1、.水文預報課程設計澴河流域洪水預報方案編制姓名：韓夕林學號：2014*組號：15:目錄一、設計目的1二、課程設計任務2任務一、A 站降雨徑流相關圖制作與預報21流域自然地理特征22水文氣象特征33預報站基本情況34水利工程概況35預報方案編制說明45.1流域特征提取45.2水文數據整理55.2.1雨量站權重55.2.2原始流量資料格式處理55.2.3歷年最枯流量平均值65.2.4流域平均蓄水容量WM65.2.5流域月蒸發能力Em75.2.6消退系數K75.2.7退水曲線85.2.8蓄泄關系曲線105.3產流分析115.3.1產流模式115.3.2洪峰流量頻率分析125.3.3產流量計算145.

2、4水源劃分185.4.1兩場洪水分析Fc185.4.2Fc分析215.5匯流分析225.5.1單位線225.5.2線性水庫245.5.3水位流量關系圖246方案的檢驗、評定256.1產流方案檢驗評定256.2匯流方案檢驗評定277預報方案的應用和注意事項288方案作業預報應用28任務二、A 站與 H 站相應水位流量法預報291預報站基本情況292水利工程概況293預報方案編制說明303.1基本資料引用303.2采用方法及有關處理技術304方案的檢驗、評定305方案作業預報應用30三、課程設計的總結與心得32附錄33一、設計目的 流域洪水預報方案的用途：洪水預報方案是現代實時洪水預報調度系統的核

3、心部分，是提高預報精度和增長預見期的關鍵技術。對水資源可持續利用：流域水文模型是水資源評價、開發、利用和管理的理論基礎。對水環境和生態系統保護：流域水文模型是構建面污染模型和生態評價模型的主要平臺。本次課程設計的目的是通過一個具體的降雨徑流預報方案的制作，使學生了解生產單位對預報任務的要求。 洪水預報方案是現代實時洪水預報調度系統的核心部分，是提高預報精度和增長預見期的關鍵技術。對水資源可持續利用而言，流域水文模型是水資源評價、開發、利用和管理的理論基礎。對水環境和生態系統保護而言，流域水文模型是構建面污染模型和生態評價模型的主要平臺。流域水文模型亦為分析研究氣候變化和人類活動對洪水、水資源和

4、水環境影響的有效工具。通過課程設計，要求掌握如下內容： 流域綜合退水曲線、地下水退水曲線的制作以及次洪分割方法； 掌握次洪徑流深及地面、地下流量分割方法； 掌握降雨徑流相關圖（API 模型）編制的完整過程； 流域經驗單位線的推求方法； 洪水預報方案精度評定方法； 利用預報方案進行實時洪水預報方法； 相應水位流量預報方案的制作方法； 利用相應水位流量法進行河道洪水預報。 水文預報課程設計對應工程教育認證要求：畢業要求 4. 研究：能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究，包括方案設計、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論，具有歸納、整理、分析研究結果，撰寫報告能力。 畢業

5、要求5. 使用現代工具：能夠針對復雜工程問題，掌握計算機、文獻檢索、科技方法等現代工程工具和信息技術工具，實現對復雜工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性。 支撐畢業要求指標點：能夠獨立對實驗數據進行有效分析、整理及撰寫實驗報告、研究報告或論文。 研究報告結論合理有效，能解決某個具體復雜工程任務。 針對具體復雜工程問題，能選擇、使用與開發恰當的工具。 能對復雜工程問題進行預測與模擬。 二、課程設計任務 任務一、A 站降雨徑流相關圖制作與預報1 流域自然地理特征澴河，古稱澴水，發源于河南省羅山縣與湖北省大悟縣接壤的靈山。澴河流域界于東經113°12114°33，北緯30&#

6、176;2631°29之間，主要在湖北省孝感市境內，干流全長150.8公里，流域面積3618平方公里。距河口57km處有A水文站，控制面積為2591km，占流域面積的71.6% ，干流長130.5公里，河床平均坡度0.97。A站控制流域水系圖及A站站網一覽表見下。圖 1 A站控制流域水系圖圖 2 流域水系地圖表 1 A站站網一覽表A站站網一覽表站名站別集水面積（km²）坐標設立日期資料系列長（年）東經北緯A水文站257113°580031°1500195652B水庫站272114°130031°50001972.555C雨量站2751

7、14°170031°3900195955D水文站459114°070031°3200195855E水文站417114°001131°3712196050F水文站433113°503031°36421931.155G雨量站478113°561231°27431959552 水文氣象特征流域屬于副熱帶大陸性季風氣候，氣候溫和，四季分明。一月份是本流域最冷的月份，多年最低氣溫南部在零下68，北部在零下79。七月份一般是本流域最熱的月份，多年最高氣溫南部在37左右，北部在37以上。流域內雨量充沛，多年平

8、均雨量在1150mm左右。各年雨量的變化比較大，一般在均值上下200mm以內，最多的1969年 （13001600mm）比最少的1966年（650800mm）多一倍。全流域各地雨量多集中在59月，最大一日雨量：1968年7月13日為355.2mm。歷史實測最大洪水位1996年7月17日，洪峰流量6060m³/s，洪峰水位39.95m。3 預報站基本情況A水文站于1956年設立，屬國家駐測重要站。經常性監測項目有降水、蒸發、水位、流量、水質、泥沙、地下水位、土壤墑情等。該站位于東經113°58，北緯31°15，引用的絕對基準面為黃海基面，采用基面為凍結基面。A站設防

9、水位36.50m，警戒水位37.50m，保證水位39.95m。水位級別劃分：38.5m以上為高水，34.00m38.50m為中水，34.00m以下為低水。預報標準：當流量大于1000m³/s時，需要作業預報。A站系河流中下游控制站，集水面積為257km²。4 水利工程概況該流域內有中型水庫6座，總庫容2.1789×108m³，控制面積225.8km²，占流域面積的8.7%；有小型水庫306座，控制面積424km²，占流域面積的16.4%。水庫總控制面積占流域面積的25.1%。A站流域內水庫基本情況一覽表見下。表 2 A站流域內水庫基本

10、情況一覽表A站流域內水庫基本情況一覽表序號水庫名稱水庫類型集雨面積（km²）所在流域面積（km²）總庫容（萬m³）1R1中型70259158402R2中3中型50259177644R4中型32.2259121625R5中型37259132826R6中型19.6259111805 預報方案編制說明 5.1 流域特征提取本文使用ArcGIS軟件對流域特征進行提取。ArcGIS是由ESRI出品的一個地理信息系統系列軟件的總稱。ArcGIS產品線為用戶提供一個可伸縮的，全面的GIS平臺。筆者用ArcGIS對流域特征進行提取的方法流程如下。數據結果

11、見圖 1 A站控制流域水系圖和表 2 A站流域內水庫基本情況一覽表。圖 3 流域特征提取方法流程圖5.2 水文數據整理5.2.1 雨量站權重本文降雨資料為7個站點的逐日降雨數據和部分降雨摘錄表。逐日降雨數據提供了各個雨量站點每天總的降雨量，降雨部分摘錄表提供了時段降雨量，在汛期雨量較大時時段比較短，在枯水期雨量較少時時段比較長。預報所需的降雨應為A站控制流域內的總的降雨數據，本文采用泰森多邊形法計算流域平均雨量。筆者通過ArcGIS制作泰森多邊形并計算各站點集水面積方法流程如下。各站點集水面積數據見表 3 雨量站面積權重表。圖 4 集水面積計算方法流程圖再通過泰森多邊形面積對雨量站雨量數據進行

12、面積加權平均，得到各雨量站雨量權重情況見下表。表 3 雨量站面積權重表雨量站面積權重表站名ABCDEFG集水面積（km²）257272275459417433478面積權重0.100.110.110.180.160.170.185.2.2 原始流量資料格式處理流量資料從A站水文要素摘錄表中可以得到。需要注意的是，年、月、日、時時間數據列需對格式進行轉化，使其在一列單元格中體現。方法流程如下。圖 5 日期格式轉換方法過程5.2.3 歷年最枯流量平均值統計歷年最枯流量數據，統計表格如下。經分析計算歷年最枯流量的平均值為2.22m³/s。表 4 歷年最枯流量數據統計表歷年最枯流量

13、數據年份1969197019711972197319741975流量（m³/s）4.781.233.71.724.890.038年份1976197719781979198019811982流量（m³/s）1.32.50.300.0271.740.803年份1983198419851986198719881989流量（m³/s）0.412.952.61.4510.20.72.245.2.4 流域平均蓄水容量WMWM是流域平均蓄水容量。本文從所有的歷史實測資料中選取久旱無雨之后突然一場暴雨引起的洪水來計算WM。通常逐日降雨量小于10mm的天數超過10天即可認為是久旱。

14、本文采用的是1976年7月14日為起漲日的洪水，命名為“760714洪水”。13日和14日各站降雨量如下。表 5 760714洪水降水數據760714洪水降雨數據（mm）時間ABCDEFG流域平均13日153.842.582.6104.185.245.49886.3014日103.415.160.2102.316.610.79157.60從A站水文要素摘錄表可以知道洪水起漲時間大約是1976年7月14日凌晨2點。則5.2.5 流域月蒸發能力Em蒸發資料從A站逐日水面蒸發數據可以獲取。原數據是歷史實測蒸發數據，本文需要推求流域蒸散發能力。尋找每年各月蒸發量的最大值近似作為本月的蒸發能力，再取21

15、年的平均值，即可得到該流域各月份的蒸發能力。提取及計算MATLAB程序如下：clear;clcdata=xlsread('A站逐日水面蒸發量表','A2:D7423');year=(data(:,1)-1969).*12;way=year+data(:,2);data1=data(1:321,:);%1969年無12月數據，分開算data(1:321,:)=;way1=way(1:321);way(1:321)=;num=zeros(252,1);%21年共252個月for i=1:11 num(i)=max(data1(find(way1=i),4);endf

16、or i=13:252 num(i)=max(data(find(way=i),4);end %提取各月的最大蒸發量作為該月蒸發能力k=reshape(num,12,21);ave=mean(k,2);ave(12)=mean(k(12,2:21),2);%21年的平均蒸發能力蒸散發能力數據結果見下表。表 6 多年平均蒸散發能力Em多年平均蒸散發能力Em月份JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec蒸發能力（mm）3.173.775.247.498.478.849.178.98.044.953.762.675.2.6 消退系數KK是消退系數。在考慮到各月蒸發條件和

17、蒸發能力不同時，消退系數K按月變化，其計算公式為 （1）其中 為，是土壤最大缺水量，其值近似為土壤蓄水容量,從而計算得到消退系數各月數值如下。表 7 K值表K值表月份JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDecK值0.970.960.950.930.920.910.910.910.920.950.960.975.2.7 退水曲線本文從1969年至1989年21年的時間里選取了16場退水數據，時間間隔為24小時。選取退水數據如下。表 8 16場退水流量數據16場退水流量數據（m³/s）時012345678910134.0333.9833.9233.8833.

18、8433.833.7733.7733.7433.7233.672867385155814832.124.319.916.815.30361121910967.750.838.529.422.117.8140443.931.62419.215.313.912.610.810.29.78.61533.630.124.92320.31714.912.210.810.10635.3134.3133.9533.7733.6633.533.4433.3933.3533.3233.3744812861.334.322.715.611.38.997.396.470848118710563.844.235.93

19、0.326.12219.116.4972595445403428262523010308122806555474237353233.291130414569.245.832.82623.922.519.81613.11227.520.211.97.115.224.443.22.922.391.381.221355.651.235.726.922.417.314.613.412.111.201415310789.170.952.54236.433.1933.1333.0601523010562.844.933.828.125.723.320.218.820.21613180.845.130.92

20、1.31612.3118.467.45.82由于數據系列不夠長，因此對上述數據進行插值處理，使時間間隔為6h，插值程序如下。data=xlsread('16場洪水退水選取數據','B1:M17');data=data't=data(:,1);q=data(:,2:17);tx=t(1):0.25:t(end)'qx=zeros(45,16);for i=1:16 qx(:,i)=interp1(t,q(:,i),tx);endxlswrite('退水插值數據',qx);再根據這已知的16場插值洪水數據在Excel中繪制退水曲線，見

21、圖 6 16場退水圖。通過分析退水曲線，可定退水規律符合指數函數的形式。圖 6 16場退水圖繪制相鄰時段流量關系圖見圖 7 相鄰時段流量關系圖。從圖可以看出，下部曲線大致重合，且接近直線，反映了地下退水特性，因此可以用外包線對其進行概括。上部分散的曲線簇用平均曲線進行代替，反映平均退水情況。圖 7 相鄰時段流量關系圖其中，黑線是外包線，其斜率為1.0570，則。因為，則令，計算、，根據計算結果繪制流域的退水曲線見下圖。圖 8 流域標準退水曲線5.2.8 蓄泄關系曲線根據流域退水曲線建立退水段流量與相應的退水徑流深之間的相關關系，點繪成如下圖所示的關系曲線。圖 9 蓄泄關系曲線此為蓄泄關系曲線，

22、可以用來計算次洪徑流深。筆者選取1983數據年內兩場洪水進行計算示例。本文選取“830721洪水”和“830915洪水”進行計算。對兩場洪水流量數據插值后點繪流量過程線見圖 10 兩場洪水流量過程線。根據公式（2）分別計算兩場洪水徑流深。其中為本次洪水退水流量所相應的退水徑流深；為前次洪水退水流量所相應的退水徑流深，都由圖 9 蓄泄關系曲線查得。計算得到次洪徑流深分別是圖 10 兩場洪水流量過程線5.3 產流分析 5.3.1 產流模式根據每年各站逐日降雨量和面積權重得到從1969年到1989年共21年在該流域的平均降雨量計算表如下。表 9 多年平均降雨量計算表多年平均降雨量計算表雨量站點累計雨

23、量（mm）平均雨量（mm）權重流域平均雨量（mm）A24059.00 1145.67 0.10 1056.55B24371.60 1160.55 0.11 C23261.20 1107.68 0.11 D23922.00 1139.14 0.18 E21016.50 1000.79 0.16 F19703.30 938.25 0.17 G20913.30 995.87 0.18 可以看到，多年平均降雨量為1056.55mm，超過了1000mm。從所給流量資料里選取兩場洪水，繪制洪水過程線見圖 11 澴河流域洪水過程代表。可以看到該流域的洪水過程線不具有對稱性。再結合該流所處地帶，澴水流域屬于我

24、國南方地區，土壤顆粒較大、結構疏松、植被較高、地下水也比較豐富，因此屬于蓄滿產流區。圖 11 澴河流域洪水過程代表該流域屬于濕潤地區,雨量充沛,植被良好,具有蓄滿產流的特點,但水利工程和人類活動影響較大,產流方案采用以前期影響雨量 Pa 為參數的降雨徑流經驗相關法建立。 5.3.2 洪峰流量頻率分析本文采用年最大值法對所給21年的流量數據進行樣本選擇，即尋找各年最大流量作為洪峰流量設計的樣本。利用MATLAB對原始資料進行提取，得到各年最大流量數據如下。表 10 各年最大流量各年最大流量（m³/s）年份1969197019711972197319741975流量35802760944

25、51914309282630年份1976197719781979198019811982流量2050120020025934702321090年份1983198419851986198719881989流量2940110012908443750709879MATLAB提取程序如下：clear;clcnum=zeros(21,1);for temp=1969:1989t1=xlsread('A站洪水水文要素摘錄表',num2str(temp),'E6:E55');t2=xlsread('A站洪水水文要素摘錄表',num2str(temp),'

26、;J6:J55');t3=xlsread('A站洪水水文要素摘錄表',num2str(temp),'O6:O55');t4=xlsread('A站洪水水文要素摘錄表',num2str(temp),'E61:E110');t5=xlsread('A站洪水水文要素摘錄表',num2str(temp),'J61:J110');t6=xlsread('A站洪水水文要素摘錄表',num2str(temp),'O61:O110');t7=xlsread('A站洪水

27、水文要素摘錄表',num2str(temp),'E116:E165');t8=xlsread('A站洪水水文要素摘錄表',num2str(temp),'J116:J165');t9=xlsread('A站洪水水文要素摘錄表',num2str(temp),'O116:O165');t=t1;t2;t3;t4;t5;t6;t7;num(temp-1968)=max(t);endv=reshape(num,7,3);v=v'xlswrite('年最大洪峰流量',v);本文不考慮特大洪水的影

28、響，將流量數據降序排列，并按照統一處理法計算頻率，計算公式如下（3）其中，N是樣本容量，在這里是21，n是序列數。計算頻率如下表。表 11 計算頻率表計算頻率表序號1234567流量3750358034702940276026302050頻率0.050.090.140.180.230.270.32序號891011121314流量14301290120011001090944928頻率0.360.410.450.500.550.590.64序號15161718192021流量879844709519259232200頻率0.680.730.770.820.860.910.95本文采用武漢大學水文

29、頻率分布曲線適線軟件（徐磊改版）-連續系列進行適線。適線結果圖如下。獲取兩年一遇洪峰設計值為1318.02m³/s。圖 12 洪峰流量頻率曲線筆者的數據年是1983年，從1983年的A站水文摘錄表中選擇洪峰為1370m³/s的洪水進行分析，其起漲日為1983年9月15日，故命名為“830915洪水”。對洪水流量進行插值，間隔為6個小時，插值主要程序如下：clc;clear;a=textread('插值數據.txt');b=interp1(a(:,1),a(:,2),a(1,1):0.25:a(end,1);繪制流量過程線如下：圖 13 830915洪水流量過

30、程線5.3.3 產流量計算前期雨量指數Pa的計算公式為（4）其中， 是第t+1日的前期雨量指數，k是月消退系數， 是第t日的降雨量， 是第t日的前期雨量指數。本文選取1983年9月15日前的75天作為計算9月15日前期雨量指數的預熱期，即7月2日至9月14日。先取各站逐日降雨量計算流域平均降雨量，假設7月2日的前期雨量指數，再按照公式（4）逐個計算各日的前期雨量指數。Pa值計算趨勢如圖 14 Pa值計算趨勢圖。可以看到，取不同的初始Pa值對計算9月15日的前期雨量指數并沒有影響，都是32.1mm，這就是預熱期的作用。圖 14 Pa值計算趨勢圖蓄滿產流模型：（5）（6）（7）（8）其中，b是常數

31、，反映流域包氣帶蓄水容量分布的不均勻性。W是初始土壤含水量，在這里數值上可以理解成前期雨量。WM是流域平均蓄水容量。當b=0.4時，假設初始土壤含水量W=20mm，那么如果降雨量PE=20mm，由于a+PE=40.63<140，則代入（7）式，按照此方法，算得不同W情況下的PE和R的數據列，表格如下。表 12 降雨徑流關系表b=0.4時降雨徑流關系表三要素（mm）W=0W=20W=40W=60W=80PER0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 10.00 0.14 0.78 1.54 2.52 3.99 20.00 0.59 1.89 3.46 5.51 8.64

32、30.00 1.35 3.35 5.79 9.00 14.12 40.00 2.43 5.18 8.56 13.09 20.77 50.00 3.87 7.42 11.82 17.86 30.00 60.00 5.68 10.09 15.64 23.50 40.00 70.00 7.89 13.24 20.09 30.41 50.00 80.00 10.54 16.93 25.31 40.00 60.00 90.00 13.66 21.23 31.57 50.00 70.00 100.00 17.31 26.27 40.00 60.00 80.00 110.00 21.57 32.27 50.

33、00 70.00 90.00 120.00 26.56 40.00 60.00 80.00 100.00 130.00 32.49 50.00 70.00 90.00 110.00 140.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 150.00 50.00 70.00 90.00 110.00 130.00 通過此表繪制降雨徑流相關圖如下：圖 15 b=0.4時不同W下降雨徑流相關圖針對830915洪水而言，W=32.1mm，其降雨徑流相關圖如下。圖 16 83915洪水降雨徑流相關圖根據流域平均雨量計算方法得到830915洪水降雨量為110.0mm，從A站逐日水面

34、蒸發量數據查得蒸發5mm，因此，扣除雨期后的PE值為100.4mm。查圖 16 83915洪水降雨徑流相關圖得到產流量R=34.7mm。本文對“830915洪水”進行探究，研究不同b對降雨徑流相關圖的影響，根據前文計算，得到Pa=32.1mm，比較圖如下：圖 17 W=32.1mm時不同b值對降雨徑流相關圖影響從圖中單獨一條線可以看出，隨著降雨量的增加，前階段局部產流，降雨量的增加對徑流深影響較小，徑流深增加較慢，因為有一部分降水需要滿足土壤含水量，等到全流域產流，即為圖中后階段的線性增加時，土壤水量已飽和，降水量全部用來產生徑流，后階段的降水對徑流深的影響因此特別大。再從參數b的角度來看，可

35、以發現，參數b對后階段的全流域產流情況沒有影響。從前階段的局部產流階段可以看出，b值越大，降水量對徑流深的影響越大，即表現為流域包氣帶蓄水容量分布越不均勻，降水量更容易產生次洪徑流深。5.4 水源劃分5.4.1 兩場洪水分析Fc本文采用斜線分割的方法對830915洪水進行徑流成分劃分，見下圖。圖 18 830915洪水斜線分割對地下徑流深采用差分和的辦法進行計算，公式如下（9）其中，為分割線上的插值流量值。得到地下徑流深從各個雨量站獲取雨量數據，由于各雨量站點記錄時刻不一致，因此先對各個雨量站點的雨量數據進行插值，再通過泰森多邊形進行面積加權平均，本文雨量時段步長取2小時，扣除預期蒸發損失后繪

36、制降水柱形圖如下：圖 19 830915洪水時段降雨圖根據前文830915洪水降雨徑流相關圖查得到各累積徑流深與降雨的關系如下表。表 13 累積降雨與累積徑流深關系表累積降雨與累積徑流深關系累積降雨（mm）1.99.425.047.168.791.5105.5108.7累積徑流深（mm）0.20 1.14 3.71 8.28 15.01 25.17 34.05 36.70 由此，時段降雨對應的時段徑流深為累積徑流深的差分，計算結果表如下。表 14 時段徑流量時段徑流量PE（mm）1.97.515.519.420.422.114.13.2r（mm）0.20 0.93 2.57 4.57 6.73

37、 10.15 8.88 2.65 根據公式（10）利用計算機仿真得到 仿真程序關鍵部分如下：temp=ones(1000,1);for i=1:1000FC=i/100;rg=sum(FC.*r(find(PE>FC)./PE(find(PE>FC)+sum(r(PE<=FC);temp(i)=abs(rg-RG);%RG=7.6endn=find(temp=min(temp);FC=n/100;由于此處將與時段采用的2小時為一個時段，因此真實的穩滲率值 按照同樣的方法對840715洪水分析Fc。以1984年5月17日至1984年7月17日作為此次洪水前期雨量的計算預熱期，按

38、照前文相似方法計算得到前期雨量為48.3mm。據此，通過蓄滿產流模型計算其降雨徑流相關關系，制成降雨徑流相關圖如下。圖 20 840715洪水降雨徑流相關圖通過水文摘錄得到840718洪水降雨時程分布圖如下。圖 21 840718洪水降雨時段分布圖通過降雨徑流相關圖和降雨時段分布表可以計算每個時段徑流深如下表。表 15 840718洪水時段降雨與時段徑流深時段降雨與時段徑流深（mm）時段123456PE37.30 11.74 27.81 35.35 1.06 1.41 r14.43 6.74 23.98 35.35 1.06 1.41 圖 22 840718洪水徑流成分分割圖其中黑線與藍線以下

39、為地下徑流成分，按照前文類似方法求得地下徑流深為 再由試算法通過計算機仿真得到 由于時段間隔為8個小時，因此 5.4.2 Fc分析Fc確定方法總結如下：圖 23 Fc確定方法總結Fc取值差異對水源劃分的影響：本文Fc主要用來劃分凈雨為地表凈雨和地下凈雨，屬于兩水源劃分。當Fc取值較大時，地表凈雨的比重會偏小，地下凈雨的比重會偏大；當Fc取值較小時，地表凈雨的比重會偏大，地下凈雨的比重會偏小。5.5 匯流分析5.5.1 單位線綜合分析，將凈雨時段取為6個小時，則830915洪水凈雨過程如下表：表 16 830915洪水凈雨過程凈雨過程時段123凈雨（mm）2.5521.1512.9按照Fc進行水

40、源劃分，計算各時段地下凈雨得到表格如下：表 17 凈雨劃分凈雨劃分地下凈雨（mm）0.66 2.07 4.87 地面凈雨（mm）1.89 19.08 8.03 本文采用科林試錯法推求單位線。由于第二個時段的凈雨最大，先假設是一個大時段凈雨，即總的凈雨是一個大時段發生，那么可以把第二個時段貢獻的徑流過程計算出來，再結合第二個時段的凈雨量，即可算出一條單位線q，再通過此單位線將其他兩個時段產生的徑流過程推求出來，錯開時段相加，再與總的地面徑流過程相差，即可得到第二個時段凈雨貢獻的出流過程，結合其凈雨量，即可推求單位線q，如此迭代，直至兩單位線近似相同。由A站出口流量數據進行插值，得到總的出流過程，

41、再減去歷年最枯流量平均值2.22m³/s，即得到地面出流過程。本文利用計算機數值仿真對單位線進行試錯。主要程序如下。q1=p(2)/sum(p).*Q.*10./p(2);%其中p為凈雨，Q為地面徑流過程q1(1)=;q1(end)=;Qtemp=Q-q1.*p(1)./10;0;0+0;0;q1.*p(3)./10;q2=Qtemp.*10./p(2);t=sum(abs(q2-0;q1;0);i=0;while t>10 q1=q2; q1(1)=;q1(end)=; Qtemp=Q-q1.*p(1)./10;0;0+0;0;q1.*p(3)./10; q2=Qtemp.*

42、10./p(2); t=sum(abs(q2-0;q1;0); i=i+1; if i>1000 break endend得到q1，再通過q1得到的出流過程與實際出流過程進行比較調整，調整對比結果圖如下。繪制830915洪水單位線如下圖。圖 24 830915洪水單位線5.5.2 線性水庫地下徑流匯流過程采用線性水庫計算，根據前文得到（11）其中，。時段為6h。那么 （12）則得到蓄泄常數 5.5.3 水位流量關系圖經對比分析，A站洪峰水位流量關系逐年變化，即右移，故需要及時修改。提取歷年最高水位、最大洪峰見表 18 歷年最高水位、最大洪峰數據統計表。率定洪峰水位關系線見圖 25 水位流

43、量關系圖。表 18 歷年最高水位、最大洪峰數據統計表歷年最高水位、最大洪峰數據統計表年份最高水位（m）最大流量（m³/s）196939.23580197038.142760197136.23944197235.54519197337.091430197436.099281975992630197695205019779912001978992001979992591980833470198134.3232198235.75725198338.672940198436.391100198536.71290198636.73844198737.912270198835.667091989

44、35.96879經過對數據分析，除掉異常點，點繪水位流量關系如下：圖 25 水位流量關系圖6 方案的檢驗、評定6.1 產流方案檢驗評定方案的評定、檢驗標準按水文情報預報規范（GB/T 22482-2008）中許可誤差標準進行。該站為河道站，預報項目主要為洪峰流量及峰現時間。表 19 降雨徑流相關圖預報檢驗方案檢驗評定表序號降雨量P(mm)前期影響雨量Pa(mm)實測徑流深R(mm)計算徑流深R(mm)誤差R-R(mm)許可誤差(mm)評定1113.597.511011110.01合格282.551.447.133.9-13.2-0.28合格392.969.451.462.310.90.21不合

45、格4147.121.570.668.6-2-0.03合格5113.470.589.783.9-5.8-0.06合格652.782.23534.9-0.10.00合格750.675.229.325.8-3.5-0.12合格886.835.330.422.1-8.3-0.27合格983.787.975.371.6-3.7-0.05合格10144.837.2788240.05合格11117.152.964.8705.20.08合格1288.349.43537.72.70.08合格1362.577.43339.96.90.21不合格1416161.9110122.912.90.12合格1574.899

46、.768.674.55.90.09合格16208.461.9173.9170.3-3.6-0.02合格17105.244.854.450-4.4-0.08合格1892.478.467.270.83.60.05合格19121.864.865.386.621.30.33不合格20107.67477.781.63.90.05合格21130.447.96978.39.30.13合格2290.346.532.736.84.10.13合格2388.175.767.763.8-3.9-0.06合格2490.744.23534.9-0.10.00合格25104.840.44545.20.20.00合格2682

47、.48068.662.4-6.2-0.09合格27110.350.738.76122.30.58不合格28182.146.1126.2128.220.02合格29128.8100120128.88.80.07合格30151.494.7150146.1-3.9-0.03合格31124.526.543.9517.10.16合格32122.13747.859.111.30.24不合格33201.627.9121.4129.58.10.07合格3474.865.837.640.630.08合格35101.685.584.787.12.40.03合格36176.759.1117.3135.818.50.

48、16合格37106.159.376.165.4-10.7-0.14合格3885.995.364.881.216.40.25不合格3910379.668.982.613.70.20合格40115.4838598.413.40.16合格41195.652.6137.9148.210.30.07合格合格率85.4%6.2 匯流方案檢驗評定選760713洪水進行檢驗評定，地面凈雨數據如下：表 20 760713洪水地面凈雨地面凈雨（mm）3.4721.7318.722.7616.414.94通過830915洪水推求的單位線計算出流過程結果見圖 26 匯流預報出流。圖 26 匯流預報出流7 預報方案的應

49、用和注意事項在推求地面徑流過程時，單位線為多條，當各時段地面凈雨強度分布不均勻時，需要考查暴雨中心在流域的位置，即哪一個站點的降雨強度最大，位置分為暴雨中心在上游、暴雨中心在中游、暴雨中心在下游。分別采用對應相應暴雨中心位置的單位線進行推流。人類活動影響，本方案只考慮中型水庫，對水庫人為的蓄量應該進行還原。近幾年來河道采砂嚴重，河床有所下降，如何預報洪峰水位。8 方案作業預報應用進入作業預報工作模式，設定相應降雨開始時間、初始Pa、預報根據時間等參數即可進行相應的作業預報，分析計算出該場洪水的洪峰流量。洪峰水位預報：通過建立的洪峰水位、洪峰流量相關圖，用預報的洪峰流量查線推求相應的洪峰水位。表

50、 21 A站控制流域雨量權重A站流域泰森多邊形雨量權重雨量站ABCDEFG權重0.100.110.110.180.160.170.18預報檢驗表見附錄頁表格。任務二、A 站與 H 站相應水位流量法預報1 預報站基本情況 H 站位于東經 113º53´，北緯 30º56´，是河下游控制站，控制面積5157km2。與上游 A 站相距 56.8km，區間面積2566km2，占該站以上集水面積的49.8%。該站于1956 年 6 月設立為水文站，1957 年改為水位站至今。引用的絕對基面為黃海基面，本站所用為凍結基面，凍結基面以上水位減 2.125m 等于黃海基面以上水位。該站設防水位 26.50m，警戒水位 27.