綜合單位線

通過建立單位線要素與地理特徵值之間的關係,根據地理特徵推求單位線的方法。綜合單位線是在短缺暴雨洪水資料地區,根據流域自然地理特徵,推求設計洪水的重要手段。時段單位線和瞬時單位線均可進行地理綜合,分別稱為綜合經驗單位線和綜合瞬時單位線。

基本介紹

  • 中文名:綜合單位線
  • 外文名:syntheticunit hydrograph
發展由來,套用,

發展由來

本法是在I.R.K.謝爾曼單位線的基礎上發展起來的。1938年,F.F.斯奈德研究了美國阿巴拉契亞山區的暴雨洪水,系統綜合了經驗單位線各要素與地理特徵之間的關係,提出了完整的分析方法。他選擇的時段單位線要素有滯時(tp)、峰值(qp)和底寬(T),影響徑流形成的地理特徵有主河道長度(L)、流域中心到出口斷面的距離(Lc)和流域面積(F),其經驗公式的一般類型為
tp=f1(L,Lc)
qp=f2(F,tp)
T=f3(tp)

套用

20世紀50年代初期,綜合經驗單位線方法在中國已獲得套用和發展,其中淮河綜合單位線為早期代表。在自然地理特徵中,除上述外,還引入了流域面積坡度和流域形狀係數等。後來,各地還有簡化和改進。實用中,大多建立單位線三要素與流域而積(F)、幹流河道比降(J)和河道長度(L)三者的關係。當F和L的相關程度較高時,也可建立單位線要素與F、L二者的關係。如果淨雨強度或暴雨中心位置對單位線有影響,可建立不同雨強和不同暴雨中心位置(上、中、下、游)的單位線,再進行地理綜合。單位線三要素確定後,再加上單位線所包圍的面積即地面徑流總量為已知,則單位線的圖形基本確定。如需確定較精確的圖形,可再增加特徵點(如漲水、落水中點處的流量值),採用類似的辦法加以綜合。
綜合瞬時單位線,須建立其數學表達式中參數與地理特徵之間的關係。例如,對J.E.納什瞬時單位線,需建立參數ml和m2的關係,一般地可寫成
m1=f1(F,I,L)
m2=f2(F,I,L)
式中符號意義同前。與m1相比,m2的靈敏度較低,也可採用地區平均值。此外,雨強(h)對ml影響的表達式中的參數也可採用同樣的方式與地理特徵建立聯繫,進行綜合。綜合瞬時單位線在中國套用很廣。中國編制的分省區《暴雨徑流查算圖表》中,對瞬時單位線的有關參數,給出了地理綜合成果。
20世紀70年代末期,委內瑞拉I.羅德里格茲一伊澤爾伯等建立的把地貌特徵轉變為瞬時單位線特徵的方法,為短缺洪水資料地區的洪水分析計算開闢了新的途徑。本法的基本思路是:地貌單位線為單位水體流達出口斷面的時間分布函式,即在t時刻水滴到達出口的機率分布並對其求導,即得瞬時單位線。對其中的地理參數,採用了定量地貌學的一些指標,如R.E.霍頓地貌律中的河數率( RB)和面積率(RA);但對其中的流速因子,仍用實測資料或經驗估值加以解決。

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