水文預(yù)報(bào)技術(shù)

第一章流域產(chǎn)匯流理論及其研究進(jìn)展第一章流域產(chǎn)匯流理論及其研究進(jìn)展#與式(6-34)聯(lián)立求解可得到軌+聳Z軌+聳ZV+PV+Pi+1ii_aV+pPVp二ii—iV+pV+piiZi+1(6-37)所以得到遞推系數(shù)為Si+1Si+1i+1Pi+1Vi+1P—ai+pi.p+piaV+pPii+piPV+pi(6-38)可見利用式(6-36)或(6-38)計(jì)算過閘的追趕系數(shù)，可同正常河道一樣遞推求解。值得注意的是，上游邊界為水位邊界條件，過閘后仍然以水位邊界計(jì)算，用式(6-36)計(jì)算該特殊河道的追趕系數(shù)，有時(shí)會(huì)引起較大的誤差。特別是當(dāng)接近關(guān)閘時(shí)，Q二a+p(Z—Z)沁0，有a=p=0，計(jì)算無法進(jìn)行。最好的辦法是把ii+1下游河道計(jì)算改成流量邊界條件，可連續(xù)進(jìn)行求解。上游河道最后一個(gè)斷面的水位可以寫成Z二P—VQiiii下游改成流量邊界條件，有Q=P—VZ，由式(6-34)得到i+1i+1i+1i+1Q二a+p(Z—Z)二a+p(P—VQ—Z)i+1ii+1iiii+1由于2+1二2'故此由于2+1二2'故此a+pp—pZi1+pVQ_a+卩p卩Z(6-39)Q=i—Z(6-39)i+11+pV1+pVi+1ii得到遞推系數(shù)為p_g+Pp,i+l1+pV』ci(6-40)v_—!^—i+11+pVJ?i這樣必須在上游河道與下游河道分別用不同的關(guān)系求解。先以水位邊界條件計(jì)算上游河道的追趕系數(shù)，由式(6-40)計(jì)算下游河道i+1處的邊界條件，以流量邊界條件計(jì)算下游河道的追趕系數(shù)。綜上所述，可以看出，對(duì)于內(nèi)邊界條件的處理可以歸結(jié)為特殊河段的追趕系數(shù)計(jì)算。計(jì)算依據(jù)的是特殊河段的相容性方程(水量守恒與動(dòng)量守恒)，這些方程與非恒定流的基本方程無關(guān))，對(duì)于相容方程進(jìn)行必要的處理，單獨(dú)計(jì)算特殊河段的追趕系數(shù)，可用正常河段一樣進(jìn)行求解。6.3計(jì)算實(shí)例某河床式水電站裝有三臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)引用流量為50m3/s。其下游河道長(zhǎng)9km，平均底坡為0.000182，流入面積極為廣闊的湖泊。湖泊水位保持在216.5m，可以認(rèn)為是恒定的。設(shè)該電站經(jīng)常按以下程序運(yùn)行：起始時(shí)一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行，流域?yàn)?0m3/s。負(fù)荷增加時(shí)投入第二、第三臺(tái)機(jī)組，并在2000s內(nèi)使電站引用流量按等變率增加到150m3/s，見圖6-7a。已經(jīng)測(cè)得下游河道四個(gè)斷面的尺寸，見圖6-7b。以及初始流量為50m3/s時(shí)的水位。要求計(jì)算下游河道各個(gè)斷面的水位以及流量過程。圖6-7流量變化及斷面示意圖6.3.1步長(zhǎng)選擇、構(gòu)造網(wǎng)格全河道長(zhǎng)為9000m，有四個(gè)斷面資料，見表6-1所示。表6-1河道斷面及其初始條件里程(m)斷面河段長(zhǎng)度初始水位初始流量糟率系數(shù)01(1)2400217.08500.027524002(2)3600216.83500.03060003(3)3000216.57500.03090004216.5050根據(jù)資料情況，該河段分為3個(gè)子河段，距離步長(zhǎng)Ax分別取子河段長(zhǎng)度，i時(shí)間步長(zhǎng)取At=100so6.3.2定解條件、斷面計(jì)算初始流量和水位見表6-1o上邊界條件為已知的流量過程Q二50+0.05t(6-41)下邊界條件為水位保持恒定z二2165(6-42)各個(gè)斷面的過水?dāng)嗝婷娣eA、水面寬B、濕周P以及水力半徑R分