洪水演算中马斯京根法的新改进
基于不同河道汇流方法的新安江模型研究
基于不同河道汇流方法的新安江模型研究
王也;龚定;李致家;肖杨;谭君;李巧玲
【期刊名称】《水力发电》
【年(卷),期】2024(50)1
【摘要】为了提高五强溪流域水文模型的洪水预报精度,在新安江水文模型河道汇流模块中加入局地惯性波法,局地惯性波法不考虑迁移惯性项,适用于库区洪水演算。
研究考虑了五强溪流域的水库型河道特征,在河道汇流方面建立了分段马斯京根法
和局地惯性波组合的汇流方案。
选取2020年~2022年五强溪流域洪水过程,与传
统新安江模型对比,进行结果讨论分析。
结果表明,分段马斯京根法仍是最简便、准
确和稳定的汇流演算方法,但在水库型河道中构建分段马斯京根法和局地惯性波法
的汇流方案,具有一定的创新性,取得了较高的模拟精度,为实时洪水预报提供了新的研究方案和路线。
【总页数】7页(P8-14)
【作者】王也;龚定;李致家;肖杨;谭君;李巧玲
【作者单位】五凌电力有限公司;安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司;河海
大学水文水资源学院
【正文语种】中文
【中图分类】P338
【相关文献】
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水资答辩题198
水文与水资源专业毕业答辩必答题本题库共有198题，每位同学从中1-55、56-133、134-198中分别随机抽出一道，共三道题必答。
每一问是最前一个字和最后一个字除去“简述如何利用”170输入水低法171输入水高法水文预报马义试x 1.马斯京根流量演算方程中的系数k、x的物理意义。
简述如何利用试算法确定马斯京根流量演算方程中的系数k、x。
答：K：恒定流时的河段传播时间；X：流量比重因数；试算法定参：1、根据水量平衡方程计算槽蓄量；2、假定x=x1时，计算示储流量；3、点绘x=x1时的的槽蓄量与示储流量的相关线；4、重新假定x=x2，计算示储流量；5、点绘x=x2时槽蓄量与示储流量的相关线；6、假定若干x值，重复上述2、3步，从中选出槽蓄量与示储流量近似直线的x即为率定的x；7、在相应的槽蓄量与示储流量的相关线上量取k=∆w/∆Q' 。
三发 2 .简述如何利用三层土壤蒸发模型计算流域蒸散发。
答：三层蒸发模型：总蒸发由三部分构成：E=EU+EL+ED（上层、下层、深层）；总土壤蓄水量由三部分构成：W=WU+WL+WD；土壤蓄水量容量由三部分构成：WM=WUM+WLM+WDM；按照先上层后下层的次序，分如下四种情况计算蒸发：1、WU+P EP时，EU=EP,EL=0，ED=0；2、当WU+P<EP,WL C*WLM时；EU=WU+P,EL=(EP-EU)*WL/WLM,ED=0；3、当WU+P<EP,C*(EP-EU)WL<C*WLM时，EU=WU+P,EL=C*(EP-EU),ED=0；4、当WU+P<EP,WL<C*(EP-EU)时，EU=WU+P,EL=WL,ED=C*(EP-EU)-EL。
制线 3 如何制作流域平均退水曲线和地下水退水曲线。
答：1、选择若干场峰后无雨的退水段，以相同的比例尺，在方格纸（或单对数坐标纸）上绘出各场洪水的退水段流量过程线；2、用一张透明纸蒙在退水曲线图上，描绘出最低的退水过程线；3、将此曲线移到另一场洪水的次低的退水段，在保持时间坐标重合的条件下左右移动透明纸，使方格纸上的退水过程线在后部与透明纸上的退水过程线相重合，并把它也描绘在透明纸上；如此逐一描绘各场洪水的退水流量过程线；4、取这些曲线的下包线即为地下水退水曲线（标准退水曲线）；5、取下部重合的曲线和上部分散曲线的平均值，即构成流域平均退水曲线。
第四章 河道流量演算与洪水预报_4
(I − O )dt = dW d W = K (Q ' ) d Q
' ' ' = K (Q ' ) d x ( Q ) I + (1 − x ( Q ))O L ' K (Q ) = C 0 (Q ' )
' 1 l ( Q ) ' x (Q ) = − 2 2L
对具体河段：
马 斯 京 根 法 非 线 性 解
1 1 ( I 1 + I 2 ) ∆ t − ( O1 + O 2 ) ∆ t = W 2 − W 1 2 2 W = f ( I , O ) = K [ xI + (1 − x ) O ]
1 1 (I1 + I2 )∆t − (O 1 +O 2 )∆t 2 2 = K[ xI2 + (1− x)O2 ] −[ xI1 + (1− x)O 1]
马 斯 京 根 法 汇 流 曲 线
v 分段汇流曲线中，m为时段数，n为断面数，在n断面上m时段末 的汇流曲线坐标Pmn可表示为：
P0，n=C0n （m=0） Pm，n=
n −i m −i i B C C ∑ i 0 2 A (m > 0, m − i ≥ 0) i =1 n
A = C1 + C0C2
dW = Kx(
∂I ∂I ∂Q ∂O dZ 上 + dS ) + K (1 − x)( dZ 下 + dS ) ∂S ∂Z 上 ∂S ∂Z 下
的均值
χ 的 物 理 意 义
∂I ∂O 取 ， ∂Z 上 ∂Z 下
取
∂I ∂O ， ∂S ∂S
∂Q ∂Z
∂Q ∂S
沂河港上站洪水演算方案的研制和应用
沂河港上站洪水演算方案的研制和应用【摘要】本文选取1974-2009年13场大洪水对沂河临沂站～港上站(△t=2h)进行了多河段连续演算,并分析出马斯京根法分段连续流量演算的汇流系数。
在2009年7月21日、2012年7月10日沂河大洪水期间,此方案得到了应用,准确演算出了港上站洪峰流量,为防汛调度提供了依据,保证下游行洪安全。
【关键词】马斯京根演算研制应用1 流域概况1.1 流域自然地理特征沂河临沂站到港上站河段全长69km,临沂站至港上站区间面积207km2。
临沂站以下9km处左侧有分沂入沭水道自彭道口闸向东分流注入沭河,再往下游6km处右侧有江风口分洪闸经邳苍分洪道向西南分洪注入中运河。
在彭道口北沂河上游4km有李公河从左侧汇入,集水面104km2,此外无其他支流汇入。
河段两岸有堤防,堤距600-1700m,上游宽阔下游较窄,河道比降万分之一至万分之四。
1.2 水利工程情况河段上游有彭道口闸及江风口闸,大洪水时分别泄沂河洪水东入沭河及西入中运河。
彭道口闸建于1974年,设计流量4000m3/s;江风口闸建于1955年,1957年最大分洪流量3380m3/s;沂河干流上沿途有李庄、土山、洪佛寺及码头4座拦河闸坝;2007年新建刘家道口闸,共39孔,控制南下洪水;港上站测流断面下游100余m有沂河310国道公路桥一座,下游20.2km有华沂漫水闸坝,下游39km入骆马湖。
上游临沂橡胶闸坝、刘家道口闸和码头拦河闸坝对港上水文站影响较大。
1.3 测站概况港上站是1972年设立的,连续观测至今,洪水暴涨暴落。
测验河段顺直,长度约1500m,为复式河床。
主槽偏于左岸(东岸),宽450m,砂质河底,冲淤变化明显。
右岸为滩地,水位35m时河宽780m,左右堤顶高程40.4m。
水位流量关系受洪水涨落影响,呈逆时针绳套型。
近10多年来当地群众在断面上下游河床上取砂,致使主槽河床加深,水位流量关系也发生明显变化,但仍呈现逆时针绳套型,最近几年河床下切速度变慢,主槽河底高程稳定在28m。
马斯京根法的文献综述
上文中提到的两种方法，需要有汇流或引水情况详细的水 文资料。针对缺乏实测资料的情况，马进荣等人结合云南某河 １９９４年 ７月份洪水实测数据，认为在区间来水比重较大、洪水 演进时间变化较大的河段，可以考虑将区间来水分为两部分处 理：对于区间来流的基础部分，将其平均分配到整个计算过程 中；其余部分只分配在涨洪段，这一部分分配比例应与上游断 面的入流量建立相应函数关系。这一方法有助于在缺乏实测 资料的条件下处理大区间来水的洪水演进问题，但具体分配方 案仍需根据实 际 情 况 探 索 率 定。 此 外，Ｏ’Ｄｏｎｎｅｌｌ［２］提 出 直 接 三参数马斯京根法也是一种简单的考虑区间入流的模型，在假 定区间入流与上游入流成比例的情况下，增加了区间入流比例 系数 α，发展为三参数模型。
应用推理公式计算洪水中的不足与改进
应用推理公式计算洪水中的不足与改进
洪水是造成重大灾害的主要原因之一，无论是在发达的或依赖农业的国家，它们都受到了这种灾害的影响。
为了解决这一问题，应用推理公式计算洪水可以提供有效的解决方案，帮助各地的管理者以更精准的方式来预防洪水的发生。
首先，洪水应该由若干不同因素构成，其中包括水库容量、地形、气象、土地利用、水资源管理等。
为了计算洪水，需要建立一个可以表示这些因素的参数模型。
这些因素之间的关系可以利用推理公式来描述，因为这种公式能够从不同的因素中表达出一些相关的推理规律，而这些规律又可以用来识别和预测洪水的到来。
其次，推理公式计算洪水也可以用来确定洪水可能会造成的不足。
通过计算洪水的可能结果，一方面可以评估洪水造成的损失，另一方面还可以识别出潜在的洪水隐患，从而设计有效的防洪措施。
最后，应用推理公式计算洪水还可以用于改进当前的防洪措施。
例如，可以利用推理公式计算出洪水的发生概率以估计需要采取何种措施来降低洪水发生的概率，从而实现有效的防洪管理。
总之，应用推理公式计算洪水不仅可以分析洪水的原因，而且还可以帮助预测洪水的到来，确定洪水可能造成的不足，并改进防洪措施。
因此，推理公式计算洪水是一种有效的防洪手段，可以有效地减少洪水造成的灾害。
- 1 -。
第四章 河道流量演算与洪水预报2
方程经简化后的的线性有限差解）
v 若 ∆t = K 则 C0 =C2
问
v 若 x = 0 则 C0 = C1
v 由 O 2 = C 0 I 2 + C 1 I 1 + C 2 O1 可知，
题
只有当 C0 = 0 时，马0.5∆t − 0.5∆t + K
Kx − Kx
假定：（1）在Δt时段内，入流量I，出流量O呈线性变
化；（2）在任何计算时刻，入流量I，出流量 O在河段
内沿程变化是线性的。
题
1 2
( I1
+
I2 )∆t
−
1 2
(O1
+
O2 )∆t
=
W2
− W1
W = f ( I , O ) = K [ xI + (1 − x )O ]
讨
论
v Why?（马法是河段流量演算
散
套；
波
性
v 实际应用中，当惯性项较小可以忽略时，可以将其简化为
扩散波。
质
v 忽略惯性项及附加比降时，称为运动波（Kinematic Wave） 动量方程可改写为：
运
Q = K S0
动
v 因为运动波 S = S 0 所以水位流量关系是单一的。
波
运
v 运动波在传播过程中没有坦化，但可能有扭曲；水位流量
推求。假定不同的 x 值，以 O’～W 曲线关系单一作为选
择 x 值的标准。确定好O’～W 曲线关系后，求其坡度即
为 K 值。
数
v 现举例说明：已知某河段一场洪水的入流和出流过程，
Δt＝6h，粗略估计河段传播时间为12h。计算结果见下
推
表。
河道洪水演算模型评价探析
河 道 洪 水 演 算 模 型 评 价 探 析பைடு நூலகம்
梁 士奎 王 学超 胡耀 文２ ， ，
（． １ 华北水利水电学院 ， 州 ４０ １ ；２ 聊城黄河河务局 ， 郑 ５０ １ ． 山东 聊城 ２２０ ） ５００
［ 要］ 准确的洪水演算具有很强的理论及现 实意义。研究 了洪水演算的原理和数 学模型， 摘 分析 了圣维 南演 算模 型 与 马斯京根 演 算模 型 的要 点与 难 点 ， 讨论 了圣 维 南方程 的 定解 条件 并 叙 述 了马斯 京根 演算理论 ， 比较 了两模 型的优 缺点及 其适 用情况 。 ［ 词］ 河道洪水演算 ； 关键 马斯京根模型 ； 参数率定； 评价
ｉ ｎ ｒｃ ｃ ｌｍｅ ｎｎ ｃ ａ ｄ ｐ ａ ｔ ａ ａ ｉｇ．Ｔ ｅｍａｈ ｍａｉａ ｄ ｌａ ｄ ｒａｉａ ｏ ｆｔ ｅａｇ ｒｔｍ ｒ ｉｃ ｓｅ ｎ ｔｉ ａ ｉ ｈ ｔｅ ｔｃ ｌｍｏ ｅ ｅ ｌ ｔ ｎ ｏ ｌｏ ｈ ａ ｅｄｓ ｕ ｓｄ ｉ ｓｐ — ｎ ｚｉ ｈ ｉ ｈ
明渠非恒定流 的基 本方 程式是 由连续方程 和动量方 程所组成 ， 表征 的是水流要素与流程坐标 和时间 ｔ 函 的 数关系 ＿ 。 ２ Ｊ
１２ 水文学 方法 ．
在水文学方法 中 ， 马斯 京根法 是河道 洪水 演算 中广 泛应用 的方法。
１ 河道 洪水 演 算 方 法
河道洪水演算可采用水力学…和水文学两类方法。
［ 中图分 类号］ Ｔ １ Ｖ２ ２ ［ 文献标 识码］ Ａ ［ 文章编号］ １ ６ ７７（０８１— ８１ ０ ０ — １ ２０）１ ０６ — ２ ０ ５
Ａｐ ｒ ｉｅ ｎｄ Ａｎ ｌ ｚ ｓ ｏ ｖ ｒ Ｆ ｏ ｄ Ｒｏ ｉ ｇ Ｍ ｏ ｅ ｐ ａ ｓ ｓ ａ ａ ｙ ｅ ｎ Ｒｉ ｅ ｌ ｏ ｕｔ ｄ ｌ ｎ
马斯京根法的文献综述
马斯京根法的文献综述马斯京根法是一种广为使用的分析化学方法，用于测定有机物的成分和浓度。
该方法使用化学反应对有机物样本进行预处理，然后使用红外光谱仪测量样品中光谱带的强度，从而确定有机物的化合物类型和含量。
从上世纪50年代开始，马斯京根法便被广泛应用于环境科学、药学、食品科学、化学和化工等领域。
本文将综述马斯京根法相关的文献，包括该方法的应用领域、基本原理、实验操作和技术改进等方面的研究进展。
一、应用领域马斯京根法被广泛应用于环境污染监测、药物分析、食品卫生检测、化学过程监测和制药等领域。
例如，很多研究使用马斯京根法来检测大气中的VOC和PM2.5含量；其他研究则使用该方法分析电荷转移化合物。
此外，还有研究使用马斯京根法测定水中的有机物和金属离子的含量。
二、基本原理马斯京根法的基本原理是，有机物分子在红外光谱中会产生独有的振动谱图，不同的化合物会产生不同的光谱带。
硫酸反应会将有机物样品转化成一系列的碳氧化物和水蒸汽，从而使挥发性小的物质也能够被测定。
根据红外光谱仪得到的吸收谱，可以确定有机物样品中的化合物类型和含量。
三、实验操作马斯京根法的实验操作包括样品制备、硫酸反应和红外光谱测量。
样品制备时，需要将待测物或预处理后的样品与固体硫酸混合，并在水浴上进行加热。
加热后，样品会被转化为气体，然后将其送入红外光谱仪进行测量。
硫酸反应的优化是马斯京根法操作中的关键步骤之一。
为了提高分析效率，一些研究使用溶液中的硝基酸将反应温度升高到200℃以上，极大地提高了马斯京根法的灵敏度。
四、技术改进为了提高马斯京根法的灵敏度和准确性，在实验操作方面需要进行一定的技术改进。
例如，可以使用气相色谱法和液相色谱法将马斯京根法与其他分析方法相结合，以提高分析效率和准确性。
此外，近年来也有研究提出使用纳米材料和电化学反应等新技术来改进马斯京根法的分析性能。
总之，马斯京根法是一种广泛应用的有机物分析方法，通过化学反应和红外光谱分析来确定有机物样品中的化合物类型和含量。
逆向推流进行洪水演算方法探讨
关键 词 ： 水文学洪水演算 法； 马斯京 根法 ； 向推流 逆 中 图分 类 号 ： Ｖ ３ ． Ｔ １ １４ 文献标识码 ： Ａ
洪 水 演 算 法 可 分 为 水 文 学 方 法 和 水 力 学 方 法 ２类 。 水 文 学 洪 水 演 算 法 ， 用 的有 马 斯 京 根 法 、 征 河 长 法 和 汇 流 常 特 系数法等 ， 文学 洪水 演算 法 所需 的基础 资料 比较 容 易 取 水 得 ， 需 要 开 始 演 算 人 流 断 面 的 流 量 过 程 ， 该 方 法 一 般 只 只 但 能进行 流量演算 ， 即通过洪水演算可 以得 到出流断 面 的流 量 过 程 ， 想 得 到 所 求 断 面 的 水 位 过 程 ， 必 须 通 过 出 流 断 面 若 则 的水 位 ～流 量关 系转 换 ， 该 算 法 一 般 不 能 考 虑 回 水 顶 托 的 且
（ ｏ ａ Ｎ ．８ Ｔ ｄｌ ｏ３ ）
文 章编 号 ：０７—７ ９ （０ ０ ０ ０ ４ １０ ５ ６ ２ １ ）３— １３—０ ｌ
逆 向 推 流 进 行 洪 水 演 算 方 法 探 讨
胡 兰秋 李 ， 杰 周 光涛 ，
（ ．绥滨 县 水 务 局 ， 龙 江 绥 滨 １６ ０ ２ １ 黑 ５ ２０；．黑 龙 江省 水 利 水 电勘 测 设 计 研 究 院 ， 尔 滨 １０ ８ 哈 ５＋（ ） ， １一 ０］ （） ２ 式 中 ：为 上 断 面 人 流 ， ｓ ０为 下 断 面 出 流 ，ｌ ｓ Ｗ 为 河 ， ｉ／； ｎ Ｉ／ ； ｌ 段 的槽 蓄量 ， ｓ・ ； ｍ ／ ｈＫ为槽 蓄系数 ， ； 为流量 比重 因子。 ｈ 将， 一０＝ ｗ ｄ 简 单 差 分 ， 方 程 （ ） 解 ， 到 推 流 公 ｄ ／ｔ 与 ２联 得 式 Ｑ ＝Ｃ １ ＋Ｃ ， ＋Ｃ Ｑ ， 是 最 早 的洪 水 演 算 公 式 。 ： 。２ ： 。这 在 实 际工 程 计 算 中 ， 常 已 知 下 断 面 的 洪 水 流 量 过 程 ， 常 逆 向推 求 上 断 面 的人 流 过 程 。 由 马 斯 京 根 法 的 推 流 方 程 Ｑ ， Ｃ１ ＋Ｃ ， ＋Ｃ Ｑ ， 至 ２ ２ Ｃ ０ ２ １１ ２ ｌ得 Ｕ， ＝Ｑ ／ ０一Ｃ ｊ Ｃ １１ ０一Ｃ Ｑ ／Ｃ ， ／ ２ｌ ０ 当 ｘ＞ ， 。 Ｃ ， 『 Ｃ １ １ 由于 在 逆 向 推 流 （ 演 ） 程 ｏ Ｃ ） ｏ则 Ｃ／ 。 ） ， 反 过 中 ， 的 初 始 值 是 假 定 的 ， 在 误 差 ｄ 即 ， ＝ ， ＋ｄ Ｉ ＝ ， 存 ， 。 ，ｎ 直 ， ＋ｄ １Ｃ Ｉ ／ｏ Ｃ Ｉ ， 由于 Ｉ Ｃ ） ， 而使 ， ／ ｏ １从 Ｃ １ 艟发散 ， 计算 的 过程线 常呈锯齿状 ， 甚至出现负值 。例如 ： 《 在 黑龙 江省海 林 市林海水库供水 工程初 步设计 》 ， 中 已知 敖头 枢纽 为主和林 海 一敖 头 区 间 为 主 １０ ａ 遇 出 流 洪 水 过 程 ， 向 推 求 （ ０ 一 逆 反 演） 林海水库相应１０ａ 遇入流 洪水过 程 ， 敖头 枢纽为 主 ０ 一 将 和林 海 ～ 头 区 间为 主设 计 洪 水 过 程 相 减 ， 向 演 算 （ 演 ） 敖 逆 反 至 林 海 水 库 坝 址 处 ， 得 到林 海 水 库 相 应 １０ａ 遇 人 流 洪 水 即 ０ 一 过 程 。根 据 海 浪 河 河 道 情 况 ， 道 洪 水 演 进 参 数 ：０３ 、 河 ．５ｋ １ｈ △ｔ ６ｈ 进 行逆 向洪水 演算 （ ２ 、 ＝ ， 反演 ） 成果 如 图 １所 ，