水文预报课程设计报告

1河海大学文天学院水文预报课程设计报告指导老师：专业班级：学号姓名：年月日2目录第一章基本任务............................................3第二章基本资料............................................41、流域概况............................................42、基本资料............................................53、计算参数............................................5第三章计算公式............................................61、蒸散发计算..........................................62、产流量计算..........................................63、水源划分............................................74、汇流计算............................................7第四章基本数据............................................8第五章结果评定及分析.....................................11第六章计算程序及说明.....................................13第七章总结和心得.........................................233第一章基本任务任务一：编写新安江模型，包括两种时间尺度：日模型（24h）、次洪模型（1h）；（1）进行日模型产流量计算；（2）比较计算年径流与实测年径流；（3）通过误差分析，优选蒸发折算系数Kc；（4）89~94年的历时数据作为率定参数，95~96年的数据作为模型检验。任务二：根据已给的呈村流域资料，利用编制的新安江模型进行日径流模拟与次洪过程模拟，率定新安江模型参数。任务三：分析日模型与次洪模型模拟结果，精度评定时，日模型采用径流深相对误差与确定性系数，次洪模型采用径流深相对误差、洪峰相对误差、峰现时差与确定性系数。任务四：提交课设报告4第二章基本资料1、流域概况呈村流域控制面积为290km2，地势南高北低，相对高差较大，平均海拔高程583m，流域河道平均坡度为0.95%，最大汇流路径长度为36km。流域内植被良好，雨量充沛，多年平均降雨量约为2100mm，流域降水在年内年际分配极不均匀，为典型的湿润流域。该流域植被类型主要包括常绿针叶林、落叶阔叶林、混合林、森林地林地草原、牧草地与作物地，土壤类型主要为黏壤土。图2-1该流域水文站分布图52、基本资料（1）计算流域面积为290平方千米（2）流域内有十个雨量站，权重分别为0.12、0.11、0.11、0,13、0.05、0.07、0.12、0.09、0.09、0、13（3）资料文件名：呈村流域资料.xls，数据格式为：T(i)Q(i)E(i)P1(i)P2(i)P3(i)P4(i)P5(i)P6(i)P7(i)P8(i)P9(i)P10(i)3、计算参数计算参数见表2-1。计算年份参数初始张力水蓄量1989—1994WMWUMWLMWDMWWUWLWD120206040110104030BCIMEX0.30.180.011.56第三章计算公式1、蒸散发计算根据流域特点，蒸散发计算采用的是三层蒸散发计算模式。三层蒸发模式的具体计算如下：1)当WU+P≥EP,EU=Ep,EL=0,ED=0;2)当WU+PEP,WL≥C×WLM,EU=WU+P,EL=(EP-EU)×WL/WLM,ED=0;3)当WU+PEP,C.(EP-EU)≤WLC.WLM,EU=WU+P,EL=C×(EP-EU),ED=0;4)当WU+PEP，WLC×(EP-EU)，EU=WU+P,EL=WL,ED=C×(EP-EU)-EL.2、产流量计算根据流域特点，产流量计算系根据蓄满产流理论得出的。蓄满产流，即任一地点上，土壤含水量达田间持水量前，降雨量全部补充土壤含水量，不产流；当土壤蓄满后，其后续降雨量全部产生径流。7a=WMM*(1-(1-W0/WM)^(1/(b+1))PE0，则产流；否则不产流。产流时，当PE+a≤WMM；R=PE+W-WM+WM*(1-(PE+a)/WMM)^(b+1)当PE+a＞WMM；R=PE+W-WM3、水源划分流域坡地上的降雨产流量因产流过程的条件和运动路径不同，受流域的调蓄作用不同，各径流成分在流量过程线上的反应是不一样的。各水源分量如下：1）当PE≤FC时：RS=0.0RG=R2）当PE＞FC时：RG=FC*R/PERS=R-RG4、汇流计算(1)、地面径流的坡地汇流地面径流的坡地汇流时间不计，直接进入河网，计算公式为：QS(I)=RS(I)×U(2)、壤中流汇流表层自由水以KI侧向出流后成为表层壤中流，进入河网。但如土层较厚，表层自由水尚可渗入深层土，经过深层土的调蓄作用，才进入河网。深层自由水用线性水库模拟，其消退系数为CI，计算公式为：QI(I)=CI×QI(I-1)+(1-CI)×RI(I)×U(3)、地下径流汇流8地下径流汇流用线性水库模拟,其消退系数为CG，出流进入河网。表层自由水以KG向下出流后，再向地下水库汇流的时间不另计，包括在CG之内，计算公式为：QG(I)=CG×QG(I-1)+(1-CG)×RG(I)×U第四章基本数据基本数据：9结果分析：序号时间平均降雨量平均产流量实测流量计算流量11986-6-2518:00:000.000.006.617.8221986-6-2519:00:000.000.006.307.8231986-6-2520:00:000.060.005.947.7741986-6-2521:00:000.550.045.947.6851986-6-2522:00:001.290.135.947.5961986-6-2523:00:000.530.045.947.8571986-6-2600:00:000.380.035.948.6481986-6-261:00:000.220.015.9410.3291986-6-262:00:000.400.035.9413.00101986-6-263:00:003.410.409.1713.00111986-6-264:00:005.180.6412.4013.37121986-6-265:00:007.641.0215.6326.89131986-6-266:00:002.940.4178.1080.93141986-6-267:00:001.600.22110.75108.80151986-6-268:00:001.340.1991.00104.55161986-6-269:00:000.220.0285.6096.47171986-6-2610:00:000.220.0257.2786.21181986-6-2611:00:000.220.0240.0078.04191986-6-2612:00:000.220.0234.0070.34201986-6-2613:00:000.000.0028.9059.12211986-6-2614:00:000.000.0024.7049.03221986-6-2615:00:000.000.0023.5940.79231986-6-2616:00:000.000.0022.4733.56241986-6-2617:00:000.000.0021.3627.7110251986-6-2618:00:000.000.0020.8023.06261986-6-2619:00:000.000.0020.0019.36271986-6-2620:00:000.000.0019.2016.43281986-6-2621:00:000.000.0018.8314.10291986-6-2622:00:000.000.0018.4712.24301986-6-2623:00:000.000.0018.1010.76311986-6-2700:00:000.000.0017.739.58321986-6-271:00:000.400.0417.378.62331986-6-272:00:000.400.0417.007.87341986-6-273:00:000.600.0716.537.51351986-6-274:00:000.600.0716.078.48361986-6-275:00:000.570.0715.6010.15371986-6-276:00:000.570.0715.1312.75381986-6-277:00:000.000.0014.6715.07391986-6-278:00:000.000.0014.2016.86401986-6-279:00:000.000.0014.0317.73411986-6-2710:00:000.000.0013.6815.54421986-6-2711:00:000.000.0013.3413.28431986-6-2712:00:000.000.0012.9911.42441986-6-2713:00:000.000.0012.659.92451986-6-2714:00:000.000.0012.308.72461986-6-2715:00:000.000.0011.917.77471986-6-2716:00:000.000.0011.516.99481986-6-2717:00:000.000.0011.126.37491986-6-2718:00:000.000.0010.735.87501986-6-2719:00:000.000.0010.335.45511986-6-2720:00:000.000.009.945.1111第五章结果评定及分析水文预报结果的准确率与可信程度是衡量服务质量的前提，为了12更好地为国家安全和国民经济建设服务，必须对水文预报结果的可靠性和有效性进行评定和检验。然而，设计的模型结构与流域的实际产流过程和规律也不完全相符，预报误差是客观存在的，故应采用水文预报中结果评定方法进行评定模型，并且分析结果中误差产生的主要原因。Kc优选原则：计算的6年资料的Kc应相同并使得2年内每年的年径流相对误差尽可能不超过5％，编程中解释为1989年和1990年两年的年径流量相对误差的绝对值之差不超过5％，即：Abs(Abs(XD(k,3))-Abs(XD(k,4)))=5％。该过程通过VB编程来实现。本报告仍选择了Kc=1作为率定值，因为选择这个数值时1989年和1994年两年的误差最相近（都约为21%），这表明此时模型的稳定性较好。其次，如果使Kc增加或减小，都会使其中一年的误差减小，但另一年的误差将变得特别大。综上所述，本报告采用Kc=1是合理的。通过采用1995年和1996年的数据对率定的Kc进行径流计算并检验，结果表明Kc=1对于1995年和1996年的径流计算误差较大，且其相应的确定系系数较小不能满足项目预报的要求。另一方面，通过检验发现检验年份的误差和确定性系数都不如率定年份，究其原因分析如下：1、用来率定参数的资料序列太短，资料的代表性不强，则率定出的Kc代表性较弱，甚至可能是错误的；2、径流计算过程中所使用的水文模型属于概念性的流域水文模型，其本身的精度就有限；3、在计算流域径流过程中各个雨量站的权重因子的选择可能没有充分考虑流域的流域气候和地质的时空不均匀性等。由于多种因素的作用使得水文模型整体上计算误差都较大。13第六章计算程序及说明DimP(1To366)AsS