水文預(yù)報(bào)課程設(shè)計(jì)

1、水文預(yù)報(bào)課程設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)院：水利與環(huán)境學(xué)院專業(yè)：水文與水資源工程班級(jí)：200905201姓名：馬天玉學(xué)號(hào)：20090520115指導(dǎo)教師：胡彩虹第一章基本任務(wù)1.1 蒸發(fā)折算系數(shù)Kc的優(yōu)選根據(jù)已給數(shù)據(jù)資料及參數(shù)（本報(bào)告采用89-92年的歷史數(shù)據(jù)），將流域作為整體：（ 1）進(jìn)行日模型產(chǎn)流量計(jì)算；（ 2）比較計(jì)算年徑流與實(shí)測年徑流；（ 3）通過誤差分析，優(yōu)選蒸發(fā)折算系數(shù)Kc；（ 4）8990年的歷時(shí)數(shù)據(jù)作為率定參數(shù)，9192年的數(shù)據(jù)作為模型檢驗(yàn)。1.2 暴雨預(yù)報(bào)根據(jù)已給的設(shè)計(jì)暴雨資料和任務(wù)一率定的Kc,將流域作為整體進(jìn)行如下計(jì)算：（ 1）次洪產(chǎn)流量計(jì)算，劃分水源；（ 2）直接徑流匯流，地下徑流匯流的

2、計(jì)算。（ 3）采用2004年暴雨數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)報(bào)。根據(jù)已給的資料、參數(shù)及做過的習(xí)題，自己編寫程序，將流域作為整體進(jìn)行產(chǎn)流量計(jì)算；將計(jì)算年徑流與實(shí)測年徑流進(jìn)行比較。第二章基本資料2.1 流域概況白盆珠水庫位于廣東省東江一級(jí)支流西枝江的上游，壩址以上集雨面積856km2流域地處粵東沿海的西部，海洋性氣候顯著，氣候溫和，雨量豐沛。暴雨成因主要是鋒面雨和臺(tái)風(fēng)雨，常受熱帶風(fēng)暴影響。降雨年際間變化大，年內(nèi)分配不均，多年平均降雨量為1800mm實(shí)測年最大降雨量為3417mm汛期49月降雨量占年降雨量的81%左右：徑流系數(shù)0.50.7。流域內(nèi)地勢平緩，土壤主要有黃壤和砂壤，具有明顯的腐殖層，淀積層和母質(zhì)土等層次結(jié)

3、構(gòu)，透水性好。臺(tái)地、丘陵多生長松、杉、樟等高大喬木；平原則以種植農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物為主，植被良好。流域上游有寶口水文站，流域面積553km2,占白盆珠水庫壩址以上集雨面積的64.6%。白盆珠水庫有10年逐日入庫流量資料、逐日蒸發(fā)資料和時(shí)段入庫流量資料：流域內(nèi)有7個(gè)雨量站，其中寶口以上有4個(gè)。雨量站分布較均勻.有10年逐日降水資料和時(shí)段降水資料；寶口水文站具有10年以上水位、流量資料；流域?qū)偕絽^(qū)性小流域且受到地形、地貌等下墊面條件影響，洪水陡漲緩落，匯流時(shí)間一般2-3h,有時(shí)更短；一次洪水總歷時(shí)25d。圖2-1該地區(qū)水文站分布圖2.2 數(shù)據(jù)資料計(jì)算流域面積為553km20流域內(nèi)有四個(gè)雨量站，權(quán)重系

4、數(shù)分別為0.33、0.14、0.33、0.20。(3)日產(chǎn)流模型數(shù)據(jù)，具體見資料文件名：87-92data.xls,數(shù)據(jù)格式為:T(i)Q(i)E(i)P1(i)P2(i)P3(i)P4(i)(4)暴雨預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)，見表2-1表2-12004年暴雨過程數(shù)據(jù)表時(shí)間蒸散發(fā)(mm)降雨量(mm禾多布馬山高潭寶口T(i)E(i)P1(i)P2(i)P3(i)P4(i)2004-9-2312:001.36.29.921.617.32004-9-2315:001.37.61620.612.62004-9-2318:001.36.26.414.915.92004-9-2321:001.38.817.229.4

5、18.52004-9-240:001.22534.835.324.62004-9-243:000.929.929.243.937.82004-9-246:000.938.624.846.9332004-9-249:000.96.97.56.112.32004-9-2412:000.928.329.934.228.52004-9-2415:000.925.642.739.875.42004-9-2418:000.993.9137.612413.22004-9-2421:000.985.390.88575.92004-9-250:000.851.547.749.238.52004-9-253:00

6、1.139.870.342.197.72004-9-256:001.143.247.361.545.92004-9-259:001.120.513.315.813.12004-9-2512:001.110.581.83.32004-9-2515:001.17.48.47.610.92004-9-2518:001.11.82.82.14.62004-9-2521:001.10.200.302004-9-260:001.200002004-9-263:002.100002004-9-266:002.100002004-9-269:002.100002004-9-2612:002.100002004

7、-9-2615:002.100002004-9-2618:002.100002004-9-2621:0020000(5)計(jì)算參數(shù)數(shù)據(jù)，見表2-2表2-2計(jì)算參數(shù)表計(jì)算年份參數(shù)初始張力水蓄量1989-1990WmUmLmDmWWUWLWD140206060110104060BCFcIM0.20.16220.001(6)流域單位線單位線過程(m3/s)為：0,40,80,130,100,80,48,20,10,5,0(7)地下徑流匯流3Cg=0.978,Qg=55.3m3/s第三章計(jì)算公式該流域海洋性氣候顯著、氣候溫和、雨量豐沛，多年平均降雨量為1800mm徑流系數(shù)0.5-0.7,土壤主要有黃壤和

8、砂壤，層次結(jié)構(gòu)明顯，透水性好，植被覆蓋度高，地勢平坦，由此可初步判定該流域的產(chǎn)流機(jī)制為蓄滿產(chǎn)流模式。3.1 產(chǎn)流計(jì)算3.1.1 蒸散發(fā)計(jì)算根據(jù)流域蓄滿產(chǎn)流特點(diǎn)，蒸散發(fā)計(jì)算采用的是三層蒸散發(fā)計(jì)算模式。三層蒸發(fā)模式的具體計(jì)算如下：1）當(dāng)WU+PEpEU=Ep,EL=0,ED=0;2)當(dāng)WU+PErWL>CXWLM,01.Q 。EU=WU+P,EL=(Ep-EU)XWL/WLM,ED=0;3)當(dāng)WU+PErC(EP-EU)&WL<CXWLM,EU=WU+P,EL=C(EyEU),ED=0;4)當(dāng)WU+PEP,WKC(EyEU),EU=WU+P,EL=WL,ED=C(E>EU

9、)-EL.式中：WUfe上層土壤蓄水量，WL*下層土圖2-1包氣帶蓄水容量曲線壤蓄水量，EU為上層土壤蒸發(fā)量，EL為下層土壤蒸發(fā)量，ED為深層土壤蒸發(fā)量，P為流域平均降雨量，Ep為流域平均蒸發(fā)能力，C為深層蒸散發(fā)擴(kuò)散系數(shù)，WLM為下層張力水蓄水容量。3.1.2 產(chǎn)流量計(jì)算根據(jù)流域特點(diǎn)，產(chǎn)流量計(jì)算系根據(jù)蓄滿產(chǎn)流理論得出的。蓄滿產(chǎn)流，即任一地點(diǎn)上，土壤含水量達(dá)田間持水量前，降雨量全部補(bǔ)充土壤含水量，不產(chǎn)流；當(dāng)土壤蓄滿后，其后續(xù)降雨量全部產(chǎn)生徑流。流域內(nèi)各點(diǎn)包氣帶的蓄水容量是不同的，將各點(diǎn)包氣帶蓄水容量從小到大排列，以包氣帶達(dá)到田間持水量時(shí)的土壤含水量WM為縱坐標(biāo)，以流域內(nèi)小于等于該WM的面積占全流

10、域的面積比a為橫坐標(biāo)，所繪的曲線稱為流域蓄水容量曲線。1/(b+1)a=WMM(1-(1-W/WM)1PE>Q則產(chǎn)流；否則不產(chǎn)流。產(chǎn)流時(shí)：1)當(dāng)PE+aCWMMb+1R=PE+W-WM+WM(PE+a)/WMM)2) 當(dāng)PE+a>WM：MR=PE+W-WM式中：PE為扣除蒸發(fā)量后的降雨量，a為土壤含水量W對(duì)應(yīng)的土壤水深，WM為流域平均蓄水容量，WMMJ流域各地點(diǎn)包氣帶蓄水容量的最大值，b為流域包氣帶蓄水容量分布的不均勻指數(shù)，R為流域產(chǎn)流量。3.1.3 二水源劃分流域坡地上的降雨產(chǎn)流量因產(chǎn)流過程的條件和運(yùn)動(dòng)路徑不同，受流域的調(diào)蓄作用不同，各徑流成分在流量過程線上的反應(yīng)是不一樣的。在實(shí)

11、際工作中，常需按各種徑流成分分別計(jì)算或模擬，因?yàn)橐獙?duì)產(chǎn)流量進(jìn)行水源劃分。直接徑流和地下徑流水源劃分如下：1)當(dāng)PE<=FC寸：RS=0.0RG=R2)當(dāng)PE>FC時(shí)：RG=FC*R/PERS=R-RG式中：FC為穩(wěn)定下滲率，RS為直接徑流，RG為地下徑流。3.1.4 各層蓄水量計(jì)算降雨補(bǔ)充土壤含水量，由前一天的土壤含水量推求第二天的土壤含水量，補(bǔ)充來源為降雨減去蒸散發(fā)減去徑流量，順序?yàn)樯?、下、深層依此補(bǔ)充。三層蓄水量變化的具體計(jì)算如下：1) WUi+Pi-EUi-Ri<=UM，WUi+1=WUi+Pi-EUi-Ri;WLi+1=WLi-ELi;WDi+1=WDi-EDi;2)

12、WUi+Pi-EUi-Ri>UM，WLi-ELi+(WUi+Pi-EUi-Ri-UM)<=LM，WUi+1=UM;WLi+1=WLi-ELi+(WUi+Pi-EUi-Ri-UM);WDi+1=WDi-EDi;3)WUi+Pi-EUi-Ri>UM，WLi-ELi+(WUi+Pi-EUi-Ri-UM)>LM，WDi-EDi+WLi-ELi+(WUi+Pi-EUi-Ri-UM)-LM<=DM時(shí)，WUi+1=UM;WLi+1=LM;WDi+1=WDi-EDi+WLi-ELi+(WUi+Pi-EUi-Ri-UM)-LM;4)WUi+Pi-EUi-Ri>UM，WLi-E

13、Li+(WUi+Pi-EUi-Ri-UM)>LM，WDi-EDi+WLi-ELi+(WUi+Pi-EUi-Ri-UM)-LM>DM時(shí)，WUi+1=UM;WLi+1=LM;WDi+1=DM;Wi+1=WUi+1+WLi+1+WDi+1；式中：i表示第i天。3.2匯流計(jì)算根據(jù)流域凈雨和流域徑流單位線，采用卷積的差分形式算出流域出口的流量過程。直接徑流匯流可根據(jù)該流域的時(shí)段單位線推求，地下徑流匯流由線性水庫演算法推求。1)直接徑流匯流計(jì)算公式：QS(i尸RS(i)XUH;式中：UH為該流域的單位線2)地下徑流匯流計(jì)算公式：QG(i尸CGXQG(i-1)+(1-CG)xRG(i)xuQ(i

14、尸QS(i)+QG(i)/行一流域面積F(km2)式中：U為單包轉(zhuǎn)換系數(shù)，U=3.6*：t(h)3.3模型參數(shù)1) Kc：蒸散發(fā)能力折算系數(shù)，它主要反映流域平均高程與蒸發(fā)站高程之間差別的影響和蒸發(fā)皿散發(fā)與路面蒸散發(fā)問差別的影響；2) WM流域平均張力水容量，它表示流域蓄滿的標(biāo)準(zhǔn)；3) WUMh層張力水蓄水容量，它包括了植物截留量；4) WLM下層張力水蓄水容量；5) b:流域包氣帶蓄水容量分布的不均勻指數(shù)，在一般情況下其取值與單元流域面積有關(guān)；6) C:深層蒸散發(fā)擴(kuò)散系數(shù)，它主要取決于流域內(nèi)深根植物的覆蓋范圍。7) IM:不透水面積占全流域面積的比例，它的值可由大比例尺的地形圖，通過地理信息系

15、統(tǒng)現(xiàn)代技術(shù)量測出來，也可用歷史上干旱期小洪水資料來分析。第四章模型檢驗(yàn)、結(jié)果評(píng)定及分析水文預(yù)報(bào)是一項(xiàng)直接服務(wù)于國家安全和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不可或缺的重要基本工作，是幫助人類有效地預(yù)防洪水、減少洪災(zāi)損失，有效利用水資源的非工程措施之一。隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展及其全球化進(jìn)程的需要，水文預(yù)報(bào)的服務(wù)面進(jìn)一步拓展，對(duì)水文預(yù)報(bào)提出了更高的要求。水文預(yù)報(bào)結(jié)果的準(zhǔn)確率與可信程度是衡量服務(wù)質(zhì)量的前提，為了更好地為國家安全和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，必須對(duì)水文預(yù)報(bào)結(jié)果的可靠性和有效性進(jìn)行評(píng)定和檢驗(yàn)。4.1 產(chǎn)流模式的檢驗(yàn)定性分析該流域集雨面積856km2。流域地處南方，海洋性氣候顯著，氣候溫和，雨量豐沛。暴雨成因主要是鋒面雨和臺(tái)

16、風(fēng)雨，常受熱帶風(fēng)暴影響。降雨年際間變化大，年內(nèi)分配不均，多年平均降雨量為1800mmi實(shí)測年最大降雨量為3417mmi汛期49月降雨量占年降雨量的81%左右：徑流系數(shù)0.50.7。流域內(nèi)地勢平緩，土壤主要有黃壤和砂壤，具有明顯的腐殖層，淀積層和母質(zhì)土等層次結(jié)構(gòu)，透水性好。臺(tái)地、丘陵多生長松、杉、樟等高大喬木；平原則以種植農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物為主，植被良好。流域上游有一水文立控制流域面積553km2,占流域集雨面積的64.6%。該水文站以上有4個(gè)雨量站。雨量站分布較均勻，有10年逐日降水資料和時(shí)段降水資料；該水文站具有10年以上水位、流量資料；流域?qū)偕絽^(qū)性小流域且受到地形、地貌等下墊面條件影響，洪水

17、陡漲緩落，匯流時(shí)間一般2-3h,有時(shí)更短；一次洪水總歷時(shí)25d。由流域概況可以看出，該地區(qū)屬于濕潤多雨地區(qū)，雨量集中，地勢平坦，土壤層容易蓄滿，而且有場系列的降雨資料和水位流量資料，綜合從氣候條件、土壤狀況、植被組成以及洪水機(jī)制看，新安江模型適用于該地區(qū)的水文預(yù)報(bào)。4.2 率定期優(yōu)選蒸發(fā)折算系數(shù)Kc4.2.1 計(jì)算年徑流與實(shí)測年徑流的比較結(jié)果及誤差分析采用試算法，設(shè)置Kc取值在0.9-4.9之間，步長為0.001，分別用1987-1992年的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,得到各年全年徑流量理論計(jì)算值和實(shí)測值的相對(duì)誤差值隨著Kc的變化過程如下圖1:圖1各年全年徑流量理論計(jì)算值和實(shí)測值的相對(duì)誤差值隨著Kc的變

18、化自左至右分別為1991、1988、1992、1989、1987、1990年，各年相對(duì)誤差最小時(shí)，Kc取值如下表：表1各年Kc最佳取值年份Kc最佳取值相對(duì)誤差19871.4830.0001333619881.2270.00029593519891.4235.32E-0519902.5650.00013631819911.0820.00010660919921.4180.000149347可以看出，1990年的資料不可取，因此舍棄不用4.2.2 蒸發(fā)折算系數(shù)Kc值的優(yōu)選方法在流域整體的計(jì)算徑流量與實(shí)測徑流量的相對(duì)誤差滿足5%Z內(nèi)的前提下，盡可能使1987-1989年連續(xù)三年的相對(duì)誤差均在10%Z

19、內(nèi)，并使得各年的相對(duì)誤差差別盡可能小。根據(jù)相對(duì)誤差規(guī)律得以下三種方法，同時(shí)說明：通過人為觀察、比較，人工選取所給Kc的最優(yōu)值；計(jì)算1987-1989年三年的相對(duì)誤差累計(jì)值，相對(duì)誤差累計(jì)值在一定程度上反映了Kc對(duì)計(jì)算徑流量造成的影響，相對(duì)誤差累計(jì)值越小越好；計(jì)算1987-1989年三年相對(duì)誤差的均方差，它在一定程度上說明了各相對(duì)誤差偏離平均相對(duì)誤差的程度，也反映了Kc取值造成誤差的穩(wěn)定程度，相對(duì)誤差的均方差越小越好。4.2.3 確定Kc的取化縮小Kc的取值范圍，取Kc=0.9-1.3,步長為0.001進(jìn)行計(jì)算，得到各年全年徑流量理論計(jì)算值和實(shí)測值的相對(duì)誤差值隨著Kc的變化過程如下圖2.圖2各年全

20、年徑流量理論計(jì)算值和實(shí)測值的相對(duì)誤差值隨著Kc的變化表2各年Kc最佳取值年份Kc最佳取值相對(duì)誤差19871.30.07413011719881.2270.00029593519891.30.06879280519911.0820.00010660919921.30.049825263因?yàn)?990年數(shù)據(jù)舍棄，原定4年率定，改為采用1987-1989年資料進(jìn)行率定，得到KC取1.263-1.430之間數(shù)據(jù)時(shí)，誤差均在5犯內(nèi)，其中，Kc取值為1.3450時(shí)，誤差最小。4.3 模型檢驗(yàn)及評(píng)價(jià)4.3.1 模型檢驗(yàn)結(jié)果通過對(duì)Kc取值在1.263-1.430之間進(jìn)行變化繪制日徑流量理論計(jì)算值和實(shí)測值的對(duì)比，

21、得到Kc取值為1.300時(shí)，擬合較好，此時(shí)各年相對(duì)誤差如下表3.表3Kc=1.300時(shí)的各年份相對(duì)誤差值年份878889909192相對(duì)誤差0.0741-0.01690.09830.5440-0.07540.07154.3.21987-1992年各年計(jì)算徑流與實(shí)測徑流的擬合結(jié)果Kc取1.300時(shí)，各年逐日徑流理論計(jì)算值和實(shí)測值對(duì)比圖見下圖3-8.圖31987年逐日徑流理論計(jì)算值和實(shí)測值對(duì)比圖圖41988年逐日徑流理論計(jì)算值和實(shí)測值對(duì)比圖圖51989年逐日徑流理論計(jì)算值和實(shí)測值對(duì)比圖圖61990年逐日徑流理論計(jì)算值和實(shí)測值對(duì)比圖圖71991年逐日徑流理論計(jì)算值和實(shí)測值對(duì)比圖圖81992年逐日徑流

22、理論計(jì)算值和實(shí)測值對(duì)比圖以上各圖是在日徑流理論計(jì)算時(shí)未計(jì)算基流的情況下得到的，可見其整個(gè)起伏趨勢還是相當(dāng)契合的，但局部仍存在差異，基本可以滿足常次預(yù)報(bào)的要求。因止匕確定Kc取1.300。4.4 誤差來源設(shè)計(jì)的蓄滿產(chǎn)流模型結(jié)構(gòu)與流域的實(shí)際產(chǎn)流過程和規(guī)律不完全相符，出現(xiàn)的問題以及可能誤差影響因素包括:(1)1990年數(shù)據(jù)計(jì)算出的結(jié)果誤差過大，可能是因?yàn)?990年數(shù)據(jù)存在問題。(2)各年先對(duì)誤差均已經(jīng)很小，但不能全部達(dá)到5%勺范圍之內(nèi)，可能是因?yàn)檎{(diào)試不夠，或者是因?yàn)槟Ｐ图僭O(shè)與市級(jí)的情況不盡相同。(3)逐日徑流計(jì)算理論值和實(shí)測值之間存在較大的相對(duì)誤差，可能是因?yàn)槲磳?duì)基流進(jìn)行計(jì)算，模型本身精度也有限，導(dǎo)

23、致這種誤差.o(4)由于流域地理、氣候、氣象、水文條件上與模型假設(shè)條件存在一定程度上的差異，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果存在誤差。4.5模型的應(yīng)用-暴雨預(yù)報(bào)對(duì)2004年暴雨過程進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)。運(yùn)用單位線法和出流系數(shù)法分別計(jì)算直接徑流出流量和地下徑流出流量，兩者之和即為總的流量，其中Kc取1.300。具體結(jié)果見下表1。表42004年暴雨過程時(shí)間月日時(shí)RRsRg地下徑流Qg直接徑流Qs總徑流Q923123.702.730.9755.300.0055.30154.303.181.1255.3510.9266.27183.642.351.2855.5734.5890.15218.446.871.5756.1170.38

24、126.492424.9522.212.7457.96115.01172.9824334.2431.243.0060.07228.10288.17636.5333.533.0062.13454.13516.2696.043.043.0064.14781.11845.251228.7525.753.0066.11984.051050.161540.8837.883.0068.031095.581163.621892.0589.053.0069.911106.621176.532182.3379.333.0071.761495.121566.882446.0543.053.0073.562053.

25、132126.6925354.2651.263.0075.322673.362748.68648.2045.203.0077.042953.153030.19914.3111.313.0078.722909.372988.10123.690.693.0080.372668.852749.23156.163.163.0081.982147.522229.50180.450.000.4580.691500.581581.27210.000.000.0078.91964.961043.87240.000.000.0077.17540.63617.812630.000.000.0075.48254.5

26、7330.0560.000.000.0073.82122.02195.8490.000.000.0072.1950.44122.64120.000.000.0070.6012.6683.26150.000.000.0069.053.5072.55180.000.000.0067.531.5869.11210.000.000.0066.050.0066.052464.590.0064.5927363.170.0063.17661.780.0061.78960.420.0060.421259.090.0059.091557.790.0057.791856.520.0056.522155.280.0

27、055.282454.060.0054.0628352.870.0052.87將直接徑流、地下徑流出流過程和總流量過程繪制出洪水流量過程線,見下圖9.圖9洪水流量過程線第五章總結(jié)和心得此次課程設(shè)計(jì)，做了很久，期間碰到諸多棘手的問題，終于一一解決，得以完成，雖然還有些不盡人意，但總體上還是較好得完成了此次課程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求。通過此次課程設(shè)計(jì)，收獲良多。首先是對(duì)于水文預(yù)報(bào)這門課程，為了完成這次課設(shè)，對(duì)課本進(jìn)行了深入系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，尤其是與新安江模型相關(guān)的內(nèi)容，使得對(duì)這門課程的掌握更加扎實(shí)牢固，理解也更加深入；其二，本次課設(shè)采用的是matlab軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這也是基于數(shù)據(jù)較多，計(jì)算分析比較復(fù)雜的緣故

28、，利用原有的一點(diǎn)兒編程基礎(chǔ)，在這期間進(jìn)一步不斷地學(xué)習(xí)，對(duì)該軟件的使用能力有了很大程度的增強(qiáng)，這對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作都是大有裨益的。這次課設(shè)的意義就是在于不斷逼迫自己去學(xué)習(xí)更多的新東西，并把以前學(xué)過的東西進(jìn)行整合貫通，達(dá)到提升自身水平的效果；其三，在做課程設(shè)計(jì)的過程中，老師對(duì)我們進(jìn)行了多次耐心認(rèn)真的輔導(dǎo)，同學(xué)們之間也不斷進(jìn)行互相的交流，也得到了很多的樂趣?？偟膩碚f，這次課程設(shè)計(jì)受益匪淺。這是畢業(yè)設(shè)計(jì)之前的最后一次課設(shè)，也是由書本上知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中的一次嘗試，讓我們意識(shí)到自身知識(shí)的匱乏和有限，長嘆“書到用時(shí)方恨少”，同時(shí)這也是一個(gè)有趣的過程。試想，通過自己的不懈努力終于把它攻克，把成果展現(xiàn)在自己眼前時(shí)

29、的喜悅，又有什么能比得上？感謝老師，感謝此次課設(shè)。附件：1.1987-1992年連續(xù)六年，前三年率定期和后兩年檢驗(yàn)期的計(jì)算徑流量與實(shí)測徑流量絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差計(jì)算程序：%*%1987-1989年計(jì)算結(jié)果%*%clcclearZL=load（'1987到1989資料.txt'）;%ZL表示導(dǎo)入的數(shù)據(jù)WM=140;UM=20;LM=60;DM=60;B=0.3;C=0.16;IM=0.002;%流域平均張力水容量WM（mm）,上層張力水容量UM（mm）,下土層張力水容量LM（mm）,深層張力水容量DM（mm）,張力水蓄水容量曲線方次B,深層蒸散發(fā)折算系數(shù)C，%不透水面積占全流域面積

30、的比例IMQ=ZL(:,3);%日徑流量實(shí)測值Q(m3/s)E0=ZL(:,4);%日蒸發(fā)量蒸發(fā)皿實(shí)測值(mm)P1=ZL(:,5);P2=ZL(:,6);P3=ZL(:,7);P4=ZL(:,8);%P1,P2,P3,P4分別表示流域四個(gè)地區(qū)的日降雨量實(shí)測值(mm)sumQ=0;%sumQ表示年徑流量實(shí)測值(mm)sumR=zeros(4000，1);h=length(ZL);%求出數(shù)據(jù)的天數(shù)R=zeros(h,1);%R表示日徑流量的理論計(jì)算值EU=zeros(1,h);fori=1:h%流域平均降雨量計(jì)算P(i)=0.33*P1(i)+0.14*P2(i)+0.33*P3(i)+0.2*

31、P4(i);%逐日降雨深的計(jì)算sumQ=sumQ+Q(i)*24*3.6/553;%實(shí)際測得年徑流量的計(jì)算end%求逐日降雨深和實(shí)測全年徑流量W(1)=110;WU(1)=10;WL(1)=40;WD(1)=60;%初始的土壤總，上，下，深層土壤含水量%流域三層蒸發(fā)計(jì)算WMM=WM*(1+B);%初始土壤含水量的確定a(1)=WMM*(1-(1-(W(1)/WM)A(1/(1+B);forj=1:4000Kc(j)=0.9+0.001*j;%設(shè)定Kc值在0.9到4.9的范圍內(nèi)變動(dòng)，步長取0.001fori=1:hEP(i)=E0(i)*Kc(j);%流域逐日蒸散發(fā)深ifWU(i)+P(i)&g

32、t;=EP(i)EU(i)=EP(i);EL(i)=0;ED(i)=0;endifWU(i)+P(i)<EP(i)ifWL(i)>=C*LMEU(i)=WU(i)+P(i);EL(i)=(EP(i)-EU(i)*WL(i)/LM;ED(i)=0;elseifWL(i)<C*LM&WL(i)>=C*(EP(i)-EU(i)EU(i)=WU(i)+P(i);EL(i)=(EP(i)-EU(i)*C;ED(i)=0;elseifWL(i)<C*(EP(i)-EU(i)EU(i)=WU(i)+P(i);EL(i)=WL(i);ED(i)=(EP(i)-EU(i)*

33、C-EL(i);endendE(i)=EU(i)+EL(i)+ED(i);%求得各層的蒸發(fā)量PE(i)=P(i)-E(i);%流域產(chǎn)流計(jì)算凈降雨量PE%三層蒸散發(fā)計(jì)算，求總蒸發(fā)量和流域凈降水量ifPE(i)>0%當(dāng)產(chǎn)流時(shí)ifPE(i)+a(i)<WMMR(i)=PE(i)+W(i)-WM+WM*(1-(PE(i)+a(i)/WMM)A(B+1);W(i+1)=W(i)+PE(i)-R(i);a(i+1)=PE(i)+a(i);elseifPE(i)+a(i)>=WMMR(i)=PE(i)+W(i)-WM;W(i+1)=WM;a(i+1)=WMM;endend%產(chǎn)流計(jì)算完畢if

34、WU(i)+P(i)-EU(i)-R(i)<=UMWU(i+1)=WU(i)+P(i)-EU(i)-R(i);WL(i+1)=WL(i)-EL(i);WD(i+1)=WD(i)-ED(i);elseWU(i+1)=UM;ifWL(i)-EL(i)+(WU(i)+P(i)-EU(i)-R(i)-UM)<=LMWL(i+1)=WL(i)-EL(i)+(WU(i)+P(i)-EU(i)-R(i)-UM);WD(i+1)=WD(i)-ED(i);elseWL(i+1)=LM;ifWD(i)-ED(i)+WL(i)-EL(i)+(WU(i)+P(i)-EU(i)-R(i)-UM)-LM<

35、;=DMWD(i+1)=WD(i)-ED(i)+WL(i)-EL(i)+(WU(i)+P(i)-EU(i)-R(i)-UM)-LM;elseWD(i+1)=DM;endendend%此處計(jì)算的是降雨補(bǔ)充土壤含水量，由前一天的土壤含水量推求第二天的土壤含水量，補(bǔ)充來源為降雨減去蒸散發(fā)減去徑流量，順序?yàn)樯?、下、深依此補(bǔ)充。ifPE(i)<=0%當(dāng)不產(chǎn)流時(shí)R(i)=0;W(i+1)=W(i)+PE(i);a(i+1)=WMM*(1-(1-W(i+1)/WM)A(1/(1+B);endsumR(j)=sumR(j)+R(i);endend%選出誤差最小的年份和差額cha=zeros(4000,1

36、);forj=1:4000kc(j)=0.9+0.001*j;cha(j)=abs(sumR(j)-sumQ)/sumQ);%cha表示年徑流量理論值和實(shí)測值的相對(duì)誤差endplot(kc,cha);%計(jì)算1989年和1990年相對(duì)誤差隨著Kc值變化圖xlabel('Kc值');ylabel('相對(duì)誤差值');%坐標(biāo)軸表示對(duì)象標(biāo)簽%1987-1989cha=zeros(4000,1);%直接篩選出1987年誤差最小的年份和差額i=1;forj=1:4000cha(j)=abs(sumR(j)-sumQ)/sumQ);ifcha(j)<=0.05KC(i)=

37、kc(j);i=i+1;endend%由此得到KC取1.263-1.430之間數(shù)據(jù)時(shí)，誤差均在5%以內(nèi)y,l=min(cha);%y是誤差值，l是誤差最小時(shí)j的取值Kc8=0.9+l*0.001;%Kc的最優(yōu)取值為1.34502.1987-1992年六年日模產(chǎn)流量計(jì)算程序：此處僅以1987年為例%*%1987年日徑流量理論值和實(shí)測值的檢驗(yàn)%*%計(jì)算步驟%首先進(jìn)行三層蒸發(fā)計(jì)算，得到凈降雨量，然后進(jìn)行徑流劃分，然后計(jì)算次日到初始土壤含水量%然后根據(jù)劃分出的各時(shí)段的地表和地下徑流，求取洪水過程clcclear%清空數(shù)據(jù)hs=load('1987年資料.txt');WM=140;UM=

38、20;LM=60;DM=60;B=0.3;C=0.16;IM=0.002;Fc=24;Cg=0.978;%導(dǎo)入常數(shù)值;RR=hs(:,3);E0=hs(:,4);P1=hs(:,5);P2=hs(:,6);P3=hs(:,7);P4=hs(:,8);Kc=1.440;%確定Kc取值m=length(hs);%確定暴雨持續(xù)時(shí)間R=zeros(1,m);EU=zeros(1,m);fori=1:m%流域平均降雨量計(jì)算P(i)=0.33*P1(i)+0.14*P2(i)+0.33*P3(i)+0.2*P4(i);%逐日降雨深的計(jì)算end%求逐日降雨深W(1)=110;WU(1)=10;WL(1)=4

39、0;WD(1)=60;%流域三層蒸發(fā)計(jì)算，先給出初始上、下、深層土壤含水量WMM=WM*(1+B)；%初始土壤含水量的確定a(1)=WMM*(1-(1-(W(1)/WM)A(1/(1+B);fori=1:mEP(i)=E0(i)*Kc;%逐日蒸散發(fā)深ifWU(i)+P(i)>=EP(i)EU(i)=EP(i);EL(i)=0;ED(i)=0;endifWU(i)+P(i)<EP(i)ifWL(i)>=C*LMEU(i)=WU(i)+P(i);EL(i)=(EP(i)-EU(i)*WL(i)/LM;ED(i)=0;elseifWL(i)<C*LM&WL(i)>

40、;=C*(EP(i)-EU(i)EU(i)=WU(i)+P(i);EL(i)=(EP(i)-EU(i)*C;ED(i)=0;elseifWL(i)<C*(EP(i)-EU(i)EU(i)=WU(i)+P(i);EL(i)=WL(i);ED(i)=(EP(i)-EU(i)*C-EL(i);endendE(i)=EU(i)+EL(i)+ED(i);%求得各層的蒸發(fā)量PE(i)=P(i)-E(i);%流域產(chǎn)流計(jì)算凈降雨量PE%三層蒸散發(fā)計(jì)算，求總蒸發(fā)量和流域凈雨量ifPE(i)>0%當(dāng)產(chǎn)流時(shí)ifPE(i)+a(i)<WMMR(i)=PE(i)+W(i)-WM+WM*(1-(PE(i

41、)+a(i)/WMM)A(B+1);W(i+1)=W(i)+PE(i)-R(i);a(i+1)=PE(i)+a(i);elseifPE(i)+a(i)>=WMMR(i)=PE(i)+W(i)-WM;W(i+1)=WM;a(i+1)=WMM;endend%產(chǎn)流計(jì)算完畢ifWU(i)+P(i)-EU(i)-R(i)<=UMWU(i+1)=WU(i)+P(i)-EU(i)-R(i);WL(i+1)=WL(i)-EL(i);WD(i+1)=WD(i)-ED(i);elseWU(i+1)=UM;ifWL(i)-EL(i)+(WU(i)+P(i)-EU(i)-R(i)-UM)<=LMWL

42、(i+1)=WL(i)-EL(i)+(WU(i)+P(i)-EU(i)-R(i)-UM);WD(i+1)=WD(i)-ED(i);elseWL(i+1)=LM;ifWD(i)-ED(i)+WL(i)-EL(i)+(WU(i)+P(i)-EU(i)-R(i)-UM)- LM<=DMWD(i+1)=WD(i)-ED(i)+WL(i)-EL(i)+(WU(i)+P(i)-EU(i)-R(i)- UM)-LM;elseWD(i+1)=DM;endendend%此處計(jì)算的是降雨補(bǔ)充土壤含水量，由前一天的土壤含水量推求第二天的土壤含水量，補(bǔ)充來源為降雨減去蒸散發(fā)減去徑流量，順序?yàn)樯?、下、深依此補(bǔ)充。

43、ifPE(i)<=0%當(dāng)不產(chǎn)流時(shí)R(i)=0;W(i+1)=W(i)+PE(i);a(i+1)=WMM*(1-(1-W(i+1)/WM)A(1/(1+B);endend%以上產(chǎn)流計(jì)算完畢f(xié)ori=1:ms(i)=i;endplot(s,RR,s,R);%計(jì)算1989年和1990年相對(duì)誤差隨著Kc值變化圖xlabel('天數(shù)');ylabel('流量值');%坐標(biāo)軸表示對(duì)象標(biāo)簽Rr=0;fori=1:mRr=Rr+RR(i)/m;%Rr是實(shí)測值的均值endX=0;Y=0;fori=1:mX=X+(R(i)-RR(i)A2;Y=Y+(RR(i)-Rr)A2;D

44、C=1-X/Y;%DC是確定性系數(shù)end3.暴雨預(yù)報(bào)計(jì)算程序：%計(jì)算步驟%首先進(jìn)行三層蒸發(fā)計(jì)算，得到凈降雨量，然后進(jìn)行徑流劃分，然后計(jì)算次日到初始土壤含水量%然后根據(jù)劃分出的各時(shí)段的地表和地下徑流，求取洪水過程%*%2004年場次暴雨的洪水預(yù)報(bào)計(jì)算%*%clcclear%清空數(shù)據(jù)hs=load('2004暴雨.txt');WM=140;UM=20;LM=60;DM=60;B=0.3;C=0.16;IM=0.002;Fc=24;Cg=0.978;%導(dǎo)入常數(shù)值;E0=hs(:,3);P1=hs(:,4);P2=hs(:,5);P3=hs(:,6);P4=hs(:,7);Kc=1.9

45、540;%確定Kc取值m=length(hs);%確定暴雨持續(xù)時(shí)間R=zeros(1,m);fori=1:m%流域平均降雨量計(jì)算P(i)=0.33*P1(i)+0.14*P2(i)+0.33*P3(i)+0.2*P4(i);%逐日降雨深的計(jì)算end%求逐日降雨深W(1)=110;WU(1)=10;WL(1)=40;WD(1)=60;%流域三層蒸發(fā)計(jì)算，先給出初始上、下、深層土壤含水量WMM=WM*(1+B);%初始土壤含水量的確定a(1)=WMM*(1-(1-(W(1)/WM)A(1/(1+B);fori=1:mEP(i)=E0(i)*Kc;%逐日蒸散發(fā)深ifWU(i)+P(i)>=EP(i)EU(i)=EP(i);EL(i)=0;ED(i)=0;endifWU(i)+P(i)<EP(i)ifWL(i)>=C*LMEU(i)=WU(i)+P(i);EL(i)=(EP(i)-EU(i)*WL(i)/LM;ED(i)=0;elseifWL(i)<C*LM&WL(i)>=C*(EP(i)-EU(i)EU(i)=WU(i)+P(i);EL(i)=(EP(i)-EU(i)*C;ED(i)=0;elseifWL(i)<C*(EP(i