基于无因次单位线法的滚动预报与程序实现3.docVIP

基于无因次单位线法的滚动预报 与程序实现 黄剑（学号：0936001209815） 摘 要：本文采用无因次单位线法进行流域汇流计算，Delphi高级语言作开发工具，利用多线程编程技术,以遂川江的滁州站为例，研究中小流域的洪水预报技术，，依托现有的暴雨山洪实时遥测数据库，实时连续滚动预报，为山洪灾害监测预警及防洪抢险提供依据。 关键词：无因次单位线；滚动预报；多线程 1前言 众所周知，小流域降雨强度大，洪水历时短、汇流速度快，预见期短，采用传统的人工收集雨水情资料及手工作业预报的方法很难达到所要求的预报精度和预报时效性，针对这一特点，本文提出了采用无因次单位线汇流法进行小流域洪水预报，依托现行自动雨水情遥测系统，通过对预报站点参数率定及方案输入制定预报方案，根据实时雨水情进行实时滚动预报，往往能达到比较理想的预报效果。 2无因次单位线 降落在流域上的雨水，从流域各处向流域出口断面汇集的过程称为流域汇流，包括坡地汇流和河网汇流两个阶段。在水文实际应用中，关注的是由降雨所形成的流域出口断面的流量过程。流域出口断面的流量过程取决于流域内的产流过程和汇流曲线，当已知流域内降雨形成的净雨过程，则汇流计算的关键就是确定流域的汇流曲线。因此，只要确定出流域的汇流曲线，就可以推求流域出口断面的流量过程。 单位线定义：在给定的流域上，单位时段内均匀分布的单位净雨量，在流域出口断面形成的地表径流过程线。实际工作中常用的单位线有等流时线、单位线、瞬时单位线、地貌单位线等。由于单位线包含了面积因子，面积不同的流域，单位线纵量值有的相差很大，并且时程上也有很大差别，因次需要把单位线的纵量取其无因次量，消除面积因子的作用，使流域单位线变成完全的无因次特性曲线。 无因次单位线可以理解为单位水体的出流过程。它一方面分析了不同水源汇流特性差别，另一方面又综合了河网调蓄作用的汇流特性差异。它的分析虽是在线性条件下作出的，但根据线性与非线性的相对性，它的成果也可以作非线性的应用。例如：可以利用成果作分单元的汇流计算，考虑降雨空间分布的不均匀性问题；可以根据不同量级的净雨采用不同的洪峰滞时及与之相应的特性曲线，考虑不同量级洪水的调蓄作用等等。无因次单位线相关要素的分析，其物理成因关系明确，概念清晰，同时应用简明。 无因次单位线的综合分析，丰富了谢尔曼单位线的概念。它不仅解决了单位线的引用问题，而且为降雨径流汇流特性的研究提供了广阔的前景。 3预报流域简介 滁洲水文站为遂川上游支流右溪的控制站，位于遂川县大汾镇滁洲村，东经114°08，北纬26°21，集水面积289km2。流域内植被较好，以杉、楠、松、毛竹、油茶为主，下游以油茶、矮小松树及灌木、杂草为主。中上游山区为变质岩地层，土壤以黄色和红色的砂壤土为主。本流域气候温和，雨量充沛，多年平均降水量1720mm，多年平均流量11.9m3/s，多年平均年径流深1298.5mm。流域降水量及年最高水位主要发生在5到9月份，其中台风暴雨洪水占有较大的比重。 4预报方法介绍 由降水推求流域出口断面的流量过程关键在于如何推求净雨量以及由净雨量推求出流过程，即流域产流与汇流计算。 产流：用如下经验数学公式推求 流域平均雨量可采用算术平均法或泰森多边形法计算。 汇流：用无因次单位线推求出流过程。由上式求得的净雨深乘以无因次单位线得流量过程线，再加上地下径流即得流域出流过程。 5参数率定 率定参数包括计算Pa的折算系数K（消退系数），产流参数Imm、Im、Kr以及退水曲线的数学幂函数公式和无因次单位线。 消退系数K综合反应流域蓄水量因流域蒸散发而减少的特性，可由流域的蒸发能力Em和流域蓄水量Im来推求。 产流参数Imm、Im为蓄水容量参数，可从实测资料中推求，一般从长期记录的雨洪资料中选择久旱无雨流域极为干燥时又遇大雨，且雨后能使蓄满的降雨径流资料来推求，，Qo、m为常数。有了数学公式后，就可由当前流量求得下一时刻的流量值。 无因次单位线采用列表方法推求（方法从略），洪峰滞时Tp取4小时。 6程序实现 系统开发以高级语言Delphi为平台，采用多线程技术，可实现多站点的同时预报，具有实时性和实效性的特点。同时，鉴于预报的特殊性，将该程序设计成服务程序，实现自动化管理，连续滚动预报，无需人工干预。 6.1多线程介绍 当启动一个程序,就一个进程,其中包含一个线程,这个就是主线程, 主线程需要再创建线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位可以在程序里独立执行在单个程序中同时运行多个线程完成不同的工作多线程多线程是为了同步完成多项任务，多个线程之间并发执行它可以显著减少处理器单元的闲置时间，增加处理器单元的吞吐能力提高资源使用效率来提高系统的效率。提高应用程序响应可以把占据长时间的程序中的任务放到后台去处理资源由于线程之间的相