水文预报河道洪水预报课件.ppt

1、10.1 10.1 概述概述10.2 10.2 短期洪水预报短期洪水预报10.3 10.3 水文预报精度评定水文预报精度评定水文预报：已知信息水文预报：已知信息为了水位现象为了水位现象预报值：预报值：预见期：发布预报时刻预见期：发布预报时刻预报要素出现时刻预报要素出现时刻按预报项目分类：水位预报按预报项目分类：水位预报 径流预报径流预报 泥沙预报泥沙预报 按预见期分类：按预见期分类： 短期预报短期预报 中长期预报中长期预报 超长期预报超长期预报短期洪水预报：短期洪水预报：产流预报产流预报流域汇流预报流域汇流预报河段汇流预报河段汇流预报一、河段中的洪水波运动一、河段中的洪水波运动1、洪水波的形成

2、、洪水波的形成初始恒定流水面上突然注入一定的水量，初始恒定流水面上突然注入一定的水量，s.t 原始原始恒定流水面受到干扰形成不稳定波动，称为恒定流水面受到干扰形成不稳定波动，称为。 2、洪水波的特征、洪水波的特征波体波体 波长波长 波高波高波峰波峰 波前波前 波后波后 波锋波锋一、河段中的洪水波运动一、河段中的洪水波运动3、洪水波的传播、洪水波的传播（1）波体水面线与水位过程线的对应关系）波体水面线与水位过程线的对应关系 波前波前 各点依次通过河流某断面各点依次通过河流某断面 涨洪段涨洪段 波后波后 各点依次通过河流某断面各点依次通过河流某断面 落洪段落洪段 波峰波峰 通过河流某断面通过河流某

3、断面 洪峰洪峰（2）位相）位相洪水波波体与大气交界面轮廓线上每一点都占洪水波波体与大气交界面轮廓线上每一点都占有一定的相对位置，这就是洪水波位相概念。有一定的相对位置，这就是洪水波位相概念。一、河段中的洪水波运动一、河段中的洪水波运动3、洪水波的传播、洪水波的传播（3）波速（）波速（C）：）：洪水波上某位相点在河道中的传播速度。洪水波上某位相点在河道中的传播速度。（4）相应水位）相应水位/相应流量：相应流量：洪水波上某一位相点依次次通过河道上下断面洪水波上某一位相点依次次通过河道上下断面所形成的一组水位或一组流量。所形成的一组水位或一组流量。Z上上,tZ下下,t+；Q上上,tQ下下,t+。一、

4、河段中的洪水波运动一、河段中的洪水波运动4、洪水波的变形、洪水波的变形（1）附加比降（）附加比降（i）：）：i =i- i0波体水面线相对于恒定流水面线的比降。波体水面线相对于恒定流水面线的比降。水面比降（水面比降（i ）：单位河长的水面落差。）：单位河长的水面落差。河底比降（河底比降（i0）：单位河长的河底落差。）：单位河长的河底落差。涨洪：涨洪： i 0；落洪：；落洪： i 0；恒定流：；恒定流：i=0。一、河段中的洪水波运动一、河段中的洪水波运动4、洪水波的变形、洪水波的变形（2）展开与扭曲）展开与扭曲展开：洪水波在运动过程中波长不断加大，波高展开：洪水波在运动过程中波长不断加大，波高不

5、断减小的现象。不断减小的现象。扭曲：波前水量向波后转移的现象。扭曲：波前水量向波后转移的现象。 C=f（Z,i）一、河段中的洪水波运动一、河段中的洪水波运动小结：小结：（1） 洪水波从上游向下游传播，洪水波从上游向下游传播， Z上上,tZ下下,t+(Q)具有成因联系；具有成因联系；（2） 洪水波在传播的过程中要发生变形，洪水波在传播的过程中要发生变形， Z上上,tZ下下,t+(Q)又有区别。又有区别。二、相应水位法二、相应水位法基本原理基本原理预报值：预报值：Z下下,t+ = f ( Z上上,t，其他影响因素，其他影响因素)预见期：预见期： = f ( Z上上,t，其他影响因素，其他影响因素)

6、二、相应水位法二、相应水位法主要方法主要方法无支流河段：无支流河段：（1）上下游相应洪峰水位预报；）上下游相应洪峰水位预报；（2）以下游同时水位为参数的）以下游同时水位为参数的上下游相应洪峰水位预报；上下游相应洪峰水位预报；有支流河段：有支流河段：合成流量法合成流量法二、相应水位法二、相应水位法（一）无支流河段上下游相应洪峰水位预报（一）无支流河段上下游相应洪峰水位预报1、适用条件：、适用条件：大河中上游，洪水波以传播为主，变形较小大河中上游，洪水波以传播为主，变形较小2、相关关系形式：、相关关系形式：Z下下,t+ = f ( Z上上,t) = f ( Z上上,t)二、相应水位法二、相应水位法

7、（一）无支流河段上下游相应洪峰水位预报（一）无支流河段上下游相应洪峰水位预报3、建立方案的步骤：、建立方案的步骤：（1）摘录点据）摘录点据（2）点绘相关图）点绘相关图（3）相关图的合理性检查和精度评定）相关图的合理性检查和精度评定4、作业预报、作业预报5、预见期：两断面间的洪峰传播时间、预见期：两断面间的洪峰传播时间表表l l 某河段上、下游站相应洪峰水位某河段上、下游站相应洪峰水位上游站洪峰上游站洪峰下游站洪峰下游站洪峰日期日期水位水位日期日期水位水位月月日日时：分时：分 （mm） 月月日日时：分时：分 （mm）4 4282817:3017:30 22.2822.284 429294:004

8、:008.748.746 62 21:301:3027.3827.386 62 28:008:0010.110.1 7 77:307:3024.2724.27 7 716:0016:009.229.22 161614:5014:50 23.3323.33 161622:0022:008.988.98 22220:000:0025.1625.16 22226:006:009.359.35 282816:4516:45 22.5922.59 29292:002:008.728.727 7141411:1511:15 23.1123.117 7141419:0019:008.898.89202022

9、222424262628288 89 910101111Z Z下下,t+,t+Z Z上上,t,t202022222424262628280:000:004:484:489:369:3614:2414:24Z Z上，上，t t7月月3日日5:20， Z上上m,t=25m，未来下游站的洪峰水位多高？未来下游站的洪峰水位多高？何时发生？何时发生？202022222424262628288 89 910101111Z Z下下,t+,t+Z Z上上,t,t7月月3日日5:20， Z上上m，t=25mZ下下m，t+=9.4m202022222424262628280:000:004:484:489:369

10、:3614:2414:24Z Z上，上，t t7月月3日日5:20， Z上上m，t=25m=7h7月月3日日5:20， Z上上m,t=25m，未来下游站未来下游站7月月3日日12:20，洪峰水位，洪峰水位9.4m。二、相应水位法二、相应水位法（二）无支流河段以下游同时水位为参数的（二）无支流河段以下游同时水位为参数的 上下游相应洪峰水位预报上下游相应洪峰水位预报1、适用条件：、适用条件：大河中下游，洪水波变形不可忽略大河中下游，洪水波变形不可忽略2、相关关系形式：、相关关系形式：Z下下,t+ = f ( Z上上,t， Z下下,t) = f ( Z上上,t)二、相应水位法二、相应水位法（二）无支

11、流河段以下游同时水位为参数的（二）无支流河段以下游同时水位为参数的 上下游相应洪峰水位预报上下游相应洪峰水位预报3、建立方案的步骤：、建立方案的步骤：（1）摘录点据）摘录点据（2）点绘相关图）点绘相关图（3）相关图的合理性检查和精度评定）相关图的合理性检查和精度评定4、作业预报、作业预报5、预见期：两断面间的洪峰传播时间、预见期：两断面间的洪峰传播时间二、相应水位法二、相应水位法（二）无支流河段以下游同时水位为参数的（二）无支流河段以下游同时水位为参数的 上下游相应洪峰水位预报上下游相应洪峰水位预报下游站同时水位：和上游站洪峰水位同时刻出现下游站同时水位：和上游站洪峰水位同时刻出现的下游站水位

12、。的下游站水位。某河某河2006.8.20一次洪水，一次洪水，20日日9时上游站出现洪时上游站出现洪峰水位为峰水位为185.2m，此时下游站水位为，此时下游站水位为121.3m，21日日9时下游站出现洪峰水位时下游站出现洪峰水位145.3m，该次洪水的，该次洪水的下游站同时水位下游站同时水位 ，河段传播时间，河段传播时间 。 二、相应水位法二、相应水位法（三）合成流量法（三）合成流量法合成流量：同时流达下游站的各上游站流量之和。合成流量：同时流达下游站的各上游站流量之和。相关关系：相关关系：预见期：上游各站重播时间的最小值。预见期：上游各站重播时间的最小值。nitiiQI1,上)(1,niti

13、tiiQfQ上下三、马斯经根法三、马斯经根法1、原理、原理K蓄量常数；蓄量常数；x流量比重因数；流量比重因数；t演算时段长；演算时段长；Q示储流量。示储流量。122121)(21)(21SStQQtQQ下下上上)1 (下上QxQxKQKS三、马斯经根法三、马斯经根法2、演算方程、演算方程tKxKKxtC212101211202下上上下QCQCQCQtKxKKxtC21211tKxKtKxKC212121210CCC三、马斯经根法三、马斯经根法例：某河段上断面一次洪水过程和该次洪水开始例：某河段上断面一次洪水过程和该次洪水开始时下断面流量见表，不计区间入流，试用马斯京时下断面流量见表，不计区间入

14、流，试用马斯京根法推求下断面流量过程。根法推求下断面流量过程。（C0=0.2、C1=0.5、C2=0.3）时段时段Q上上C0*Q上上2C1*Q上上1C2*Q下下1Q下下05005001700140250150540 21200240350162752 3900180600226 1000 4700140450300 890 5580116350267 733 三、马斯经根法三、马斯经根法3、试算法定参、试算法定参(1) 选定演算时段长选定演算时段长t；(2) 计算合成入流或对应出流：计算合成入流或对应出流：Q上上=Q上上+q区区；(3) 计算蓄量计算蓄量S过程；过程；(4) 设设x，计算示储流量，计算示储流量Q过程；过程；(5) 点绘点绘Q S相关图相关图(6) 检验：近似直线，检验：近似直线，K=S/Qt；else河段洪水预报：河段洪水预报：相应水位法相应水位法流量演算法流量演算法马斯京根法马斯京根法THE ENDTHE ENDThankThank You!You!