水文预报课程设计计算说明书.docx
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大连海洋大学
海洋与土木工程学院
《水文预报》课程设计
专业班级:
水文与水资源工程专业姓 名:
苗**
学 号:
14040*****指导教师:
黄**
目录
1.方案采用的技术途径 2
1.1蒸散发方案 2
1.2产流方案 2
1.3水源划分 2
1.4汇流方案 2
1.5预报模式 3
2.流域概况 3
3.基本资料 4
4.流域产流方案制作步骤 4
4.1流域蒸发量的推求 4
4.2降雨径流经验关系点的计算 5
4.3产流方案调试 19
4.4产流方案误差评定 19
5.水源划分 21
6.流域汇流方案制作步骤 21
6.1制作地下径流汇流方案 21
6.2制作直接径流汇流方案 24
7.流域预报方案校核及误差评定 30
7.1校核预报 30
7.2次洪预报误差评定 30
8.心得体会:
42
4
题目:
制作某水库干流入库站的流域预报模型方案
1.方案采用的技术途径
1.1蒸散发方案
通过对大量的实测资料的检验分析,发现流域蒸发能力Ep与水面蒸发E0间可粗略概化为线性关系,即Ep=KC*E0。
其中Kc为蒸发折算系数。
同时流域的蒸发量采取三层蒸发的计算模式,将流域土壤分为上层、下层和深层。
相关参数有:
[1]三层土壤含水量WU,WL和WD
[2]三层土壤含水容量WUM,WLM和WDM
[3]蒸发扩散系数C
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。
用三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 “水文预报”知识,流域蓄水容量曲线的参数确定后,可将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
采用稳定下渗率Fc作两水源划分。
1.4汇流方案
⑴分析经验单位线作直接径流汇流方案。
⑵采用线性水库演算作地下径流汇流方案。
1.5预报模式
预报模式见图1。
流域平均降水量
蒸发模型:
EU=EPEL=0ED=0; WU+P³Ep
E=WU+PE=(E-E)WL/WLME=0; WU+P U L p U D p E=WU+PE=C×(E-E)E=0; WU+P U L p U D p p U E=WU+PE=WLE=C×(E-E)-E; WU+P U L D p U L p p U 产流方案R=f(PE,W0) 地面径流汇流计算Qs,t (经验单位线汇流) 地下径流汇流计算Qg,t (线性水库汇流) Rs=0 Rs=R-Rg R Rg=R; Rg=PEFc; PE 水源划分: PE³Fc: 本次降雨的流域出口断面流量Qt 图1 预报模式示意图 2.流域概况 某水库入库站流域控制面积为1067km2,干流河的长度约为93km。 流域为低山丘陵区,上游部分覆盖有部分的原始森林;中游部分为山间盆地,适宜农作物生长,流域植被率高。 地下水出流区常有泉水出露、涌水量较大者可达每秒数升左右。 流域地区的气候为温暖湿润,年降雨量为1700-1800mm之间。 可判断流域地区为蓄满产流模型的适用地。 图2 预报流域水系示意图 3.基本资料 ⑴水库流域图示意图。 ⑵研究流域两场洪水实测资料,进行预报检测。 67701号洪水流量过程及时段雨量摘录资料,表21。 ⑶研究流域的14场洪水退水资料,表22。 ⑷研究流域33场实测降雨~径流资料,表23。 ⑸根据产流模型绘制降雨径流关系曲线。 ⑹根据给出的时段径流量,推算单位线。 ⑺稳定渗透系数fc=0.8。 ⑻研究流域2场典型洪水径流过程,表26。 4.流域产流方案制作步骤 4.1流域蒸发量的推求 流域蒸散发量计算是产流计算的重要内容,特别是对于长时期的产流量估计,蒸发常是决定性因素。 蒸散发决定了无雨期土壤含水量的消耗量,也影响降雨期的产流量。 4.1.1蒸发能力的确定 流域蒸发能力Ep可以通过水面蒸发E0乘上蒸发折算系数Kc求得。 4.1.2蒸发量的推求 流域时段蒸发量的推求采取三层蒸发计算模式,公式如下和本文图1中均有列出。 𝑊𝑈+𝑃‒𝑅‒𝐸𝑈>𝑊𝑈𝑀,∆1=𝑊𝑈+𝑃‒𝑅‒𝐸𝑈‒𝑊𝑈𝑀,0 ∆1+𝑊𝐿‒𝐸𝐿>𝑊𝐿𝑀,∆2=∆1+𝑊𝐿‒𝐸𝐿‒𝑊𝐿𝑀,0 ∆2+𝑊𝐷‒𝐸𝐷>𝑊𝐷𝑀,∆3=∆2+𝑊𝐷‒𝐸𝐷‒𝑊𝐷𝑀,0 ∆1>0,𝑊𝑈=𝑊𝑈𝑀,𝑃+𝑊𝑈‒𝐸𝑈‒𝑅 ∆2>0,𝑊𝐿=𝑊𝐿𝑀,∆1+𝑊𝐿‒𝐸𝐿 ∆3>0,𝑊𝐷=𝑊𝐷𝑀,∆2+𝑊𝐷‒𝐸𝐷 计算模式需要的相应参数取值如下表所示: 表格1初始给定计算参数 Kc 参数 预报检 测洪水 WM WUM WLM B C 1.0 120 20 60 0.43 0.16 67701+1 初始蓄水系数 W WU WL WD 45 0 5 40 注: WM=WUM+WLM+WDM 4.2降雨径流经验关系点的计算 在以下的计算过程中,涉及到降雨时间的步骤,为了计算简洁,采用的都是降雨时段。 4.2.1退水曲线制作 根据收集的14场退水资料制作退水曲线。 ⑴据表22的14场退水资料点绘Qt~t退水线、观察流域退水规律。 700 600 500 400 300 200 Series1 Series2 Series3 Series4 Series5 Series6 Series7 Series8 Series9 Series10 Series11 Series12 Series13 5 Series14 100 1 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 退水资料点绘Qt~Qt+1退水线图、在图上定出一 ⑵根据表22的 条标准Qt~Qt+1地 图314场洪水退水曲线 \ 下水退水线(Qt~Qt+1外包线);Qt~Qt+1退水线计算过程见表27。 0 100 200 300 400 500 600 700 Linear(流域平均退水曲线) 0 14 地下水退水曲线流域平均退水曲线 100 12 13 200 10 11 300 8 9 400 6 7 500 3 4 5 600 1 2 700 图4 Qt~Qt+1退水线图 7 2由标准Qt~Qt+1地下水退水线分析求解地下径流消退系数Cg(本流域0.98 0.99); 8 表2 计算地下径流消退系数Cg 3根据表22的退水资料点绘Qt~Qt+1退水线图、在图上定出一条Qt~Qt+1流域平均退水线。 表3 流域平均退水曲线 表4 Qt初始设置为200时流域平均退水曲线 Q——t流域平均退水曲线 Qt Qt+1 0 200 169.6505787 3 169.6505787 144.7392914 6 144.7392914 124.2917109 9 124.2917109 107.5080119 12 107.5080119 93.73168504 15 93.73168504 82.42385705 18 82.42385705 73.14221214 21 73.14221214 65.5236905 24 65.5236905 59.27028688 27 59.27028688 54.13739381 30 54.13739381 49.92423361 33 49.92423361 46.46600477 36 46.46600477 43.62743558 39 43.62743558 41.29749289 42 41.29749289 39.38503889 45 39.38503889 37.81526627 48 37.81526627 36.52677195 51 36.52677195 35.46915534 54 35.46915534 34.60104682 57 34.60104682 33.88848955 9 60 33.88848955 33.30361122 10 表5 Q——t地下水退水曲线 Q——t地下水退水曲线 120 19.30778341 18.8005705 123 18.8005705 18.30668202 126 18.30668202 17.82576792 129 17.82576792 17.35748736 132 17.35748736 16.90150848 135 16.90150848 16.4575081 138 16.4575081 16.02517155 141 16.02517155 15.60419242 144 15.60419242 15.19427237 147 15.19427237 14.79512085 150 14.79512085 14.40645499 153 1
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