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水文预报第二章-2


Z下,t f (Z上,t , Z下,t )
1.4 合成流量法
1.5 有支流、分流河段的流量演算 合成流量法
t t ( Ii,1 Ii,2 ) (Q1 Q2 ) W2 W1 2 2 i 1
n
n
W f ( I i , Q )
i 1
(一) 先合后演法
2.1.2 相应水位(流量)法的基本原理
• 相应水位是指河段上、下站同位相 的水位。相应水位(流量)预报, 简要地说就是用某时刻上站的水位 (流量)预报一定时间(如传播时 间)后下站的水位(流量)。
• 设在某一不太长的河段中, 上、下站间距为L ,t 时刻上 站流量为QU , t ,经过传播时 间τ 后,下站流量为Q l ,t+τ , 若无旁侧入流,上、下站流 量关系为:
(流量)过程预报
• 在防汛工作中,洪峰及其出 现时间是一个很重要的预报 因素,但在大江大河及有些 河流的中下游,洪水历时很 长,往往还要预报水位(流 量)过程以弥补洪峰预报的 不足。
传播时间为常数的方法
为了简便和和减少因传播时间曲 线精度带来的影响,在实际预报 工作中,常以河段平均传播时间 摘取 上、下游站“相应水位”, 所建立的预报方案一般形式为:
• 一是已知上站水位(流量)在下 站所形成的相应水位(流量)值; • 另一个是上下站间的传播时间, 即上站水位传播到下站所需要的 时间。
2.2.1、 洪峰水位(流量)预报
(一)、相应水位(流量)相关法
从河段上、下站实测水位资料, 摘录相应的洪峰水位值及其出 现时间,就可点绘相应洪峰水 位(流量)关系曲线及传播时 间曲线,如图2-3所示,其 关系式为:
z p,u
Z
z p,u z 0,u
tr
Zu
zu z 0,u z p,L z 0,L zL z 0,u
z p,L
t 图 2-4 上、下站次涨差关系曲线示意图
Zl
(a) 上、下站相应水位过程线; (b) 上、下站次涨差关系曲线
(三)以支流水位、区间降水为 参数的洪峰水位(流量)相关法
有支流河段的洪峰水位预报,通常 取影响较大的支流相应水位(流量) 为参数,建立上、下站洪峰水位关 系曲线,其通式为:
传播时间是洪水波以波速从上站运动 到下站所需要的时间。其基本公式 为 : τ =L/u (2-3) 式中τ ——传播时间; L——上、下站间距; u——波速。
在棱柱形河道里洪水波波速 u 与断 面平均流速 V 之间的关系为 :
u V
(2-4)
式中λ 是断面形状系数,或称波速系数。 它取决于断面形状和流速计算公式,不同 断面形状和流速公式的λ 值见下表
Ql ,t Qu,t Q
(2-1)
• 如在传播时间τ 内,河段有旁侧 入流量加入,并在下站t+τ 时 刻形成 流量为 ,则:
(2-2)
Ql ,t Qu,t Q qt
• 式中 Q 为上、下站相应流量的 差值,它随上、下站流量的大小 和附加比降不同而异,其实质是 反映洪水波变形中的坦化作用。 另一方面洪水波变形引起的传播 速度变化,在相应水位(流量) 法中主要体现在传播时间关系上, 其实质是反映洪水波的推移作用。
Z p,l ,t f ( Z p,u,t )
(2-6)
f (Z p,u, )
式 中:
(2-7)
Zp , u , t Zp,l,t
为上游站洪峰水位 为下游站洪峰水位 为河段的传播时间

(二)次涨差法
tr
在一些陡涨陡落的山区性河流, 如果其洪峰传播时间 τ 大于下 站的涨洪历时,则上站出现洪 峰时,下站还未起涨,以下站 同时水位作参数就不能反映水 面比降的影响,这时可采用次 涨差法预报下站洪峰水位。
第2节、相应水位(流量)法
主要内容
基本原理 • 相应水位(流量)法 • 水位(流量)过程预报 • 合成流量法

2.1
基本原理
• 洪水波运动 • 相应水位(流量)法的基本面上,由于外来原因, 例如暴雨径流,水电站运行,闸 坝放水等,突然被注入一定水量, 则原来恒定流水面便因此受到干 扰而形成一种不稳定波动,这就 是洪水波。
断面形状 矩形 抛物线形 曼宁公式 1.67 1.44 谢才公式 1.5 1.33
三角形
1.33
1.25
所以传播时间可按下式推求:
L / V
(2-5)
上述式(2-2)与式(2-5)是 河道相应水位(流量)预报的基本关 系式。
q t
可用其它方法预报 。
2.2 相应水位(流量)法
根据上节所述,相应水位(流量)法 预报要解决两个问题:
洪水波的特征可用附加比 降、位相、相应流量(水 位)、波速等物理量来描 写。
天然棱柱形河道里洪水波运动是 一渐变非恒定流。当洪水波沿河 道自上游向下游传进时,由与存 在着附加比降,引起不断变形, 表现为两种形态:即洪水波的推 移与坦化,且传进过程中连续地 同时发生。
洪水波的传进,引起河道断面水 位的涨落变化:波前阶段经过断 面时水位不断上升,而波后阶段 经过断面时,水位则下降,图 2—1就表示洪水波与河道上、下 站水位过程线之间的关系,反映 了附加比降的变化是洪水波变形 的主要因素。
• 将干、支流所有上断 面的流量迭加在一起, 作为河段总入流,按 无支流河段方法进行 演算,即为先合后演 法。 • 虚设某上游站
(二) 先演后合法
• 假定各干、支流间的干扰作用很小,各 支流可视为一个独立系统,则可用无支 流河段流量演算方法,将每个上游站流 量分别进行演算,然后相加而得出流过 程,即为“先演后合法”。
Zp,l,t f (Zp,u ,t , Z1,t 1 ) (2--8)
式中 Z ——t时刻下站洪峰水位; p ,l ,t
Z p,u,t ——t-τ
时刻上站洪峰水位;
Z1,t 1 ——t- 1 时刻支流站的相应水位, 1
为支流站水位所需传播时间。
1.3 相应水位(流量)法水位
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