FCD13030 FCD 水利水电工程初步设计阶段溃坝洪水计算大纲范本
水利水电勘测设计标准化信息网
1997年8月
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水电站技术设计阶段溃坝洪水计算大纲范本
主编单位:
主编单位总工程师:
参编单位:
主要编写人员:
软件开发单位:
软件编写人员:
勘测设计研究院
年月
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目次
1.流域及工程概况 (4)
2.设计依据 (4)
3.基本资料 (5)
4.计算原则 (7)
5.溃坝计算方法及内容 (8)
6.溃坝洪水计算成果及分析 (10)
7.应提供的设计成果 (11)
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1 流域及工程概况
2 设计依据
2.1 有关本工程的文件
(1) 设计任务书；
(2) 可行性研究报告；
(3) 可行性研究报告审查文件。
2.2 主要规范
(1) SL 44－93 水利水电工程设计洪水计算规范；
(2) DL/T5015－1996 水利水电工程水利动能设计规范；
(3) SD 138－85 水文情报预报规范；
(4) DL/T5064－1996 水电工程水库淹没处理规划设计；
(5) DL 5021－93 水利水电工程初步设计报告编制规程。
2.3 主要参考资料
(1) 谢任之，溃坝水利学，山东科学技术出版社；
(2) 唐友一，溃坝水流状态计算方法的探讨，水利水电技术，1962年第4期；
(3) 美国天气局，溃坝洪水预报程序DAMBRK及用户指南，水电部南京水文水资源研究所，1987年11月；
(4) 山西省水利勘测设计院，水利动能设计手册，水库溃坝计算，1983年；
(5) 水电部十一局研究院，土坝溃坝流量计算方法的研究，1977年6月；
(6) 天津勘测设计院，孙国洁等，溃坝洪水计算国内外概况；
(7) 水电部四川勘测设计院，大中型水电站水能设计第十五章，溃坝流态计算，1977年1月；
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(8) 黄委会科研所，溃坝水流计算方法初步探讨，水利科技情报，1976年9月；
(9) 彭登模，溃坝最大流量及溃坝流量过程计算的体会及建议，人民长江，1965年第5期。
3 基本资料
3.1 地形资料
(1) 水库及下游河道地形图；
(2) 坝址横断面图；
(3) 下游河道纵横断面资料。
3.2 水库库容曲线
收集水库原始库容及运行若干年后的剩余库容曲线。
表 1 水库库容曲线
3.3 挡水建筑物及枢纽布置
(1) 坝高m；坝顶高程m;
(2) 坝顶长度m；
(3) 坝底长度m；坝底高程m；
(4) 表孔(溢洪道)：坎底高程m；
孔数，孔口尺寸：b×h m×m；
(5) 中孔：坎底高程m；
孔数，孔口尺寸：b×h m×m;
(6) 底孔：坎底高程m；
孔数，孔口尺寸：b×h m×m。
3.4 枢纽泄流曲线
表 2 枢纽泄流表
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3.5 入库洪水过程及支流入流过程
表 3 入库洪水过程
3.6 河道糙率
(1) 收集河道历史洪水调查水面线并计算河道糙率。
(2) 收集本流域各水文站实测n－Q关系线及国内外河道糙率表。
(3) 根据上述资料和本计算河段的植被、地质及河道地形变化等条件，确定溃坝洪水计算糙率。
表 4 下游各河段糙率
3.7 坝址下游各断面水位－流量关系线
(1) 收集下游河道实测或调查的水位－流量资料；
(2) 根据实测及洪水调查资料绘制各断面的水位－流量关系线；
(3) 对高水部分不够的断面，进行水位流量关系线的延长。
3.8 下游洪泛区的社经情况
下游洪泛区的居民点、厂矿、交通线路、闸坝等各种建筑物的防洪标准、高程、范围、材料、经济影响、人口、土地、作物、交通工具、避险转移条件、距离、通讯条件等有关社
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经资料。
4 计算原则
4.1 溃坝原因分析
根据大坝坝型结构、材料、所在流域的自然条件(洪水特征等)、勘测设计及施工情况分析溃坝原因。
4.2 计算中假定条件
(1) 大坝发生溃决时，水库的运行状态，各孔口开启情况，坝前水位。
(2) 水库内泥沙淤积情况：
泥沙淤积年限a；
坝前泥沙淤积高程m。
(3) 区间入流与区间水量损失，如果相对溃坝流量比较小时，可以忽略不计。
4.3 溃坝形式
溃坝形式以时间过程来分，要分为瞬时溃决和逐渐溃决两类；以溃决范围大小，可分为全溃和局部溃决。
根据大坝的结构形式、地基地质条件、溃坝原因及大坝所在位置的重要性，要考虑到各种可能的最不利的情况，与水工等有关专业人员共同研究确定溃坝形式。
4.4 溃坝有关参数
(1) 溃口部位及高程；
(2) 溃口的形态及溃口边坡系数；
(3) 溃口尺寸；
(4) 溃决历时。
(5) 时间步长?t和距离步长?x。
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4.5 溃坝计算方案拟定
根据溃坝形式，溃口参数及计算中的假定条件等与有关专业共同拟定溃坝计算方案。方案较多时可列表说明。
表 5 溃坝计算方案
表 6 各方案溃坝参数表
5 溃坝计算方法及内容
5.1 计算方法选择
根据下游防护对象的重要程度及基本资料情况等，确定采用哪一种方法计算。
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5.2 计算工作内容
5.2.1 用简单法计算
(1) 溃坝最大流量计算
(2) 溃坝坝址流量过程线计算
(3) 溃坝洪水向下游演进计算
5.2.2 用数学模型计算
(1) 了解模型的编制、验证及使用情况；
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(2) 掌握模型的基本原理及使用条件； (3) 该模型对本工程的适用性分析；
(4) 根据模型使用手册的要求整理有关输入资料，并输入计算机。
6 溃坝洪水计算成果及分析
6.1 溃坝洪水计算成果
(1) 各方案溃坝最大流量；
(2) 坝址流量过程线；
(3) 大坝下游沿程溃坝洪峰流量及最高水位图(附图
)；
(4) 大坝下游沿程溃坝计算成果表：
表 7 溃 坝 计 算 成 果 表
(5) 大坝下游沿程溃坝洪峰流量及最高水位过程线(附图)； (6) 溃坝洪水淹没过程图。
6.2 计算成果分析
(1) 成果合理性分析
(2) 精度分析
6.3 溃坝洪水对下游影响分析
分析溃坝洪水对下游各居民点及各类建筑设施的影响程度和淹没范围，估算溃坝洪水可能造成的损失，提出减小溃坝洪水可能造成损失的防范措施或防护规划的意见或建议。
必要时应根据溃坝洪水到达时间制定人员转移计划。
7 应提供的计算成果
7.1 计算报告和计算书
(1) 溃坝洪水计算报告
(2) 溃坝洪水计算书
7.2 附图及附表
(1) 大坝下游沿程溃坝洪峰流量及最高水位图；
(2) 大坝下游沿程溃坝洪峰流量及最高水位过程线；
(3) 溃坝洪水淹没过程图；
(4) 附表；
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工程初步设计阶段 溃坝洪水计算大纲 1 流域及工程概况 2 设计依据 2.1 有关本工程的文件 (1) 设计任务书； (2) 可行性研究报告； (3) 可行性研究报告审查文件。 2.2 主要规范 (1) SL 44－93 水利水电工程设计洪水计算规范； (2) DL/T5015－1996 水利水电工程水利动能设计规范； (3) SD 138－85 水文情报预报规范； (4) DL/T5064－1996 水电工程水库淹没处理规划设计； (5) DL 5021－93 水利水电工程初步设计报告编制规程。 2.3 主要参考资料 (1) 谢任之，溃坝水利学，山东科学技术出版社；
(2) 唐友一，溃坝水流状态计算方法的探讨，水利水电技术，1962年第4期； (3) 美国天气局，溃坝洪水预报程序DAMBRK及用户指南，水电部南京水文水资源研究所，1987年11月； (4) 山西省水利勘测设计院，水利动能设计手册，水库溃坝计算，1983年； (5) 水电部十一局研究院，土坝溃坝流量计算方法的研究，1977年6月； (6) 天津勘测设计院，孙国洁等，溃坝洪水计算国内外概况； (7) 水电部四川勘测设计院，大中型水电站水能设计第十五章，溃坝流态计算，1977年1月； (8) 黄委会科研所，溃坝水流计算方法初步探讨，水利科技情报，1976年9月； (9) 彭登模，溃坝最大流量及溃坝流量过程计算的体会及建议，人民长江，1965年第5期。 3 基本资料 3.1 地形资料 (1) 水库及下游河道地形图； (2) 坝址横断面图； (3) 下游河道纵横断面资料。 3.2 水库库容曲线 收集水库原始库容及运行若干年后的剩余库容曲线。 水库库容曲线 表 1
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水电站技术设计阶段溃坝洪水计算大纲范本 主编单位: 主编单位总工程师: 参编单位: 主要编写人员: 软件开发单位: 软件编写人员: 勘测设计研究院 年月 2
目次 1.流域及工程概况 (4) 2.设计依据 (4) 3.基本资料 (5) 4.计算原则 (7) 5.溃坝计算方法及内容 (8) 6.溃坝洪水计算成果及分析 (10) 7.应提供的设计成果 (11) 3
1 流域及工程概况 2 设计依据 2.1 有关本工程的文件 (1) 设计任务书； (2) 可行性研究报告； (3) 可行性研究报告审查文件。 2.2 主要规范 (1) SL 44－93 水利水电工程设计洪水计算规范； (2) DL/T5015－1996 水利水电工程水利动能设计规范； (3) SD 138－85 水文情报预报规范； (4) DL/T5064－1996 水电工程水库淹没处理规划设计； (5) DL 5021－93 水利水电工程初步设计报告编制规程。 2.3 主要参考资料 (1) 谢任之，溃坝水利学，山东科学技术出版社； (2) 唐友一，溃坝水流状态计算方法的探讨，水利水电技术，1962年第4期； (3) 美国天气局，溃坝洪水预报程序DAMBRK及用户指南，水电部南京水文水资源研究所，1987年11月； (4) 山西省水利勘测设计院，水利动能设计手册，水库溃坝计算，1983年； (5) 水电部十一局研究院，土坝溃坝流量计算方法的研究，1977年6月； (6) 天津勘测设计院，孙国洁等，溃坝洪水计算国内外概况； (7) 水电部四川勘测设计院，大中型水电站水能设计第十五章，溃坝流态计算，1977 4
潮汐规律 潮汐即海水的涨落现象。白天海水的涨落称潮，夜间海水的涨落称汐。海钓不同于淡水钓，除了温度、气压、风向等影响外，与潮汐的关系十密切。 按海洋每天潮汐由小潮转向大潮，由大潮再转向小潮的反复循环规律，以农历为预测，一个月有二次由小潮到大潮循环期。沿海的渔民把每次的潮汐周期按每天列为从小半眼至十二眼（有时十三眼），由一眼水至七眼水是潮落潮涨每天递增过程，由八眼水至半眼水是潮落潮涨每天递减过程。每次潮汐周期末，即十二眼水当天，出现新的潮汐流（新潮水），而旧潮汐（老潮水）还有3-4天才完全退去，这样就形成了天的每天二次海潮汐的景象，小半眼水至二眼水就是每天二次潮水。小半眼水：潮涨潮落较小，今天起４天内，每天都有二次潮涨潮落过程，退潮低水位时，海水平面还在较高潮位中。半眼水：潮涨潮落较小，今天起３天内，每天都有二次潮涨潮落过程，退潮低水位时，海水平面还在较高潮位中。一眼水：潮涨潮落较小，今天起２天内，每天都有二次潮涨潮落过程，退潮低水位时，海水平面还在较高潮位中。二眼水：潮水开始每天增大。潮涨潮落较小，今天有二次潮涨潮落过程，退潮低水位海潮开始退得较低。三眼水：潮水每天都在增大。潮涨潮落开始大，今天只有一次潮涨潮落过程，高潮与低潮落差，一般有４－６米；
退潮低水位海潮开始退得较快较低。四眼水：潮水每天都在增大，潮涨潮落比前一天大。今天只有一次潮涨潮落过程，高潮与低潮落差，一般有５－６.５米；潮水高低潮相隔时间约11小时。退潮低水位海潮开始退得很快很低。五眼水：潮水每天都在增大，潮涨潮落比前一天大。今天只有一次潮涨潮落过程，高潮与低潮落差，一般有６－７米。潮水高低潮相隔时间约11小时。退潮低水位海潮退得很快很低。六眼水：潮水每天都在增大，潮涨潮落比前一天大。今天只有一次潮涨潮落过程，高潮与低潮落差，一般有７－８米。潮水高低潮相隔时间约11小时。退潮低水位海潮退得很快很低。七眼水：潮水今天达到最大，潮涨潮落比前一天大。今天只有一次潮涨潮落过程，高潮与低潮落差，一般有８－９米。潮水高低潮相隔时间约11小时。退潮低水位海潮退得很快很低。八眼水：潮水今天从最大潮开始缓慢减少，但不明显，潮涨潮落比前一天小一点点。今天只有一次潮涨潮落过程，高潮与低潮落差，一般有８－９米。潮水高低潮相隔时间约11小时。退潮低水位海潮退得很快很低。九眼水：潮水今天起从高潮位每天逐步递减中，当天潮水高潮水位比前一日减得明显，但还是在高潮位中，潮涨潮落比前一天小约o.5米。今天只有一次潮涨潮落过程，高潮与低潮落差，一般有7－8米。潮水高低潮相隔时间约11小时。退潮低水位海潮退得较快较低。十眼水：潮水今天
潮汐的变化规律 由于太阳与月亮对地球的引力作用，我国大部分沿海地区均有一昼夜各出现海水涨落两次的潮汐现象。每月的农历初一至初五（或农历十六至二十）为大潮汐（当地人称“大活汛”）；农历初六至十二（或农历二十一至农历二十五）为小潮汐（当地人称“死汛”）；而初九或二十四为最小潮（当地人称“死汛底”）。每天的潮汐时间均后延45分钟左右，如此周而复始 有个计算公式共，仅供大家参考。 满潮时间=（农历日—1或16）乘以0.8+10:32 干潮时间=满潮时间加或减6:12 潮汐表编辑 潮汐预报表的简称。它预报沿海某些地点在未来一定时期的每天 潮汐情况。在航运方面，有些水道和港湾须在高潮前后才能航行和进出港；在军事方面，有时为了选择有利的登陆地点和时间，就必须考虑和掌握潮汐的情况；在生产方面，沿海的渔业、水产养殖业、农业、盐业、资源开发、港口工程建设、测量、环境保护和潮汐发电等，都要掌握潮汐变化的规律。潮汐表就是为这些方面服务的。 中文名 潮汐预报表 外文名
Tidal prediction table 作用 预报沿海某些地点潮汐情况 服务行业 航运，军事，生产... 最早文献 《海涛志》 包括 主港逐日预报表，附港差比数等 目录 1简介 2文献来源 3港差比数 4潮汐信息 5简便算法 6潮汐时间 1简介编辑 cháo xī biǎo 潮汐表 tide tables 潮汐表又称潮汐长期预测表，即在正常天气情况下由天文因素影响所
产生的潮汐。 2文献来源编辑 英国开尔文 中国唐代窦叔蒙在《海涛志》一文中提出了根据月相推算高潮时刻的图表法，这是保存下来的介绍潮汐预报方法的最早的文献，大约比英国的《伦敦桥潮候表》早400年。19世纪60年代末，英国开尔文和G.H.达尔文等人提出了潮汐调和分析方法，后来还设计和制造了机械的潮汐推算机，使潮汐表的编算工作得到迅速发展。自20世纪60年代以来，电子计算机已广泛应用在潮汐推算工作中。 潮汐表一般包括主港逐日预报表（通常有高潮和低潮的时间和潮高，有的港还有每小时的潮高）、附港差比数、潮信和任意时刻的潮高计算等内容。 主港逐日预报表 潮汐现象可视为由许多不同周期的分潮叠加而成，故任意时刻的潮高可表示为 图片中A为平均海平面在潮高基准面上的高度，表示分潮的圆频率，为交点因子，d为格林威治开始时的天文相角，H和为分潮的调和常数──振幅和迟角。这样，应用已求出的该港的潮汐调和常数，就能
基于对溃坝洪水计算的分析 [摘要]兴修水库，对防洪、灌溉、发电、航运、养殖都起着很大的作用，一般情况下，必须而且可以确保大坝的安全。但是，由于某些特殊原因，例如战争、地震、超标洪水、大坝的施工质量不佳，地基不良及水库调度管理不当等，都会使坝体突然遭到破坏，而形成灾难性的溃坝洪水，给下游带来极其严重的危害。因此，研究和预估溃坝洪水，对于合理确定水库的防洪标准和下游安全措施是非常必要的。 【关键词】洪水；计算；分析 1.前言 溃坝可分为瞬时全溃、部分溃和逐渐全溃。不过，由于导致溃坝的因素甚为复杂，难于事先全面考虑，从最不利的结果着想，可以认为溃坝是瞬时完成的。因此，以下仅对瞬时全溃或部分溃的情况进行讨论，所谓全溃是指坝体全部被冲毁；部分溃则指坝体未全冲毁，或溃口宽度未及整个坝长，或深度未达坝底，或二者兼有的情况。 实验表明溃坝水流的物理过程，如图1所示，溃坝初期，库内蓄水在水压和重力作用下，奔腾而出，在坝前形成负波，逆着水流方向向上游传播，称为落水逆波；在坝下形成正波，顺着水流方向向下游传播，称为涨水顺波。由于波速随水深而增加a，所以落水逆波前边的波速总大于后面的波速，使其波形逐渐展平；坝下游涨水顺波的变化正相反，因为后面的波速总大于前面的波速，于是形成了后波赶前波的现象，使波额变陡，成为来势凶猛的立波。例如，1928年美国圣弗兰西斯科坝失事，下游2.2km处观测得波额高达37m，万吨大的混凝土巨块都被冲走，不过，经过一段河槽调蓄及河床阻力作用之后，立波逐渐坦化，最终消失。图2示意地表示出一次溃坝洪水在坝址及下游各断面的流量过程线，从图上可以看出，坝址处峰形极为尖瘦，溃坝后瞬息之间即达最大值，然后随时间的推移而急速下降，呈乙字形的退水线。随着溃坝洪水向下游的演进，过程线逐渐变缓。 1.坝址断面（第I断面）； 2.坝下游第II断面； 3.坝下游第III断面； 4.坝下游第IV断面。 根据对溃坝水流物理过程的试验研究，曾提出许多关于溃坝流量过程计算方法及其向下游传播的演算方法，其中有些在理论上是比较严密的。但这些方法计算工作量大，资料条件要求高，限于溃坝的边界条件难以定准，其计算成果的精度并不一定高。因此，对于中小水库，多采用具有一定精度、且较为简便的半理论半经验公式或经验公式，计算坝址处溃坝最大流量及其向下游的传播。 2.坝址处溃坝最大流量的计算 调查溃坝的情况表明，中小水库的土坝、堆石坝短时间局部溃的较多，刚性坝（如拱坝）和山谷中的土坝容易瞬间溃毁，为安全计，对于设计情况可考虑按瞬间溃坝处理，以瞬间全溃及局部溃的最大水流理论为指导，在总结国内外各种计算方法的基础上，对所做600多次试验资料综合归纳，得到了适合于瞬间全溃或局部溃的坝址处溃坝最大流量计算公式。经使用200多组溃坝试验记录和实际的溃坝资料，对该公式和国内外的其他公式进行检验，表明该公式适用条件广、计算精度高，误差均不超过20%。 Qm=0.27√g（L/B）1/10（B/b）1/3b（H-K’h）3/2 （1）
潮汐的简便计算法 人们通过长期的实践、观察，发现海水有规律的涨落，而涨落的时间和高度又有着周期性的变化，由此人们把这种海水涨落的现象叫潮汐。而随着海水的涨落、水位的升降，出现了海水的水平流动，这种海水流动的现象叫潮流。海水有周期性涨落规律，如在每日里出现两次大潮和两次小潮。通过长期实践、观察、发现每日的高潮大多出现在月亮的上、下中天（即过当地子午线时1前后。低潮时间则在月出月落前后，并且每日的高（低）潮时间逐日后程约48分钟，即每天晚48分钟（0.8小时）。每月的两次大潮是农历初一、十五附近几天，两次小潮是在农历的初七、八和甘二、廿三附近几天。人们还发现潮汐现象同月亮、太阳、地球的相对运动有密切的关系。地球在一定轨道上绕太阳运转，月亮又在一定轨道上绕地球运转，它们之间有一定的吸引力和离心力，这种力就是产生潮汐现象的基本因素。但实际潮汐涨落的主要成因却是月球对地球（表层）的吸引力，其次是太阳对地球的吸引力，太阳的作用较小，约为月球的2/5，因月球离地球较近，故此月球的作用较大。 据科学推测是：月球绕地球转，每一个月（29.5天多一点）转一圈，当月、日、地三者成一直线时，潮涨落的最大，这时是新月和望月（初一、十五）的时候，当日、月、地三者成直角三角形时潮涨落的最小，这是月上弦（初七、八）和下弦（廿二、廿三）的时候。但在实际上形成大潮和小潮的时间，并不正好是上述时间，因为地球形状很复杂，所以各地发生最大潮和最小潮的时间要比理论上拖后几
天。如：山东半岛沿海每月的初三和十八潮的涨落最大，而初十和廿五前后潮的涨落又最小。由于地球本身的自转，使地球上某点与月球的相对位置随时发生变化，这种变化每天（太阳约24时48分）为一周期。每24时48分，发生两次高潮和两次低潮。由高潮到低潮约经过6时12分，由第一个高潮到第二个高潮约经过12时24分。 潮汐的时间，在理论上应该与月球的上中天或下中天的时刻相符合，但实际上常常推迟。发生高潮和月球上中天相差的时间叫高潮间隙。但各地的高潮间隙又大不相同。如：威海是10时50分，烟台是10时25分，龙口是10时20分，足见地理位置的不同，而导致高潮间隙的差目。高潮时和低潮时的大概计算法：高潮时＝（日差）08×（阴历日子）7-16（上半月-下半月-1，16）+高潮间隙，低潮时＝高潮时-6时12分，如计算威海阴历初五的潮时如下：高潮时＝0.8）×（5-1）+10：50′＝3：12′+10：50′＝14：02′（即为第二 个高潮）14：02′-12：24′＝1：38′（即为第一个高潮）低潮时＝14：02′-6：12′＝7：50′（即为第一个低潮）以上这样的算法固然）准确，但很繁琐。 我们经过多年的海上实践，验证，摸索出一种很有规律的简易计算法。其方法是阴历日子（上半月-3，下半月-18）x0.8，即为当日的高潮潮时。如计算威海阴历初五的潮时如下：高潮时=（5-3）×0.8=1：36′（即第一个高潮）。低潮时=1：36′+6：12′=7：48′（则是 第一个低潮）。如计算威海阴历量五的潮时：高潮时=（25-18）×0．8=5：36′（则是第一个高潮）。低潮时=5：36′+6：12′=11：48′（则是
水电工程溃坝洪水计算 赵太平 （国家电力公司水电水利规划设计总院） 摘要：某电站为一待建电站，位于高山峡谷区，河道比降较大。其下游为某城市，一旦大坝溃决，将对人民的生命财产安全造成极大的威胁。为此，进行溃坝洪水计算，可预测溃坝后，洪水的淹没范围和程度，以便提早采取相应的措施，减少损失。 关键词：溃坝; 洪水; 预测; 不恒定流 1 前言 水电是洁净能源，是西部地区重要的能源资源，开发西部水电，实现“西电东送”是实施“ 西部大开发”战略的重要举措，也是西部地区脱贫致富的重要途径之一。但水电站往往处于深山峡谷，甚至高地震区中，水电站的溃决将造成巨大的损失，为了预估溃坝洪水带来的影响，并提早采取相应的措施，将洪水灾害造成的影响减少到最小程度，有必要进行溃坝洪水计算。 本次计算电站地处青藏高原东南缘，区域内地势较高，平均海拔在4 000m左右。且电站坝址区覆盖层深厚，构造裂隙较发育，是我国西部著名的强地震带。电站下游主要的城镇为某城市，该城为我国西部少数民族集居区，经济以农牧业为主。 2 数学模型 2.1 模型结构 本次计算采用美国国家气象局编制的溃坝洪水预报模型DAMBRK模型［１］。该模型由三部分组成：1）大坝溃口形态描述。用于确定大坝溃口形态随时间的变化，包括溃口底宽、溃口顶宽、溃口边坡及溃决历时。2）水库下泄流量的计算。3）溃口下泄流量向下游的演进。 2.1.1 溃口形态确定 溃口是大坝失事时形成的缺口。溃口的形态主要与坝型和筑坝材料有关。目前，对于实际溃坝机理仍不是很清楚，因此，溃口形态主要通过近似假定来确定。考虑到模型的直观性、通用性和适应性，一般假定溃口底宽从一点开始，在溃决历时内，按线性比率扩大，直至形成最终底宽。若溃决历时小于10分钟，则溃口底部不是从一点开始，而是由冲蚀直接形成最终底宽。溃口形态描述主要由四个参数确定：溃决历时（τ），溃口底部高程（h bm），溃口边坡（z）。由第一个参数可以确定大坝
凡是到过海边的人们，都会看到海水有一种周期性的涨落现象：到了一定时间，海水推波逐澜，迅猛上涨，达到高潮；过后一些时间，上涨的海水又自行退去，留下一片沙滩，出现低潮。如此循环重复，永不停息。海水的这种运动现象就是潮汐。“潮”指白天海水上涨，“汐”指晚上海水上涨，不过通常我们往往将潮和汐都叫做“潮”。潮汐的时间，在理论上应该与月球的上中天或下中天的时刻相符合，但实际上常常推迟。发生高潮和月球上中天相差的时间叫高潮间隙。但各地的高潮间隙又大不相同。如：威海是10时50分，烟台是10时25分，龙口是10时20分，足见地理位置的不同，而导致高潮间隙的差目。高潮时和低潮时的大概计算法：高潮时＝（日差）0?8×（阴历日子）7-16（上半月-下半月-1，16）+高潮间隙，低潮时＝高潮时-6时12分，如计算威海阴历初五的潮时如下：高潮时＝0.8）×（5-1）+10：50′＝3：12′+10：50′＝14：02′（即为第二个高潮）14：02′-12：24′＝1：38′（即为第一个高潮）低潮时＝14：02′-6：12′＝7：50′（即为第一个低潮）以上这样的算法固然）准确，但很繁琐，很难开口就说出来，我们经过多年的海上实践，验证，摸索出一种很有规律的简易计算法。其方法是阴历日子（上半月-3，下半月-18）x0.8，即为当日的高潮潮时。如计算威海阴历初五的潮时如下：高潮时＝（5-3）×0.8＝1：36′（即第一个高潮）。低潮时＝1：36′+6：12′＝7：48′（则则第一个低潮）。如计算威海阴历量五的潮时：高潮时＝（25-18）×0．8＝5：36′（则是第一个高潮）。低潮时＝5：36′+6：12′＝11：48′（则是第一个低潮）潮流也叫潮汐流，这是
217141 1.0H B KW 2 14141 1.0H B KW b 3.2 大坝溃决分析 3.2.1可能导致大坝溃决的主要因素 **水库可能出现大坝溃决的主要因素、形式见3.1.1条。 3.2.2可能发生的水库溃坝形式 水库溃坝的主要形式有漫坝溃决、管涌溃决。**水库可能发生的水库溃坝形式是发生了超标准洪水超过泄洪能力造成洪水漫坝溃坝。 3.2.3 溃坝洪水计算 **水库坝型为钢筋混凝土面板堆石坝，坝高*** m ，坝顶高程*** m ，防浪墙顶高程***m ，最大库容10460万m 3，坝顶长度***m 。**水库采用洪水漫坝造成水库逐渐溃决进行洪水计算。 (1)溃坝决口宽度估算 ①根据铁道科学研究院推荐的经验公式估算。计算公式为： b= 式中：b 溃坝决口宽度(m)，W 水库总库容(万m3)，B 坝顶长度(m)，H 最大坝高(m)，K 经验系数，对于该水库属土石混合坝K 值为 1.19。 b=26.18m ②根据黄河水利委员会经验公式估算 式中：b 为溃口宽度(m)，W 为水库总库容(万m 3)，B 为主坝长度(m)，H 为坝高(m)，K 为经验系数(粘土类取0.65，壤土取1.30)。 b=26.84m ③参考中国水利水电科学研究院陆吉康经验公式计算。 b = 0.180×3×kW 0.32 H 0.19 H 为溃决水深(水库溃决时刻水位- 坝址断面平均底高程)(m),W 为水库有效下泻库容(m 3),b 为最终溃口的平均宽度(m),K 为修正系数,对于漫顶造成的溃决K = 1 。
b=25.32m 以上三种方法计算决口宽度均在经验误差范围内，取情况最恶劣计算坝址溃坝最大流量，即溃坝决口宽度26.84m。 (2) 溃口坝址最大流量估算 溃口坝址最大流量根据肖克列奇经验公式估算: 式中：Q max溃口坝址最大流量(m3/s)，B坝顶长度(m)，b溃坝决口宽度(m)，H0溃坝前上游水深(m)。 Q max = 38768.09 m3/s **水库坝址处溃坝最大流量：38768.09 m3/s。 表2：**水库溃坝计算成果表 3.2.4溃坝洪水对下游防洪工程、重要保护目标等造成的破坏程度和影响范围 根据有关资料分析，水库溃坝时洪水可能导致水库下游的**、**两个集镇镇(街)的企业、学校、村庄、农田和鱼塘受淹浸，摧毁房屋及其他公共设施，冲毁水陂、渠道，国道**段中断，损失严重。 3.2.5溃坝对上游可能引发滑坡崩塌的地点、范围和危害程度 根据有关分析，导致**水库对上游可能引发滑坡崩塌的部位主要集中在***，其危害程度可能造成滑坡。
海洋要素计算作业之二——潮汐（威海2013年五月份） 一．本次潮汐调和分析共选取了十三个分潮： MSf，Q1，O1，K1，P1，K2，N2，M2，S2，MK3，M4，MS4，M6 为使您查看方便，将本次大作业的放在本文件夹各文件内，具体参考如下： 1.原数据为：qd.dat; 2.Fortran编程见该文件夹内：tide.f90文件； 3.求各分潮调和常数H、g的值及其中间过程得到的各值见：qd_tide.dat文件；二．对比回报值和实测值： 1. 回报1968年一月份的水位值见：huibao.dat； 2. 用matlab绘制的潮汐过程曲线见：潮汐过程曲线.bmp 3. 用给定的六个分潮求得的高潮和低潮发生的时刻及潮位值见—：gaodichao.dat; 运行tide.f90后求得威海地区2013年5月份的平均潮差。 由图可知：由于只计算了一个月的潮汐数据，所以回报值和实测值相符的不是很好，如果计算一年的数据，应该会取得比较良好的结果。
三．程序 %% 潮汐过程曲线图 clear,clc %% huibao=load('G:\chaoxi\huibao.dat'); % huibao=fread(fhuibao); shice=load('G:\chaoxi\qd.dat'); % shice=fread(fshice); %huibao_y=zeros(1,12*62); %shice_y=zeros(1,12*62); huibao=double(huibao'); huibao_y=double(huibao(:)); %shice_y=reshape(shice',1,[]) %for i=1:12; % for j=1:62 % huibao_y(i)=huibao(i,j) % shice_y(i)=shice(i,j) %end %end shice=double(shice'); shice_y=double(shice(:)); x=linspace(1,31,length(huibao_y)); plot(x,huibao_y,'r-') hold on plot(x,shice_y,'b-') title('威海(37°31′N ,122°08′E)2013年五月潮汐调和分析图') legend('回报值','实测值') xlabel('时间（2013年五月份）') ylabel('水位（m）')
潮汐简便计算法 人们通过长期的实践、观察，发现海水有规律的涨落，而涨落的时间和高度又有着周期性的变化，由此人们把这种海水涨落的现象叫潮汐。而随着海水的涨落、水位的升降，出现了海水的水平流动，这种海水流动的现象叫潮流。海水有周期性涨落规律，如在每日里出现两次大潮和两次小潮。通过长期实践、观察、发现每日的高潮大多出现在月亮的上、下中天（即过当地子午线时1前后。低潮时间则在月出月落前后，并且每日的高（低）潮时间逐日后程约48分钟，即每天晚48分钟（0.8小时）。每月的两次大潮是农历初一、十五附近几天，两次小潮是在农历的初七、八和甘二、廿三附近几天。人们还发现，潮汐现象同月亮、太阳、地球的相对运动有密切的关系。地球在一定轨道上绕太阳运转，月亮又在一定轨道上绕地球运转，它们之间有一定的吸引力和离心力，这种力就是产生潮汐现象的基本因素。但实际潮汐涨落的主要成因却是月球对地球（表层）的吸引力，其次是太阳对地球的吸引力，太阳的乍用较小，约为月球的2/5，因月球离 地球较近，故此月球的乍用较大。 据科学推测是：月球绕地球转，每一个月（29.5天多一点）转一圈，当月、日、地三者成一直线时，潮涨落的最大，这时是新月和望月（初一、十五）的时候，当日、月、地三者成直角三角形时潮涨落的最小，这是月上弦（初七、八）和下弦（廿二、廿三）的时候。但在实际上形成大潮和小潮的时间，并不正好是上述时间，因为地球形状很复杂，所以各地发生最大潮和最小潮的时间要比理论上拖后几天。如：山东半岛沿海每月的初三和十八潮的涨落最大，而初十和廿五前后潮的涨落又最小。由于地球本身的自转，使地球上某点与月球的相对位置随时发生变化，这种变化每天（太阳约24时48分）为一周期。每24时48分，发生两次高潮和两次低潮。由高潮到低潮约经过6时12分，由第一个高潮到第 二个高潮约经过12时24分。 潮汐的时间，在理论上应该与月球的上中天或下中天的时刻相符合，但实际上常常推迟。发生高潮和月球上中天相差的时间叫高潮间隙。但各地的高潮间隙又大不相同。如：威海是10时50分，烟台是10时25分，龙口是10时20分，足见地理位置的不同，而导致高潮间隙的差目。高潮时和低潮时的大概计算法：高潮时＝（日差）0 8×（阴历日子）7-16（上半月-下半月-1，16）+高潮间隙，低潮时＝高潮时-6时12分，如计算威海阴历初五的潮时如下：高潮时＝0.8）×（5-1）+10：50′＝3：12′+10：50′＝14：02′（即为第二个高潮）14：02′-12：24′＝1：38′（即为第一个高潮）低潮时＝14：02′-6：12′＝7：50′（即为第一个低潮）以上这样的算法固然）准确，但很繁琐，很难开口就说出来，我们经过多年的海上实践，验证，摸索出一种很有规律的简易计算法。其方法是阴历日子（上半月-3，下半月-18）x0.8，即为当日的高潮潮时。如计算威海阴历初五的潮时如下：高潮时＝（5-3）×0.8＝1：36′（即第一个高潮）。低潮时＝1：36′+6：12′＝7：48′（则则第一个低潮）。如计算威海阴历量五的潮时：高潮时＝（25-18）×0．8＝5：36′（则是第一个高潮）。低潮时＝5：36′+6：12′＝11：48′（则是第一个低潮）潮流也叫潮汐流，这是水位升降起伏的潮信现象，是由于海水受到引潮力的作用发生了水平流动后所导致的结果。因此潮流和潮汐一样具有周期性的变化规律，但海水流动受到地形条件的影响，故常呈现两种状态，一种是往复性，
潮汐计算 1.中国潮汐表 1)实际水深=海图水深+潮高+(海图基准面-潮高基准面) 2)利用《潮汐表》推算潮汐; A) 应用差比数进行推算 附港高(低)潮时=主港高(低)潮时+高(低)潮时差 附港高(低)潮高=〔主港高(低)潮高-(主港平均海面+主港季节改正数)〕×潮差比+(附港平均海面+附港季节改正数) 当主附港季节改正数<10㎝,可不比进行平均海面的季节改正,而直接用差比数栏中的改正值求得附港的潮高,即附港高(低)潮高=主港高(低)潮高×潮差比+改正值 B)求任意时的潮高和潮差 任意时的潮高的公式: 潮高改正数Δh=1/2潮差-x=1/2潮差×(1-cosθ) 式中, Δh ---任意时潮高与低潮潮高之差 潮差---相邻高潮潮高与低潮潮高之差 θ-----任意时刻的相位角,由低潮时起算 θ=t/T×180= t----任意时与低潮的时间间隔; T----落潮或涨潮的时间间隔 所以: 任意时的潮高=低潮潮高+潮高改正数=低潮潮高+潮差×1/2〔1-cos(t/T×180=)〕=高潮潮高-潮高改正数=高潮潮高-潮差×1/2〔1-cos(t' /T×180=)〕 t'--任意时与高潮的时间间隔- 任意时的潮时=高潮时-潮时改正值(t') 2.英版潮汐表 附港潮汐计算公式 附港高(低)潮时=主港高(低)潮时+高(低)潮时差 附港高(低)潮高=主港潮高-主港平均海面季节改正+潮高差(经内插)+附港平均海面季节改正 3.往复流 平均流速=1/2(大潮日流速+小潮日流速) 若仅给出大潮日流速则 小潮日流速=1/2大潮日流速 平均流速=3/4大潮日流速=3/2小潮日流速 注意: 我国各地大潮日(农历初八,十八)及其前后两天(农历初一至初五及十六至二十),用大潮流作为当天的最大流速;在小大潮日(农历初十,二十五)及其前后两天(农历初八至十二及二十三至二十七),用小潮流作为当天的最大流速;其余日期用平均流速作为当天的最大流速.
潮汐推算 潮汐的发生和太阳，月球都有关系，也和我国传统农历对应。在农历每月的初一即朔点时刻处太阳和月球在地球的一侧，所以就有了最大的引潮力，所以会引起“大潮”，在农历每月的十五或十六附近，太阳和月亮在地球的两侧，太阳和月球的引潮力你推我拉也会引起“大潮”；在月相为上弦和下弦时，即农历的初八和二十三时，太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分所以就发生了“小潮”，故农谚中有“初一十五涨大潮，初八二十三到处见海滩”之说。另外在第天也有涨潮发生，由于月球每天在天球上东移13度多，合计为50 分钟左右，即每天月亮上中天时刻（为1太阴日=24时50分）约推迟50分钟左右，（下中天也会发生潮水每天一般都有两次潮水）故每天涨潮的时刻也推迟50分钟左右。我国劳动人民在千百年来总结经验出来许多的算潮方法（推潮汐时刻）如八分算潮法就是其中的一例：简明公式为： 高潮时=0.8h×[农历日期-1(或16)]+高潮间隙 上式可算得一天中的一个高潮时，对于正规半日潮海区，将其数值加或减12时25分(或为了计算的方便可加或减12时24分)即可得出另一个高潮时。若将其数值加或减6时12 分即可得低潮出现的时刻——低潮时。但由于，月球和太阳的运动的复杂性，大潮可能有时推迟一天或几天，一太阴日间的高潮也往往落后于月球上中天或下中天时刻一小时或几小时，有的地方一太阴日就发生一次潮汐。故每天的涨潮退潮时间都不一样,间隔也不同。 潮汐能是以位能的形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。海水涨落的潮汐现象是由地球和天体运动以及它们之间的相互作用而引起的。在海洋中，月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋转，这种水位的上升以周期为12小时25分和振幅小于1m的深海波浪形式由东向西传播。太阳引力的作用与此相似，但是作用力小些，其周期为12小时。当太阳、月球和地球在一条直线上时，就产生大潮（spring tides）；当它们成直角时，就产生小潮（neap tides）。除了半日周期潮和月周期潮的变化外，地球和月球的旋转运动还产生许多其他的周期性循环，其周期可以从几天到数年。同时地表的海水又受到地球运动离心力的作用，月球引力和离心力的合力正是引起海水涨落的引潮力。 除月球、太阳外，其他天体对地球同样会产生引潮力。虽然太阳的质量比月球大得多，但太阳离地球的距离也比月球与地球之间的距离大得多，所以其引潮力还不到月球引潮力的一半。其他天体或因远离地球，或因质量太小所产生的引潮力微不足道。根据平衡潮理论，如果地球完全由等深海水覆盖，用万有引力计算，月球所产生的最大引潮力可使海水面升高0.563m，太阳引潮力的作用为0.246m，夏威夷等大洋处观测的潮差约1m，与平衡潮理论比较接近，近海实际的潮差却比上述计算值大得多。如我国杭州湾的最大潮差达8.93m，北美加拿大芬地湾最大潮差更达19.6m。这种实际与计算的差别目前尚无确切的解释。一般认为当海洋潮汐波冲击大陆架和海岸线时，通过上升、收聚和共振等运动，使潮差增大。潮汐能的能量与潮量和潮差成正比。或者说，与潮差的平方和水库的面积成正比。和水力发电相比，潮汐能的能量密度很低，相当于微水头发电的水平。世界上潮差的较大值约为13～15m，但一般说来，平均潮差在3m以上就有实际应用价值。
水电工程溃坝洪水计算 发表日期：2006-03-06 浏览人数：1570 作者：赵太平来源：网络收集评论0条 1 前言 水电是洁净能源，是西部地区重要的能源资源，开发西部水电，实现“西电东送”是实施“ 西部大开发”战略的重要举措，也是西部地区脱贫致富的重要途径之一。但水电站往往处于深山峡谷，甚至高地震区中，水电站的溃决将造成巨大的损失，为了预估溃坝洪水带来的影响，并提早采取相应的措施，将洪水灾害造成的影响减少到最小程度，有必要进行溃坝洪水计算。 本次计算电站地处青藏高原东南缘，区域内地势较高，平均海拔在4 000m左右。且电站坝址区覆盖层深厚，构造裂隙较发育，是我国西部著名的强地震带。电站下游主要的城镇为某城市，该城为我国西部少数民族集居区，经济以农牧业为主。 2 数学模型 2.1 模型结构 本次计算采用美国国家气象局编制的溃坝洪水预报模型DAMBRK模型［１］。该模型由三部分组成：1）大坝溃口形态描述。用于确定大坝溃口形态随时间的变化，包括溃口底宽、溃口顶宽、溃口边坡及溃决历时。2）水库下泄流量的计算。3）溃口下泄流量向下游的演进。 2.1.1溃口形态确定 溃口是大坝失事时形成的缺口。溃口的形态主要与坝型和筑坝材料有关。目前，对于实际溃坝机理仍不是很清楚，因此，溃口形态主要通过近似假定来确定。考虑到模型的直观性、通用性和适应性，一般假定溃口底宽从一点开始，在溃决历时内，按线性比率扩大，直至形成最终底宽。若溃决历时小于10分钟，则溃口底部不是从一点开始，而是由冲蚀直接形成最终底宽。溃口形态描述主要由四个参数确定：溃决历时（τ），溃口底部高程（h bm），溃口边坡（z）。由第一个参数可以确定大坝溃决是瞬溃还是渐溃。由后面三个参数可以确定溃口断面形态为矩形、三角形或梯形及局部溃或全溃。
溃坝问题
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溃坝问题分析 一.问题简述 高坝突然发生局部破坏，形成一个溃决口，水体从溃口下泄并对下游造成巨大破坏。为了给下游洪水波计算提供边界条件,必须通过溃坝的相关数据计算溃口流量。 目标:求解溃口流量(t)Q 假设:上游为狭长的库区,可以简化为一维模型；溃口瞬时溃决;溃口为局部溃决； 二.模型建立 １.研究范围：限定在坝址及其上游库区。 ２.划分模块:将研究范围划分为三个模块： (1）上游狭长库区:这个范围内,水面等高线曲率不大，与水库纵向接近垂直。由于大部分山区库区都是在基岩上沿竖向下切的V 字形河道,因此纵向尺度远大于横向河宽，而且水面线横向变化小，因此将这部分简化为一维河道的非恒定流数学模型。 （2)靠近坝址的库区：这个区域由于溃口泄水的作用，水面呈三维漏斗状,因此简化为二维模型,适用于潜水方程进行求解。 （３）溃口:溃口是非常重要的边界条件,仿照薄壁堰堰流公式，在渐变流条件下，忽略惯性力推导溃口水位与溃口泄流量的关系，为上游特征线法提供边界条件。 3.一维狭长库区的水力学模型 以一维圣维南方程组作为理论模型: t L z Q B q x ??+=??; 上游狭长库区靠近坝址的库区溃口
222 43 ()0Q Q z n Q gA g t x A x AR ???+++=???； （动量方程取自《一二维联解溃坝洪水数学模型应用研究》) 其中:(,)B x t ；(,)z x t ； (,)Q x t ；(,)A x t ; 采用特征线法,在定解条件下求解各断面水力要素。 （1） 初始条件根据水库的水文统计资料提出,即()z z x =；0Q =（假设初始状态下水库 没有泄水,流程各点水位已知）; （2） 边界条件需要潜水方程模块给出,二者传递的数据是在接口处的Q 与h ; ４．二维库尾的水力学模型 采用潜水方程求解，很复杂。初始条件：(,);0z z x y Q ==（根据实测资料,一般假设水位为常数)；边界条件:水体与坝面(除去溃口部分）、库岸处流速均为零。仍然采用特征线解法,输入条件：溃口处的水位-流量关系,输出结果:一维、二维接口处的Q 与h 。 5.溃口出流的边界条件提法 以溃口前水位为基本量,列出溃口前截面与出流收缩断面的能量方程，确定溃口前水位与出流流速的关系。 三.求解过程 【一维圣维南方程组求解图】 一维模型 ?以一维圣维南方程组为基础，根据对负断波的观测，求解特征线得到接 口处的水深、流量随时间的变化关系，作为接口的传递数据。二维模型?以潜水方程为基础，根据库岸、坝面、上游接口的水深、流量作为边界条件求解，输出溃口断面的水深流速。?过程复杂，特征线求解的原理同一维模型，故仅以一维模型求解为依 据。 溃口边界条件?根据以上两个模型，接口处可以得到水深、流速随时间t 的变化关系， 分别在溃口前断面、出流收缩断面列能量方程，得到与堰顶溢流公式同 一形式的流量计算公式，即可算出Q （t ）。
一、任务： 求绵竹市官宋硼埝取水枢纽工程的百年一遇设计洪水过程。 二、说明计算 洪峰流量频率计算需要考虑特大洪水，超过三倍均值的作为特大洪水。 三、相关资料 1 流域概况 绵竹市官宋硼埝取水枢纽工程位于沱江上游绵远河山区与成都平原交界的汉旺镇，上距汉旺水文站0.5公里，下距汉旺镇仅1公里。 绵远河发源于绵竹市与阿坝州茂县交界的九顶山南麓大盐井沟，绵远河是沱江干流主源，河道全长117公里，流域面积1212平方公里。在汉旺镇以上为山区，山区河道长44.4公里，集水面积400平方公里，占流域面积的33％，河流主干平均坡降63.1‰，山区河段山高谷深，河床狭窄，水流湍急，森林茂密。汉旺以下为平原，河道长72.6公里。集水面积812平方公里，平均坡降3.6‰。官宋硼埝取水枢纽工程控制集水面积403平方公里，开发河段（上游800米，下游200米）1公里范围河道平均坡降8‰～10‰，上游700米河段基本顺直，河床宽80～100米，下游逐渐开阔，河床宽约500米。 绵远河流域形状狭长，水系发育呈不对称树枝状分布，地理位置为东经103°56’～104°27’、北纬30°55’～31°42’之间。源头分水岭海拔高程达4000米，域内最高峰火焰山海拔高程为4285米，地势西北高、东南低，由西北向东南逐渐倾斜。流向大致由西北向东南流，主干西河经大火地在松光岭处接纳东河后称清水河，在伐木厂与黄水河汇流后始称绵远河。以下有湔沟及天池沟从右岸汇入，流经汉旺场进入成都平原，经黄许镇、德阳市、八角井镇，在广汉市三水乡与石亭江汇合后称北河，再流经金堂县赵镇与毗河汇合后称沱江。 绵远河流域在汉旺以上的山区，属龙门山断裂带，主要有板厂沟冲断裂、清
一个简化的潮汐预报准调和分析方法 王如云1，2,李慧娟1，2，蒋风芝2 （1 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，南京210098； 2 河海大学海洋学院，南京210098） 摘要：在用现有的浅水港日潮汐准调和分析预报方法进行潮汐分析预报时，发现最小二乘法的法方 程组的系数矩阵条件数很大，数量级在108，因此矩阵是坏条件的(或为病态的)，算法不稳定。根据 潮汐动力学寻找高频潮族与低频潮族之间可能的相互作用关系，在只考虑相角的变化率情况下，建 立了一个简化的浅水准调和分析模型。利用连云港的多年实测数据检验，简化的准调和分析模型相 对于原准调和分析模型来讲，最小二乘法的法方程组系数矩阵条件数小很多，因此简化后的模型计 算更为稳定。在实测数据时间较长的情况下，简化前后的模型预报精度相当。但当实测数据较短时， 简化前的原模型却没有传统的调和分析模型的预报结果精度高，而简化后的模型却能保持比传统的 调和分析模型的预报结果有一定的改善。特别是简化后比简化前的模型计算时间减少了68%。 关键词：浅水潮汐；准调和分析；潮汐预报 1引言 在潮汐预报方面，一般采用调和分析方法，在深水区域此方法可以获得很好的预报效果，但在浅水区域尤其是河口区域，由于浅水潮汐的复杂性，采用此方法往往不能获得满意的效果。例如杜德森提出的60个分潮[1]，其结果不能令人满意。为此，杜德森后来又提出了一个直接对高低潮进行浅水改正的方法[2]，该方法虽然使高低潮的预报精度有了提高，但把它应用到逐时潮位预报上则有许多困难和不便之处。在浅水区域由于非线性效应的加大，潮波往往产生畸变。此时，高频振动的作用必须予以充分考虑。为了提高浅水区域潮汐预报的精度，从调和分析方法来讲就必须增加高频的浅水分潮。在水深不太浅的区域，浅水分潮的振幅会随着阶数的增高而迅速减小，所以在一般港口采用较少数目的主要浅水分潮即可满足潮汐预报的要求。但在浅水区，常常需要考虑到六阶甚至更高阶的相互作用，才能满足潮汐预报的要求。上个世纪六十年代，一些潮汐学者试图通过扩充高频分潮的数目以使预报结果获得改进，如Zelter and Cumimngs[3]以及Rossiter and Lennon[4]曾将分潮的数目扩充到110多个，但效果并不理想。方国洪等人认为，不理想的原因在于随着频率的增加，高频分潮的数目极速的增加，不可能从中挑选出少数分潮近似代替所有分潮，难以用有限数目的浅水分潮来体现总的浅水效应。可以认为通过增加浅水分潮以改进潮汐预报，其效果可能是比较有限的。 基于以上分析，方国洪等提出了一个浅水潮汐预报的准调和分析方法[5]，可以用来推算任意时刻的潮高，也可以用来推算高、低潮，效果比传统的调和分析法有了显著的改进。但我们使用此方法对连云港的多年潮位实测数据进行分析预报时，发现最小二乘法的法方程组系数矩阵条件数很大，算法不稳定。为此，我们对浅水准调和分析模型进行了简化，简化后的模型计算更为稳定，计算时间大为减少。 2 准调和分析方法介绍 方国洪等人[5]提出的浅水预报准调和方法思路是把潮高分做两部分，一部分为低频部分，由 基金项目：水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放研究基金(2005407411)；中国教育部科学技术研究重点项目（104104）；中国江苏省普通高等学校高新技术产业发展项目(JH03-010) 作者简介：王如云(1963-)，教授，男，安徽芜湖人，从事计算物理学研究，E-mail:wangry@https://www.doczj.com/doc/688473777.html,
潮汐原理复习思考题整理 （第四章~第五章） 第四章 1.什么是中期观测资料分析和短期观测资料分析，以及调和常数求解的实际步骤 中期观测资料分析：属于不同群的分潮的会合周期最长为1个月，因此把长度长于一个月但不足一年的观测记录称为中期观测资料 短期观测资料分析：观测的时间长度只有一天或几天 调和常数求解的实际步骤： ?中期观测资料分析(TB P103-107) 1）区分主分潮和随从分潮2）取L 段观测记录，式（4.4）可以写为（4.6） 3）将式（4.6）的余弦函数展开得到（4.7） 4）式（4.7）是包含2（P+Q）+1个未知数的由 () 1 L l l M = ∑ 个方程组成的矛盾方程组 5）通过最小二乘法得到矛盾方程组的法方程(4.10) 6）当L=1时，法方程(4.10)变为TB P106 7）引入Q个随从分潮与相应的主分潮的差比关系后，将给出另外2Q个方程(4.11) 8）进一步求得(4.12) ?短期观测资料分析(TB P116-119) 1）潮汐调和常数的初算2）潮流调和常数的计算 3）噪声方差的估计4）不合理数据的舍弃 5）调和常数和余流的计算6）潮流椭圆要素的计算 2.短期资料观测引入的参数D 和d 代表什么含义，具有什么作用？ 振幅系数D 和迟角订正d 用准调和分潮表达式比用调和分潮表达式要简单的多，不但可以简化许多分析过程，而 且对分析实际潮汐特征也能使得问题变得更容易。 3.什么是准调和分潮，它和调和分潮有什么区别 ?实际准调和分潮的振幅和相角与A 小时前的引潮力准调和分潮相应量有关，与其余时刻，特别是与当时引潮力则没有关系，故A 叫做准调和分潮的潮龄 ?区别 4.了解潮汐和潮流的自报TB P119 第五章 1.潮汐特征值的含义TB P120-121 2.对于不同潮汐类型港口潮汐特征值的计算方法