降雨径流相关图模板

《水文预报》课程作业－降雨径流相关图制作及预报
姓名： XXX 学号：XXXX
1. 计算原理与方法 1.1 方法概述
在现代水文预报中，虽然大量使用流域水文模型，例如新安江模型、萨克门托模型、水箱模型和陕北模型等进行流域降雨径流预报。

但是，不少生产单位，尤其是一些大型水库的管理单位，他们在长期的工作实践中已建立了一套适合于当地实际情况的经验性降雨径流预报方案。

由分析计算得到的降雨量、流域蓄水量或前期影响雨量，按相关分析的方法，建立它们与径流深之间的相关图，这些相关图反映了流域的产流规律。

应用此相关图可以由降雨计算出相应的产流量。

这种图一类是没有固定的数学模型，称之为经验的降雨径流相关图。

图1 降雨径流相关图
降雨径流经验关系曲线有各种形式，一般有产流量(f R =次雨量P ，前期影响雨量a P ，季节，温度)、)(0Q P f R a ，洪水起涨流量前期影响雨量=和考虑雨强的超渗式关系曲线形式。

这里采用国内普遍使用的产流量与降雨量和前期影响雨量三者的关系，即R P P a ~~相关图。

1.2制作方法
1.2.1前期影响雨量a P 的计算 A P 由前期雨量计算，也称前期影响雨量，是反映土壤湿度的参数。

其计算公式为 若前一个时段有降雨量，即01>-t P 时，则
(11,,--+=t t a t a P P K P 若前一个时段无降雨时，即01=-t P ，则
采用A4纸打印，页边距全部采用2.5cm ，作业标题宋体四号字加粗，姓名、学号小四号字加粗。

下面的一级标题（如1、2、3）小四号字加粗，二级标题（如1.1、2.1）五号字加粗，三级标题（如1.1.1）五号字不加粗。

正文采用宋体5号字，英文与数字采用Times New Roman 字体。

行距统一采用1.2倍行距。

打印时删除本图形。

每段段前空2格。

所有图形与图名要居中。

图形的图名在图的下方，编号如：“图1”，不要写“图一”，然后空两格，再写图名“降雨径流相关图”，图名采用宋体小五号字加粗。

所有公式必须采用公式编辑器输入，不得粘贴图片，公式全部
居中，编号格式采用英文状态下
的括号，编号方式为(1)、(2)，且
编号必须右对齐。

公式下必须有
相关的符号说明。

页码居中，字体为Times New Roman 字体，小五号
字，不加粗
1,,-=t a t a KP P (2)
式中：K 为土壤含水量衰减系数；1,-t a P 和t a P ,分别为前一个时段和本时段的前期影响雨量；1-t P 为前一个时段降雨量。

K 值可按下式计算：
1p E K WM
=-
(3)
1.2.2降雨径流相关图的绘制
根据计算出的流域平均降雨量P 和P 所产生的径流量R ，以及相应的前期影响雨量a P ，便可建立降雨径流相关图。

由式),(a P P f R =建立起来的三变数降雨径流相关图的步骤如下：
根据已知模型参数b 、WM ，首先计算a 、WMM ，然后分别算出在不同的W 0（相应于Pa 按等差序列设定，如0、10、20、30、……、120mm ）和P 下的R 。

与流域蓄水量W 相对应的纵坐标a 为
1
1*[1(1)]
+
=--b W a WMM WM (4)
1=
+WMM
WM b (5)
当a P E WMM +-<时
1()()1b
a P E R P E WM W WM WMM ++-⎛⎫
=---+- ⎪
⎝
⎭ (6)
当a P E WMM +-≥时
()()R P E WM W =---
(7)
1.3实时预报方法
根据降雨过程及降雨开始时的a P ，首先累计各时段的降雨过程，在图上查出累计的净雨过程，然后将累计的净雨过程，两两相减，得到各时段的降雨所对应的时段净雨。

若降雨开始时的a P 不在某一条等值线上，则用内插法查算。

由于在实时预报阶段要计算蒸发量E ，从而计算得到有效降雨量PE ，蒸发计算可采用一、二、三层蒸发模式计算法，本作业采用二层蒸发模式法，计算方法如下：
该模型把流域蓄水容量m W 分为上下二层，m WU 和m WL ，m W =m WU + m WL 。

实际蓄水量也相应分为上下二层，t WU 和t WL ，t W =t WU +t WL 。

并假定：下雨时，先补充上层缺水量，满足上层后再补充下层；蒸散发则先消耗上层的t WU ，蒸发完了再消耗下层的t WL 。

上层按蒸散发能力蒸发，下层的蒸散发量假定与下层蓄水量成正比，即：
当t m t t E WU P ∆∆≥+时
t t t t t m t EL EU E ,0EL ,E EU ∆∆∆∆∆∆+===
(8)
当t m t t E WU P ∆∆<+时
()t t t m
t t t m t t t t EL EU E ,WL WL EU E EL ,WU P EU ∆∆∆∆∆∆∆∆∆+=-=+= (9)
特别注意计算时所用的蒸散发能力EM 应为与净雨预报相匹配的时段值，而非日值。

2.计算实例
2.1已知条件
表1 计算基础数据表 单位：mm
WUM WDM b P a,t-5 各日降雨量
EM 时段降雨量
1日 2日 3日 4日 5日 P1 P2 P3
2.2计算过程 可参考前面的计算过程撰写，格式如下：
3）~（5）计算a 、WMM 、K 各是多少？
（2）按1.2.2节方法计算不同P~ P a ~R 值，计算结果如表表2 P~ P a ~R 计算结果表 单位：mm W0/Pa 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 P a
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
相应的P~ P a ~R 相关图如图2所示。

图2 P~ P a ~R 相关图
表编号方式同图形，采用阿拉伯数字编号，编号（如：表1）行开始空2格，表名（如：计算基础数据表）居中，单位（如：单位：mm ）右对齐，表编号、表名、单位全部采用宋体（英文与数字采用Times New Roman 字体）小五号字加粗，表格内其它文字采用宋体小五号字（英文与数字采用Times New Roman 字体）不加粗，表格采用“三线表”
（删除所有竖线，表格中除标题行与最后一行，其它的横线不要），格式如下，注意最上方与最下方的线较粗，线宽度采用（1 1/2磅），其
它线宽采用默认值。

所有表格底色必须是白色，不得是其它颜色。

注意写法“计算结果如表XX 所示”或者“结果见图XX ”，以后均采用该写法。

注意表2“三线表”的格式。

注意公式引
用方法
图名在图的下方，字体与编号要求同表格，注意要标出X 、Y 坐标轴标签及单位（如横坐标是R(mm)）。

图形线型为实线，黑色，不得采用彩色，最外面的图框不要，不要网格线，图形内的字号尽量保持在小五号字左右，注意不同线的标识（采用文本框进行标注pa=0,10,20…）。

严格按照本格式作图。

（3）计算的各日Pa值如表3所示。

表3 Pa值计算结果单位：mm
时间
初始值
P a,t-5
各日P a值
1日2日3日4日5日
P a
（4）时段蒸发值计算
按二层蒸发模式法计算时段蒸发量，可先计算日蒸发量，再除以时段数得到各时段的蒸发量。

否则如按时段进行计算的话，要每时段末更新（重新计算时段末土壤含水量）土壤含水量，将其作为下一时段初的土壤含水量，再按二层模式法进行计算（实际工作中可按后一种方法计算，但本次作业不要求）。

此步要求列出时段蒸发量值的数值。

（5）时段净雨的推求
本次降雨初始的Pa值为XX mm，查降雨径流相关图，按1.3节方法逐时段计算时段净雨量，计算结果见表4。

表4 净雨推求计算表单位：mm 时段降雨P 蒸发量E P－E 累积净雨R 时段净雨R 1
2
3
2.3计算结果合理性分析
（1）所得的降雨径流相关图满足如下规律，可初步判断计算合理。

①P相同时，
a
P越大，损失愈小，R(R s)愈大，故a P等值线的数值是自左至右增大的；
②
a
P相同时，P愈大，损失相对于P愈小，dR(R s)／dP愈大，P～R(R s)线的坡度随P的增大而减缓，P～R s也不应小于450，P～R可以为450。

（2）从降雨－净雨计算结果分析。

所得的时段净雨都小于降雨量，且随着累积降雨量的增大，相应的降雨损失量较小。

3.心得体会
3.1完成本次作业遇到的问题；
3.2问题最后如何解决的；
3.3你认为是什么原因导致遇到此问题；
3.4还有什么难点没有搞明白的；
3.5你对本作业相关内容的课堂教学评价：优、良、中、差。

（四者选一）
3.6你对本作业相关内容的课堂教学的建议与意见。