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本文以河北工程大学降雨径流试验场为试验基地，根据邯郸市临沼关水文站11年间降雨时、日降雨资料，分析邯郸市降雨特性，以各雨量站收集的邯郸市多年短历时强降雨资料作为人工模拟降雨的设计依据。通过径流试验场对不同规格的薄壁三角堰水位流量关系进行拟合，可知模拟河道和壤中流1的水位流量关系式为:f(x)=0.0045136h2.3968，R2=0.99;地表径流的水位流量关系式为:f(x)=0.00784h2.2845，R2=0.99;壤中流2的水位流量关系式为:f(x)=0.01562h2.1545，R2=0.99，水位流量关系公式对于各土层产流量及径流系数的计算具有重要意义。 首先对典型下垫面产汇流特性进行分析。通过0.35mm/min、0.68mm/min、1.52mm/min三种实际降雨强度，观察记录地表径流的流量由小变大直至恒定，研究雨强对地表径流涨退水曲线的影响。发现雨强对退水历时影响较小，对产流时间和汇流时间影响较大。随着雨强的增大，汇流时间随之减小、产流时间随之增大。研究降雨历时对径流系数的影响，当降雨历时分别为45min、55min、85min、120min、180min，设计降雨强度为0.5mm/min时，发现随着降雨历时逐渐增长，径流系数逐渐增大。对降雨历时和径流系数进行多项式回归分析，其拟合公式为y=-5E-06x2+0.0019x+0.2581，R2=0.9968。研究降雨雨强对径流系数的影响，降雨历时为67min，实际雨强值范围为0.35mm/min～1.52mm/min时，径流系数波动范围为031～0.54。对降雨雨强和径流系数进行多项式回归分析，其拟合公式为y=-0.0769x2+0.3389x+0.202,R2=0.9989。 其次用取土环刀对典型下垫面不同土层进行现场取样，采用烘干法测算不同土层的实际体积含水率，与降雨径流试验场信息查询网站土壤墒情数据对比分析，定义转换系数为实测值与监测值的比值，得出不同监测层的转换系数分别为:1.0、1.03、1.02、0.87、1.27、1.26。 最后依托降雨径流试验场典型下垫面的分层设计，对水量平衡进行分析计算。当设计降雨历时为106min，实际降雨强度为57.6mm/h时，则实际降雨总量为78.36m3时，产流总量为41.50m3，监测层土壤水体积增加总量为35.81m3，雨期蒸发总量约为0.27m3，则填洼量以及各项其他损失量约为0.78m3。产流量占实际降雨总量的52.96％，土壤水增加量占实际降雨总量的45.70％，蒸散发及各项损失量占实际降雨总量的1.34％。经计算得本次典型降雨试验的径流系数为0.45，故水量平衡公式基本成立，符合试验前期设想。