洪水预报

第五章 河道洪水演算及实时洪水预报河道洪水演算，是以河槽洪水波运动理论为基础，由河段上游断面的水位、流量过程预报下游断面的水位、流量过程。

本文着重介绍马斯京根洪水演算方法以及简化的水力学方法。

5.1 马斯京根演算法马斯京根演算法是美国麦卡锡(G . T. McCarthy)于1938年在美国马斯京根河上使用的流量演算方法。

经过几十年的应用和发展，已形成了许多不同的应用形式。

下面介绍主要的演算形式。

该法将河段水流圣维南方程组中的连续方程简化为水量平衡方程，把动力方程简化为马斯京根法的河槽蓄泄方程，对简化的方程组联解，得到演算方程。

5.1.1 基本原理该法的基本原理，就是根据入流和起始条件，通过逐时段求解河段的水量平衡方程和槽泄方程，计算出流过程。

在无区间入流情况下，河段某一时段的水量平衡方程为122121)(21)(21W W t O O t I I -=∆+-∆+ (5-1) 式中：1I 、2I 分别为时段初、末的河段入流量；1O 、2O 分别为时段初、末的河段出流量；1W 、2W 分别为时段初、末的河段蓄量。

河段蓄水量与泄流量关系的蓄泄方程，一般可概括为)(O f W = (5-2)式中：O 为河段任一流量O 对应的槽蓄量。

根据建立蓄泄方程的方法不同，流量演算法可分为马斯京根法、特征河长发等。

马斯京根法就是按照马斯京根蓄泄方程建立的流量演算方法。

5.1.2 马斯京根流量演算方程马斯京根蓄泄方程可写为Q K O x xI K W '=-+=])1([ (5-3)式中：K 为蓄量参数，也是稳定流情况下的河段传播时间；x 称为流量比重因子；Q '为示储流量。

联立求解式(5-2)和(5-3)，得到马斯京根流量演算公式为1211202O C I C I C O ++= (5-4)其中：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∆+-∆--=∆+-+∆=∆+--∆=t Kx K t Kx K C t Kx K Kx t C t Kx K Kx t C 5.05.05.05.05.05.0210 (5-5) 1210=++C C C (5-6)式中：0C 、1C 和2C 为马斯京根洪水演算方法的演算系数，，都是K 、x 和t ∆的函数。

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。

广西地方标准《中小河流洪水预警预报规范》（征求意见稿）编制说明一、项目来源根据自治区科学研究与技术开发计划项目《广西中小河流洪水预报关键技术研究》（合同编号：桂科合1599005-2-3）研究成果及多年来水文预警预报工作实践，编制《中小河流洪水预警预报规范》广西地方标准。

我国现行的行业标准《水文情报预报规范》（GB/T 22482-2008）主要是针对有一定资料系列年限（一般不少于10年，50场）的洪水监测资料，按照编制的预报方案开展洪水预报服务工作，其评价指标只针对有预报方案的站点或河段,对于汇流时间短、突发性强、观测资料短缺的中小河流洪水预警评价目前还没有具体的行业指导，因此，广西壮族自治区水文水资源局通过对中小河流洪水规律的研究，由广西壮族自治区水利厅提出、广西壮族自治区水文水资源局起草了广西地方标准《中小河流洪水预警预报规范》。

二、项目背景及制订的必要性(一) 项目背景广西位于亚热带季风气候区域，辖14个设区市、110个县(市、区)、1177个乡(镇)，濒临北部湾，属山地丘陵性盆地地貌，大陆海岸线总长1769km，流域面积50km2以上河流1350条，总长度4.77万km，平均河网密度0.2 km/km2，具有沿海、沿江、沿边和生态良好的区域特点。

受热带气旋和强对流天气系统的影响，全区平均年入境台风2.2个，各地多年平均年降雨量在1100～2800mm之间，多年平均年降雨量1537mm，时空分布极不均匀，70%以上集中在汛期，呈现出洪水高发的基本水情趋势，尤其是中小河流洪水和山区性洪水，灾害频繁，危害极其严重。

经过多年来的监测信息化建设，至2017年底，广西水文部门管理的各类水文监测站点由2010年底的1622个发展到5041个，覆盖的河流也由82条增加至364条，雨量站网密度由220km2/站提升到了30km2/站，水位站网密度由1650km2/站提升到370km2/站，流量站网密度由1900km2/站提升到680km2/站，同时雨量、水位均已经全部实现自动采集传输，近50%流量也实现了自动采集传输。

第一章 河段洪水预报一、填空题：1、附加比降∆i 是洪水波的主要特征之一,稳定流时, ∆i ；涨洪时, ∆i ；落洪时，∆i ______。

2、 洪水波在传播过程中不断发生形变，洪水波变形有两种形态, 即________和_________。

造成洪水波变形的原因一般有、、、。

3、对同一河段而言,大洪水的传播时间较______，小洪水的传播时间较 _______。

4、一般而言，合成流量法的预见期取决于上游各站中传播时间_________的一个。

5、相应水位是指_______________________________________________； 同时水位是指______________________________________________。

6、示储流量是指_______________________________________________。

7、马斯京根法的假定是、。

7、马斯京根流量演算法中的两个参数分别是__________________, ____________________。

8、河段相应水位(流量)预报的预见期为_____________________________。

9、当实际河长L 大于特征河长 时,该河段的槽蓄曲线形状为_______________________ 。

10、水文预报按预见期分类,可分为_____________和______________。

11、短期的雨洪径流预报包括、、。

12、河段洪水预报常用的方法是、。

13、水文情报预报工作常包括、。

14、在实际工作中，用相应水位（流量）法预报需要解决 、等两个问题。

16、设河段t 时刻上断面的洪水流量Q 上,t ,它在下断面的相应流量Q 下,t+τ。

展开量为ΔQ L,区间入流为q,则相应流量法的基本方程为 Q 下,t+τ=___________。

17、某河段1989年8月12日发生一次洪水，12日15时上游站洪峰水位为 137.21m,此时的下游站水位为69.78m ，13日8时该次洪水在下游站的洪峰水位为71.43m,故该次洪水的上、下游相应水位,传播时间,下游站同时水位分别为____________, ______________, ______________, _____________。