常用水文预报模型介绍.ppt

参 数 意 义 （10）CI：深层壤中流水库消退系数，控制壤中流退水形态，决定洪水尾部退水的快慢。如无深层壤中流时，CI趋于零。当深层壤中流很丰富时， CI趋于0.9，相当汇流时间约为10天。 其作用是弥补KG+KI =0.7的不足，对整个洪水过程的影响，远不如SM、KG/KI明显。 （11）CG：地下水库消退系数，反映地下水退水的快慢。可根据枯季地下径流的退水规律推求， CG =Qt+△t/Qt。如以日为时段长，则 CG=0.950～0.998，相当于退水历时20～500天。 上述为日模（24h），若转换为次模（一天分为D个时段），则公式为： 参 数 意 义 （12、13）CS、L：河网蓄水消退系数、滞后时间，滞后演算法参数，反映洪水过程的坦化和平移程度，取决于河网地貌条件。 （14、15）X、KK：河道汇流分段马法参数流量比重因子和传播时间，取决于河道特征和水利条件，X反映坦化， KK反映平移。由于实际应用中都令KK=Δt（即计算时段长），所以系统不率定KK，而率定参数MP（马法分段演算的河段数）。 小 结 蓄满产流、一个水库、两条曲线、三种水源 马斯京根洪水演算法 方 法 简 介 马斯京根法(Muskingum)是美国人麦卡锡(G. T. McCarthy)于1938年提出，因最早应用于美国马斯京根河而得名，是一种经典的的河道汇流计算方法。该法将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槽蓄方程，并联立求解而得到演算方程。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。 基 本 原 理 在无区间入流情况下，河段某一时段的水量平衡方程为： 河段蓄水量与流量关系的槽蓄方程，一般可概括为：W=f(I,Q) 马法采用下式表示槽蓄方程： 式中：K为蓄量参数，蓄量流量关系曲线（槽蓄曲线）的坡度；x称为流量比重因子，表示上、下断面流量在槽蓄量中的相对权重，一定程度上反映了楔蓄对流量演算的作用，如果槽蓄作用大，则x大，反之x小；Q’为示储流量。 基 本 原 理 联立两式求解，可得到马斯京根流量演算公式： 式中：C0、C1和C2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，且C0+C1+C2 =1。 参数物理意义及范围 马法假定K和x都是常数，这就要求河段蓄量W与示储流量Q’成单一线性关系，这只有Q’等于该槽蓄量的恒定流流量Q0时才满足，所以示储流量Q’的物理意义就是恒定流流量Q0。 K=dW/dQ’，即槽蓄曲线的坡度，而dW/dQ’=dW/dQ0，即K等于相应蓄量W下恒定流状态的河段传播时间τ0，这才是K的物理意义。在洪水演算中，K主要体现洪水过程的平移。 （1）K 参数物理意义及范围 马法要求流量在计算时段Δt内沿河长呈直线变化。若时段小于河道传播时间，则会出现计算时段末洪水波的峰、谷位于河段中间，这就要求Δt ≥ K；而马法又要求计算断面的流量在时段内接近直线变化，这又要求Δt ≤ K。为了避免出现负出流等不合理现象，保证上、下断面的流量在计算时段内呈线性变化和在任何时刻流量在时段内沿程呈线性变化，一般要求?t=K。在系统中率定时，直接取K值为?t即可。 （1）K 参数物理意义及范围 马法在建立槽蓄曲线时，引入x（流量比重系数），而特征河长法（存在一个河长，使W、Q成单值关系）引入l（特征河长。 经分析推导，可得： x分两部分： ①x1为水面曲线形状，反映楔蓄大小（一般天然河道其值为1/2）；②L/l，为河段L按l分成的段数，反映河段调蓄能力。 （2）x 在洪水演算中，x主要体现洪水过程的坦化。x值越小表明河段槽蓄作用越大，演算出的过程线坦化程度越大。例如，对水库而言，槽蓄作用大，入流量I不起作用，过程线坦化程度很大，则x≈0；若河段上、下断面流量相等，即河段没有槽蓄，则过程线没有坦化，x=0.5；绝大多数河流x=0～0.5之间，在河网区或坡度很缓的河段会出现Ll，则x0。率定时，一般选0～0.5。 参数物理意义及范围 （2）x 在实际工作中，一般使用 特殊情况处理方式 马法要求?t=K，对传播时间较长的长河段就必须采用较大的?t，这对马法的应用带来了限制，解决的办法就是分段连续演算。1962年赵人俊教授提出了马斯京根分段连续演算法。将演算河段分成N个子河段后，每个子河段参数KL、xL与未分河段时的参数K、x的关系为 另外，在实