枯水期对流域退水规律的影响及其描述方法

7.3.2.1　枯水概念

枯水是河流断面较小流量的总称。枯水经历的时间为枯水期，又叫枯季，指流域内地表水流枯竭，主要依靠地下水补给水源的时期。枯水期的历时随自然地理及气象条件而定。枯水一般发生在地表径流结束以后。枯水期河道的水量完全依赖于流域蓄水量的补给，流域蓄水量包括地面蓄水量和地下蓄水量，枯水径流主要来自于地下蓄水量。

7.3.2.2　枯水消退规律

枯水径流的消退主要依靠流域蓄水量的消退形成。其消退规律与地下水消退规律一致。枯水期降水量较小，认为流域蓄水量W与枯水径流Q成正比，即

式中：K为消退系数，量纲为时间。

枯水期，流域蓄水量与出流量之间存在下列的平衡关系：

可推出

式中：Qt为t时刻的流量，m3／s；Q0为枯水期开始时刻的流量，m3／s。

式（7.19）反映了当枯水期无降雨补给情况下流域的退水规律，即随着枯水期的进行，枯水径流将逐渐减小。

7.3.2.3　消退系数K的确定

根据实测流域退水规律分析表明，各次退水过程基本相似，但退水曲线仍存在差别。主要原因在于消退系数K不是常数。因为：①流域蓄水量越大，枯水径流越大，退水越快，即K越小；②如流域蓄水量集中在上游，则流程长，消退慢，K越大；③如流域地表蓄水量较大，则退水快，K较小。因此，在实际应用上，一般常取K的均值，或以前期流量的大小为参数，确定不同的K值。确定K的方法如下：

1.相邻时段流量相关法

选择退水期无降雨的退水段，每隔相等的Δt读取一个流量，即Q1，Q2，…，Qn，点绘Qi和Qi+1相关图，并定出平均相关线。当Δt=1（即一个单位时段），则有(www.xing528.com)

若Qi-Qi+1为直线，则比值为常数，即K为常数；若Qi-Qi+1为曲线，可在该曲线流量变化范围内，求得若干个K值，后取其均值。

2.标准退水曲线法

标准退水曲线是流域蓄水量的消退过程的下包线。对某一流域而言，退水过程尾部比较稳定，可以取多次实测洪水过程的退水部分，采用相同的纵横比例尺绘在透明纸上，然后沿时间轴平移，使各次退水段的尾部重合，最后做光滑的下包线，即为流域标准退水曲线，如图7.11所示。各次退水段的上部不相重合的主要原因在于其退水的成分及比例各异，取其下包线，表示单一的地下水退水。因而，标准退水曲线表示流域纯地下水的消退过程。

图7.11　标准退水曲线绘制示意图

（图中数字为洪水编号：76051表示1976年5月第1次洪水）

标准退水曲线同样可用枯水消退规律来描述，即式（7.19）。对其两边取对数得

由式（7.21）可知，lnQt与t为直线。因此，在标准退水曲线上读取一定数量点据，并将其点绘在半对数坐标纸上，穿过点据的直线的斜率的倒数即为K值。

7.3.2.4　枯水径流的影响因素

河流枯水的径流过程，实际是流域蓄水量的消退过程，因此影响枯水径流的因素和影响流域蓄水量的因素密切相关，主要表现在以下两方面。

1.枯水期前的流域降雨量因素

前期降水丰沛，则枯水期初流域的地表蓄水和地下蓄水就丰富，可形成较大的枯水径流；反之，则枯水流量较小，甚至会断流。枯水期的降雨可以增加枯水径流，若降雨量大，则枯水期可结束早，转入平水期或汛期；反之，则结束晚。

2.流域下垫面因素

若流域土壤疏松，岩石裂隙发育，断层破碎带多，有利于储存与输送地下水，则河流可得到较大地下水补给而使枯水径流较大；地下含水层多而厚，也有利于产生较大的枯水径流。反之，则枯水径流较小。流域面积越大，地表、地下蓄水量越丰富，枯水径流越大；流域内河网密度越大，则河槽内蓄水量越大，且有利于补给地下水，枯水径流越大；湖泊、沼泽面积，地表蓄水量丰富，可增大枯水径流量；森林植被多，有利于下渗而增加流域的地下蓄水量，因而枯水径流也较大。