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输入计算

数学公式

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结果

直接径流深度(Q)
0.961
英寸
潜在最大滞蓄量 S 3.333 in
初损 Ia(0.2S) 0.667 in
滞蓄/下渗量(P − Q) 2.039 in

什么是SCS曲线数(CN)法?

SCS曲线数(CN)法由美国农业部自然资源保护局(NRCS,前身为土壤保持局SCS)提出,是水文学中估算降雨事件直接地表径流最常用的方法。它将土壤类型、土地利用、地表覆盖以及前期土壤湿度等多重因素综合浓缩为一个无量纲数值,取值范围大致在30到100之间。需要说明的是,本计算器采用美国惯用单位(英寸);中国常用毫米及SCS-CN法的本地化参数,使用时请注意单位换算与查表差异。

降雨过程线随时间划分为初损、入渗损失和直接径流
SCS-CN 法将总降雨量 \(P\) 划分为初损、入渗损失和直接径流 \(Q\)。

如何使用本计算器

输入该场暴雨的总降雨深度P(英寸)以及流域的曲线数CN。CN值越低(如森林、砂质土壤),产生的径流越少;CN值越高(如硬化路面、黏土),产生的径流越多。计算器将返回直接径流深度Q、潜在最大滞蓄量S、初损Ia,以及被滞蓄或下渗的水量。

公式详解

首先计算产流开始后的潜在最大滞蓄量:

$$S = \frac{1000}{\text{CN}} - 10$$

初损(即产流前的植被截留、洼地蓄水和下渗)取 \(I_a = 0.2\,S\)。径流量则为

$$Q = \frac{\left(\text{P} - 0.2\,S\right)^{2}}{\text{P} + 0.8\,S}$$

当 \(\text{P} \le 0.2\,S\) 时,不产生径流,\(Q = 0\)。

显示多个曲线数值下径流 Q 随降雨量 P 增大的曲线
曲线数越高(入渗越少),相同降雨量 \(P\) 下产生的径流 \(Q\) 越多。

计算示例

设 \(P = 3\) 英寸、\(\text{CN} = 75\):

$$S = \frac{1000}{75} - 10 = 3.333 \text{ 英寸}$$

因此 \(0.2\,S = 0.667\) 英寸。由于 \(3 > 0.667\),则

$$Q = \frac{\left(3 - 0.667\right)^{2}}{3 + 0.8 \times 3.333} = \frac{\left(2.333\right)^{2}}{5.667} = \frac{5.444}{5.667} \approx 0.961 \text{ 英寸}$$

的径流深度。

常见问题

如果降雨量很小会怎样? 当 \(P\) 未超过初损(\(0.2\,S\))时,模型预测径流为零,因为所有降雨都被截留或下渗了。

使用什么单位? 本计算器采用英寸,这是美国SCS-CN法的标准单位。将 \(Q\) 乘以汇水面积即可得到径流体积(量)。

如何选取曲线数? NRCS发布的CN查表按水文土壤组和地表覆盖类型,给出平均湿度条件(AMC II)下的对应数值。

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