《水文预报课程设计》姓名：学号：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 12.9032258190.90909091 42.55319149 64.51612903168.1818182 78.72340426 119.354838745.45454545 21.27659574 32.2580645236.36363636 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 0.314.13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4.0020.0037.0010.008.00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 ni i i g QQ QC 121,12,1, (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 12210/26.3R 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:mmQ 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 38.899438.8994图5 流域平均退水曲线图6地下水退水曲线表5 蓄泻关系曲线表单位:m3/s Q R0.00068891 0.000002360.00072262 0.000007210.00075798 0.000012290.00079508 0.000017620.00083399 0.000023210.0008748 0.000029070.00091762 0.000035220.00096252 0.000041680.001009630.000048444.3 流域初始土壤蓄水量的计算 4.31 前期影响雨量Pa 的计算WMEpk -=1 (3) )(,1,t a t t a P P k P +=+ (4) 4.32 计算实例已知资料见表6表6 Pa 基本数据 单位:mm日降雨量 Pa 蒸发能力 WM Pa,t+1 1.4 60 9.7 80 53.95525 0 47.41318 5.9 46.84895 1.9 42.83814 0.738.259144.4 降雨径流相关图制作及误差检验 4.41 计算原理：（1）流域蓄满产流模型计算公式)()1(1WMM PE a WMMa PE WM WM W PE Rb <=++-+-+=+ (5) )(WMM PE a WMW PE R >+-+=(6)（2）蒸发计算（两层蒸发模式）PL U L P U P U E E E E E E E W P =+===⇒>+E 0(7)LU LMU L U U P U E E W E E W E E W P +===⇒<=+E W )-(E L P (8)表7降雨径流相关表单位:mm W0 0 10 20 30 38.25914 40 50 60 63.1 70 80 P \ a 0 10.1638 20.695677 31.6747 41.15998 43.21656 55.506258 68.879817 73.3425 84.11941 106.40 0 0 0 0 -7.1E-15 -7.1E-15 0 0 -7.1E-15 7.11E-15 02.7875 0.01212 0.10381 0.2060671 0.32223 0.43239 0.457702 0.6221349 0.835937 0.919062 1.158914 2.787510 0.15846 0.49578 0.873091 1.30347 1.713695 1.808288 2.4264865 3.2432283 3.566412 4.528131 1015.75 0.39826 0.94089 1.549526 2.24635 2.913684 3.068082 4.0830814 5.4464816 5.996761 7.704987 15.7520 0.64862 1.34905 2.1364135 3.04064 3.910063 4.111797 5.444911 7.263802 8.013052 10.48246 2021.575 0.75764 1.51796 2.3733851 3.35697 4.304224 4.524275 5.9815807 7.9834773 8.816008 11.67635 21.57530 1.4958 2.59071 3.8290544 5.26353 6.659053 6.985688 9.1807722 12.35853 13.81252 20 3040 2.73081 4.25936 6.0016437 8.04337 10.06335 10.54252 13.86103 20 23.1 30 4050 4.39211 6.40489 8.7230367 11.4852 14.29346 14.97618 20.138794 30 33.1 40 5052.5 4.87954 7.02318 9.4999044 12.467 15.51396 16.26221 22.5 32.5 35.6 42.5 52.557.3625 5.91606 8.32778 11.134169 14.5397 18.13038 19.04014 27.3625 37.3625 40.4625 47.3625 57.362560 6.52935 9.09493 12.093885 15.7648 19.71786 20.75181 30 40 43.1 50 6066.15 8.10818 11.0603 14.556409 18.9586 24.40914 26.15 36.15 46.15 49.25 56.15 66.1570 9.20978 12.4279 16.280051 21.2713 28.25914 30 40 50 53.1 60 7072.9375 10.1134 13.5498 17.705627 23.2865 31.19664 32.9375 42.9375 52.9375 56.0375 62.9375 72.937581.25 12.9982 17.151 22.425269 31.25 39.50914 41.25 51.25 61.25 64.35 71.25 81.2580 12.5311 16.5645 21.633086 30 38.25914 40 50 60 63.1 70 8090 16.6527 21.8387 30 40 48.25914 50 60 70 73.1 80 90100 21.9032 30 40 50 58.25914 60 70 80 83.1 90 100 110.000 30.000 40.000 50.000 60.000 68.259 70.000 80.000 90.000 93.100 100.000 110.000 120.000 40.000 50.000 60.000 70.000 78.259 80.000 90.000 100.000 103.100 110.000 120 130.000 50.000 60.000 70.000 80.000 88.259 90.000 100.000 110.000 113.100 120.000 130.000 140.000 60.000 70.000 80.000 90.000 98.259 100.000 110.000 120.000 123.100 130.000 140.000,.图8降雨径流相关图,.4.4.2 误差检验用其他场次PE～R关系查降雨径流相关图，校核是否合格并算出合格率与等级，见表8表8 径流深校核单位：mm Pa 有效降雨PE 次洪径流深演算径流深许可误差实际误差合格否合格率等级15.2 45.7 10.36973824 6.452868934 3 3.916869311 否0.88 甲级48.8 58.2 29.95190859 27 5.990381719 2.951908594 是43.9 25.2 2.406251416 6.160410485 3 -3.75415907 否46 81.5 46.96073863 47.5 9.392147726 -0.53926137 是40.1 113.3 71.16978066 71.55914295 14.23395613 -0.3893623 是45.3 66 31.99972577 31.3 6.399945153 0.699725765 是35.7 64.7 27.56503271 20.70111833 5.513006542 6.863914379 否10 71.9 10.51539884 13.14539778 3 -2.62999893 是29.8 76.2 31.84636564 26 6.369273129 5.846365644 是44.4 114.2 77.20418345 78.6 15.44083669 -1.39581655 是44.9 81.9 44.8442484 46.8 8.96884968 -1.9557516 是51 65.9 38.72889177 36.9 7.745778353 1.828891765 是80 101.7 103.827372 101.7 20 2.127372048 是10.7 37.6 4.762956997 3.923568862 3 0.839388135 是52.4 100.5 68.49763184 72.9 13.69952637 -4.40236816 是42.7 74.7 35.32604807 37.4 7.065209614 -2.07395193 是39.6 150 106.9960346 109.6 20 -2.60396537 是27.8 60.5 13.56898305 15.10650626 2.71379661 -1.53752321 是38 94.9 50.55374053 52.9 10.11074811 -2.34625947 是52.4 85.1 58.77736748 57.5 11.7554735 1.277367482 是47.9 46.7 19.71769713 16.68307565 3.943539427 3.034621487 是11.5 109.4 40.1479979 40.9 8.029599579 -0.7520021 是56.4 10 4.5795851 2.916876906 3 1.662708194 是44.7 18.9 6.657111634 4.380469246 3 2.276642387 是,...,.5、汇流计算5.1、fc 的试算 5.1.1试算方法iiFCPE CPE R f RG i ∑>=(9) ()iiFCPE C i PE R f PE RS i ∑<=-= (10) 5.1.2 试算实例 (1) 基本数据如表9表9 单位:mm再假设hmm f C /79.2<，则有h mm f C /79.2959.1)17145.03863.02061.01551.0/(823.4<=++++=故h mm f C /959.1= 划分时段净雨如表10所示表10 划分地面及地下净流深 单位:mmRg Rs 0.30 0.13 0.40 3.47 0.76 13.07 1.40 4.88 1.964.835.2 计算单位线(试错法) 5.2.1 演算实例如表11所示表11 科林法试算表单位:m3/s再用调整的单位线计算地面流量，比较预测与实际值间的误差大小。