群众性水利和水土保持工程对洪水径流影响计算的新方法

本文提供的方法是试图用建立在明确的物理概念上的成因分析方法来解决群众性水利和水土保持工程对洪水径流影响的计算。计算把洪水径流的形成过程划分为三个阶段:(1)降雨以后,流域表面没有水流动的阶段,亦称产流前阶段。(2)坡面积水,并沿程流动及下渗,一直到雨止以后,坡面蓄水继续沿程下渗及进入河网成为雨止后总入流,直到坡面蓄水耗尽为止,这一阶段,称为坡面漫流阶段。(3)进入河网的总入流,沿河槽发生不稳定流动,称为河槽汇流阶段。从工程前的水文资料可以分析出第一阶段中的主要特征曲线,即以前期土壤吸水量为总指标的初渗值关系;可以分析出第二阶段的坡面蓄水量与总入流量关系及坡面平均入渗率随时程变化的关系;这些关系是流域地貌、植被及土壤特征的综合反映;结合到建立起来的坡面水量平衡方程式,就可以由降雨过程计算出总入流过程。坡面上的水利水保工程的作用,可以按其对径流形成各个阶段的影响分别考虑;例如封山育林,既增加植物截留,影响第一阶段,又增加地面糙率,影响第二阶段,这些作用可以分别在各个阶段中加以考虑。因此,只要知道工程的类型规格和数量,就可以计算出在坡面工程以后各个阶段综合反映径流形成的特征曲线的变化;从而计算出在设计暴雨条件下经过各种工程作用以后的总入流过程。一切坡面工程都不影响径流形成第三阶段,故当河道上无大量工程时,河槽汇流曲线保持不变。对于分散的大量小型水库,象葡萄串式的分布在流域内各处,设计标准一般不高,因此要计算在设计暴雨条件将被冲毁的水库的数量,被冲毁水库的库容占全部水库总库容的百分数,这些问题,本文都提出了初步解决的办法。对未被冲毁水库的拦蓄和调节作用的计算,对被冲毁水库在设计暴雨以前的蓄水量、本次暴雨中先起拦蓄调节洪水的作用,垮埧后的洪水波等一系列的计算问题,亦提出了计算方法。通过算例,说明了各种坡面工程作用后的总入流过程的变化;大量未垮水库控制面积上经过调节后的总入流过程;被冲毁水库控制面积上经过调节和冲毁后的总水流过程;以及全流域平均的总入流过程。从计算成果可知,上述工程使总入流的总量减少,过程拉平历时拉长,洪峰降低偏后;因而即使河槽汇流条件不变,出口断面的流量过程亦将发生相应的变化。最后,作为一个理论兴趣,本文附带证明了一点;坡地漫流历时的长短不仅与坡面条件有关,且与后期雨率的大小有关。