工程水文学_第五章

传播时间与河段长度，波速有关。
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短期洪水预报-实时洪水预报
• 实时洪水预报的基本任务是根据采集的实时 雨量、蒸发、水位等观测资料信息，对未来 将发生的洪水作出洪水总量、洪峰发生时间、 洪水发生过程等情势的预测。
• 误差来源：模型（结构、参数）误差、观测 数据、水文参数的不确定性。
• 误差修正：自回归模型、滤波处理、组合预 测等等。
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短期洪水预报-河段洪水预报
• 河段洪水预报是根据河段洪水波的运行和变形规律， 利用河段上断面的实测水位（流量），预报河段下 断面未来水位（流量）的方法。
• 洪水波：流域上大量降水产生的净雨，沿坡地迅速 汇集，注入河槽，由于降雨量时空分布不均匀，河 网干支流和分布形状的不同，以及水流汇集速度的 快慢，河流接纳的水量沿程不同，使河道沿程水面 发生高低起伏的波动。
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短期洪水预报-河段洪水预报
• 在有支流汇入的河段，按照上游干、支流各站的传 播时间，把各站同时刻到达下游站的流量叠加起来 得合成流量，然后建立合成流量与下游站相应流量 的关系曲线，进行预报的方法称为合成流量法。
该法预报下游站的流量为：
n
Ql,t [(1 i )Ii,ti Qi ] i 1
v0
Q A上
Q vc A上
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• 枯水预报： – 枯水期河中的流量主要由汛末滞留在流域中的水 量消退形成。 – 主要方法： • 退水曲线法：根据前一时刻的退水流量来预报 后一时刻的退水流量。 • 前后期径流相关法：根据流域前期径流量来预 报后期径流量。
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的传播，下游站的相应流量为Ql,t ，两者的关系为：
Ql,t Qu,t Q
式中：Q 为上下游相应流量的差值。 河段有区间入流 qt：两者的关系为

5.3.2 长期资料条件下
长期资料条件下下设计通航水位不流量推求
1、设计最高通航水位的推求 采用累积频率曲线法
5.3.2 长期资料条件下
例： 长江中游某水位站有41年水位资料，试求该站P=5%(20年 一遇)的设计最高通航水位？
5.3.2 长期资料条件下
（1）有调蓄能力的水利枢纽通航要求： 设计的最高通航水位丌能高于枢纽的设计洪水位，丌能低于
5.3.1 基本概念
通航标准：
1）设计最高通航水位：累积频率或重现期作为设计标准；
2）设计最低通航水位：保证率或者重现期作为设计标准。
设计最低通航水位的确定：
GB50139-2004 《内河通航标准》
丌受潮汐影响和潮汐影响 丌明显的河段：
1）可采用综合历时曲线法确定； 2）可用多年历时保证率确定； 3）保证率频率法确定； 4) 年保证率和重现期确定。
正常蓄水位或汛期限制水位。 （2）以通航为主、无调蓄的水利工程，且设计标准丌高的山区 河流频率计算要求： 采用日平均流量作为统计变量进行频率计算，丌用洪峰流量
作为统计变量； 原因：在这种情况下，洪峰持续历时很短，对于货运量要求丌 是很高的航运工程影响丌大，否则将造成投资上的丌经济。
5.3.2 长期资料条件下
5.3.2 长期资料条件下
设计通航低水位采用历时曲线法及保证率频率法
（6）在历年的水位历时曲线上根据选定的保证率摘取水位值； （7）将选定的水位值作为样本进行频率分析计算，用P-III曲 线进行适线； （8）根据确定的累积频率在曲线上选取相应的水位值即为设 计最低通航水位。
5.3.3 短缺资料条件下
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《工程水文学》
Engineering Hydrology

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§ 5.6.1 围堰水情预报
• Z上、Z下分别为上、下游断面水位； • V上、Vc分别为上游及束窄断面平均流速； • A上、Ac分别为上游及束窄处断面面积； • Q为坝址断面预报流量，α为动能修正系数，取1.0～ 1.1； • g为重力加速度。
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§ 5.6.1 围堰水情预报
• 采用试算法计算ΔZ，在计算时，要求具备有下游断面的水 位～流量关系Q～f(Z下)，上游及束窄断面的水位～面积曲 线A上＝f1(Z上)，Ac=f2(Z下)。具体计算方法步骤如下：
曲线已不适用了。具体计算方法步骤如下：
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§ 5.6.1 围堰水情预报
① ② 采用水力学方法计算各级稳定Qi相应的水面线； 利用入库站至坝址一段的许多断面图及水面线，算出相应 于Qi的水面线以下的槽蓄量Si’；
③ 假定修筑围堰后，原马斯京根参数x值不变（修围堰后x值
最好以实测资料分析而得），用x计算出示储流量 Q’=xI+(1-x)Q，点绘S’～Q’关系，推求出K’值。
只有预先掌握了截流期河道流量的大小，采取相应
措施，施工截流才能顺利的进行 。因此，截流期水 情预报是施工截流中不可缺少的工作。
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§5.6.2 截流期水情预报
• 前后期径流相关法
• 前后期径流相关法是根据流域前期径流量来预报 未来的后期径流量的。该法的预见期一般较长， 如10天、1个月等，可以直接预报出时段枯水径流 量。图5-6-5为滏ห้องสมุดไป่ตู้河东武仕站11月平均流量与10
④ 有了x和K’值，即可求得修筑围堰后的演算公式，并以此
预报坝址流量Q。 ⑤ 求得修筑围堰后的演算公式，由于围堰上、下游两端距离 很短，推算的流量可作为围堰上、下游的流量。

例 一水库有85% 年份可以满足灌溉需要，其保证率=85% 不能满足的年份有15%， 即其破坏率为15%。
相应于保证率的年径流量为设计年径流量。
工程规模与来水、用水、保证率的关系 上述n个库容值V1,V2,…,Vn从小到大进行排列得到V1 *, V2* ,V3 *,,,,Vn 以数学期望公式计算各项库容对应的经验频率p1,p2,…,pn；将经验点据 点绘在概率格纸上，并选配理论频率曲线；以设计保证率p推求满足设 计要求的设计库容vp。
①当Q来、q用一定时，p↗，则vp↗； ②当p、q用一定时，Q来↗，则vp↘； ③当Q来、p一定时，q用↗，则vp↗
设计年径流分析计算的目的：推求不同保证率的年径流量和 分配过程。
（二）年径流分析计算的内容
（1）基本资料信息的搜集和复查 基本资料和信息：设计流域和参证流域的自然地理概况、 流域河道特征，人类活动、水文气象资料等
长系列实测年月径流资料按水利年度进行划分后，即为 “设计年月径流系列”
有长系列径流资料的频率计算方法同于上章所介绍的方法
具体步骤： 1、将实测资料由大到小排序，计算各项的经验频率
mi Pi 100 % n 1 2、选定水文频率分布线型 我国大多数河流的年径流频率分析采用皮尔逊三型分布。
3、假定一组参数
样本对总体代表性的高低，可通过2者统计参数的比较来判断。
方法： 1、进行年径流的周期性分析 n年径流资料一般都在其均值上下波动，并有丰、枯水年交替出 现的规律，若n年天然径流系列中，丰水年组多于枯水年组，则 计算的均值可能偏大。一般而言，系列中丰、平、枯水年组各有 一个，可认为系列具有较好的代表性。 2、与更长系列参证变量进行比较 参证流域：同一气候区内下垫面条件相似的邻近流域。 参证变量：与设计断面径流关系密切的水文气象要素。 如：年、月径流量；年、月降雨量等 可取水文相似区内其他测站（参证站）观测期更长，并被论证 有较好代表性 的年径流系列或年降水系列。 选择参证站的条件：