五、流域的水量平衡
进入任意流域空间的水量,减去所消耗的水量,等于它原来水量的绝对增加量,这就是流域水量平衡的原理。由这个原理出发,可以把进入某一流域的各种水量来源进行比较,并确定它们对水量情势的影响程度。设
x 为一定时间内流域的降水量;u2 为收入超过支出时的增量; w1 为进入流域的地下径流量;z1 为地表及土壤中凝结的水量;
w2 为由地下径流方式流出的水量;z2 为雪面、土面、叶面、水面蒸发量; u1 为支出超过收入时的减量;y 为以地表径流方式流出的水量。
以上所有数值都用水深表示,则一条河流任意时段的水量平衡方程式可写为
x=y+(z2-z1)+(w2-w1)+(u2-u1) 以 z 表示减去了凝结量后的蒸发量,即
z=z2-z1
以 u 表示流域内蓄水量的变化,以 w 表示该流域与相邻流域间地下水的交换量,即
u=u2-u1 w=w2-w1
由于 x、y 总是正数,大多数情况下 z1<z2,因此 z 也几乎总是正数,而 u 和 w 可以是正值也可以是负值,所以平衡方程式可以写为
x=y+z±u±w
当其他条件相同时,流域面积越大,w 就越小,因此,将上述方程用于大流域时,w 项可以忽略,成为
x=y+z±u
如果不是研究任意时段,而是一年,则±u 只表示地表水的存蓄与消耗,即x=y+z±u 年
当用此式表示多年水量平衡状况时,由于
1 n
∑1±u→0
1
∴x = y + z
∑x ∑y ∑z
中,x =
x 为多年平均降水量; y = y 为正常径流量; z = z 为
正常蒸发量。
对于内陆流域,多年水量平衡式就更简单了:
x = z
即多年平均降水量等于多年平均蒸发量。
水量平衡的方法是研究各水情要素间数量关系的基本方法之一,在水文学中应用很广。