水文預報__第四章_河道流量演算與洪水預報 2

1、1Hydrologic forecasting水文預報水文預報2第四章第四章 河道流量演算與洪水預報河道流量演算與洪水預報 在汛期，預報沿防汛河段的各指定斷面處的水位和流量。河道洪水預報河道洪水預報 河道中洪水波的運動規(guī)律。 河道洪水預報的依據(jù)河道洪水預報的依據(jù) 3緒論緒論流量演算法相應水位法水力學方法水文學方法解析法數(shù)值法特征河長法馬斯京根法河道洪水預報方法河道洪水預報方法 相應水位法的實質(zhì)是數(shù)理統(tǒng)計法，流量演算法的實質(zhì)是成因分析法。 4河道洪水預報方法河道洪水預報方法 天然河道的洪水波運動屬于漸變不穩(wěn)定流，可用圣維南方程組描述。 圣維南方程組包含連續(xù)方程、運動方程 。 求解圣維南方程組可分

2、為水文學方法、水力學方法兩類。 51、連續(xù)性方程、連續(xù)性方程 continuity equationttdxQtA2dxxQQ2dxxQQxtdWdtdxtA第一節(jié)第一節(jié) 流量演算法的基本原理流量演算法的基本原理一、概述一、概述 6連續(xù)性方程連續(xù)性方程 根據(jù)質(zhì)量守恒定律（進、出河段水量差等于河段蓄量的增量），有dtdxtAdtdxxQQdtdxxQQ)2()2(化簡得0tAxQ0tAxQ上式表明，河道洪水波運動過程中，過水斷面面積隨時間的變化與流量隨河長的變化相互抵償。ttdxQtA2dxxQQ2dxxQQtdtdxtA連續(xù)性方程（4-1）7概述概述2、穩(wěn)定流的傳播速度、穩(wěn)定流的傳播速度 ),

3、(txQQ dxxQdttQdQ0uxQtQ對穩(wěn)定流0dtdQxQtQu/0tAxQtQQAxQAQu連續(xù)性方程uxQtQdtdQ（4-5b）8穩(wěn)定流的傳播速度穩(wěn)定流的傳播速度dLAQu穩(wěn)定流的傳播速度dL它在河段 內(nèi)傳播時間udLddLQA在整個河段內(nèi)傳播時間dLQAdLQAQwQWw下斷面上斷面WQW（4-18）9穩(wěn)定流的傳播速度穩(wěn)定流的傳播速度QW 可見，可用槽蓄曲線的坡度計算洪水在河段內(nèi)的傳播時間。QW實用中，常取 2OIQQ則 2OIQQWWQ10第一節(jié)第一節(jié) 流量演算法的基本原理流量演算法的基本原理二、水量平衡方程、槽蓄方程二、水量平衡方程、槽蓄方程 12)(WWtOIdtdWOI

4、1、水量平衡方程、水量平衡方程 water balance equation 其差分方程形式為O下斷面上斷面WI11 河段蓄水量（槽蓄量）與入流、出流之間的關系方程水量平衡方程、槽蓄方程水量平衡方程、槽蓄方程),(OIfW 2、槽蓄方程、槽蓄方程 storage-discharge equation 或 )(OfW O下斷面上斷面WI12槽蓄方程槽蓄方程 槽蓄方程的曲線形式為槽蓄曲線。 為簡便，常假設水位沿河長成直線變化，此時河段中斷面水位與槽蓄量必為單一關系。 下斷面上斷面QW中斷面中zW13OW單一關系槽蓄方程槽蓄方程 單一關系。 條件：當中斷面水位不變時，下斷面漲洪時的流量等于落洪時的流

5、量。 中zW 由于附加比降的影響，中斷面水位與下斷面流量關系有三種情況： 中ZO單一關系14槽蓄方程槽蓄方程 順時針繩套關系。 條件：當中斷面水位不變時，下斷面漲洪時的流量大于落洪時的流量。 OW順時針繩套中zW中ZO順時針繩套15槽蓄方程槽蓄方程 逆時針繩套關系。 條件：當中斷面水位不變時，下斷面漲洪時的流量小于落洪時的流量。 OW逆時針繩套中zW中ZO逆時針繩套16第二節(jié)第二節(jié) 特征河長法特征河長法一、特征河長、特征河長法的槽蓄方程一、特征河長、特征河長法的槽蓄方程 滿足下斷面的出流與河段的槽蓄量成單一關系的河長。即1、特征河長、特征河長 characteristic river leng

6、th 下斷面上斷面QW)(QfW 單一關系17特征河長特征河長 對任意河段，中斷面水位與槽蓄量為單一關系。 則對特征河長，中斷面水位與下斷面流量也成單一關系。下斷面上斷面QW中斷面18特征河長特征河長Qz下斷面中斷面上斷面Q1z10Q2Q穩(wěn)定流1漲水2基準面102QQdssQww),(wszQQ 2z202QQ 1020QQdzzQwwdssQdzzQwwdssQdzzQws水面比降wds附加比降20Q19特征河長特征河長wwdssQdzzQ 上式表明，在特征河長的下斷面處，水位變化引起的流量變化與水面比降變化引起的流量變化正好相互抵消。20特征河長、特征河長法的槽蓄方程特征河長、特征河長法的

7、槽蓄方程)(QfW QKl2、特征河長法的槽蓄方程、特征河長法的槽蓄方程洪水波在特征河長內(nèi)的傳播時間。lK可見，特征河段具有水庫型的蓄泄關系。 又若蓄泄關系為線性的，則特征河段為線性水庫。21特征河長法特征河長法二、特征河長的計算二、特征河長的計算1、公式法、公式法),(wszQQ 特征河長的下斷面流量：IQ0Q2/ l2/ lwdsdz漲水時22對特征河長，公式法公式法2/ ldzdsw02wsQlzQ0wwdssQdzzQdQIQ0Q2/ l2/ lwdsdz漲水時),(wszQQ 23公式法公式法wsKQ 00ssQQw00211sdsQQw0021sdsQdQwdQQQ002wsQlz

8、Q0021sQdsdQw0022sQlzQQzsQl0000sdssw同一水位下，下斷面流量24公式法公式法000)(QZSQlQzsQl00取穩(wěn)定流時的 代替 ，得到特征河長的0QzQz近似計算公式為特征河長實例（表特征河長實例（表4-2） 從計算結果可以看出，隨流量的增大，特征河長也增大。 （4-21）25特征河長法的計算特征河長法的計算 在基本水尺斷面（中斷面）下游的不同位置設置測流斷面，當測得的流量與基本水尺斷面的水位成單一關系時，兩斷面的間距為特征河長的一半。下斷面中斷面下Q中Z2、試錯法、試錯法26特征河長法特征河長法三、特征河長法三、特征河長法 characteristic ri

9、ver length method 結合水量平衡方程和特征河長的槽蓄方程，進行流量演算的方法。OKWl（一）特征河長法（一）特征河長法 （二）原理式（二）原理式dtdWOI27特征河長法特征河長法122102)(OCIICO差分處理221III221OOO12OOdOtdtdtdOKOIl采用差分法解OKWldtdWOIOKWldtdWOI過程：（4-26）28特征河長法特征河長法當預報河段較長，采用多河段處理方法： 把預報河段 按特征河長 分成 段，再借助匯流曲線求下斷面的出流。Lln 匯流曲線有兩種：泊松分布匯流曲線 ；長辦匯流曲線。（三）多河段處理（三）多河段處理29特征河長法特征河長法

10、泊松分布匯流曲線的推導：OKWdtdWOIldtdOKtOtIl)()(取其拉普拉斯變換，得 )()()(sOSKsOsIlSKsIsOl11)()()(sI)(sO單一河段1、泊松分布匯流曲線、泊松分布匯流曲線（瞬時河槽匯流曲線）30泊松分布匯流曲線泊松分布匯流曲線lKtnlleKtnKtO1)()(1)(SKsIsOl11)()(n)1 (1)()(SKsIsOl)(sI)(sO12nn個河段對瞬時單位入流)(tn)1 (1)(SKsOl，取其拉普拉斯逆變換，得 ，則1)()(tLsI，31泊松分布匯流曲線泊松分布匯流曲線取計算時段長lKt lKtnlleKtnKtO1)()(1)(則 簡

11、寫為mnlemnKtO1)(1)(dxexnxn01)(其中，ttlKtm ，用 對 離散化：32泊松分布匯流曲線泊松分布匯流曲線mnlemnKtO1)(1)(為瞬時單位線的匯流曲線，為方便匯流計算，需將其轉(zhuǎn)化為時段單位線。tdttOtS0)()(dtemnKtmnl01)(1dmemnmmn01)(1mnnmemnP1,)(1稱為泊松分布函數(shù) 。S這要用到 曲線：33泊松分布匯流曲線泊松分布匯流曲線)()() 1()(),(ttststststtu得到 曲線后，再求時段單位線 ：),(ttu S最后，用時段單位線進行河道洪水的匯流計算 。 采用泊松分布的匯流曲線進行匯流計算的難點mnnmem

12、nP1,)(1在于求解 。為方便計算，有專門 表可查。nmP,340.0030.0060.0010.0150.0340.0730.1490.2710.3680.080.0010.0020.0070.0180.0500.1350.3650.419泊松分布函數(shù)表nmP, 8 7 6 5 4 3 2 1 0 5 4 3 2 1mn35泊松分布匯流曲線泊松分布匯流曲線泊松分布匯流曲線泊松分布匯流曲線 的計算程序的計算程序 nmP,36泊松分布匯流曲線泊松分布匯流曲線泊松分布匯流曲線中參數(shù)泊松分布匯流曲線中參數(shù) 、 的推算的推算 nlK)()()()(1122IMOMINONKl)()()()(2221

13、1INONIMOMn其中，)(1M一階原點矩)(2N二階中心矩37泊松分布匯流曲線泊松分布匯流曲線Qt3t3QiiiQtQQM)(1iiiQQMtQQN212)()(38特征河長法特征河長法2、長辦匯流曲線、長辦匯流曲線 1965年，原長江流域規(guī)劃辦公室以特征河長為基礎，采用矩形單位入流 ，推導出的匯流曲線。It矩形單位入流10km39長辦匯流曲線長辦匯流曲線10,0!1niimnimePkmm 0；mjniikmnjjnkeimejMPk)!1 (!1010, mmk；kmmM（其中，）根據(jù)上面兩式已經(jīng)制成長辦匯流系數(shù)表，可查。40長辦匯流系數(shù)長辦匯流系數(shù)0.0020.0040.0010.0

14、100.0230.0510.1080.2070.3300.2640.0010.0020.0040.0120.0310.0860.2330.632 9 8 7 6 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1mn41第三節(jié)第三節(jié) 馬斯京根法馬斯京根法一、線性馬斯京根法一、線性馬斯京根法 liner Muskingum method 用入流、出流的線性組合構造一個示儲流量：（一）基本原理和概念（一）基本原理和概念IOOyIxQQKW1、槽蓄方程、槽蓄方程 storage-discharge equation并使得 與槽蓄量 成線性關系： QW42槽蓄方程槽蓄方程OyIxQ0QQ OyIxQ0當水流為穩(wěn)定

15、流時，0QOI1 yxOyIxQOxIxQ)1 ( 于是得到馬斯京根法的槽蓄方程)1 (OxxIKQKW 對于任意長河段，只有穩(wěn)定流時，槽蓄量與流量才成單一關系，因此有0QQ （4-29）43線性馬斯京根法線性馬斯京根法1211202OCICICO其中， txkkxKtC2220txkkxKtC2221txkkxKtKC222222、馬斯京根法流量演算公式、馬斯京根法流量演算公式水量平衡方程tOIWW)(12)1 (OxxIKQKW槽蓄方程（4-30）44線性馬斯京根法線性馬斯京根法1、參數(shù)意義、參數(shù)意義（二）參數(shù)意義、參數(shù)和計算時段長的確定（二）參數(shù)意義、參數(shù)和計算時段長的確定 馬斯京根法的

16、預報方案中有兩個參數(shù)： 、 。Kx由 知，QKWQddWK0dQdW0dQdW又可見 ， 為恒定流狀態(tài)下，河段的傳播時間。K45參數(shù)意義參數(shù)意義假定水面線為直線。OI中斷面2/ l2/LlQ)(中zWW 為單一線)(lQWW 則 為單一線)(中zQQll為單一線因為QKW而馬斯京根法的槽蓄方程 為線性關系可見， 基本符合 的要求。lQQ46參數(shù)意義參數(shù)意義假設水面線為直線時，2/2/lLOQLOIl2lLLOIOQlQQlOxxI)1 ( Llx221OI中斷面2/ l2/LlQ（4-36）47參數(shù)意義參數(shù)意義Llx221當 時，lL 5 . 00 x特別地 ，lL 5 . 0 x121120

17、2OCICICOtxkkxKtC2220txkkxKtKC22222Kt 取12IO 此時，洪水波沒有變形，河槽無調(diào)蓄作用。48參數(shù)意義參數(shù)意義當 時，lL 0 xLlx221 此時，河槽的調(diào)蓄作用等同于水庫（調(diào)蓄作用最大）。KO則 OxxIKW)1 ( 49參數(shù)意義參數(shù)意義實際中很少出現(xiàn)此種情況。lL 當 時，0 xLlx221綜上所述， 反映了河槽的調(diào)蓄作用大?。簒同一條河流，上游的 比下游的 大。xx在 范圍內(nèi)， 越小，表明河槽的調(diào)蓄x5 . 00 x作用越大。50參數(shù)意義參數(shù)意義QWQWK由 和 知，當 時， QQKQWKQKWQWKOxIxW)1 ( )(5 . 0()(21OIxO

18、IW)(5 . 0(OIxQW51參數(shù)意義參數(shù)意義)(5 . 0(OIxQWK 落水時， ，則 ；OI K當 時，5 . 0 x 穩(wěn)定流時， 為單一關系 ， 變化不大。)(QfW 由此分析得漲水時， ，則 ；KOI 當 時， ， ，5 . 0 xKQQQWK 52線性馬斯京根法線性馬斯京根法 確定參數(shù) 、 ，主要有兩種途徑：試算法，分析法。Kx試算法的流程圖。2、參數(shù)、參數(shù) 、 的確定的確定Kx53線性馬斯京根法線性馬斯京根法輸入資料：入流、出流過程關系曲線呈直線結束假設一個x調(diào)整x計算OxIxQ)1 (初始槽蓄量01W計算tOIWW)(12點繪 關系曲線QW是否54線性馬斯京根法線性馬斯京根

19、法試算法的算例：表4-4。55線性馬斯京根法線性馬斯京根法)1 (21LlxuLK 其中，洪水波的波速 與斷面平均流速 間有關系VuVu為斷面形狀系數(shù)，可查表4-6。 1.25 1.33 1.50 1.33 1.44 1.67V型矩形拋物線斷面形狀2/13/21SRnV RSCV 分析法確定 、 ，就是用公式計算它們。xK56線性馬斯京根法線性馬斯京根法 馬斯京根法采用差分法求解，這要求在計算時段 內(nèi)，入流、出流呈線性變化。t 為滿足這一要求 ， 應取得小些好。t 3、計算時段、計算時段 的確定的確定 ttQt57線性馬斯京根法線性馬斯京根法 在推導槽蓄方程時，水面線要求在計算河段內(nèi)呈直線。

20、若 過小 ，會使得在相當多的時段內(nèi)，破壞第二個條件。t2t3t4t1t58 的確定的確定 t 理想的情況是，取 ，這時，洪水的峰（或谷）點最多只在河段內(nèi)出現(xiàn)一次。t 59 的確定要考慮匯流曲線的合理性。t 合理的匯流曲線要求 ， （原因后述）。 00C02C02220txkkxKtCtxkkxKtKC22222xKt2)1 (2xKt)1 (22xKtKx而實際演算問題中， ，此時， 4 . 03 . 0 xKt （4-38） 的確定的確定 t60 當預報河段不長（ 較小 ）時，取 能兼顧上面兩個要求。tKt 當預報河段較長（ 較大）時，取 只能滿足第二個要求。為此，對長的預報河段，提出了分段

21、的馬斯京根法 。tKt 的確定的確定 t61線性馬斯京根法線性馬斯京根法三、分段的馬斯京根法三、分段的馬斯京根法 入流為三角形。 )1 (21llLlxnKKl假設各分段的參數(shù) ， 相等。預報河段長 ，分段數(shù)為 ，各段長 。nLnLLltIt t 162分段的馬斯京根法分段的馬斯京根法tItt1當 時，0m由 得 1211202OCICICO021021, 0001CCCCOPnm當 時，1m201021021, 110CCCCCCCOPnm當 時，2m)(0020121021, 2CCCCCCOPnm)(2012CCCC第一單元河段（ ）：1n63分段的馬斯京根法分段的馬斯京根法這樣，可求得

22、第一個單元河段的出流過程：01, 0CPnm2011, 1CCCPnm)(20121, 2CCCCPnm)(201221, 3CCCCPnm)(201121,CCCCPmnm64分段的馬斯京根法分段的馬斯京根法 求出第一個單元河段的出流后，把它作為第二單元河段的入流，再計算第2個單元河段的出流。201CCCA)!()!()!1( !)!1( !iminiimnBi其中，0, 0immiiminniinmnnACCBPCP201,0, 00mnmP,n 以此類推，可計算第 個單元河段的出流 ：（4-39b）65分段的馬斯京根法分段的馬斯京根法馬斯京根分段連續(xù)演算河馬斯京根分段連續(xù)演算河槽匯流系數(shù)

23、的計算槽匯流系數(shù)的計算66馬斯京根法馬斯京根法四、非線性的馬斯京根法四、非線性的馬斯京根法)(QuLKllLQlx2)(21，1、分段的非線性馬斯京根法、分段的非線性馬斯京根法非線性的馬斯京根法有多種形式： 參數(shù) 、 為常數(shù)時，為線性的馬斯京根法。事實上， 、 不是常數(shù)，它們隨流量變化。為提高預報精度，提出了非線性的馬斯京根法。xKxK67非線性的馬斯京根法非線性的馬斯京根法mOxIxKW)1 ()1 (mmOxIxKW或2、非線性的槽蓄曲線法、非線性的槽蓄曲線法 68非線性的馬斯京根法非線性的馬斯京根法)1 (111111OxIxKW)1 (222222OxIxKW時段初：時段末：3、非線性

24、的馬斯京根法、非線性的馬斯京根法 69第四節(jié)第四節(jié) 河道相應水位預報河道相應水位預報一、概述一、概述（一）洪水波運動（一）洪水波運動 流域上發(fā)生降水后，地面、地下徑流迅速匯集到河槽中，使河段內(nèi)水位、流量迅速增加，并向下游傳播，稱為洪水波運動。 洪水波運動常作為不穩(wěn)定漸變流。 1、洪水波運動、洪水波運動 70洪水波運動洪水波運動 洪水波的要素：波前、波后、波高。 2、洪水波要素、洪水波要素 波前波后波高洪水波的要素71洪水波運動洪水波運動 洪水波通過測站斷面時，首先通過斷面的是波前部分，此時，測站水位不斷上升，波峰通過斷面時，洪峰水位出現(xiàn)；之后，波后部分通過斷面，斷面水位不斷下降。 上述兩個過程

25、相繼發(fā)生，形成了測站一場洪水過程。72洪水波運動洪水波運動 天然河道，洪水波的附加比降約在萬分之一以下，而穩(wěn)定流的水面比降一般小于千分之一。 附加比降是洪水波在運動過程中不斷發(fā)生變形的重要原因。 3、洪水波的附加比降、洪水波的附加比降 4、洪水波的變形、洪水波的變形 附加比降、區(qū)間入流、河道與斷面的變化等多種因素的影響，使得洪水波在運動中，同時發(fā)生兩種變形：展開、扭曲。73洪水波運動洪水波運動 洪水波的展開洪水波的展開 attenuation of flood wave 洪水波的扭曲洪水波的扭曲 distortion of flood wave 因波前的附加比降大于波后，導致波前的運動速度大于

26、波后，使洪水波在運動過程中波長不斷加大，波高不斷減小。 波峰傳播速度大于波前任何一點，使波前的長度不斷減小，波后的長度不斷增加。 74概述概述 洪水波上某一點，先后經(jīng)過上、下游斷面時，在兩個斷面處出現(xiàn)的水位。 表示為（ 、 ）tZ2tZ1（二）相應水位法基本原理（二）相應水位法基本原理 1、相應水位、相應水位 corresponding stage 這對水位也稱為同位相的水位。 ：洪水波從上斷面?zhèn)鞑サ较聰嗝嫘枰臅r間，簡稱傳播時間。 75下斷面水位時間2z上斷面水位時間1z相應水位法基本原理相應水位法基本原理 1tz2tz76相應水位法基本原理相應水位法基本原理傳播時間 是預報方案的預見期。

27、Vu 取決于洪水傳播速度 和河段長 ： LuuLu 與斷面平均流速 之間有關系： V斷面形狀系數(shù)，見表4-6。 77相應水位法基本原理相應水位法基本原理 2、相應流量、相應流量 corresponding discharge（ 、 ）表示為2tQ1tQ 研究相應水位（或相應流量）間的關系（統(tǒng)計規(guī)律），以此為依據(jù)，進行河段洪水預報的方法 。形成相應水位的一對流量。3、相應水位法、相應水位法 corresponding stage method 78相應水位法基本原理相應水位法基本原理 4、相應水位（相應流量）關系、相應水位（相應流量）關系),(),(21212tttttZZgZZfZ),(),(

28、21212tttttQQgQQfQ79相應水位法相應水位法二、相應水位法二、相應水位法 （一）洪峰水位預報（一）洪峰水位預報 利用相應水位法對洪峰水位（或洪峰流量）作出預報。 對洪峰水位（或洪峰流量）預報時，根據(jù)建立相關關系時，采用的影響因子不同，有以下幾種情況：80洪峰水位預報洪峰水位預報1、相應洪峰水位相關法、相應洪峰水位相關法 采用上、下游站的相應洪峰水位建立相關關系。 )(,1tmZg相應水位關系線 2,tmZ1,tmZ傳播時間關系線1,tmZ)(,1,2tmtmZfZ81相應洪峰水位相關法相應洪峰水位相關法 相應洪峰水位相關法適用于區(qū)間入流小、附加比降小，且河道斷面穩(wěn)定的河段。 82

29、洪峰水位預報洪峰水位預報2、下游同時水位為參數(shù)、下游同時水位為參數(shù) 當上、下游相應水位關系不好時，可考慮以下游同時水位為參數(shù)，建立相應洪峰水位關系。),(,2,1,2tmtmtmZZfZ),(,2,1tmtmZZg83下游同時水位為參數(shù)下游同時水位為參數(shù)相應水位關系線 2,tmZ1,tmZ傳播時間關系線1,tmZ2,tmZ2,tmZ84下游同時水位為參數(shù)下游同時水位為參數(shù) 下游同時水位作參數(shù)的意義：t2tz121tz2tzt 與 一起，反映了 時刻水面比降。t1tz2tz 與 一起，反映了 至 時段內(nèi)區(qū)間來水量的大小和下游變動回水的影響。2tz1tztt85帶參數(shù)的相應水位法帶參數(shù)的相應水位法

30、3、漲差法、漲差法t1tzZ 漲差 ：一次洪水過程中，斷面不同時刻的水位差。Z121tzt 次漲差 ：一次洪水過程中，上（或下）斷面洪峰水位與起漲水位的差：0zzzmZ86漲差法漲差法 漲差法：以上游站漲差（或次漲差）為參數(shù)的相應洪峰水位預報法。t1tzZ121tzt2tZt2tZ 以 為參數(shù)的根據(jù)：造成上游站在 時段內(nèi)水位上漲 的水量，經(jīng)時間 傳至下游，使下游水位從 漲至 ，因此，可用漲差作參數(shù)。2tZZZ2tZ87漲差法漲差法預報方案： 預報方法：用上游站漲差（或次漲差）預報下游站漲差（或次漲差），再預報下游站的洪峰。)(12ZfZ202,2ZZZtm)(1mZg)(100Zg),(120

31、,2ZZfZtm或或)(1mZg)(100Zg88洪峰水位預報洪峰水位預報預報方案：),(,m1,m2itittZZfZ),(,m1ititZZgitiZi其中，為上游某主要支流的相應水位。 4、上游支流站相應水位為參數(shù)、上游支流站相應水位為參數(shù) 當預報斷面的上游有一條支流，且其影響不可忽視時，則以該支流站相應水位為參數(shù)。89洪峰水位預報洪峰水位預報預報方案：),(2312,m1,mttttZZZfZ),(2312,m1tttZZZg5、多條支流的情況、多條支流的情況 當預報斷面的上游有影響的支流不止一條時，則以這些支流站相應水位為參數(shù)。90多條支流的情況多條支流的情況金華淳安衢縣蘆茨埠第三主

32、變量：淳安站23tZ第二主變量：金華站12tZ因變量：蘆茨埠tZ,m第一主變量：衢縣站tZ,m191多條支流的情況多條支流的情況tmz,48495045021tz1,tmz32tz1,tmz92多條支流的情況多條支流的情況金華相應水位23tZ淳安相應水位12tZ蘆茨埠洪峰水位tZ,m衢縣洪峰水位tZ,m193相應水位法相應水位法三、現(xiàn)時校正法三、現(xiàn)時校正法 相應水位法制作的預報方案是根據(jù)歷史洪水資料做出的，因此存在諸多問題： 為提高預報精度，根據(jù)已出現(xiàn)的預報誤差，對相應水位法的預報結果實施一次校正，稱為現(xiàn)時校正法。 考慮的因素不全面造成模型誤差； 水情的新變化導致原有模型不適應。 94現(xiàn)時校正

33、法現(xiàn)時校正法 認為相鄰兩次的預報誤差相關。當明確這種相關關系后，根據(jù)前一次的預報誤差計算本次預報誤差，再作出新的預報。1、基本思想、基本思想95現(xiàn)時校正法現(xiàn)時校正法ttttZZZZ則新的預報值為ttttttZZZZZZ)( 認為相鄰兩次的預報誤差相同，即2、具體做法、具體做法預報值實測值962Z1Z現(xiàn)時校正法現(xiàn)時校正法)(2tZtZ)(2tZ2Z1ZtZ2tZ21tZ1tZttZZ)(297相應水位法相應水位法四、合成流量法四、合成流量法 resultant discharge method 多支流的河段，當干、支流之間的影響較大，使得相應水位法的預報效果不好時，可以考慮采用合成流量法。nit

34、iiI11、合成流量、合成流量 resultant discharge 上游各干、支流的洪水考慮各自的傳播時間不同，在下游同一斷面的合成。表示為98合成流量法合成流量法)(n1ititiIfO2、原理式、原理式1I2IiIO99合成流量法合成流量法 原因：上游各干、支流來水量不同；漲水不同步；干、支流相互干擾等原因，使得計算各 較為困難。 ii3、 的確定的確定合成流量法的難點是確定各 。i100 的確定的確定 假設各 ，使 成單一關系曲線。 i)(n12iititIfO 公式計算公式計算iiiCL 試錯法試錯法i確定 有兩種方法： i101合成流量法合成流量法引入?yún)?shù)（如下游站同時水位），建

35、立相關關系。4、方法的改進、方法的改進102第七節(jié)第七節(jié) 水力學的河道洪水演算方法水力學的河道洪水演算方法01022RcVxVgVtVgxZxQtA一、圣維南方程組差分化一、圣維南方程組差分化對寬淺型河道，有 ，則tZBtA010222KQxQgAQtQgAxZxQtZB變量為 與ZQ103圣維南方程組差分化圣維南方程組差分化 均為非線性項，因 ，)(ZBB )(ZAA 對非線性偏微分方程組，直接求解析解很困難，常采用先差分化、后迭代的方法求其數(shù)值解。 tZB22KQtQgA 1xQgAQ2，則 、 、 、 因此，圣維南方程組為非線性偏微分方程組。104圣維南方程組解法圣維南方程組解法用 將河長分為 個小段，用 將整場洪水過程分為 個計算時段 。nmxtxt34210101txmnt1jjxi1ixt3421105圣維南方程組解法圣維南方程組解法xyyyyxy2)()(3412tyyyyty2)()(2413差分化方法：均以 表示。變量 、 以及與 有關的量 、 、zQABKyzxt3421443210yyyyyy106圣維南方程組解法圣維南方程組解法141413131gQfzeQdzc)()()(2102