一维水动力学〈不稳定流运动波)地表
排水整体模型与水文学方法相结合计算小问暴雨洪
水的一种方法:有人又称之为"江西坡面流"法(1]。
在小河流域(或一般河流)暴雨洪水计算方法的
发展史上,产生过两种不同的理论概念。其一是卷
积分模型(线性叠加原理)
,相应的计算方法有等流
时线、汇流曲线、单位过程线、瞬时单位线、推理公式
法等,即现行大量使用的方法;其二是水动力学模
型(一般用运动波〉。
精确的人工降雨地表径流模型实验时说明:降
雨一径流过程的本质是非线性的,而坡面流则是"高
度非线性的"对以上两种理论概念进行对比鉴别的
收稿日期:
2009-08-10 I
修回日期:
2009-09-10
结果表明:即使采用与雨强相应的瞬时单位线来"还
原"流域的出流过程线,有时也有较大的偏差;而水
动力学模型总是能获得更为逼真的模拟成果,因此,
它与迄今为止任何线性叠加方法相比,是一个重要
的进展。然而,计算工作量浩大和参数定量上的困
难,一直是水动力学模型难以推广实用的严重障碍。
本计算方法的任务是:一方面保留不稳定流水
动力学的理论内涵,计入地形、地貌等成因条件,另
一方面又使其大为简化,并解决参数定量问题,从而
达到广泛的实用阶段。
基本思路:采用水力学与水文学相结合的方法
(或称"近似水力学方法勺,即利用最简单的(概化
的)几何框架和简化
St.
Venant
方程组来模拟复杂
的天然坡面流和河槽流,得出简化的实用计算公式
作者简介:关仲(1
935
寸,男,沈阳人,高级工程师,
1958
年毕业于北京清华大学水利系,主要从事水利水电研究工作。