马斯京根法(比赛终)03.ppt

1、1,第三节 马斯京根法(Muskingum Method),水文学原理（Principle of Hydrology ）,2,主要内容,1 基本原理和概念,2 参数和演算时段,3 分段流量演算法,基本原理,4 非线性流量演算,演算时段的确定,参数的推求,本节课 讲解的内容,马斯京根流量演算,3,几个问题,1 为什么要学习马斯京根法？,2 什么是“马斯京根法”？,3 如何推求马斯京根法的参数？,4,第二章 河段洪水预报,1 基本概念和原理(concept and theory),马斯京根法是由G.T.麦卡锡于1938年提出，因首先应用于美国马斯京根河而得名。 马斯京根法是进行河道流量演算的水文学

2、方法。 方法虽然简单但有一定的实用价值，所以至今仍被广泛的应用。,5,流量演算法是利用水量平衡原理与河段中的蓄（蓄水量）泄（出流量）关系，将河段内上断面的入流过程演算成下断面的出流过程。,水量平衡方程(water balance equation ),槽蓄方程(channel storage equation ),（1）河道洪水演算(river flood routing),连续方程,动力方程,1 基本概念和原理(concept and theory),6,流量演算法本质,流量演算法联解上两式，后者因不同洪水受附加比降的影响各异，相应的蓄泄关系也不相同。如果蓄泄关系呈单值线性函数形式，流量演算

3、可大为简化。因此，寻求槽蓄曲线呈单值线性函数是河道洪水演算水文学方法讨论的主要内容。,水量平衡方程,槽蓄方程,（1）河道洪水演算(river flood routing),1 基本概念和原理(concept and theory),7,基本假定：(1)河段中的水面是一直线，流量沿程变化是线性的。,Q与I，Q线性关系,W是Q的线性函数,I为入流,蓄泄关系曲线的坡度 即传播时间,Q为出流,（1）河道洪水演算(river flood routing),基本假定：(2)河段中的某断面流量Q/与河段的蓄水量W之间为单一的线性关系。,流量比重系数,1 基本概念和原理(concept and theory)

4、,8,（2）流量演算公式 (flow routing),水量平衡方程,槽蓄方程,C0,C1,C2,+,+,=,1,1 基本概念和原理(concept and theory),9,（2）流量演算公式 (flow routing),输出,1 基本概念和原理(concept and theory),10,（3）流量演算实例,已知长江万县宜昌河段的参数x =0.25，K=t=18h，要求将万县流量演算到宜昌流量过程。,1 基本概念和原理(concept and theory),11,已知长江万县宜昌河段的参数x =0.25，K=t=18h，要求将万县流量演算到宜昌流量过程。,（3）流量演算实例,1 基

5、本概念和原理(concept and theory),12,（3）流量演算实例,6318,9552,5928,10088,13000,13988,13208,11284,9126,6994,5824,5096,4654,21789,11664,18624,24000,25824,24384,20832,10752,16848,12912,9408,5667,7129,10076,12497,13397,12757,7234,11106,9086,6001,23082,20063,27419,38753,48064,51529,49065,42715,34948,27822,1 基本概念和原理(

6、concept and theory),13,（3）流量演算实例,1 基本概念和原理(concept and theory),14,2 参数和演算时段(Parameter and Calculus duration ),（1）参数的推求,已知参数K、x,流量演算,流量演算的关键在于推求参数K、x,试算法 (trial method ),分析法 (analytical method ),最小二乘法 (least square method ),最常用,假设一个x值,按方程Q= Qr +x(I-Qr)求出相应的一组Q值,按方程 求逐时段的槽蓄变量W,累加W得各时段末的W(t),做QW(t)的关系曲

7、线,Q/W(t)为线性关系？,x为所求：K=W / Q,Y,N,推求x,K计算流程图,（1）参数的推求,2 参数和演算时段(Parameter and Calculus duration ),16,（1）参数的推求,Q= Qr +x(I-Qr),2 参数和演算时段(Parameter and Calculus duration ),17,（1）参数的推求,Q= Qr +x(I-Qr),7300,0,2 参数和演算时段(Parameter and Calculus duration ),18,（1）参数的推求,Q= Qr +x(I-Qr),2 参数和演算时段(Parameter and Calc

8、ulus duration ),19,Q,W,K=W/Q1(即K=18h),2 参数和演算时段(Parameter and Calculus duration ),20,（1）参数的推求,2 参数和演算时段(Parameter and Calculus duration ),21,2 参数和演算时段(Parameter and Calculus duration ),（1）参数的推求,假定本河段的x、K值已选定，即x=0.15，K=18h以及t=18h,带入下式：,2 参数和演算时段(Parameter and Calculus duration ),23,K、 x受原始资料干扰,河段内水面曲

9、线非线性,问,河段内水力特性非线性,讨,题,各次洪水参数不同,论,参 数 的 物 理 意 义 不 明 确,（1）参数的推求,存在问题：QW曲线虽然合拢，但非直线，成“8”字形,2 参数和演算时段(Parameter and Calculus duration ),24,（1）参数的推求,(1)用本法确定的参数，有时因所取计算时段不同而有差别，宜作分析比较。 (2)应选择区间径流尽可能少的洪水作为分析对象，以减小区间水对参数确定的影响。 (3)作为一次完整洪水，应注意始、末流量基本相等。 (4)在计算区间洪水总量时，应考虑河段汇流时间，在具体处理时可参照洪峰传播时间或其他方法进行估算。 (5)在区间来水分配时，应考虑河段区间面积汇流特性。本例区间来水是以单位线为基础进行分配，是比较合理的。,试算法应注意的问题,2 参数和演算时段(Parameter and