径流系数为 1 时,可有几种情形?

发布日期:2018-06-03 来源:财富国际在线 阅读:

径流系数为 1 时,可有几种情形?

Vincent Woo 3小时前 158 径流系数
【水文学】径流系数为1时,可以有几种情况? 目前情况一是下垫面为硬质化不透水层,降雨全部形成地表径流。 期末复习看到笔记时不太懂,水文老师说情况二是全部下渗形成地下径流。 个人觉得有疑问,请问在径流系数为1(即降雨全部转化为径流时)的情况下,可以部分形成地表径流,部分形成地下径流吗?
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其他回答

觉得这种理论概念的问题比实际工程的问题更难答一点,适合开个脑洞,说说个人想法,供大家探讨。 =============================================b8x财富国际

照例先说结论b8x财富国际

1. 在径流系数为1(即降雨全部转化为径流时)的情况下,按照传统水文学的说法,可以部分形成地表径流,部分形成地下径流。 2. 按照上述说法的逻辑,那么径流系数为1的情况远不止你老师说的那两种。 b8x财富国际

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因为是纯理论问题,论述过程难免有点教条主义,大家凑合看:P,欢迎讨论:b8x财富国际

“径流系数”是一个常见的概念,因为常见,反而在看到题目的一瞬间对其准确定义有点蒙圈。遇到这种情况,根据工作以来的良好习惯,查阅两个来源:规范和基础教材。 b8x财富国际

为什么我在结论(1)中强调“传统水文学”的说法,因为——我也是才发现:排水专业和水文专业对“径流系数”的定义,居然不一样! b8x财富国际

规范只查到《建筑给水排水规范》(2009局部修订版)和《室外排水设计规范》(GB50014-2009)。看看怎么说: b8x财富国际

《建筑给水排水规范》2.1.78条:“径流系数:一定汇水面积的径流雨水量与降雨量的比值”。没有说明“径流”是指地表径流还是地下径流。 《室外排水设计规范》2.1.16条:“径流系数:一定汇水面积内**地面**径流量与降雨量的比值。”明确说明是地表径流。

考虑到这两套规范基本都是住建部的,估计《建筑给水排水规范》里的“径流雨水量”应该也是指地表径流。那么结论很清楚,在排水专业中,径流系数为1的情况,只有“下垫面为不透水层或水面,降雨全部形成地表径流”这一种情况。b8x财富国际

同时请注意,上面两本规范里用的是“降雨量”,这是没有考虑蒸发量的。b8x财富国际

水文学里怎么定义呢,没查到规范(有查到的朋友请告诉我),于是我直接翻芮孝芳老爷子的《水文学原理》。b8x财富国际

《水文学原理》匆匆翻了下,没找到准确定义,发现芮老爷子只是在将“蓄满产流”的时候带了一嘴,我直接贴图: b8x财富国际


根据这段话,水文学概念里,径流系数公式中的R是包括了地表径流和地下径流的总径流量。b8x财富国际

这里和排水专业又有一个小区别,这里的分母是d(P-E),P是降雨量,E是蒸发量,两者相减就是水文里常说的“净雨量”,这是一个考虑了蒸发量的分母。b8x财富国际

由上式进而可以推导出,只要下垫面土壤包气带达到田间持水量(全流域产流),其产流既包含地表径流部分,又包含地下径流部分,其径流系数也是1。b8x财富国际

而题主你老师说的第二种情况,是土壤饱和后,净雨较小,仅产生地下径流,不产生地表径流的情况,只能说是蓄满产流模式下径流系数为1的一个特例。b8x财富国际

Vincent Woo 3小时前 0条评论
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总结一下题主的问题:当径流系数为1时,存在哪几种情况?
  • 下垫面为不透水层,降雨全部形成地表径流;
  • 降雨全部下渗,并且全部形成地下径流;
  • 部分降雨形成地表径流,部分形成地下径流,地表径流加地下径流等于降雨总量。

回答题主的问题:第一种情况是可能出现的,第二种情况和第三种只有理论的存在可能性。

本文的预设难度为水利及相关专业的本科及以上,所以很多概念不会说的很细,如果问题欢迎留言交流。
-----------------------以下展开解释---------------------------------

降雨径流系数是一个经验系数,其理论概念很浅显,但是精确地测量和计算很难,所以一般用在工程实践中估算径流总量。另外,以前径流系数主要用在流域尺度的估算,现在很多人将其拓展应用到小尺度,所以需要针对不同研究尺度来讨论。

径流系数是某一区域某段时间内河流径流量与相应降雨量的比值。其中径流包括两种:地表径流和地下径流;降雨量即该区域的降水总量。考虑到蒸发、渗漏、土壤储水等作用,径流系数一般是大于零小于一的。当径流系数等于一的特殊情况,说明所有的降雨都形成了径流,没有任何的损失。考虑到径流包括地表和地下径流,我们分为三种情况:
  • 降雨全部形成了地表径流;
  • 降雨全部形成了地下径流;
  • 降雨部分形成了地表径流,部分形成了地下径流。
如果下垫面为不透水层,且前期已经有过一次降雨,地面非常湿润,那么降雨无法渗入土壤中,基本没有损失,所有的降雨形成了地表径流,那么径流系数即为1。 这种情况在城市地区比较容易观测到。

但是,如果我们认为所有降雨全部入渗并形成地下径流,这是比较难的。理论上来讲,如果前期存在一次较大降雨,包气带的土壤全部达到饱和;第二次降雨雨强非常均匀,几乎等于土壤入渗率;并且当地地形较为陡峭,易于形成壤中流,那么所有的降雨有可能全部形成地下径流,径流系数为1. 问题在于,由于深层渗漏和土壤蒸发的存在,全部形成地下径流的难度颇高,所以这个选项只有理论上的可能性。

第三种情况与第二种类似,只需要雨强大于土壤入渗率,就可以部分形成地表径流。由于类似的原因,这个选项也只有理论上的可能性。

所以径流系数为1这个命题只能当做一个思维训练,实际情况中只有第一种情况较为常见(但是最高也就0.9,到不了1)。如果题主老师的考核点在于径流的分类,那么需要注意径流分为地表径流和地下径流(base flow)两大部分。

The end, thanks for reading.
刘文龙 3小时前 0条评论
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