基于地貌單位線的流域匯流計算

劉力真,李福仲，陸小蕾

（1.山東省水利科學研究院,山東 濟南 250013；2.山東大學土建與水利學院，山東 濟南 250061）

目前，流域匯流單位線推求多是通過兩種方法：一是依據現有水文資料推求；二是依據典型單位線結合流域實際情況進行縮放。如此，對反應實際匯流情況均有一定偏差；前者過多依賴于水文資料，對資料的準確性和長序列要求過高，后者回避了流域單位線的多樣性，與實際不符。基于地理信息資料，推求符合流域地理特性的單位線，解決由于暴雨中心不同引起單位線變化的問題。

1 原 理

1.1 流域出口斷面流量的形成

一場降雨在一個網格中形成的產流量可視為一個“水滴”，水滴的大小可通過調整網格的尺寸來設定，這樣定義的“水滴”可稱為“網格水滴”。并且“水滴”降落在流域各處是隨機的，扣除損失后將會選擇一條流路、花費一定時間最終流達流域出口斷面，其所花費的時間即為該水滴的流域匯流時間。

假定流域匯流系統是線性系統，忽略相鄰網格水流之間的水力聯系，即各個網格水滴分別匯流，互不干擾，只在流域出口處做同時到達的水滴量累加即得到流域出口的流量過程。

假設一場降雨由n個水滴組成，其編號分別為1，2，…，i，…n。對其中任一水滴 i，若其流達流域出口斷面的流路長為ri，通過該流路的運動速度一般與流路有關，記為vi(x)，則該水滴的流域匯流時間為：

式中：τi為第i個水滴的流域匯流時間；x為流路。

對每個水滴使用式(1)，就可得到水滴流域匯流時間的空間分布。……