降水形成的水流,從它產生的地點向流域出口斷面的彙集過程。全稱流域匯流,是徑流形成概化過程的後一階段。匯流可分為坡地匯流及河網匯流兩個子階段。

  坡地匯流 指降雨產生的水流從它產生地點沿坡地向河槽的彙集過程。坡地是產流的場所,也是徑流輸移的場所。坡地匯流包括坡面、表層和地下三種徑流成分的匯流。坡面上的水流多呈溝狀或片狀,從產流地點到河網的流程不長,因此匯流歷時較短。由於坡面糙率大大,坡度陡,水流慣性作用可以忽略。表層匯流和地下匯流均屬有孔介質中的水流運動。它們的運動都比地面流緩慢。表層匯流速度比地下匯流高得多,地下匯流的速度最低(見土壤水)。

  在水文學中,通常采用水量平衡方程與坡地水流的蓄泄關系來描述水流在坡地上匯流的運動規律。坡面流的出流量過程可用包含有坡地匯流曲線的徑流成因公式來推求,或用運動波來描述。表層流的出流變化,為簡化,通常采用線性的蓄泄關系(見洪水預報)來描述。地下徑流的流動規律,可用土壤中非飽和及飽和水流方程解算。

  河網匯流 許多大小不同的河槽構成相互貫通的、完整的泄水系統,稱為河網。水流沿著河槽向下遊的運動過程稱河槽匯流。在這個系統中各級河槽的水流向下遊的流動稱為河網匯流。河槽匯流實際上就是洪水波在河槽中的運動過程,其水流運動規律可用不穩定流的聖維南方程組描述。在天然河槽,特別是在河網中,沿程旁側入流的加入、幹支流水流的相互影響和沿程水力特性的差異等,使洪水波的運動更為復雜。在水文學中,常采用水流連續定理和蓄泄關系來描述河網匯流,也就是應用徑流成因公式來求其出流過程。隨著流域面積增大,河網匯流時間越來越大於坡地匯流時間,以致河網在徑流的時程再分配上起主要作用。相反,當流域面積減小時,坡地匯流對徑流時程再分配的作用,則逐漸變得顯著。

  影響因素 有降雨特性和下墊面因素兩大類。降雨特性是指降雨的時空分佈和降雨強度的變化。降雨在時空分佈上的不均勻,決定瞭流域上產流的不均勻和不同步。水流流程的長短和沿程承受調節作用的大小直接影響著流域匯流過程。若暴雨中心在上遊,則出口斷面的洪水過程的洪峰出現時間較遲,洪水過程線峰形也較平緩,反之,當暴雨中心在下遊,則洪水過程線峰形尖瘦,洪峰出現時間較早。下墊面因素主要是指流域坡度、河道坡度、水系形狀、河網密度及土壤和植被等。當水系呈扇狀分佈,因沿程水量註入比較集中,其洪水過程線的起落較陡。森林或植被較好的流域,水流阻力大,匯流速度減低,洪水過程也較平緩。

  匯流計算 指根據給定流域上一場降雨的凈雨量的時空分佈,推求流域出口斷面徑流量的變化過程(或稱流量過程)。中小流域的匯流計算,一般在徑流成因公式基礎上經過一定概化和簡化後進行,其中常用的流域匯流曲線是流域單位過程線(包括經驗單位線、成因單位線和綜合單位線等)或等流時線面積分配曲線。較大流域的匯流計算比較復雜,主要應考慮:①輸入(凈雨或總入流)在時程上的變化和面分佈的不均勻性;②流域上不同地點的入流需要經過不同的調蓄作用;③流域的蓄泄關系(指流域出口斷面流量與流域蓄水量之間的定量關系)一般是非線性的。匯流計算方法很多,按流域蓄泄關系特性可分為線性和非線性匯流模型;按輸入空間分佈特征可分為集總參數和分佈參數模型;按徑流成分可分為地表徑流、表層徑流和地下徑流模型,按流域匯流階段可分為坡地匯流與河槽或河網匯流計算模型等。

  

參考書目

 長江流域規劃辦公室主編:《水文預報方法》,水利電力出版社,北京,1979。