水文预报课程设计讲解

《水文预报课程设计》

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学院：水利与环境学院班级：

指导老师：

时间：2013.1.23

《水文预报课程设计》说明书

1、设计目的

1、流域水文模型的用途：洪水预报方案是现代实时洪水预报调度系统的核心部分，是提高预

报精度和增长预见期的关键技术。对水资源可持续利用：流域水文模型是水资源评价、开发、利用和管理的理论基础。对水环境和生态系统保护：流域水文模型是构建面污染模型和生态评价模型的主要平台。流域水文模型还是分析研究气候变化和人类活动对洪水、水资源和水环境影响的有效工具。本次课程设计的目的是通过一个具体的降雨～径流预报方案的制作，使学生了解生产单位对预报任务的要求。

2、通过课程设计，要求掌握如下内容： 1) 流域综合退水曲线、地下水退水曲线的制作以及次洪分割方法； 2) 熟悉降雨～径流相关图编制的完整过程； 3) 新安江两水源模型结构及产流参数率定方法； 4) 流域经验单位线的推求方法； 5) 洪水预报方案精度评定方法； 6) 利用预报方案进行实行洪水预报方法；

7)

利用马斯京根分段连续演算法进行长河段洪水演进预报。

2、设计基本资料

该流域集水面积1884.6km2，干流河长约273km 。流域气候温湿，年降雨量在1700毫左右。地下水位较高，且随季节变幅小，因次，一般情况下，土壤含水量较大。

根据流域自然地理条件情况和气候条件，以及洪水流量过程线分析，可知流域产流规律符合湿润地区的蓄满产流模型特征。采用降雨径流相关图制作流域蓄满产流方案，用二层蒸发模型计算蒸发，水源划分考虑两水源划分。

3、课程设计资料

1. 一场历史洪水的流量过程，相应的各雨量站（3个雨量站）时段雨量与权重（时段长为3h ）

2. 洪水的前期日降雨量，日最大蒸发量资料（历史洪水与实时预报洪水）

3. XX 场洪水的退税过程

4. 部分场次洪水降雨、径流特征值成果表

5. 干流河段的马斯京根参数及分段数（3段）

4、产流计算

4.1 面平均雨量计算 4.11 计算方法

泰森多边形法

i i P P α⨯=∑

(1)

其中i α为i 站的面积权重，i P 为i 站的实测降雨 4.12 各测站基本资料如表1、表2所示

表1 各测站降雨量单位:mm A站降雨B站降雨C站降雨

18.18181818 8.510638298 12.90322581

90.90909091 42.55319149 64.51612903

168.1818182 78.72340426 119.3548387

45.45454545 21.27659574 32.25806452

36.36363636 17.0212766 25.80645161

表2 各测站权重

A站权重B站权重C站权重

0.22 0.47 0.31

4.13计算步骤

将表1、表2中数据代入公式(1)中并使其结果除以3即得面平均降雨量如表3所示

表3面平均雨量单位:mm

流域面雨量

4.00

20.00

37.00

10.00

8.00

再由实测洪水过程可画出流量过程线如图1

图1 实测洪水流量过程线

4.2 次洪分割

4.21 计算流域平均消退系数Cgg

由最小二乘法公式 ∑∑==∧

=

n i i n

i i i g Q

Q Q

C 1

21

,1

2

,1

, (2)

算得Cg=0.837(从流量开始消退时算起)

同理可算得地下水消退系数Cgg=0.746(从退水开始算起) 4.22 划分水源

由地下水退水过程线不变的规律，结合实测洪水过程(无后续洪水)和实测洪水过程可画出图

2

图2 分割复式洪水

再由洪峰(如此题中的683.91)与Cg 的乘积的递推，算出一系列的Q 值，用径流深计算公式可累加出一系列的R 值，即得蓄泻关系曲线，如图3

图3 蓄泻关系曲线

用图3可查出此场洪水对应的初和末e e R R 值，则由公式

初末e 1

2

210/26.3R R A Q Q Q t R e n i i -+⎪⎭⎫ ⎝⎛++∆=∑-= (2)

算得mm R 637.390=

再算得mm R S 814.34= mm R G 832.4= 另附以下几张图表

表4 地面与地下流量过程 单位:mm

Q Qg Qs 1.7571 1.7571 0 1.9518 4.2332 0.8572 17.3571 6.7094 10.6477 117.0003 9.1856 107.8146 361.8473 11.6612 350.1856 620.1595 14.1379 606.0216 683.9124 16.6140 667.2984 666.2792 19.0902 647.1887 558.2343 21.5663 536.6681 430.3991 24.0425 406.3565 315.2504 26.5187 288.7317 235.7673 28.9948 206.7724 168.2515 31.4710 136.7805 112.7568 33.9471 78.8096 62.1171 36.4233 25.6938 38.8994

38.8994

图5 流域平均退水曲线