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水文预报课程设计

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水文预报课程设计澴河流域洪水预报方案编制姓名：***学号：2014********组号：15目录一、设计目的 (1)二、课程设计任务 (2)任务一、A 站降雨径流相关图制作与预报 (2)1流域自然地理特征 (2)2水文气象特征 (3)3预报站基本情况 (3)4水利工程概况 (3)5预报方案编制说明 (4)5.1流域特征提取 (4)5.2水文数据整理 (5)5.2.1雨量站权重 (5)5.2.2原始流量资料格式处理 (5)5.2.3历年最枯流量平均值 (6)5.2.4流域平均蓄水容量WM (6)5.2.5流域月蒸发能力Em (7)5.2.6消退系数K (7)5.2.7退水曲线 (8)5.2.8蓄泄关系曲线 (10)5.3产流分析 (11)5.3.1产流模式 (11)5.3.2洪峰流量频率分析 (12)5.3.3产流量计算 (14)5.4水源划分 (18)5.4.1两场洪水分析Fc (18)5.4.2Fc分析 (21)5.5汇流分析 (22)5.5.1单位线 (22)5.5.2线性水库 (24)5.5.3水位流量关系图 (24)6方案的检验、评定 (25)6.1产流方案检验评定 (25)6.2汇流方案检验评定 (27)7预报方案的应用和注意事项 (28)8方案作业预报应用 (28)任务二、A 站与H 站相应水位流量法预报 (29)1预报站基本情况 (29)2水利工程概况 (29)3预报方案编制说明 (30)3.1基本资料引用 (30)3.2采用方法及有关处理技术 (30)4方案的检验、评定 (30)5方案作业预报应用 (30)三、课程设计的总结与心得 (32)附录 (33)一、设计目的流域洪水预报方案的用途：洪水预报方案是现代实时洪水预报调度系统的核心部分，是提高预报精度和增长预见期的关键技术。

对水资源可持续利用：流域水文模型是水资源评价、开发、利用和管理的理论基础。

对水环境和生态系统保护：流域水文模型是构建面污染模型和生态评价模型的主要平台。

本次课程设计的目的是通过一个具体的降雨～径流预报方案的制作，使学生了解生产单位对预报任务的要求。

洪水预报方案是现代实时洪水预报调度系统的核心部分，是提高预报精度和增长预见期的关键技术。

对水资源可持续利用而言，流域水文模型是水资源评价、开发、利用和管理的理论基础。

对水环境和生态系统保护而言，流域水文模型是构建面污染模型和生态评价模型的主要平台。

流域水文模型亦为分析研究气候变化和人类活动对洪水、水资源和水环境影响的有效工具。

通过课程设计，要求掌握如下内容：流域综合退水曲线、地下水退水曲线的制作以及次洪分割方法；掌握次洪径流深及地面、地下流量分割方法；掌握降雨～径流相关图（API 模型）编制的完整过程；流域经验单位线的推求方法；洪水预报方案精度评定方法；利用预报方案进行实时洪水预报方法；相应水位流量预报方案的制作方法；利用相应水位流量法进行河道洪水预报。

《水文预报课程设计》对应工程教育认证要求：毕业要求4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括方案设计、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论，具有归纳、整理、分析研究结果，撰写报告能力。

毕业要求5.使用现代工具：能够针对复杂工程问题，掌握计算机、文献检索、科技方法等现代工程工具和信息技术工具，实现对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

支撑毕业要求指标点：能够独立对实验数据进行有效分析、整理及撰写实验报告、研究报告或论文。

研究报告结论合理有效，能解决某个具体复杂工程任务。

针对具体复杂工程问题，能选择、使用与开发恰当的工具。

能对复杂工程问题进行预测与模拟。

二、课程设计任务任务一、A 站降雨径流相关图制作与预报1流域自然地理特征澴河，古称澴水，发源于河南省罗山县与湖北省大悟县接壤的灵山。

澴河流域界于东经113°12′~114°33′，北纬30°26′~31°29′之间，主要在湖北省孝感市境内，干流全长150.8公里，流域面积3618平方公里。

距河口57km处有A水文站，控制面积为2591km，占流域面积的71.6% ，干流长130.5公里，河床平均坡度0.97‰。

A站控制流域水系图及A站站网一览表见下。

图 1 A站控制流域水系图图 2 流域水系地图表 1 A站站网一览表A站站网一览表站名站别集水面积（km²）坐标设立日期资料系列长（年）东经北纬A水文站257113°58′00〃31°15′00〃195652 B水库站272114°13′00〃31°50′00〃1972.555 C雨量站275114°17′00〃31°39′00〃195955 D水文站459114°07′00〃31°32′00〃195855E水文站417114°00′11〃31°37′12〃196050F水文站433113°50′30〃31°36′42〃1931.155G雨量站478113°56′12〃31°27′43〃1959552水文气象特征流域属于副热带大陆性季风气候，气候温和，四季分明。

一月份是本流域最冷的月份，多年最低气温南部在零下6~8℃，北部在零下7~9℃。

七月份一般是本流域最热的月份，多年最高气温南部在37℃左右，北部在37℃以上。

流域内雨量充沛，多年平均雨量在1150mm左右。

各年雨量的变化比较大，一般在均值上下200mm以内，最多的1969年（1300~1600mm）比最少的1966年（650~800mm）多一倍。

全流域各地雨量多集中在5~9月，最大一日雨量：1968年7月13日为355.2mm。

历史实测最大洪水位1996年7月17日，洪峰流量6060m³/s，洪峰水位39.95m。

3预报站基本情况A水文站于1956年设立，属国家驻测重要站。

经常性监测项目有降水、蒸发、水位、流量、水质、泥沙、地下水位、土壤墒情等。

该站位于东经113°58′，北纬31°15′，引用的绝对基准面为黄海基面，采用基面为冻结基面。

A站设防水位36.50m，警戒水位37.50m，保证水位39.95m。

水位级别划分：38.5m以上为高水，34.00m~38.50m为中水，34.00m 以下为低水。

预报标准：当流量大于1000m³/s时，需要作业预报。

A站系河流中下游控制站，集水面积为257km²。

4水利工程概况该流域内有中型水库6座，总库容2.1789×108m³，控制面积225.8km²，占流域面积的8.7%；有小型水库306座，控制面积424km ²，占流域面积的16.4%。

水库总控制面积占流域面积的25.1%。

A站流域内水库基本情况一览表见下。

表 2 A站流域内水库基本情况一览表A站流域内水库基本情况一览表序水库名称水库类型集雨面积（km²）所在流域面积（km²）总库容（万m³）号1 R1 中型70 2591 58402 R2 中型17 2591 15613 R3 中型50 2591 77644 R4 中型32.2 2591 21625 R5 中型37 2591 32826 R6 中型19.6 2591 11805预报方案编制说明5.1流域特征提取本文使用ArcGIS软件对流域特征进行提取。

ArcGIS是由ESRI出品的一个地理信息系统系列软件的总称。

ArcGIS产品线为用户提供一个可伸缩的，全面的GIS平台。

笔者用ArcGIS对流域特征进行提取的方法流程如下。

数据结果见图 1 A站控制流域水系图和表 2 A站流域内水库基本情况一览表。

图 3 流域特征提取方法流程图5.2水文数据整理5.2.1雨量站权重本文降雨资料为7个站点的逐日降雨数据和部分降雨摘录表。

逐日降雨数据提供了各个雨量站点每天总的降雨量，降雨部分摘录表提供了时段降雨量，在汛期雨量较大时时段比较短，在枯水期雨量较少时时段比较长。

预报所需的降雨应为A站控制流域内的总的降雨数据，本文采用泰森多边形法计算流域平均雨量。

笔者通过ArcGIS制作泰森多边形并计算各站点集水面积方法流程如下。

各站点集水面积数据见表 3 雨量站面积权重表。

图 4 集水面积计算方法流程图再通过泰森多边形面积对雨量站雨量数据进行面积加权平均，得到各雨量站雨量权重情况见下表。

表 3 雨量站面积权重表雨量站面积权重表站名A B C D E F G 集水面积（km²）257272275459417433478面积权重0.100.110.110.180.160.170.185.2.2原始流量资料格式处理流量资料从A站水文要素摘录表中可以得到。

需要注意的是，年、月、日、时时间数据列需对格式进行转化，使其在一列单元格中体现。

方法流程如下。

图 5 日期格式转换方法过程5.2.3历年最枯流量平均值统计历年最枯流量数据，统计表格如下。

经分析计算历年最枯流量的平均值为2.22m³/s。

表 4 历年最枯流量数据统计表历年最枯流量数据年份1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 流量（m³/s） 4.78 1.2 3 3.7 1.72 4.89 0.038 年份1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 流量（m³/s） 1.3 2.5 0.3 0 0.027 1.74 0.803 年份1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 流量（m³/s）0.41 2.95 2.6 1.45 10.2 0.7 2.245.2.4流域平均蓄水容量WMWM是流域平均蓄水容量。

本文从所有的历史实测资料中选取久旱无雨之后突然一场暴雨引起的洪水来计算WM。

通常逐日降雨量小于10mm的天数超过10天即可认为是久旱。

本文采用的是1976年7月14日为起涨日的洪水，命名为“760714洪水”。

13日和14日各站降雨量如下。

表 5 760714洪水降水数据760714洪水降雨数据（mm）时间 A B C D E F G 流域平均13日153.8 42.5 82.6 104.1 85.2 45.4 98 86.3014日103.4 15.1 60.2 102.3 16.6 10.7 91 57.60从A站水文要素摘录表可以知道洪水起涨时间大约是1976年7月14日凌晨2点。

则86.3057.6022491.1=+⨯÷=WM mm5.2.5流域月蒸发能力Em蒸发资料从A站逐日水面蒸发数据可以获取。

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水文预报课程设计任务书

水文预报课程设计任务书

《水文预报》课程设计任务书学号姓名班级三峡大学水利与环境学院2014年12月《水文预报课程设计》任务书一、设计目的1、流域水文模型的用途：洪水预报方案是现代实时洪水预报调度系统的核心部分，是提高预报精度和增长预见期的关键技术。

对水资源可持续利用：流域水文模型是水资源评价、开发、利用和管理的理论基础。

对水环境和生态系统保护：流域水文模型是构建面污染模型和生态评价模型的主要平台。

流域水文模型还是分析研究气候变化和人类活动对洪水、水资源和水环境影响的有效工具。

本次课程设计的目的是通过一个具体的降雨～径流预报方案的制作，使学生了解生产单位对预报任务的要求。

2、通过课程设计，要求掌握如下内容：（1）流域综合退水曲线、地下水退水曲线的制作以及次洪分割方法；（2）掌握次洪径流深及地面、地下流量分割方法；（3）掌握降雨～径流相关图（API模型）编制的完整过程；（4）新安江两水源模型结构及产流参数率定方法；（5）流域经验单位线的推求方法；（6）洪水预报方案精度评定方法；（7）利用预报方案进行实时洪水预报方法；（8）利用马斯京根分段连续演算法进行长河段洪水演进预报。

二、设计基本资料某流域集水面积为XX km2（具体数值见给定数据），干流河长约273 km，地貌属于低山丘陵区，以低山分布较广，相对高差多在500 km左右，最上游尚有部分原始森林，以松、衫、竹类为主，灌木次之。

山涧盆地种植农作物，植被总覆盖面积占全流域的80%以上，山坡残积坡坡积一般厚度为1~2米，最厚约为4~5米，在山麓坡积层与基岩接触面上，或河流下切至接触部位时，常有泉水流出，涌水量较大每秒可达数升。

本流域气候温湿，年降雨量在1700毫米左右，汛期为4~9月，降雨量占全年的73%左右，冬季有降雪，量很少。

地下水位较高，且季节变幅小，因此，一般情况下，土壤含水量较大。

洪水流量过程线极不对称，涨洪历时仅数小时至十多小时，而退水历时长达数日。

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。

水文预报教学设计 (2)

水文预报教学设计 (2)

水文预报教学设计一、教学目的与任务教学目的：本课程旨在使学生全面掌握水文预报的基本概念及其运用原理，了解水文要素及其观测方法，熟悉常见的水文预报方法，并能够用适当的方法进行水文预报。

教学任务：1.学习水文预报的基本知识和概念，包括水文要素、水文观测等；2.掌握常见的水文预报方法，如经验预报、模型预报等；3.学习水文预报的应用技术，包括数字水文预报技术、水文信息共享技术等；4.锻炼学生的分析问题和解决问题能力，提高综合运用理论知识的能力。

二、教学内容及安排1. 水文预报基础知识（8学时）1.1 水文要素的概念及其观测方法； 1.2 水文预报的基本概念； 1.3 水文预报与水资源管理的关系。

2. 常见水文预报方法（10学时）2.1 经验预报方法； 2.2 注水线法； 2.3 家族相似法； 2.4 模型预报法；2.5 递归网络法； 2.6 神经网络法。

3. 数字水文预报技术（8学时）3.1 数字化水文要素观测技术； 3.2 数字化水文预报技术及其应用。

4. 水文信息共享技术（4学时）4.1 水文信息共享的概念和方法； 4.2 水文信息共享的应用和局限。

5. 学生实习（10学时）5.1 学生实习的目的和意义； 5.2 实习环节的安排、实施和总结。

三、教学方法采用理论与实践相结合的教学方法，其中理论教学以课堂讲解为主，配合多媒体辅助教学。

实践教学以学生实习为主，配合教师实地指导，参观水文预报站等。

四、教材及参考资料1. 教材杨起云，陈德亮，潘复生。

水文学理论与实践。

北京：中国水利水电出版社，2008年。

2. 参考资料陈劲风。

水文预报教程。

北京：科学出版社，2010年。

五、考核方式采取闭卷考试和实习报告相结合的方式进行考核，其中，闭卷考试占70%的总成绩，实习报告占30%的总成绩。

水文预报课程设计洪水预报

水文预报课程设计洪水预报

水文预报课程设计洪水预报一、课程目标知识目标：1. 学生能理解水文预报的基本概念，掌握洪水形成的原因及其发展过程。

2. 学生能够掌握洪水预报的主要方法及其适用条件，如降雨径流模型、统计模型等。

3. 学生能够了解我国洪水预报的现状及发展趋势，了解相关法规政策。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析特定流域的洪水形成过程，进行简单的洪水预报。

2. 学生能够运用水文预报软件，进行数据收集、处理和分析，提高解决实际问题的能力。

3. 学生能够通过小组合作，进行洪水预报案例的研究，提高沟通协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到水文预报在防洪减灾中的重要作用，增强社会责任感和使命感。

2. 学生在学习过程中，培养严谨的科学态度，树立正确的价值观。

3. 学生通过了解我国在水文预报方面的成就，增强民族自豪感，激发为国家和人民服务的情怀。

本课程针对高中年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践操作的相结合，培养学生的实际应用能力。

课程设计以学生为中心，充分考虑学生的认知水平、兴趣和需求，采用案例教学、小组合作等方法，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。

通过本课程的学习，使学生能够掌握洪水预报的基本知识和技能，提高防洪减灾意识，为我国水文预报事业贡献力量。

二、教学内容1. 水文预报基本概念：洪水定义、洪水分类、洪水周期与洪水频率。

2. 洪水形成原因及发展过程：降水过程、流域特性、径流形成与汇集。

3. 洪水预报方法：- 降雨径流模型：水箱模型、单位线法、流域水文模型。

- 统计模型：时间序列分析、回归分析、人工神经网络。

4. 洪水预报软件应用：数据收集、处理、分析和预报结果输出。

5. 我国洪水预报现状与发展趋势：技术进展、政策法规、防洪减灾体系。

6. 实践案例：分析特定流域洪水预报实例，掌握预报流程和操作方法。

教学内容依据课程目标，参照教材相关章节进行组织。

教学大纲安排如下：第一周：水文预报基本概念及洪水形成原因。

水文预报课程设计

水文预报课程设计

水文预报课程设计《水文预报》课程设计报告学院：_____水利与环境学院_____专业：____水文与水资源工程____班级：姓名：________马天玉__________学号：_________指导教师：________胡彩虹________第一章基本任务1.1蒸发折算系数Kc的优选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）通过误差分析，优选蒸发折算系数Kc；（4）89～90年的历时数据作为率定参数，91～92年的数据作为模型检验。

1.2暴雨预报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2004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2.1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，海洋性气候显着，气候温和，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4～9月降雨量占年降雨量的81％左右：径流系数0.5～0.7。

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2—3h，有时更短；一次洪水总历时2～5d。