水文预报课程设计(河海)

第一章基本任务

本次课程设计从2013年7月8日至2012年7月12日，主要任务是对广东省东江一级支流西枝江白盆珠水库的上游宝口流域编制预报方案与产汇流计算。其基本任务为：

任务一：根据已给的资料、参数及做过的习题，自己编写程序，将流域作为整体进行产流量计算；将计算年径流与实测年径流进行比较；每人计算两年。

任务二：根据已给设计暴雨资料、参数及做过的习题,自己编写程序，将流域作为整体进行次洪产流量、划分水源、直接径流汇流、地下径流汇流计算；绘出直接径流过程、地下径流过程、总的流量过程。

第二章基本资料

2.1 流域概况

白盆珠水库位于广东省东江一级支流

西枝江的上游，坝址以上集雨面积856km2。

流域地处粤东沿海的西部，海洋性气候显

著，气候温和，雨量丰沛。暴雨成因主要是

锋面雨和台风雨，常受热带风暴影响。降雨

年际间变化大，年内分配不均，多年平均降

雨量为1800mm，实测年最大降雨量为

3417mm，汛期4—9月降雨量占年降雨量的

81％左右；径流系数0.5-0.7。

流域内地势平缓，土壤主要有黄壤和砂

壤，具有明显的腐殖层，淀积层和母质土等层次结构，透水性好。台地、丘陵多生长松、杉、樟等高大乔木；平原则以种植农作物和经济作物为主，植被良好。

流域上游有宝口水文站，流域面积为553km2，占白盆珠水库坝址以上集雨面积的64.6％。白盆珠水库有6年逐日入库流量资料、逐日蒸发资料和时段入库流量资料：流域内有7个雨量站，其中宝口以上有4个。雨量站分布较均匀，有6年逐日降水资料和时段降水资料；宝口水文站具有6年以上水位、流量资料；流域属山区性小流域且受到地形、地貌等下垫面条件影响，洪水陡涨缓落，汇流时间一般2—3小时（h），有时更短；一次洪水总历时2~5天（d）。

2.2 基本资料

2.2.1 任务一参数及相关实测资料

计算流域为白盆珠水库上游的宝口流域，其流域面积为553km2。该流域内有四个雨量站：禾多布、马山、高潭、宝口，其权重系数分别为：0.33、0.14、0.33、0.20。本次课设提供的资料为1987年至1992年该流域径流量、蒸发量及各雨量站的日实测资料，其中我计算年份为1987年与1988年，所使用的相关参数值如下表所示：

其中蒸散发折算系数Kc 需编程优选，优选范围为0.90-1.30。优选原则为：计算的2年内每年的年径流相对误差尽可能不超过5%。 2.2.2 任务二参数及相关实测资料

任务二产流参数Kc 为任务一中日模优选的值，FC 为10.0mm/3h ，产流参数Kc 用日模优选的值，其他参数取任务1中各组的参数，初始张力水蓄量取各组的容量值。

任务二汇流参数CG 为0.968，QG 0=55.3m 3/s ，单位线序号1至11对应的Q （m 3/s ）分别为：0、40、80、130、100、80、48、20、10、5、0

2.3 产流方式论证

宝口流域地处我国南方湿润地区，气候暖热，雨量充沛，多年平均降雨量为1800mm>1000mm ，年径流系数在0.5—0.7之间，大于0.4；流域内土质疏松，植被良好，不易超渗；一次洪水的流量过程陡涨缓落，持续时间2~5d 左右。从流域的气象条件，下垫面条件和流量过程的分析知，该流域降雨径流关系具有蓄满产流的特点，可以按蓄满产流建立产流量预报方案。

第三章 计算公式

WM(mm) WUM(mm) WLM(mm) B C

IMP W(mm) WU(mm) WL(mm) WD(mm)

140

20

60

0.2 0.16 0.001 110

10

40

60

蒸散发月日时(mm)禾多布马山高潭宝口

9

23

12 1.3 6.29.921.617.315 1.37.61620.612.618 1.3 6.2 6.414.915.921 1.38.817.229.418.524

24 1.22534.835.324.630.929.929.243.937.860.938.624.846.93390.9 6.97.5 6.112.3120.928.329.934.228.5150.925.642.739.875.4180.993.9137.612413.2210.985.390.88575.925

240.851.547.449.238.53 1.139.870.342.197.76 1.143.247.361.545.99 1.120.513.315.813.112 1.110.58 1.8 3.315 1.17.48.47.610.918 1.1 1.8 2.8 2.1 4.621 1.10.200.3026

24 1.200003 2.100006 2.100009 2.1000012 2.1000015 2.1000018 2.1000021

2

000

日 期

降 雨 量(mm)

3.1 降雨量计算

由已知资料知，该地区雨量站分布均匀，且宝口以上有四个雨量站：禾多布、马山、高潭、宝口，其权重系数分别为：0.33、0.14、0.33、0.20，所以宝口流域平均降雨量P=0.33*P1+0.14*P2+0.33*P3+0.20*P4。

3.2 蒸散发量计算

蒸散发计算采用三层蒸发计算模式，即： 上层蒸发量：EU=Ep

下层蒸发量：EL=Ep*WL/WLM 深层蒸发量：ED=C*Ep 总蒸发量：E=EU+EL+ED

式中：Ep 为流域蒸发能力（mm ）；WL 为下层土壤含水量（mm ）；WLM 为下层土壤含水量（mm ）；C 为蒸发扩散系数。

三层蒸发模式按照先上层后下层的次序，具体计算为： 1)当WU+P>=E P 时，EU=E p ,EL=0,ED=0

2)当WU+P=C*WLM 时，EU=WU+P,EL=(E P -EU)*WL/WLM,ED=0

3)当WU+P

3.3 降雨产流量计算

1）a ＋PE ≤WMM 时，R=PE ＋W －WM ＋WM （1－WMM

a PE +)b+1

2）a ＋PE ＞WMM 时，R=PE －（WM －W ）

3.4 水源划分计算

通过稳渗率fc 可划分产流中的直接径流和地下径流。次洪的各水源分量为：

∑

∑∑

>≤>-=

+=

FC

PE i i

i c i FC

PE i i FC

PE i

i

i

c

i i i PE r f PE r

PE r f RG )

(RS 总直接径流：总地下径流：

3.5 汇流计算

根据流域净雨和流域径流单位线，采用卷积的差分形式算出流域出口的流量过程。其计算公式：

直接径流过程：QS(i)=RS(i)*U

地下径流过程：QG(i)=CG*QG(i-1)+(1-CG)*RG(i)*U 总的流量过程：Q(i)=QS(i)+QG(i)