水文预报课程设计指导书

1桂林理工大学环境科学与工程学院水文与水资源工程专业水文预报课程设计指导书水文与水资源工程教研室2014年6月2一、设计目的课程设计是把专业理论知识应用于实际问题的一个重要环节。通过水文预报课程设计实习，使学生获得水文预报的一些具体专业技术工作的理论知识和实际应用技能，包括水文资料的收集、整理、分析，模型的选用或推求，解决问题的计算方法、步骤等等。通过课程设计训练，为学生将来从事水文与水资源工作打下良好的基础。二、设计内容及要求水文预报是现代水文学科的一个重要分支，水文预报方法和技术在大量的实践经验和科学研究成果基础上，得到了迅速提高和发展，尤其在降雨径流计算、流域汇流、河道流量演算、水文模型等方面取得成果。设计内容及时间分配表序号设计内容时间分配1蓄满产流模型产流量计算82超渗产流计算83用分析法推求单位线84流域汇流等流时线法的克拉克单位线推求85马斯京根法河道流量演算86水箱模型水量计算8合计30三、计算方法和计算步骤介绍1、蓄满产流模型产流量计算已知某流域的WM=120mm，WUM=20mm，WLM=80mm，WDM=20mm，b=0.3，蒸发折算系数K=0.95，C=0.14，土壤初始含水量已知，用蓄满产流模型计算产流量。蓄满产流模型产流量计算单位：mmt(日)PE0EPEUELEDEPEWUWLWDWR10.05.60.02.220.022.222.07.2…计算步骤：（1）根据E0及K，计算Ep（2）根据WU、WL、WD及Ep和P，计算EU、EL、ED----蒸发量（3）根据E计算W（4）根据W和WM及PE计算R2、超渗产流计算已知某流域一场洪水的降雨过程，和初始土壤含水率，采用菲利普下渗方程（A=0.1，B=5.6）计算流域的产流量。超渗产流计算单位：mm时：分PWfΔWRS14∶300.013.214∶320.4…3计算步骤：（1）由Ft（W）计算下渗率f（2）由f计算RS（3）由RS计算ΔW（4）依次类推，计算其他时段的产流量3、用分析法推求单位线已知某流域的径流过程和两时段净雨量，试用分析法推求单位线。分析法推求单位线计算时间月.日时∶分地面径流量Qd(t)(m3/s)净雨量rd(t)(mm)净雨量15.8mm产生的径流(m3/s)净雨量5.8mm产生的径流(m3/s)单位线纵高qi(m3/s)单位线时段数(Δt=12h)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)9.249∶00015.80009.2421∶001205.719.259∶002762…..计算原理：根据单位线的两点假定，净雨量rd、出流量Qd、单位线纵坐标q之间的关系如下：式中：Qd为流域出口断面时段末直接径流流量，m3/s；rd为时段净雨量(用单位净雨量的倍数表示)；q为单位线时段末流量，m3/s。因此式为一个多元线性代数方程组，求解方程组可得未知坐标q1、q2、…的数值，最简单的解法是逐一消去法，计算方法如下：4、流域汇流等流时线法的克拉克单位线推求某流域如图所示，流域面积为251km2，已求得其克拉克模型参数为τm=8h，K=7.5h。取计算时段Δt=1h，把流域分成8块等流域面积，每块等流时面积的大小见表，试确定该流域的1h10mm克拉克单位线。克拉克单位线计算时间（h）等流时面积(km2)I=10*103/3600*(2)(m3/s)2C0*(3)(m3/s)C2*(6)(m3/s)Q=(4)+(5)=1h10mm单位线(m3/s)（1）（2）（3）（4）（5）（6）0021,,1kdtdttjjkQrq2,,12,1(1,2,3,)kdidjijjidQrqqinr4111223………计算步骤：（1）计算该流域的单一线性水库的演算公式（2）1h10mm克拉克单位线计算5、马斯京根法河道流量演算已知长江万县-宜昌河段的x=0.15，K=Δt=18h，推求马斯京根法河道流量演算公式。已知万县如流过程，试计算宜昌出流过程。流量演算单位m3/s时间t月.日时∶分万县实测入流量IC0I2C1I1C2Q1宜昌演算出流量Qc（1）（2）（3）（4）（5）（6）7.114：0019800228007.28：0025000…..计算步骤：（1）推求马斯京根法河道流量演算公式（2）马斯京根法河道流量演算。6、水箱模型水量计算水箱模型的结构如图所示，水箱模型的参数如下：x1=10mm，h1=15mm，a0=0.1，a1=0.2，a2=0.2，x2=5mm，h2=6mm，b0=0.2，b1=0.3。蒸散发忽略不计，计算各层水箱的时段蓄量、出流量和下渗量。计算步骤：（1）第一层水箱首先根据时段降雨量计算蓄量，再根据蓄量计算出流孔一和出流孔二的出流量，再计算下渗量和剩余蓄量，依次计算各个时段的蓄量、出流量和下渗量。（2）第一层水箱的下渗即为第二层水箱的入流，计算方法与第一层水箱相同。