工程水文学_第五章.ppt

* 第五章? 水文预报 第五章? 水文预报 第一节 概述 第二节 短期洪水预报 第三节 洪水实时预报方法 第四节 水文预报精度评定 第五节 中长期预报简介 第六节 施工洪水预报 一、水文预报的分类 1、按预报的项目分类 （1）径流预报：预报的要素主要是水位和流量，水位预报指的是水位高程及其出现时间；流量预报则是流量的大小、涨落时间及其过程。径流预报又可分洪水预报和枯水预报。 （2）冰情预报：冰情预报是利用影响河流冰情的前期气象因子，预报流凌开始、封冻与开冻日期，冰厚、冰坝及凌汛最高水位等。 （3）沙情预报：沙情预报则是根据河流的水沙相关关系，结合流域下垫面因素，预报年、月和一次洪水的含沙量及其过程。 （4）水质预报：预测河流中污染物迁移转化的时空变化过程。 2、按预见期的长短分类 （1）短期水文预报：主要由水文要素作出的预报。 （2）中长期水文预报：包括气象预报性质在内的水文预报。 水文预报的预见期：预报发布时刻与预报要素出现时刻之间的时距。 第一节 概 述 二、水文预报工作的基本程序 水文预报工作大体上分为两大步骤 （1）制定预报方案 分析预报要素的形成规律，建立由过去的观测资料推算水文预报要素大小和出现时间的一整套计算方法，即水文预报方案。制定的方案按国家《水文情报预报规范》要求的允许误差进行评定和检验。只有质量优良和合格的方案才能付诸应用。右图为我国2000年6月30日开始实施的《水文情报预报规范》（SL250-2000）。 （2）进行作业预报 将现时发生的水文气象信息， 经过预报方案算出即将发生的水文预报要素大小和出现时间，及时将信息发布出去，这个过程称为作业预报。若现时水文气象信息是通过自动化采集、自动传送到预报中心的计算机内，由计算机直接按存储的水文预报模型程序计算出预报结果。这样的作业预报称为联机作业实时水文预报。 我国现行的《水文情报预报规范（SL250-2000） 短期洪水预报包括河段洪水预报和降雨径流预报。 河段洪水预报：以河槽洪水波运动的理论为基础而得出的河段汇流理论与预报方法。 河段中的洪水波运动主要受重力和惯性力作用，属于重力波，是一种徐变的不稳定流。 一、相应水位流量法 相应水位法：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。 由相应洪峰水位关系和传播时间曲线两部分组成。 第二节 短期洪水预报 1、基本原理 相应水位：河段上下站同次洪水过程线上同位相的水位。 相应流量：处于同一位相点上下站的流量。 如图5-5所示的上游a点洪峰水位和下游a‘点洪峰水位，该洪峰在此河段的传播时间为?。 图5-5 上下游站相应水位过程线示意图 第二节 短期洪水预报 第二节 短期洪水预报 2、简单的相应水位法 该法适用于冲淤变化不大，无回水顶托，且区间入流较小的情况，如山区性河段。 图5-6 相应洪峰水位及传播时间关系曲线图 如：已知某日5时上游站洪峰水位为132.24m，查得下游站洪峰水位为68.30m，洪水波的传播时间为21h，即预报下游站次日2时将出现洪峰水位68.3m。 二、合成流量法 合成流量法按照上游干、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。 式中 — 上游干、支流各站相应流量，m3/s； —上游干、支流各站到下游站的洪水传播时间，h； — 上游干、支流的测站数目。 图5-9 合成流量法预报示意图 合成流量法的预见期取决于上游各站中传播时间最短的一个。如果附加比降和底水影响较大，则在相关图中加入下游站同时水位为参数。 1、基本原理 河段流量演算是由以下两个基本公式组成： 河槽时段水量平衡方程（图5-10） 若当河段内有区间入流量 ，将 值并入到上断面的入流量中进行演算，即 。 河段蓄水量与泄流量方程 式中S为河段内某一流量所对应的蓄水量。 三、流量演算法 流量演算法是在圣维南方程组简化的基础上，利用河槽的水量平衡方程替代连续性方程，用河段的蓄泄关系替代动力方程， 然后联立求解，将河段的入流过程演算为出流过程的方法。 图5-10 河段时段水量平衡示意图 2、马斯京根法及其槽蓄曲线方程 该方法主要是建立马斯京根槽蓄曲线方程，并与水量平衡方程联立求解，进行河段洪水演算。 马斯京根槽蓄曲线方程中，河段槽蓄