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1、水文预报课程设计任务书西南大学资源环境学院水文与水资源工程水文预报课程设计指导书题目 : 制作江西省上犹江水库干流入库站的降雨径流预报方案1 方案采用的技术途径1.1 蒸散发方案采用一层蒸散发模式。1.2 产流方案根据流域的自然地理情况和气候条件 , 以及洪水流量过程线的分析 , 可知流域产流规律符合湿润地区的 蓄满产流 特征。采用蓄满产流的降雨径流相关图形式表达方案。 用一层蒸发模型计算蒸发。计算时段为 3 小时。蓄满产流方案可由流域蓄水容量曲线表达，曲线共有两个参数：1 域蓄水容量 WM；2 流域蓄水容量曲线指数 b。根据“水文学原理”或“水文预报”知识，流域蓄水容量曲线的参数确定后，可将
2、流域蓄水容量曲线转化为蓄满产流的降雨径流相关图。 因此，蓄满产流的产流方案也可用蓄满产流的降雨径流相关图表达。1.3 水源划分采用变动稳定下渗率FcR 关系作两水源划分 。1.4 汇流方案分型经验单位线 作直接径流汇流方案。采用矩形入流的马斯京根线性水库 演算作地下径流汇流方案。11.5 预报模式预报模式见图 1。流域平均降水量 ( 泰森多边形法 )蒸发模型： EtEMW0, t ;Pe Pt EtWM产流方案 Rf (Pe,W0 )Pe Fc :RgRt ;Rs0水源划分：Rt Fc ;Pe Fc :RgRsRt RgPe地下径流汇流计算 Qg ,t直接径流汇流计算 Qs, t( 线性水库汇
3、流 )( 经验单位线汇流 )前次洪水的退水流量Q前本次降雨的流域出口断面流量Qt流域出口断面的流量过程Q计图 1预报模式示意图22 流域概况上犹江发源于湖南省汝城县诸广山的东南麓，干流称为古亭水。 上犹江水库位于江2西省上犹县，水库建于古亭水之上。水库入库站麟潭站控制面积1067km，干流河长 93km。流域地貌属低山丘陵区，以低山分布为主，相对高差多在500m左右。上游部分地区分布有原始森林 , 森林植被以松树、杉树、竹类为主，灌木次之；山间盆地种植农作物，流域植被率在 80%以上。土壤多为红色砂壤土 , 间有亚粘土层。山坡残积坡积一般厚度为 12m,最厚者约 4 5m。在山麓坡积层与基岩接
4、触面上， 或河流下切至接触部位时，常有泉水出露、涌水量较大者可达每秒数升左右。流域气候温暖湿润， 年降雨量为 1700mm左右。汛期 49 月降雨量约占全年降雨量的 73%左右；冬季有降雪，但量不大。地下水位一般较高 , 且季节性变幅较小 , 因此 , 一般情况下，土壤含水量较大。洪水流量过程线极不对称，涨洪历时仅数小时至十多小时 , 而洪水退水历时可达数日至十余日。洪水退水尾部的底水与起涨点比较明显抬高 , 说明洪水期潜水和壤中流补给十分丰富。上犹县库江水犹江上犹崇义县汝城县上图 2预报流域水系示意图33 基本资料本次设计要求同学系统掌握方案制作的每一步计算过程,每一步计算过程仅计算部分资料
5、 , 而对方案制作过程中的大量资料重复计算工作则由教师直接给出计算结果。上犹江水库流域图。研究流域 2 场降雨径流原始资料。67701 号洪水流量过程及时段雨量摘录资料, 表 1-1 。73628 号洪水流量过程及时段雨量摘录资料, 表 1-2 。研究流域 2 场洪水的前期日降雨、日蒸发资料, 表 2。研究流域的 14 场洪水退水资料 , 表 3。研究流域 33 场降雨径流 (RW0Pe)资料 , 表 4。根据湿润地区流域蓄满产流方案参数经验数据范围，假定方案参数WM=120mm、b=0.42 ，由此制作降雨、径流 (RW0Pe)关系曲线（按表5 计算曲线节点、再点绘曲线）。部分洪水的 F C
6、 R 主 分析成果表 , 见表 6。分型单位线成果表 , 见表 7。4 流域产流方案制作步骤4.1 降雨径流经验关系点的计算根据收集的 14 场退水资料制作退水曲线。根据表 3 的 14 场退水资料点绘 Qt t 退水线、观察流域退水规律。根据表 3 的退水资料点绘 Qt Qt+1 退水线图、在图上定出一条标准Qt Qt+1 地下水退水线（ QtQt+1 外包线）；分析地下径流退水系数C（本流域 0.98C0.99 ）。由标准 Qt Qt+1 退水线制作标准Qtt 退水线。由标准 Qt t 退水线计算 QgRg 关系并点绘关系线。4根据收集的 35 场洪水制作产流方案， 首先计算各场洪水次洪量
7、 R 实 ；本次方案制作由教师计算 33 场洪水的 R 实 ，成果列于表 4。同学计算 2 场洪水的 R实 ，成果加入表 4。用表 1-1 和表 1-2 的次洪流量资料点绘67701、73728 号洪水流量过程线。在洪水流量过程线上分割前、后期洪水径流（利用Qg Rg 关系线分割）。计算本次洪水径流总量R 实（依据洪水流量过程线前、后期洪水径流分割点）。根据收集的 35 场洪水制作产流方案，还应由各场洪水对应的次雨原始资料(3 个雨量站资料 ) 计算对应的次雨面平均雨量P；本次方案制作由教师计算33 场洪水对应的 P，成果列于表 4。同学计算 2 场洪水的对应的P，成果加入表 4。在流域图上用
8、泰森多边形推求各雨量站权重系数 ( 由于以前做过作业 , 故这项工作略去 , 由教师直接给出结果 ,K 益 =0.41 、 K 丰=0.42 、K 麟=0.17) 。按表 1-1 和表 1-2 的次雨时段雨量资料 , 用泰森多边形权重系数计算 67701、73728号洪水的流域平均次雨量 P。根据收集的 35 场洪水制作产流方案，还应由各场洪水对应的前期降雨和蒸发原始资料 (3 个雨量站资料， 1 个蒸发站资料 ) 以及假定的初步 (RW0Pe)方案，计算对应的次洪前期土壤蓄水量W0；本次方案制作由教师计算33 场洪水对应的 W0，成果列于表 4。同学计算 2 场洪水的对应的 W0，成果加入表
9、 4。假定初步 (RW0Pe)方案假定蓄满产流方案参数为WM=120mm、b=0.42 ，计算降雨径流 (RW0Pe)关系曲线节点，填入表 5。由表 5 点绘 (RW0Pe)理论关系曲线图， 把此曲线作为初步产流方案。根据表 2 数据按一层蒸发模型和水量平衡方程W0, t（1）EtEM WM tW0 ,t 1W0, t Pt Et Rt（2）5逐日计算流域蒸发量和土壤蓄水量。 一般提前次洪 15 日推算 , 起算日土壤蓄水量数值视当时降雨径流情况经验取定。 Rt 由初步产流方案 (R W0Pe)理论关系曲线查算。 逐日推算 W0至次洪对应的次雨起始时刻。4.2 产流方案调试点绘 (R W0 P
10、e)经验关系点在理论关系曲线图上，由表 4 数据点绘降雨、径流 (RW0 Pe)经验点。观察降雨、径流经验关系点与假定的初步方案绘制的 (RW0Pe)理论关系曲线配合情况；如配合良好 , 则假定的初步方案成功，否则，调整方案参数重新计算各次洪水的 W0, 再重绘 (R W0 Pe)理论关系曲线 , 直至 (RW0Pe)理论关系曲线与经验关系点配合良好为止 （合格率最高）。本次方案由教师根据 33 场暴雨洪水资料调试好的蓄满产流参数为 WM=120mm；b=0.42 。本次设计要求同学根据调试好的参数用式（ 1）和（ 2）计算 67701、63728 两场洪水的 W0。4.3 产流方案误差评定由
11、次雨量 P（忽略雨期蒸发）查 (R W0Pe)理论关系曲线得 R 计 ，按规范规定评定误差。误差评定标准如下 :点据合格标准R计R 实且R计R实20 mm20 % ；R实或R 计R 实3 mm方案合格率合格点据次数总点据次数5 水源划分本方案采用 变动稳定下渗率 FcR 关系作两水源划分计算, 即预报时使用时段净雨量 R 查 Fc R 关系，得到 FC 后用于时段水源划分。制作时是建立 F C R 主代替FcR 关系。采用 18 场洪水资料建立 F C R 主 关系，必须计算计各场洪水的F C和6 R 主 ；本次方案制作由教师计算 16 场洪水，成果列于表 6。同学计算 2 场洪水，成果加入表 6。以下步骤是建立 F C R 主 关系的过程。5.1 次洪实测地下径流Rg、实 和直接径流 Rs 、实 划分计算按公式 N0.8F 0.2 计算洪峰距直接径流中止点的时距，公式中F 的单位为km2, N 的单位为天数。将 N 的单位换算为小时数，在流量过程线上按N 的小时数定出直接径流中止点B，如图 3 所示。按图示计算直接径流Rs、实 则 Rg、实 =R实 -Rs 、实 。
