水文預(yù)報(bào)河道洪水預(yù)報(bào)課件

1、10.1 10.1 概述概述10.2 10.2 短期洪水預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)10.3 10.3 水文預(yù)報(bào)精度評(píng)定水文預(yù)報(bào)精度評(píng)定水文預(yù)報(bào)：已知信息水文預(yù)報(bào)：已知信息為了水位現(xiàn)象為了水位現(xiàn)象預(yù)報(bào)值：預(yù)報(bào)值：預(yù)見(jiàn)期：發(fā)布預(yù)報(bào)時(shí)刻預(yù)見(jiàn)期：發(fā)布預(yù)報(bào)時(shí)刻預(yù)報(bào)要素出現(xiàn)時(shí)刻預(yù)報(bào)要素出現(xiàn)時(shí)刻按預(yù)報(bào)項(xiàng)目分類(lèi)：水位預(yù)報(bào)按預(yù)報(bào)項(xiàng)目分類(lèi)：水位預(yù)報(bào) 徑流預(yù)報(bào)徑流預(yù)報(bào) 泥沙預(yù)報(bào)泥沙預(yù)報(bào) 按預(yù)見(jiàn)期分類(lèi)：按預(yù)見(jiàn)期分類(lèi)： 短期預(yù)報(bào)短期預(yù)報(bào) 中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)中長(zhǎng)期預(yù)報(bào) 超長(zhǎng)期預(yù)報(bào)超長(zhǎng)期預(yù)報(bào)短期洪水預(yù)報(bào)：短期洪水預(yù)報(bào)：產(chǎn)流預(yù)報(bào)產(chǎn)流預(yù)報(bào)流域匯流預(yù)報(bào)流域匯流預(yù)報(bào)河段匯流預(yù)報(bào)河段匯流預(yù)報(bào)一、河段中的洪水波運(yùn)動(dòng)一、河段中的洪水波運(yùn)動(dòng)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擾形成不穩(wěn)定波動(dòng)，稱(chēng)為恒定流水面受到干擾形成不穩(wěn)定波動(dòng)，稱(chēng)為。 2、洪水波的特征、洪水波的特征波體波體 波長(zhǎng)波長(zhǎng) 波高波高波峰波峰 波前波前 波后波后 波鋒波鋒一、河段中的洪水波運(yùn)動(dòng)一、河段中的洪水波運(yùn)動(dòng)3、洪水波的傳播、洪水波的傳播（1）波體水面線與水位過(guò)程線的對(duì)應(yīng)關(guān)系）波體水面線與水位過(guò)程線的對(duì)應(yīng)關(guān)系 波前波前 各點(diǎn)依次通過(guò)河流某斷面各點(diǎn)依次通過(guò)河流某斷面 漲洪段漲洪段 波后波后 各點(diǎn)依次通過(guò)河流某斷面各點(diǎn)依次通過(guò)河流某斷面 落洪段落洪段 波峰波峰 通過(guò)河流某斷面通過(guò)河流某

3、斷面 洪峰洪峰（2）位相）位相洪水波波體與大氣交界面輪廓線上每一點(diǎn)都占洪水波波體與大氣交界面輪廓線上每一點(diǎn)都占有一定的相對(duì)位置，這就是洪水波位相概念。有一定的相對(duì)位置，這就是洪水波位相概念。一、河段中的洪水波運(yùn)動(dòng)一、河段中的洪水波運(yùn)動(dòng)3、洪水波的傳播、洪水波的傳播（3）波速（）波速（C）：）：洪水波上某位相點(diǎn)在河道中的傳播速度。洪水波上某位相點(diǎn)在河道中的傳播速度。（4）相應(yīng)水位）相應(yīng)水位/相應(yīng)流量：相應(yīng)流量：洪水波上某一位相點(diǎn)依次次通過(guò)河道上下斷面洪水波上某一位相點(diǎn)依次次通過(guò)河道上下斷面所形成的一組水位或一組流量。所形成的一組水位或一組流量。Z上上,tZ下下,t+；Q上上,tQ下下,t+。一、

4、河段中的洪水波運(yùn)動(dòng)一、河段中的洪水波運(yùn)動(dòng)4、洪水波的變形、洪水波的變形（1）附加比降（）附加比降（i）：）：i =i- i0波體水面線相對(duì)于恒定流水面線的比降。波體水面線相對(duì)于恒定流水面線的比降。水面比降（水面比降（i ）：?jiǎn)挝缓娱L(zhǎng)的水面落差。）：?jiǎn)挝缓娱L(zhǎng)的水面落差。河底比降（河底比降（i0）：?jiǎn)挝缓娱L(zhǎng)的河底落差。）：?jiǎn)挝缓娱L(zhǎng)的河底落差。漲洪：漲洪： i 0；落洪：；落洪： i 0；恒定流：；恒定流：i=0。一、河段中的洪水波運(yùn)動(dòng)一、河段中的洪水波運(yùn)動(dòng)4、洪水波的變形、洪水波的變形（2）展開(kāi)與扭曲）展開(kāi)與扭曲展開(kāi)：洪水波在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中波長(zhǎng)不斷加大，波高展開(kāi)：洪水波在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中波長(zhǎng)不斷加大，波高不

5、斷減小的現(xiàn)象。不斷減小的現(xiàn)象。扭曲：波前水量向波后轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。扭曲：波前水量向波后轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。 C=f（Z,i）一、河段中的洪水波運(yùn)動(dòng)一、河段中的洪水波運(yùn)動(dòng)小結(jié)：小結(jié)：（1） 洪水波從上游向下游傳播，洪水波從上游向下游傳播， Z上上,tZ下下,t+(Q)具有成因聯(lián)系；具有成因聯(lián)系；（2） 洪水波在傳播的過(guò)程中要發(fā)生變形，洪水波在傳播的過(guò)程中要發(fā)生變形， Z上上,tZ下下,t+(Q)又有區(qū)別。又有區(qū)別。二、相應(yīng)水位法二、相應(yīng)水位法基本原理基本原理預(yù)報(bào)值：預(yù)報(bào)值：Z下下,t+ = f ( Z上上,t，其他影響因素，其他影響因素)預(yù)見(jiàn)期：預(yù)見(jiàn)期： = f ( Z上上,t，其他影響因素，其他影響因素)

6、二、相應(yīng)水位法二、相應(yīng)水位法主要方法主要方法無(wú)支流河段：無(wú)支流河段：（1）上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)；）上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)；（2）以下游同時(shí)水位為參數(shù)的）以下游同時(shí)水位為參數(shù)的上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)；上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)；有支流河段：有支流河段：合成流量法合成流量法二、相應(yīng)水位法二、相應(yīng)水位法（一）無(wú)支流河段上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)（一）無(wú)支流河段上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)1、適用條件：、適用條件：大河中上游，洪水波以傳播為主，變形較小大河中上游，洪水波以傳播為主，變形較小2、相關(guān)關(guān)系形式：、相關(guān)關(guān)系形式：Z下下,t+ = f ( Z上上,t) = f ( Z上上,t)二、相應(yīng)水位法二、相應(yīng)水位法

7、（一）無(wú)支流河段上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)（一）無(wú)支流河段上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)3、建立方案的步驟：、建立方案的步驟：（1）摘錄點(diǎn)據(jù)）摘錄點(diǎn)據(jù)（2）點(diǎn)繪相關(guān)圖）點(diǎn)繪相關(guān)圖（3）相關(guān)圖的合理性檢查和精度評(píng)定）相關(guān)圖的合理性檢查和精度評(píng)定4、作業(yè)預(yù)報(bào)、作業(yè)預(yù)報(bào)5、預(yù)見(jiàn)期：兩斷面間的洪峰傳播時(shí)間、預(yù)見(jiàn)期：兩斷面間的洪峰傳播時(shí)間表表l l 某河段上、下游站相應(yīng)洪峰水位某河段上、下游站相應(yīng)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時(shí)：分時(shí)：分 （mm） 月月日日時(shí)：分時(shí)：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，未來(lái)下游站的洪峰水位多高？未來(lái)下游站的洪峰水位多高？何時(shí)發(fā)生？何時(shí)發(fā)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，未來(lái)下游站未來(lái)下游站7月月3日日12:20，洪峰水位，洪峰水位9.4m。二、相應(yīng)水位法二、相應(yīng)水位法（二）無(wú)支流河段以下游同時(shí)水位為參數(shù)的（二）無(wú)支流河段以下游同時(shí)水位為參數(shù)的 上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)1、適用條件：、適用條件：大河中下游，洪水波變形不可忽略大河中下游，洪水波變形不可忽略2、相關(guān)關(guān)系形式：、相關(guān)關(guān)系形式：Z下下,t+ = f ( Z上上,t， Z下下,t) = f ( Z上上,t)二、相應(yīng)水位法二、相應(yīng)水位法（二）無(wú)支

11、流河段以下游同時(shí)水位為參數(shù)的（二）無(wú)支流河段以下游同時(shí)水位為參數(shù)的 上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)3、建立方案的步驟：、建立方案的步驟：（1）摘錄點(diǎn)據(jù)）摘錄點(diǎn)據(jù)（2）點(diǎn)繪相關(guān)圖）點(diǎn)繪相關(guān)圖（3）相關(guān)圖的合理性檢查和精度評(píng)定）相關(guān)圖的合理性檢查和精度評(píng)定4、作業(yè)預(yù)報(bào)、作業(yè)預(yù)報(bào)5、預(yù)見(jiàn)期：兩斷面間的洪峰傳播時(shí)間、預(yù)見(jiàn)期：兩斷面間的洪峰傳播時(shí)間二、相應(yīng)水位法二、相應(yīng)水位法（二）無(wú)支流河段以下游同時(shí)水位為參數(shù)的（二）無(wú)支流河段以下游同時(shí)水位為參數(shù)的 上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)上下游相應(yīng)洪峰水位預(yù)報(bào)下游站同時(shí)水位：和上游站洪峰水位同時(shí)刻出現(xiàn)下游站同時(shí)水位：和上游站洪峰水位同時(shí)刻出現(xiàn)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時(shí)上游站出現(xiàn)洪時(shí)上游站出現(xiàn)洪峰水位為峰水位為185.2m，此時(shí)下游站水位為，此時(shí)下游站水位為121.3m，21日日9時(shí)下游站出現(xiàn)洪峰水位時(shí)下游站出現(xiàn)洪峰水位145.3m，該次洪水的，該次洪水的下游站同時(shí)水位下游站同時(shí)水位 ，河段傳播時(shí)間，河段傳播時(shí)間 。 二、相應(yīng)水位法二、相應(yīng)水位法（三）合成流量法（三）合成流量法合成流量：同時(shí)流達(dá)下游站的各上游站流量之和。合成流量：同時(shí)流達(dá)下游站的各上游站流量之和。相關(guān)關(guān)系：相關(guān)關(guān)系：預(yù)見(jiàn)期：上游各站重播時(shí)間的最小值。預(yù)見(jiàn)期：上游各站重播時(shí)間的最小值。nitiiQI1,上)(1,niti

13、tiiQfQ上下三、馬斯經(jīng)根法三、馬斯經(jīng)根法1、原理、原理K蓄量常數(shù)；蓄量常數(shù)；x流量比重因數(shù)；流量比重因數(shù)；t演算時(shí)段長(zhǎng)；演算時(shí)段長(zhǎng)；Q示儲(chǔ)流量。示儲(chǔ)流量。122121)(21)(21SStQQtQQ下下上上)1 (下上QxQxKQKS三、馬斯經(jīng)根法三、馬斯經(jīng)根法2、演算方程、演算方程tKxKKxtC212101211202下上上下QCQCQCQtKxKKxtC21211tKxKtKxKC212121210CCC三、馬斯經(jīng)根法三、馬斯經(jīng)根法例：某河段上斷面一次洪水過(guò)程和該次洪水開(kāi)始例：某河段上斷面一次洪水過(guò)程和該次洪水開(kāi)始時(shí)下斷面流量見(jiàn)表，不計(jì)區(qū)間入流，試用馬斯京時(shí)下斷面流量見(jiàn)表，不計(jì)區(qū)間入流，試用馬斯京根法推求下斷面流量過(guò)程。根法推求下斷面流量過(guò)程。（C0=0.2、C1=0.5、C2=0.3）時(shí)段時(shí)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、馬斯經(jīng)根法三、馬斯經(jīng)根法3、試算法定參、試算法定參(1) 選定演算時(shí)段長(zhǎng)選定演算