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水文预报复习

绪论
性质:水文预报属于非工程的防洪措施
预见期:预报发布时刻与预报要素出现时刻之间的时距。

预见期与精度关系:预见期增长,影响因素增多,偶然性加大,使得预报精度降低。

河道洪水预报:对河道中指定断面处的洪水位、洪水流量、枯水位、枯水流量和河道冰情等预报。

流域水文预报:对流域上融雪、降雨产生的水量和在流域出口处形成的流量过程的预报。

水库水文预报:大型水库预报内容:入库流量,库水位,水库施工期的水情和水库为防洪、防凌、发电等所需的水文预报。

水文预报的方法:预报方法分三类:经验和半经验方法、水文模型方法、统计预报方法。

水文预报工作程序:1 制作预报方案2 进行作业预报
流域产流
流域蒸发由水面蒸发、陆面蒸发(土壤蒸发)、植物蒸散发三部分构成。

模式计算法:根据土壤含水量的垂直分布,流域蒸发量的计算方法可根据情况选用一层、二层、三层模式。

径流成分:一场降雨形成的径流包含地面径流、地下径流。

径流成分划分:将次洪径流深分成为地面径流和地下径流的过程。

方法:直线斜割法;经验方法。

蓄满产流计算思路:采用试算法:假设稳渗率,根据水源划分的原理计算各时段的直接径流、地下径流,再计算总的地下径流,看它是否与已知的总的地下径流相等。

水源划分:地面径流、壤中流与地下径流
下渗能力分布曲线:下渗能力分布曲线反映了流域各处下渗能力随空间分布的规律。

产流计算:
f
下渗能力分布曲线
1.0
m
f
流域单点下渗能力的最大值
时段产流量
超渗产流、蓄满产流是两种典型的产流模式。

混合产流局限在两种定义的模式下:面积混合法、垂向混合法。

流域汇流 单位线的影响因素 :1雨强 2暴雨中心位置 3暴雨移动的路线和速度4、流域面积大小
5、河槽原有蓄水量
6、流域比降
7、水源组成比例
单位线的综合:单位线的综合是对单位线进行归纳和概化的过程。

方法:1、当各次雨洪求出的单位线差别不大时,把它们的平均线作为流域的单位线。

2、不符合上述情况时,考虑单位线的主要影响因素(雨强、暴雨中心位置、水源比重等),再分类求平均。

常见的水源划分方法:两水源划分、三水源划分。

分单元汇流 :考虑到降雨的空间分布不均匀、流域下垫面不一致、大中型水库的影响等,将较大的流域划分成多个单元流域。

在此基础上,进行产汇流计算。

河道流量演算与洪水预报
河道洪水预报 :在汛期,预报沿防汛河段的各指定断面处的水位和流量。

河道洪水预报的依据 :河道中洪水波的运动规律。

河道洪水预报方法 :流量演算法和相应水位法 流量演算法包括:水力学方法和水文学方法 水力学方法包括:解析法和数值法 水文学方法包括:特征河长法和马斯京根法 相应水位法的实质是数理统计法,流量演算法的实质是成因分析法。

流量演算法基本方程:
特征河长:一个河长,使得水位蓄量与水位流量的绳套大小相当,则下断面流量与槽蓄量之间有单值关系。

故这个河段长度被称为特征河长。

当 t f P m
∆⋅<f
b m f f ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=11α当 时, t f P m ∆⋅≥t f FA ∆⋅=⎰⋅-∆=P df t FA 0)1(αt f P f f FA f b m ∆⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=+11FA P R s -=
马斯京根法参数含义:k 为恒定流状态下,河段的传播时间 x 反映了河槽的调蓄作用大小 X 的变化规律:在0≤x ≤5时,x 越小,表明河槽的调蓄作用越大。

同一条河流,上游的x 比下游的x 大。

当预报河段较长时,(△t 较大时),取△t=k ,只能满足水面线呈直线,所以提出分段马斯京根法。

计算方法:
洪水波的2种变形:展开、扭曲。

相应水位:洪水波上某一点,先后经过上、下游断面时,在两个断面处出现的水位。

涨差法:以上游站涨差(或次涨差)为参数的相应洪峰水位预报法。

现时校正法:为提高预报精度,根据已出现的预报误差,对相应水位法的预报结果实施一次校正,称为现时校正法。

基本思想:认为相邻两次的预报误差相关。

当明确这种相关关系后,根据前一次的预报误差计算本次预报误差,再作出新的预报
合成流量 :上游各干、支流的洪水考虑各自的传播时间不同,在下游同一断面的合成。

原理式:
实时洪水预报
含义:在作业预报的过程中,不断地利用“新息”(最新时刻的预报误差),运用现代系统理论的方法,对模型的参数或预报值或状态变量进行校正,以改善预报精度。

实时洪水预报方法是现代水文预报技术发展的一个重要方向。

方法:最小二乘法 误差自回归法 卡尔曼滤波法
预报模型建立的两个环节:模型结构的选定 模型参数的确定
洪水预报误差的来源 :1模型结构的误差 2模型参数估计的误差 3模型输入误差,即输入实测资料的误差。

卡尔曼滤波法2方程:
最小二乘法递推:
水库水文预报
水库水文预报的内容 :1库水位预报 2出库流量预报
库水位预报关系式: 出库流量预报的2个方程:水量平衡方程: 蓄泄关系方程:
3种方法:试算法 半图解法 全图解法 )(n 1

=-=i t i t i I f O τ),,(q I V f Z =t q q t I I V V ∆⋅+-∆⋅+=-)(21)(21212112)(V f q =
动库容:库区范围内,实际水面线与坝前水位水平线之间的库容。

水库水位预报
预报方案评定和检验的目的:评定和检验预报方案的可靠性及预报值的精度,从而确定方案的合理性、适用性。

预报方案的评定:由编制方案时所采用的全部点据,用预报方案进行模拟,以评定方案的合格率和有效性。

预报方案的检验:用没有参加编制方案时所预留资料,用预报方案进行模拟,以评定方案的合格率和有效性。

预报方案精度指标:合格率QR 、确定性系数DC
洪水预报精度的评定:洪水预报精度评定时,只对预见期(△t )内的预报结果进行评定,不对预见期以外的预报结果进行评定。

许可误差:采用一定的预报方法,对某一预报对象进行预报时,所规定误差的上限。

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