水文预报总复习

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1、水文预报总复习水文预报总复习 第一章第一章 绪论绪论 水文预报：水文预报：利用已知的水文气象信息对未来一定时期内的水利用已知的水文气象信息对未来一定时期内的水 文状态作出定性或定量的预测。文状态作出定性或定量的预测。 预见期：预见期：预报发布时刻与预报要素出现时刻之间的时距；预报发布时刻与预报要素出现时刻之间的时距； 水文预报的分类水文预报的分类：按预见期分；按水文预报要素分：按预见期分；按水文预报要素分 水文预报工作的基本程序：水文预报工作的基本程序：制作预报方案并检验、作业制作预报方案并检验、作业 预报预报 水文预报的研究方法水文预报的研究方法 第二章第二章 河段洪水预报河段洪水预报 2.

2、2.河段洪水预报方法河段洪水预报方法： 相应水位相应水位( (流量流量) )法：法：采用相关分析途径，由过去的资料统计采用相关分析途径，由过去的资料统计 分析，建立上、下游相应水位分析，建立上、下游相应水位( (流量流量) )间的关系和相应的传播时间的关系和相应的传播时 间关系，然后用以作业预报。间关系，然后用以作业预报。 合成流量法：合成流量法：把各站同时刻到达下游站的流量叠加起来得合把各站同时刻到达下游站的流量叠加起来得合 成流量，然后建立合成流量与下游站相应流量成流量，然后建立合成流量与下游站相应流量Q Q下 下t t的关系曲线， 的关系曲线， 即该法的预报方案。即该法的预报方案。 流量

3、演算法：流量演算法：按洪水在河段运动中应遵守的水量平衡原理和按洪水在河段运动中应遵守的水量平衡原理和 能量守恒原理而建立的预报方法。能量守恒原理而建立的预报方法。 1.1.洪水波的变形，内因、外因。附加比降。洪水波的变形，内因、外因。附加比降。洪水波的展开反映洪水波的展开反映 在相应水位（流量）关系上；洪水波的扭曲因导致水面比降的在相应水位（流量）关系上；洪水波的扭曲因导致水面比降的 改变，引起传播速度的变化，主要体现在传播时间曲线上。改变，引起传播速度的变化，主要体现在传播时间曲线上。 2.1 2.1 相应水位相应水位( (流量流量) )法：法： 相应水位相应水位（流量）（流量）的概的概 念

4、念是指在河段同次洪水过程是指在河段同次洪水过程 线上，处于同一位相点上、线上，处于同一位相点上、 下站的水位（流量）。下站的水位（流量）。 当应用实测资料来点绘相关图时，不一定能作出有规律的当应用实测资料来点绘相关图时，不一定能作出有规律的 相关线时，则应该进一步分析其影响因素，从而找出相应的处相关线时，则应该进一步分析其影响因素，从而找出相应的处 理方法：理方法：其影响因素有：其影响因素有： 洪水波的展开和扭曲现象洪水波的展开和扭曲现象( (主要是水面的附加比降引起的主要是水面的附加比降引起的) )； 上下游断面间的区间有径流汇入上下游断面间的区间有径流汇入( (区间入流区间入流) )； 河

5、段形态和沿岸水文地质条件的变化。河段形态和沿岸水文地质条件的变化。 加入参数的作用：加入参数的作用：参数（下游同时水位）与参数（下游同时水位）与Z Z上 上t t一起，一方 一起，一方 面反映面反映t t时刻的水面比降大小，同时它还反映了底水的高低时刻的水面比降大小，同时它还反映了底水的高低 和区间暴雨入流、回水顶托、断面冲淤等因素的影响。和区间暴雨入流、回水顶托、断面冲淤等因素的影响。 以下游站同时水位为参数的相应水位法预报以下游站同时水位为参数的相应水位法预报 方案的制作步骤：方案的制作步骤： 从从以往实测的上、下游站的水位过程线，摘录相应以往实测的上、下游站的水位过程线，摘录相应 的洪峰

6、水位值的洪峰水位值Z上 上t ， ，Z下 下t ， ，Z下 下t +及其出现时间 及其出现时间t上、 上、 t下下，计算 ，计算 出传播时间出传播时间= t下 下- t上上。 。 在点绘在点绘Z Z上 上t t与 与Z Z下 下t+t+的点据时，在点旁标注出下游站 的点据时，在点旁标注出下游站 的同时水位的同时水位Z Z下 下t t值 值 绘出以绘出以Z Z下 下t t为参数的等值线，即 为参数的等值线，即Z Z上 上t t Z Z下 下t t Z Z下 下t+t+相 相 关线；同时，可以绘出关线；同时，可以绘出Z Z上 上t t Z Z下 下t t 相关线，二者一起组相关线，二者一起组 成以

7、下游同时水位为参数的相应水位法预报方案。成以下游同时水位为参数的相应水位法预报方案。 2.2 合成流量法合成流量法 预报下游站流量的关系式预报下游站流量的关系式 n i tit i QfQ 1 ）（ ， 上上下下 合成流量的概念：合成流量的概念： 同时流达下游断同时流达下游断 面的上游干、支面的上游干、支 流站的相应流量流站的相应流量 之和。之和。 该法的预见期取决于上游各站中传播时间最短的一个。该法的预见期取决于上游各站中传播时间最短的一个。 一般以干流站流量最大，故常用它的传播时间一般以干流站流量最大，故常用它的传播时间干 干作为方案的 作为方案的 预见期预见期。 流量演算法流量演算法是在

8、圣维南方程组进行简化的基础上，利是在圣维南方程组进行简化的基础上，利 用河段的用河段的水量平衡原理水量平衡原理和和蓄量关系蓄量关系把河段上游断面的入流把河段上游断面的入流 量过程演算成下游断面的出流量过程的方法。量过程演算成下游断面的出流量过程的方法。 2.3 流量演算法流量演算法 2.3.1 特征河长法特征河长法 在一特定长的河段内，其下断面的流量在一特定长的河段内，其下断面的流量O与蓄量与蓄量W间间 具有单值关系即具有单值关系即WW( (O ) )，该河段长定义为，该河段长定义为特征河长特征河长。 特征河长特征河长l 取决于稳定流状态的水力学特征，取决于稳定流状态的水力学特征，与附与附 加

9、比降无关加比降无关。通常取。通常取 l 为常数。为常数。 槽蓄曲线的一个重要特性是槽蓄曲线的坡度就是槽蓄曲线的一个重要特性是槽蓄曲线的坡度就是河段的河段的 传播时间传播时间。 2.3.1 马斯京根法马斯京根法 )1(OxxIKW OxxIQ)1( 为示储流量；为示储流量；x为流量比重因素；为流量比重因素；K为为W 关系线关系线 的斜率，称为蓄量常数。的斜率，称为蓄量常数。 Q Q 槽蓄曲线方程：槽蓄曲线方程： 1211202 OCICICO tKxK Kxt C 2 1 2 1 0 tKxK Kxt C 2 1 2 1 1 tKxK tKxK C 2 1 2 1 2 推流演算推流演算 公式公式

10、: : 马斯京根法用于预报一般没有预见期。马斯京根法用于预报一般没有预见期。 如果如果t2Kx，则，则C0=0， ，预见期为，预见期为t 。 如果上断面入流是由降雨径流预报法先预报出来，则可以如果上断面入流是由降雨径流预报法先预报出来，则可以 得到一定的预见期。得到一定的预见期。 为避免产生负反应，要求时段选取：为避免产生负反应，要求时段选取： 12112 OCICO 马斯京根法中马斯京根法中 、x、K 等参数的物理意义等参数的物理意义 Q Q 的物理意义：非恒定流条件下的的物理意义：非恒定流条件下的Q 值恰好是相同槽蓄值恰好是相同槽蓄 水量下的恒定流流量水量下的恒定流流量Q0值值 K 值反映

11、了恒定流时的河段传播时间；值反映了恒定流时的河段传播时间； ， 由两部分组成：一是由两部分组成：一是 x1，反映泄蓄的影，反映泄蓄的影 响；另一是响；另一是L/l，反映河槽调蓄能力。反映河槽调蓄能力。 L l xx 21 KxtxK2)1(2 第三章第三章 降雨产流预报降雨产流预报 1.流域蒸发计算模式及各层模式计算结果的差别流域蒸发计算模式及各层模式计算结果的差别 ? P21-23 2.流域蓄水容量曲线流域蓄水容量曲线 P32 3蓄满产流模型的参数的确定及其灵敏性分析蓄满产流模型的参数的确定及其灵敏性分析 P43-46 第三章第三章 降雨产流预报降雨产流预报 4.4.蓄满产流预报的步骤蓄满产

12、流预报的步骤 （1 1）流域降雨径流关系的建立）流域降雨径流关系的建立 计算次洪径流深：用退水曲线划分洪水。计算次洪径流深：用退水曲线划分洪水。 计算计算W W0 0：首先确定：首先确定WmWm（前期干旱降大雨的产流损失），（前期干旱降大雨的产流损失）， EmEm（Em=kEpEm=kEp）；其次确定蒸散发计算模型及参数，根据水）；其次确定蒸散发计算模型及参数，根据水 量平衡方程计算量平衡方程计算W W0 0 绘制降雨径流关系图绘制降雨径流关系图P+WP+W0 0W W0 0R R，或，或P PW W0 0R R （2 2）时段径流量的推求）时段径流量的推求 用降雨径流关系图推求时段径流量（累

13、积降雨得到累积用降雨径流关系图推求时段径流量（累积降雨得到累积 径流）径流） （3 3）地面地下径流的划分）地面地下径流的划分 用稳定下渗率用稳定下渗率FcFc划分，通过试算确定。由雨洪资料推求划分，通过试算确定。由雨洪资料推求FcFc？ 第三章第三章 降雨产流预报降雨产流预报 6.蓄满产流模型法由实测雨洪资料确定稳定下渗率蓄满产流模型法由实测雨洪资料确定稳定下渗率fc的计算步骤的计算步骤： 由实测流量资料求洪水的总径流深和地面由实测流量资料求洪水的总径流深和地面、地下径流深地下径流深R、 RS、RG； 根据降雨径流相关图求总净雨过程根据降雨径流相关图求总净雨过程Ri； 假定超渗时段假定超渗时

14、段m； 结合降雨过程结合降雨过程PEi=Pi-Ei，按下式计算按下式计算fc：；：； 检验超渗时段是否与假设相符检验超渗时段是否与假设相符，若相符若相符，fc即为所求即为所求，否则否则 重新假设超渗时段重新假设超渗时段m，回到回到，直到相符直到相符。 FCPE i i i FCPE i ic ii PE R RRGf/ )( 第三章第三章 降雨产流预报降雨产流预报 P R 7. 应用降雨径流相关图应用降雨径流相关图 推求时段净雨量推求时段净雨量 求本次降雨开始时的求本次降雨开始时的Pa， ，0 ； 按逐时段累积降雨量在关按逐时段累积降雨量在关 系图上查得累积径流量；系图上查得累积径流量； 由相

15、邻时段的累积径流量之由相邻时段的累积径流量之 差得时段净雨量差得时段净雨量 应用中注意：应用中注意： 时段内降雨强度尽可能均匀，时段内降雨强度尽可能均匀， 以免带来误差；以免带来误差； 若含有降雨历时或雨强等变若含有降雨历时或雨强等变 量，且影响灵敏，则可能带来量，且影响灵敏，则可能带来 较大误差较大误差 图图2-19 时段净雨量推求时段净雨量推求 由由Ft = Wt-1 ， ，代入 代入f =f（Ft）计算）计算ft 8. 超渗产流超渗产流 计算过程计算过程 已知已知Pt，下渗公，下渗公 式式f =f（Ft）的）的 参数，及参数，及W0 Pt ft ？ Y RS=0 RS=Pt - ft N W= Pt -RS Wt+1 = Wt - W t = 1 t T？ END t = t+1 Y N 习题习题 雨强雨强是超渗产流的决定性因素，要求雨量的计算时段要是超渗产流的决定性因素，要求雨量的计算时段要 短，若时段太长会带来均化误差；短，若时段太长会带来均化误差； 9.混合产流研究方