水文预报课程设计

水文预报课程设计的历史数据,将流域作为整体:1进行日模型产流量计算;2比较计算年径流与实测年径流;3通过误差分析,优选蒸发折算系数;489~90年的历时数据作为率定参数,91~92年的数据作为模型检验。

,将流域作为整体进行如下计算:1次洪产流量计算,划分水源;2直接径流汇流,地下径流汇流的计算。

3采纳2023年暴雨数据进行预报。

依据已给的资料、参数及做过的题,自己编写程序,将流域作为整体进行产流量计算;将计算年径流与实测年径流进行比较。

,.:...,坝址以上集雨面积8562。

流域地处粤东沿海的西部,海洋性气候显著,气候温柔,雨量丰沛。

暴雨成因主要是锋面雨和台风雨,常受热带风暴影响。

降雨年际间变化大,年内安排不均,多年平均降雨量为1800,实测年最大降雨量为3417,汛期4~9月降雨量占年降雨量的81%左右:~。

流域内地势平缓,土壤主要有黄壤和砂壤,具有明显的腐殖层,淀积层和母质土等层次结构,透水性好。

台地、丘陵多生长松、杉、樟等高大乔木;平原则以种植农作物和经济作物为主,植被良好。

流域上游有宝口水文站,流域面积5532,%。

白盆珠水库有10年逐日入库流量资料、逐日蒸发资料和时段入库流量资料:流域内有7个雨量站,其中宝口以上有4个。

;宝口水文站具有10年以上水位、流量资料;流域属山区性小流域且受到地形、地貌等下垫面条件影响,洪水陡涨缓落,汇流时间一般2—3,有时更短;一次洪水总历时2~5。

图2-1该地区水文站分布图,.:...1计算流域面积为5532。

2流域内有四个雨量站,、、、。

3日产流模型数据,详细见资料文件名:87-,数据格式为:12344暴雨预报的数据,见表2-1表2-12023年暴雨过程数据表降雨量时间蒸散发禾多布马山高潭宝口12342023-9-2312:-9-2315:-9-2318:-9-2321:-9-240:-9-243:-9-246:-9-249:-9-2412:-9-2415:-9-2418:-9-2421:-9-250:-9-253:-9-256:-9-259:-9-2512:-9-2515:-9-2518:,.:...2023-9-2521:-9-260:-9-263:-9-266:-9-269:-9-2612:-9-2615:-9-2618:-9-2621:00200005计算参数数据,见表2-2表2-2计算参数表计算年份参数初始张力水蓄量1989—6流域单位线单位线过程3为:0,40,80,130,100,80,48,20,10,5,07地下径流汇流=,=,.:...第三章计算公式该流域海洋性气候显著、气候温柔、雨量丰沛,多年平均降雨量为1800,-,土壤主要有黄壤和砂壤,层次结构明显,透水性好,植被掩盖度高,地势平坦,由此可初步判定该流域的产流机制为蓄满产流模式。

,蒸散发计算采纳的是三层蒸散发计算模式。

三层蒸发模式的详细计算如下:1当+≥,=,=0,=0;2当+,≥,=+,=-,=0;3当+,-≤,=+,=-,=0;4当+,-,=+,=,=--:为上层土壤蓄水量,为下层土壤蓄水量,为上层土壤蒸发量,为下层土壤蒸发量,为深层土壤蒸发量,为流域平均降雨量,为流域平均蒸发力量,为深层蒸散发集中系数,为下层张力水蓄水容量。

,产流量计算系依据蓄满产流理论得出的。

蓄满产流,即任一地图2-1包气带蓄水容量曲线,.:...点上,土壤含水量达田间持水量前,降雨量全部补充土壤含水量,不产流;当土壤蓄满后,其后续降雨量全部产生径流。

流域内各点包气带的蓄水容量是不同的,将各点包气带蓄水容量从小到大排列,以包气带达到田间持水量时的土壤含水量′为纵坐标,以流域内小于等于该′的面积占全流域的面积比α为横坐标,所绘的曲线称为流域蓄水容量曲线。

=1-1-1+10,则产流;否则不产流。

产流时:1当+≤:=+-+1-++12当+:=+-式中:为扣除蒸发量后的降雨量,为土壤含水量对应的土壤水深,为流域平均蓄水容量,为流域各地点包气带蓄水容量的最大值,为流域包气带蓄水容量分布的不匀称指数,为流域产流量。

,受流域的调蓄作用不同,各径流成分在流量过程线上的反应是不一样的。

在实际工作中,常需按各种径流成分分别计算或模拟,由于要对产流量进行水源划分。

直接径流和地下径流水源划分如下:1当=时:==2当时:=*=-式中:为稳定下渗率,为直接径流,为地下径流。

,由前一天的土壤含水量推求其次天的土壤含水量,补充来源为降雨减去蒸散发减去径流量,挨次为上、下、深层依此补充。

,.:...三层蓄水量变化的详细计算如下:1[]+[]-[]-[]=,[+1]=[]+[]-[]-[];[+1]=[]-[];[+1]=[]-[];2[]+[]-[]-[],[]-[]+[]+[]-[]-[]-=,[+1]=;[+1]=[]-[]+[]+[]-[]-[]-;[+1]=[]-[];3[]+[]-[]-[],[]-[]+[]+[]-[]-[]-,[]-[]+[]-[]+[]+[]-[]-[]--=时,[+1]=;[+1]=;[+1]=[]-[]+[]-[]+[]+[]-[]-[]--;4[]+[]-[]-[],[]-[]+[]+[]-[]-[]-,[]-[]+[]-[]+[]+[]-[]-[]--时,[+1]=;[+1]=;[+1]=;[+1]=[+1]+[+1]+[+1];式中:表示第天。

,采纳卷积的差分形式算出流域出口的流量过程。

直接径流汇流可依据该流域的时段单位线推求,地下径流汇流由线性水库演算法推求。

1直接径流汇流计算公式:=;式中:为该流域的单位线2地下径流汇流计算公式:,.:...=-1+1-=+流域面积2式中:为单位转换系数,*:蒸散发力量折算系数,它主要反映流域平均高程与蒸发站高程之间差别的影响和蒸发皿散发与路面蒸散发间差别的影响;2:流域平均张力水容量,它表示流域蓄满的标准;3:上层张力水蓄水容量,它包括了植物截留量;4:下层张力水蓄水容量;5:流域包气带蓄水容量分布的不匀称指数,在一般状况下其取值与单元流域面积有关;6:深层蒸散发集中系数,它主要取决于流域内深根植物的掩盖范围。

7:不透水面积占全流域面积的比例,它的值可由大比例尺的地形图,通过地理信息系统现代技术量测出来,也可用历史上干旱期小洪水资料来分析。

,.:...第四章模型检验、结果评定及分析水文预报是一项直接服务于国家平安和国民经济建设的不行或缺的重要基本工作,是关心人类有效地预防洪水、削减洪灾损失,有效利用水资源的非工程措施之一。

随着经济、社会进展及其全球化进程的需要,水文预报的服务面进一步拓展,对水文预报提出了更高的要求。

水文预报结果的精确     率与可信程度是衡量服务质量的前提,为了更好地为国家平安和国民经济建设服务,必需对水文预报结果的牢靠性和有效性进行评定和检验。

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流域地处南方,海洋性气候显著,气候温柔,雨量丰沛。

暴雨成因主要是锋面雨和台风雨,常受热带风暴影响。

降雨年际间变化大,年内安排不均,多年平均降雨量为1800,实测年最大降雨量为3417,汛期4—9月降雨量占年降雨量的81%左右:~。

流域内地势平缓,土壤主要有黄壤和砂壤,具有明显的腐殖层,淀积层和母质土等层次结构,透水性好。

台地、丘陵多生长松、杉、樟等高大乔木;平原则以种植农作物和经济作物为主,植被良好。

流域上游有一水文站,掌握流域面积5532,%。

该水文站以上有4个雨量站。

雨量站分布较匀称,有10年逐日降水资料和时段降水资料;该水文站具有10年以上水位、流量资料;流域属山区性小流域且受到地形、地貌等下垫面条件影响,洪水陡涨缓落,汇流时间一般2—3,有时更短;一次洪水总历时2~5。

由流域概况可以看出,该地区属于潮湿多雨地区,雨量集中,地势平坦,土壤层简单蓄满,而且有场系列的降雨资料和水位流量资料,综合从气候条件、土壤状况、植被组成以及洪水机制看,新安江模型适用于该地区的水文预报。

,.:...,-,,分别用1987-1992年的资料数据进行计算,得到各年全年径流量理论计算值和实测值的相对误差值随着的变化过程如下图1:图1各年全年径流量理论计算值和实测值的相对误差值随着的变化自左至右分别为1991、1988、1992、1989、1987、1990年,各年相对误差最小时,取值如下表:-**.**.,1990年的资料不行取,因此舍弃不用。

,.:...%以内的前提下,尽可能使1987-1989年连续三年的相对误差均在10%以内,并使得各年的相对误差差别尽可能小。

依据相对误差规律得以下三种方法,同时说明:①通过人为观看、比较,人工选取所给的最优值;②计算1987-1989年三年的相对误差累计值,相对误差累计值在肯定程度上反映了对计算径流量造成的影响,相对误差累计值越小越好;③计算1987-1989年三年相对误差的均方差,它在肯定程度上说明白各相对误差偏离平均相对误差的程度,也反映了取值造成误差的稳定程度,相对误差的均方差越小越好。

:缩小的取值范围,取=-,,,.:...**.**.,原定4年率定,改为采纳1987-1989年资料进行率定,-,误差均在5%以内,其中,,误差最小。

-,,拟合较好,=,各年逐日径流理论计算值和实测值对比图见下图3-8.,.:...图31987年逐日径流理论计算值和实测值对比图图41988年逐日径流理论计算值和实测值对比图图51989年逐日径流理论计算值和实测值对比图,.:...图61990年逐日径流理论计算值和实测值对比图,.:...图71991年逐日径流理论计算值和实测值对比图图81992年逐日径流理论计算值和实测值对比图以上各图是在日径流理论计算时未计算基流的状况下得到的,可见其整个起伏趋势还是相当契合的,但局部仍存在差异,基本可以满意常次预报的要求。

。

,消失的问题以及可能误差影响因素包括:11990年数据计算出的结果误差过大,可能是由于1990年数据存在问,.:...题。

2各年先对误差均已经很小,但不能全部达到5%的范围之内,可能是由于调试不够,或者是由于模型假设与市级的状况不尽相同。

3逐日径流计算理论值和实测值之间存在较大的相对误差,可能是由于未对基流进行计算,模型本身精度也有限,导致这种误差.。

4由于流域地理、气候、气象、水文条件上与模型假设条件存在肯定程度上的差异,导致计算结果存在误差。

-暴雨预报对2023年暴雨过程进行洪水预报。

运用单位线法和出流系数法分别计算直接径流出流量和地下径流出流量,两者之和即为总的流量,。

详细结果见下表1。

,.:...、地下径流出流过程和总流量过程绘制出洪水流量过程线,,.:...第五章总结和心得此次课程设计,做了很久,期间遇到诸多麻烦的问题,最终一一解决,得以完成,虽然还有些不尽人意,但总体上还是较好得完成了此次课程设计的各项要求。

通过此次课程设计,收获良多。

首先是对于水文预报这门课程,为了完成这次课设,对课本进行了深化系统的复尤其是与新安江模型相关的内容,使得对这门课程的把握更加扎实坚固,理解也更加深化;其二,本次课设采纳的是软件进行数据处理,这也是基于数据较多,计算分析比较简单的原因,利用原有的一点儿编程基础,在这期间进一步不断地对该软件的使用力量有了很大程度的增加,这对以后的工作都是大有裨益的。

这次课设的意义就是在于不断逼迫自己去更多的新东西,并把以前学过的东西进行整合贯穿,达到提升自身水平的效果;其三,在做课程设计的过程中,老师对我们进行了多次急躁仔细的辅导,同学们之间也不断进行相互的沟通,也得到了许多的乐趣。

总的来说,这次课程设计受益匪浅。

这是毕业设计之前的最终一次课设,也是由书本上学问运用到实践中的一次尝试,让我们意识到自身学问的匮乏和有限,长叹“书到用时方恨少”,同时这也是一个好玩的过程。

试想,通过自己的不懈努力最终把它攻克,把成果呈现在自己眼前时的喜悦,又有什么能比得上感谢老师,感谢此次课设。

,.:...附件:-1992年连续六年,前三年率定期和后两年检验期的计算径流量与实测径流量肯定误差和相对误差计算程序:%**%%1987-1989年计算结果%%%%**%=;%表示导入的数据=140;=20;=60;=60;=;=;=;%流域平均张力水容量,上层张力水容量,下土层张力水容量,深层张力水容量,张力水蓄水容量曲线方次,深层蒸散发折算系数,%不透水面积占全流域面积的比例=:,3;%日径流量实测值3,.:...0=:,4;%日蒸发量蒸发皿实测值1=:,5;2=:,6;3=:,7;4=:,8;%1,2,3,4分别表示流域四个地区的日降雨量实测值=0;%表示年径流量实测值=4000,1;=;%求出数据的天数=,1;%表示日径流量的理论计算值=1,;=1:%流域平均降雨量计算=*1+*2+*3+*4;%逐日降雨深的计算=+*24*;%实际测得年径流量的计算%求逐日降雨深和实测全年径流量1=110;