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1、水文预报课程设计报告 水文预报 课程设计报告书 *大学*学院 目录 第一章基本任务 (2) 第二章:基本资料 (3) 1、流域概况 (3) 2、基本资料 (4) 3.计算参数 (4) 第三章计算公式 (5) 1、蒸散发计算 (5) 2、产流量计算 (5) 3、水源划分 (5) 4、汇流计算 (6) 第四章:基本数据 (7) 第五章:结果评定及分析 (9) 第六章:计算程序及说明 (12) 第七章:总结和心得 (23) 第一章基本任务 任务一: 根据已给数据资料及参数(本报告采用89-92年的历史数据),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
2、过误差分析,优选蒸发折算系数Kc; (4)8990年的历时数据作为率定参数,9192年的数据作为模型检验。任务二: 根据已给的设计暴雨资料和任务一率定的Kc,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)采用2022年暴雨数据进行预报。 根据已给的资料、参数及做过的习题,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。 第二章:基本资料 1、流域概况 白盆珠水库位于广东省东江一级支流西枝江的上游,坝址以上集雨面积856 km2。流域地处粤东沿海的西部,海洋性气候显著,气候温和,雨量丰沛。暴雨成因主要是
3、锋面雨和台风雨,常受热带风暴影响。降雨年际间变化大,年内分配不均,多年平均降雨量为1800mm,实测年最大降雨量为3417mm,汛期49月降雨量占年降雨量的81左右:径流系数0.50.7。 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553km2,占白盆珠水库坝址以上集雨面积的64.6%。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。雨量站分布较均匀有10年逐日降水资料和时
4、段降水资料;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23h,有时更短;一次洪水总历时25d。 图2-1 该地区水文站分布图 2、基本资料 (1) 计算流域面积为553km2。 (2) 流域内有四个雨量站,权重系数分别为0.33、0.14、0.33、0.20。 (3) 资料文件名:87-92data.xls,数据格式为: T(i) Q(i) E(i) P1(i) P2(i) P3(i) P4(i) 3.计算参数 计算参数见表2-1。 第三章计算公式 1、蒸散发计算 根据流域特点,蒸散发计算采用的是三层蒸散发计算模式。三
5、层蒸发模式的具体计算如下: 1)当WU+PE P, EU=E p,EL=0,ED=0; 2)当WU+P0,则产流;否则不产流。 产流时, 当PE+aWMM; R=PE+W-WM+WM(1-(PE+a R W )/WMM)(b+1) 当PE+aWMM; R=PE+W-WM 3、水源划分 流域坡地上的降雨产流量因产 流过程的条件和运动路径不同,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。 各水源分量如下: 1)当PE FC 时:RS=0.0 RG=R 2) 当PE FC 时:RG=FC*R/PE RS=R-RG 4、汇流计算 根据流域净雨和流域径流单位线,采用卷积的差分形式算出
6、流域出口的流量过程。 计算公式: QS(I)=RS(I)U QG(i)=CG QG(i-1)+(1-CG)RG(i)U Q(I)=QS(I)+QG(I) 式中,U 为单位转换系数,) (*6.3) (2h t km F U ?=流域面积 第四章:基本数据 任务一: 1.计算流域为白盆珠水库上游的宝口流域,流域面积553 km2。 2.流域内有四个雨量站:禾多布、马山、高潭、宝口,权中重分别为0.55、0.14、0.33、0.20。 3. 资料数据格式为:T(i) Q(i) E(i) P1(i) P2(i) P3(i) P4(i) 4.计算参数: 1、计算参数: WM=140,UM=20,LM=
7、60,DM=60,IM=0.002,FC=11.0 W=140,WU=20,WL=60,WD=60 b=0.3,C=0.16,Cg=0.978,Qg=55.3 2、暴雨过程: 19891992年数据见文件89-92data.xls。 2022年暴雨过程数据见表4-1。 表4-1 2022年暴雨过程数据表 2、单位线 单位线过程(m3/s)为:0,40,80,130,100,80,48,20,10,5,0 闰年按天数366,非闰年天数365。 流域蒸散发折算系数Kc优选原则:计算的2年资料的Kc应相同并使得2年内每年的年径流相对误差尽可能不超过5。 第五章:结果评定及分析水文预报结果的准确率与可
8、信程度是衡量服务质量的前提,为了更好地为国家安全和国民经济建设服务,必须对水文预报结果的可靠性和有效性进行评定和检验。 然而,设计的模型结构与流域的实际产流过程和规律也不完全相符,预报误差是客观存在的,故应采用水文预报中结果评定方法进行评定模型,并且分析结果中误差产生的主要原因。 1、任务一:日模型计算结果 图5-1 当Kc=1.42时日模型计算结果 根据1989年数据资料,当流域蒸散发折算系数Kc=1.42时,1989年数据计算与实际的相对误差最小,为0.167%。但是此时计算得出1990年数据的相对误差达约44.8%,故不适宜取1.42。 图5-2 Kc=2.56时日模型计算结果 同理,当
9、流域蒸散发折算系数Kc=2.56时,1990年数据计算的相对误差最小,为0.148%,但此时1989年计算的相对误差约39%,故也不适宜取2.56。 图5-3 Kc=1.954时1989年、1990年日模型计算结果 对比两年的资料来率定参数Kc,误差较大。虽然误差比较大,但经过计算机程序优选,计算得出使两者误差最接近时的流域蒸散发折算系数为Kc=1.954,结果显示出1989年和1990年数据的误差均约为21.6%,选择这样的流域蒸散发折算系数能使之具有较好的稳定性。由图5-1、图5-2可知,当Kc增加或者减小时,其中一年误差虽然在减小,但是另一年的误差却会随之增加,故取Kc=1.954时,使结果具有良好的稳定性。 当取流域蒸散发折算系数Kc=1.954时,运用1991年和1992年资料进行检验,分别计算出的相对误差为34.8%和19.4%,可知造成此误差的主要原因有:1、资料数据较少,不能适用于整体。2、模型的构造与实际有一定的不符,造成误差。但根据1989年和1990年资料进行率定时,取Kc=1.954时的稳定性较好,故最终选择1.954作为流域蒸散发折算系数。