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文檔簡(jiǎn)介
水文預(yù)報(bào)課程設(shè)計(jì)報(bào)告心得體會(huì)1緒論1.1設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)已給的降水、蒸發(fā)資料,選擇不同的產(chǎn)流參數(shù)范圍,編寫程序,將滁州流城作為整體進(jìn)行產(chǎn)流量計(jì)算;分析不同參數(shù)組合對(duì)產(chǎn)流量計(jì)算結(jié)果的影響程度。1.2設(shè)計(jì)目的1、通過(guò)課程設(shè)計(jì)熟悉降水徑流預(yù)報(bào)的內(nèi)容,熟悉新安江模型的原理和結(jié)構(gòu),掌握降水徑流預(yù)報(bào)方案編制的基本步驟;2、掌握參數(shù)的物理意義,了解產(chǎn)流參數(shù)大小設(shè)置對(duì)結(jié)果的影響。3、加深對(duì)水文預(yù)報(bào)方法的掌握,學(xué)會(huì)各種方法的綜合運(yùn)用;4、鍛煉從事專業(yè)工作的基本能力,培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。5、掌握計(jì)算機(jī)編程的基本方法和基本操作;熟練OFFICE文檔操作和研究報(bào)告的規(guī)范編制。1.3技術(shù)要求1、采用泰森單元法進(jìn)行面平均降水量計(jì)算;2、產(chǎn)流采用三江源新安江模型;3、每人計(jì)算3種組合情景下的產(chǎn)流量,并進(jìn)行對(duì)比。分析參數(shù)改變對(duì)計(jì)算徑流量的影響。1.4工作步驟1、產(chǎn)流量計(jì)算;2、劃分水源,得出三種水源徑流量(徑流深);3、根據(jù)參數(shù)設(shè)置,分析參數(shù)改變對(duì)徑流深的影響。1.5設(shè)計(jì)要求根據(jù)已給資料、參數(shù),自己獨(dú)立編寫程序,將流域作為整體進(jìn)行產(chǎn)流量計(jì)算、水源劃分;繪制徑流過(guò)程;給出參數(shù)組合情景下的產(chǎn)流量對(duì)比結(jié)果,分析參數(shù)設(shè)置對(duì)產(chǎn)流量的影響。設(shè)計(jì)時(shí)間為2周,要求獨(dú)立完成,遇到問(wèn)題可以相互討論,人工計(jì)算與計(jì)算機(jī)計(jì)算相結(jié)合。所有數(shù)據(jù)資料共享,成果表達(dá)方式要求多樣化(包含文字、圖、表等)。報(bào)告撰寫要認(rèn)真,不得抄襲??梢韵热斯び?jì)算一定時(shí)間長(zhǎng)度的降水徑流過(guò)程,以便于計(jì)算機(jī)編程并作程序調(diào)試。1.6有關(guān)說(shuō)明1、程序代碼編制中建議變量名:PJ表平均雨量,Ep表示蒸散發(fā)能力;其他參數(shù)名稱設(shè)置參考教材。2材料與方法2.1流域基本情況2.1.1自然地理概況遂川江流域主要位于江西省遂川縣境內(nèi),是贛江一級(jí)支流,是吉安市五大河流之一,發(fā)源于湖南省桂東縣北部的龍?zhí)赌X,河源位于東經(jīng)113o56′,北緯26o11′。遂川江流域以山地和丘陵為主,流域內(nèi)植被較好,森林覆蓋率達(dá)70%。流域上游為山區(qū),河床多為礫石、巖石,河面較窄,比降較大,水淺流速大,中下游為低丘區(qū),河床多為礫沙、卵石、細(xì)沙。遂川流域?qū)僦衼啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。遂川江由左、右溪組成,從西南向東北縱貫全線,總長(zhǎng)249.5km,流域面積2824km2,流域平均高程511m,流域平均坡度0.31m/km2,流域長(zhǎng)度100km,流域形狀系數(shù)0.29,主河道長(zhǎng)度176.0km,河道縱比降2.36‰。2.1.2水文特征流域多年平均降水量為1637mm。降水的年際變化較大,降水主要集中在汛期4~9月,特別其中在4、5、6月,即主汛期,約占全年降水的50%。年降水天數(shù)為138~183天,降雨量總的分布是東部和西部大于中部,北部大于南部。多年平均蒸發(fā)量為700~1100mm,蒸發(fā)量的年變化與氣溫的年變化趨勢(shì)大體一致,一般是12~1月份的蒸發(fā)量為最小,7~9月份的蒸發(fā)量為最大。多年平均徑流量1416×108m3,多年平均徑流深847mm。徑流年內(nèi)分配是:從1月的2~3%開始逐月上升,5月或6月達(dá)到18~25%,從6月或7月開始逐月下降,12月約占2~3%,徑流年際變化較大。2.1.3暴雨洪水特征暴雨是江西省遂川縣主要災(zāi)害之一,以4~8月出現(xiàn)較多。暴雨過(guò)程一般持續(xù)1~2d,個(gè)別年份暴雨帶在流域內(nèi)南北擺動(dòng),持續(xù)10d以上,例如1962年6月,1998年7月。暴雨強(qiáng)度一般是日降水量為50~100mm。遂川縣各河流主汛期大致在4~7月,各站最大洪峰流量和最大峰現(xiàn)時(shí)間多發(fā)生在5月和6月,干流各站一次洪水過(guò)程多表現(xiàn)為峰高量大,歷時(shí)一般為15~20d,單峰上游出現(xiàn)較多,歷時(shí)一般為1~3d,由于暴雨帶的南北擺動(dòng),暴雨范圍大、強(qiáng)度大、歷時(shí)長(zhǎng),往往遂川江的洪水為幾條河流的洪水同時(shí)組成。2.1.4水文資料遂川江流域面積288.24km2,包括小夏、桐古、營(yíng)盤墟、沙湖里、阡陌、淋洋、七嶺、滁州8個(gè)水文站的集水面積。本次課程設(shè)計(jì)選取滁州水文站(東經(jīng)114o08′,北緯26o21′)以上集水區(qū)間。站點(diǎn)分布情況參見(jiàn)圖1和圖2。站點(diǎn)權(quán)重見(jiàn)表1。模型參數(shù)取值范圍見(jiàn)表2。圖1遂川江流域圖圖2遂川江流域滁州區(qū)間泰森多邊形表1遂川江流域滁州區(qū)間泰森多邊形面積權(quán)重站號(hào)站名面積(km2)面積權(quán)重1小夏44.9115.58%2桐古14.715.10%3營(yíng)盤墟42.2814.67%4沙湖里37.7213.09%5阡陌43.2114.99%6淋洋53.7418.65%7七嶺27.519.54%8滁州24.168.38%合計(jì)288.24100%表2模型參數(shù)取值范圍KCWMWUMWLMWDMBCIMPSMEX0.901302540650.20.120.0013510.951402550650.250.140.002401.21.001202560350.30.160.003451.3初始張力水含量初始SWWUWLWDS110104060352.2新安江流域水文模型2.2.1模型介紹1973年,河海大學(xué)趙人俊教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組在編制新安江洪水預(yù)報(bào)方案時(shí),匯集了當(dāng)時(shí)在產(chǎn)匯流理論方面的研究成果,并結(jié)合大流域洪水預(yù)報(bào)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了國(guó)內(nèi)第一個(gè)完整的流域水文模型——新安江流域水文模型,以下簡(jiǎn)稱新安江模型[]。最初研制的是二水源新安江模型,20世紀(jì)80年代中期,借鑒山坡水文學(xué)的概念和國(guó)內(nèi)外產(chǎn)匯流理論的研究成果,提出了三水源新安江模型。三水源新安江模型蒸散發(fā)計(jì)算采用三層模型;產(chǎn)流計(jì)算采用蓄滿產(chǎn)流模型;用自由水蓄水庫(kù)結(jié)構(gòu)將總徑流劃分為地表徑流、壤中流和地下徑流3種;流域匯流計(jì)算采用線性水庫(kù);河道匯流采用馬斯京根分段連續(xù)演算或滯后演算法[]。2.2.2模型結(jié)構(gòu)為了考慮降水和流域下墊面分布不均勻的影響,新安江模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為分散性的,分為蒸散發(fā)計(jì)算、產(chǎn)流計(jì)算、分水源計(jì)算和匯流計(jì)算四個(gè)層次結(jié)構(gòu)。每塊單元流域的計(jì)算流程如圖3所示。圖3三水源新安江模型流程圖圖3中方框外為參數(shù),方框內(nèi)為狀態(tài)變量。模型各層次結(jié)構(gòu)的功能、計(jì)算采用的方法和相應(yīng)參數(shù)見(jiàn)表3。表3新安江模型各層次結(jié)構(gòu)功能、計(jì)算采用的方法和相應(yīng)參數(shù)表層次(第一層次)(第二層次)(第三層次)(第四層次)功能蒸散發(fā)計(jì)算產(chǎn)流計(jì)算水源劃分匯流計(jì)算二水源三水源坡面匯流河道匯流方法三層模型蓄滿產(chǎn)流穩(wěn)定下滲率自由水蓄水庫(kù)單位線或線性水庫(kù)或滯后演算法馬斯京根或滯后演算法參數(shù)KC、UM、LM、CWM、B、IMFCSM、EX、KG、KIUH或CS、CI、CGKE、XE或L2.2.3計(jì)算方法2.2.3.1降雨量計(jì)算為了考慮降雨分布不均勻和下墊面分布的不均勻性,采用泰森多邊形法將遂川江流域滁州區(qū)間劃分為八個(gè)單元流域,在每塊單元流域內(nèi)各有一個(gè)雨量站,以每個(gè)多邊形內(nèi)雨量站的雨量代表該多邊形面積上的降雨量,最后按面積加權(quán)推求流域平均降雨量。計(jì)算公式如下:P=式中:P為流域平均降雨量;Pi為流域內(nèi)第i個(gè)雨量站同時(shí)段降雨量;f為第i個(gè)雨量站所在多邊形的面積;F2.2.3.2蒸發(fā)量計(jì)算在新安江模型中,流域蒸散發(fā)計(jì)算沒(méi)有考慮流域內(nèi)土壤含水量在面上分布的不均勻性,而是按土壤垂向分布的不均勻性將土層分為三層,用三層蒸散發(fā)模型計(jì)算蒸散發(fā)量。參數(shù)有流域平均張力水容量WM(mm),上層張力水容量UM(mm),下土層張力水容量LM(mm),深層張力水容量DM(mm),蒸散發(fā)折算系數(shù)KC和深層蒸散發(fā)擴(kuò)散系數(shù)C,計(jì)算公式如下:WM=W=WUE=EP式中:W為總的張力水蓄量,mm;WU為上層張力水蓄量,mm;WL為下層張力水蓄量,mm;WD為深層張力水蓄量,mm;E為總的蒸散發(fā)量,mm;EU為上層蒸散發(fā)量,mm;EL為下層蒸散發(fā)量,mm;ED為深層蒸散發(fā)量,mm;EP為蒸散發(fā)能力,mm;蒸散發(fā)折算系數(shù)三層蒸發(fā)模式按照先上層后下層的次序,具有分以下四種情況計(jì)算:(1)當(dāng)WU+EU(2)當(dāng)WU+EU(3)當(dāng)WU+EU(4)當(dāng)WU+EU2.2.3.3產(chǎn)流計(jì)算產(chǎn)流計(jì)算中采用蓄滿產(chǎn)流機(jī)制。蓄滿是指包氣帶的土壤含水量達(dá)到田間持水量。蓄滿產(chǎn)流是指:降水在滿足田間持水量以前不產(chǎn)流,所有的降水都被土壤所吸收;降水在滿足田間持水量以后,所有的降水(扣除同期蒸發(fā)量)都產(chǎn)流。其概念就是設(shè)想流域具有一定的蓄水能力,當(dāng)這種蓄水能力滿足以后,全部降水變?yōu)閺搅?,產(chǎn)流表現(xiàn)為蓄量控制的特點(diǎn)。濕潤(rùn)地區(qū)產(chǎn)流的蓄量控制特點(diǎn),解決了產(chǎn)流計(jì)算在這些地區(qū)處理雨強(qiáng)和入滲動(dòng)態(tài)過(guò)程的問(wèn)題;而降雨徑流理論關(guān)系的建立,解決了考慮流域降雨不均勻的分布式產(chǎn)流計(jì)算問(wèn)題。按照蓄滿產(chǎn)流的概念,采用蓄水容量-面積分配曲線來(lái)考慮土壤缺水量分布不均勻的問(wèn)題。所謂蓄水容量—面積分配曲線是指:部分產(chǎn)流面積隨蓄水容量而變化的累計(jì)頻率曲線。應(yīng)用蓄容量-面積分配曲線可以確定降雨空間分布不均勻情況下蓄滿產(chǎn)流的總徑流量。對(duì)于閉合流域,流域蓄水容量-面積分配曲線采用拋物線形為宜。流域蓄水容量-面積分配曲線與降雨徑流相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖4所示。(a)(b)圖4流域蓄水容量-面積分配曲線與降雨徑流間關(guān)系圖(a)流域蓄水容量-面積分配曲線(b)流域蓄水容量-面積分配曲線與降雨徑流關(guān)系主要計(jì)算公式如下:WM=a=若PE+R=若PE+R=2.2.3.4分水源計(jì)算按蓄滿產(chǎn)流模型計(jì)算出的總徑流量R中包括了各種徑流成分,由于各種水源的匯流規(guī)律和匯流速度不同,相應(yīng)采用的計(jì)算方法也不同。因此,必須進(jìn)行水源劃分。本次使用的新安江模型采用三水源劃分。三水源的水源劃分結(jié)構(gòu)借鑒了山坡水文學(xué)的概念,去掉了FC,用自由水蓄水庫(kù)結(jié)構(gòu)解決水源劃分問(wèn)題。自由水蓄水庫(kù)結(jié)構(gòu)如圖5所示。自由水蓄水庫(kù)結(jié)構(gòu)考慮了包氣帶的垂向調(diào)蓄作用。按蓄滿產(chǎn)流模型計(jì)算出總徑流量R,先進(jìn)入自由水蓄水庫(kù)調(diào)蓄,再劃分水源。從圖可見(jiàn),產(chǎn)流面積上自由水蓄水庫(kù)設(shè)置了兩個(gè)出口,一個(gè)為旁側(cè)出口,形成壤中流RI;另一個(gè)為向下出口,形成地下徑流RG。根據(jù)蓄滿產(chǎn)流的概念,只有在產(chǎn)流面積上才可能產(chǎn)生徑流,因?yàn)楫a(chǎn)流面積是變化圖5自由水蓄水庫(kù)結(jié)構(gòu)圖的,所以,自由水蓄水庫(kù)的底寬也是變化的。在圖中還設(shè)置了一個(gè)壤中流水庫(kù),該水庫(kù)用于壤中流受調(diào)蓄作用大的流域,即將劃分出來(lái)的壤中流再進(jìn)行一次調(diào)蓄計(jì)算。該水庫(kù)一般是不需要的,故在圖中用虛線表示。由于飽和坡面流的產(chǎn)流面積是不斷變化的,所以在產(chǎn)流面積FR上自由水蓄水容量分布是不均勻的。三水源水源劃分結(jié)構(gòu)是采用類似于流域蓄水容量—面積分配曲線的流域自由水蓄水容量—面積分配曲線來(lái)考慮流域內(nèi)自由水蓄水容量分布不均勻的問(wèn)題。主要計(jì)算公式如下:流域平均自由水蓄水容量為:Sm時(shí)段初自由水蓄量S1S1相應(yīng)的縱坐標(biāo)AU為:AU=當(dāng)PE+AU<RS=當(dāng)PE+AU≥RS=時(shí)段末的自由水蓄量S2S2相應(yīng)的壤中流RI為:RI=地下徑流RG為:RG=3結(jié)果與討論3.1產(chǎn)流計(jì)算根據(jù)VBA編程計(jì)算得出的數(shù)據(jù),應(yīng)用oringe軟件繪制降雨及徑流的相關(guān)圖形如下。(a)81-83年徑流深過(guò)程圖(b)徑流深與降雨對(duì)比圖圖6組合一(a)81-83年徑流深過(guò)程圖(b)徑流深與降雨對(duì)比圖圖7組合二(a)81-83年徑流深過(guò)程圖(b)徑流深與降雨對(duì)比圖圖8組合三圖981-83年三種組合徑流深過(guò)程對(duì)比圖由圖6-9可知,三種參數(shù)組合情況下的徑流過(guò)程基本一致,變化較小,且徑流過(guò)程與降雨過(guò)程有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系,徑流受降雨影響較大。3.2水源劃分利用VBA編程將徑流劃分為地表徑流、壤中流與地下徑流三種成分,應(yīng)用oringe軟件繪制的三種水源過(guò)程圖如圖10-12所示。圖1081-83年三水源過(guò)程圖(組合一)圖1181-83年三水源過(guò)程圖(組合二)圖1281-83年三水源過(guò)程圖(組合三)由圖10-12可知,三種參數(shù)組合情況下的地表徑流、壤中流及地下徑流過(guò)程基本一致。每種組合的三種水源成分占徑流的比例也基本相同。其中,地表徑流在集中降雨大時(shí)出現(xiàn)較高值,原因是流域已經(jīng)蓄滿從而產(chǎn)生大量地表徑流。壤中流與地下徑流受蓄水容量限制變化較為平緩,幾乎相等。3.3模型參數(shù)新安江模型參數(shù)可分蒸散發(fā)計(jì)算、產(chǎn)流計(jì)算、分水源計(jì)算和匯流計(jì)算四個(gè)層次,本次課設(shè)只進(jìn)行到第三層次,相應(yīng)的參數(shù)如表4所示。表4新安江模型各層次參數(shù)表層次參數(shù)符號(hào)參數(shù)意義敏感程度參數(shù)值第一層次蒸散發(fā)計(jì)算KC流域蒸散發(fā)折算系數(shù)敏感0.90/0.95/1.00UM上層張力水容量(mm)敏感20/25/30LM下層張力水容量(mm)敏感40/50/60C深層蒸散發(fā)折算系數(shù)不敏感0.12/0.14/0.16第二層次產(chǎn)流計(jì)算WM流域平均張力水容量(mm)不敏感120/130/140B張力水蓄水容量曲線方次不敏感0.20/0.25/0.30IM不透水面積占全流域面積的比例不敏感第三層次水源劃分SM表層自由水蓄水容量(mm)敏感35/40/45EX表層自由水蓄水容量曲線方次不敏感1.0/1.2/1.3KG表層自由蓄水水庫(kù)對(duì)地下水的日出流系數(shù)敏感0.35KI表層自由蓄水水庫(kù)對(duì)壤中流的日出流系數(shù)敏感0.35分別進(jìn)行三個(gè)層次的參數(shù)敏感性分析:1、蒸散發(fā)計(jì)算表5參數(shù)KC的敏感性分析KC0.900.951.00年徑流R/mm4432.74340.64250.1WM=130,WUM=25,WLM=40,WDM=65,WMM=156,B=0.2,C=0.12KC是影響產(chǎn)流量計(jì)算最為重要和敏感的參數(shù),產(chǎn)流計(jì)算中KC控制著水量平衡,因此,對(duì)水量計(jì)算是最重要的。它主要反映流域平均高程與蒸發(fā)站高程之間差別的影響和蒸發(fā)皿蒸散發(fā)與陸地蒸散發(fā)間差別的影響。該參數(shù)值的改變,影響初始土壤含水量和雨期蒸發(fā),導(dǎo)致計(jì)算產(chǎn)流量的改變。如表5所示,KC值增大,蒸發(fā)量增大,產(chǎn)流量減少;KC減小,蒸發(fā)量降低,產(chǎn)流量增大。表6參數(shù)WUM的敏感性分析WUM202530年徑流R/mm4341.84334.74321.6KC=0.95,WM=140,WLM=50,B=0.25,C=0.14WUM與作物根系土層厚度有關(guān),其取值范圍為10-50mm。由表6可知,產(chǎn)流量R隨著上層張力水容量WUM值的增加而減小,且變化幅度明顯,較為敏感。表7參數(shù)WLM的敏感性分析WLM405060年徑流R/mm4432.74433.04443.2KC=0.90,WM=130,WUM=25,B=0.2,C=0.12WLM與包氣帶的土層結(jié)構(gòu)和物理特性有關(guān),其值約在60-90mm(濕潤(rùn)地區(qū))之間。產(chǎn)流量R隨著下層張力水容量WLM值的增加而變大,其變化幅度較WUM更明顯,敏感性更強(qiáng)。表8參數(shù)C的敏感性分析C0.120.140.16年徑流R/mm4334.74334.74334.7KC=0.95,WM=140,WUM=25,WLM=50,B=0.25,C主要取決于流域內(nèi)深根植物的覆蓋面積,是反映深根植物作用的參數(shù),決定深層散發(fā)。由表8可知,該值的變化對(duì)年徑流的影響很小,參數(shù)不敏感。2、產(chǎn)流計(jì)算表9參數(shù)WM的敏感性分析WM120130140年徑流R/mm4367.14341.64340.9KC=0.95,WUM=30,WLM=50,B=0.25,C=0.14流域平均張力水容量WM表示流域干旱程度和影響土壤水分變化的土層深度。WM在模型中不是很靈敏,如WM分別取值130和140時(shí),年徑流變化不大,但WM值不能太小,可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)值。表10參數(shù)B的敏感性分析B0.200.250.30年徑流R/mm4432.74435.44437.9KC=0.90,WM=130,WUM=25,WLM=40,C=0.12B值反映劃分單元流域張力蓄水分布的不均勻程度。B值越大表示流域越不均勻。其值的改變對(duì)年徑流的影響較小,參數(shù)敏感性不強(qiáng)。3、水源劃分表11參數(shù)SM的敏感性分析SM354045RS1111.3997.0902.8RI1520.51573.61617.4RG1520.51573.61617.4WM=130,EX=1.0,B=0.2,KI=0.35,KG=0.35SM反映表土蓄水能力,其值受降雨資料時(shí)段均化的影響明顯。當(dāng)以日為計(jì)算時(shí)段長(zhǎng)時(shí),一般流域的SM值約為10~50mm,當(dāng)所選取的計(jì)算時(shí)段長(zhǎng)較小時(shí),SM要增大,這個(gè)參數(shù)對(duì)地面徑流的多少起著決定性作用。如表11所示,SM增大,RS減小,RI與RG均增大,三者變化顯著。表12參數(shù)EX的敏感性分析EX1.01.21.3RS1111.31151.61168.7RI1520.51502.01494.2RG1520.51502.01494.2WM=130,SM=35,B=0.2,KI=0.35,KG=0.35EX反映流域自由水蓄水分布的不均勻程度,該值范圍一般為1.0~1.5,由表12可知,隨著EX的增大,RS逐漸增大,RI與RG均減小。3.4誤差分析影響流域降雨徑流過(guò)程的因素很多,三水源新安江模型的結(jié)構(gòu)與參數(shù)能夠反映濕潤(rùn)地區(qū)降雨徑流過(guò)程的主要規(guī)律與特點(diǎn),因而能獲得較好的精度。但是,模型本身以及模型計(jì)算中有許多概化,會(huì)造成誤差。造成遂川江流域年徑流量模擬誤差來(lái)源主要有以下幾方面:1、雨量站代表性的影響遂川江流域面積288.24km2,包括小夏、桐古、營(yíng)盤墟、沙湖里、阡陌、淋洋、七嶺、滁州8個(gè)水文站的集水面積。對(duì)于多年平均降雨來(lái)講,基本上能控制降雨的空間分布。但對(duì)于不同年份不同時(shí)期,不同類型洪水,其差別較大。對(duì)于次洪水來(lái)說(shuō),在不同的氣象條件下計(jì)算出的面平均雨量也會(huì)有較大的誤差,面平均雨量的計(jì)量誤差是產(chǎn)流量誤差的主要影響因素。因此,在計(jì)算流域徑流過(guò)程中,要充分考慮流域的氣象條件和地質(zhì)的時(shí)空不均勻性。2、人類活動(dòng)的影響隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人類活動(dòng)的影響加劇,流域內(nèi)先后修建了一些中小型水庫(kù),這些中小型水庫(kù)大多數(shù)沒(méi)有固定調(diào)度原則和調(diào)洪方式,干旱季節(jié)或初汛的時(shí)候,流域內(nèi)的大小水利工程均需蓄水,會(huì)使實(shí)測(cè)的徑流量偏小。人類活動(dòng)的影響也會(huì)造成流域下墊面的變化,下墊面的改變與不均勻分布將會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。3、模型參數(shù)的影響模型參數(shù)是根據(jù)輸入,通過(guò)模型計(jì)算輸出,再將輸出過(guò)程與實(shí)測(cè)過(guò)程進(jìn)行比較,用系統(tǒng)識(shí)別的方法作優(yōu)化調(diào)試的,因?yàn)樾枰识ǖ膮?shù)較多,有一部分參數(shù)是直接給定的,因此上述所率定的模型參數(shù)可能不是最優(yōu)。此外,用來(lái)率定參數(shù)的資料序列太短,資料的代表性不強(qiáng),并且概念性水文模型本身精度也有限。3.5問(wèn)題討論3.5.1流域劃分根據(jù)遂川江滁州水文站(東經(jīng)114o08′,北緯26o21′)以上控制流域水系及水文站雨量站網(wǎng)的分布特點(diǎn),天然流域劃分為小夏、營(yíng)盤墟、桐古、沙湖里、淋洋、阡陌、七嶺、滁州8塊單元面積,然后再在每一塊面積內(nèi)用泰森多邊形細(xì)分。這樣可以更符合降雨空間分布實(shí)際情況,解決面雨量計(jì)算誤差問(wèn)題。3.5.2實(shí)時(shí)校正模型計(jì)算值與實(shí)測(cè)值(流量或水位)之間總是存在一定的誤差。造成兩者間誤差的因素很多,若針對(duì)每一個(gè)單一因素,它們是難于描述和預(yù)見(jiàn)的,一般采用實(shí)時(shí)校正模型來(lái)解決。實(shí)時(shí)校正模型的種類有很多,主要與所選擇的預(yù)報(bào)模型有關(guān)??梢猿浞掷昧饔騼?nèi)水文(或水位)站的信息,對(duì)模型計(jì)算值進(jìn)行實(shí)時(shí)校正。4參考文獻(xiàn)[1]劉新仁.流域水文模型的研究途徑[J].全國(guó)水文學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集,2004,189-192.[2]趙人俊.流域水文模型-新安江模型與陜北模型[M].北京:水利電力出版社,1984.[3]趙人俊.新安江模型參數(shù)的分析[J].水文,1998(6):2-9.[4]包為民.水文預(yù)報(bào)(第4版)[M].北京.中國(guó)水利水電出版社,2016.[5]《水文預(yù)報(bào)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書指示書》.揚(yáng)州大學(xué)水利與能源動(dòng)力工程學(xué)院.5附錄:程序代碼5.1蓄滿產(chǎn)流計(jì)算Subtest1()DimPJAsDouble'流域日平均降雨量,mmDimE0AsDouble'流域水面蒸發(fā),mmDimEPAsDouble'流域蒸發(fā)能力,mmDimEUAsDouble'土壤上層蒸發(fā)量,mmDimELAsDouble'土壤的下層蒸發(fā)量,mmDimEDAsDouble'土壤的深層蒸發(fā)量,mmDimEAsDouble'土壤總蒸發(fā)量,mmDimPEAsDouble'扣除雨期蒸發(fā)后的降雨量,mmDimWUAsDouble'上層土壤含水量,mmDimWLAsDouble'下層土壤含水量,mmDimWDAsDouble'深層土壤含水量,mmDimWAsDouble'總含水量,mmDimaAsDouble'流域初始含水量最大值,mmDimRAsDouble'流域蓄滿產(chǎn)流量,mmDimKCAsDouble'蒸發(fā)折算系數(shù)DimWMAsDouble'流域平均蓄水容量,mmDimWUMAsDouble'上層土壤含水容量,mmDimWLMAsDouble'下層土壤含水容量,mmDimWDMAsDouble'深層土壤含水容量,mmDimWMMAsDouble'流域蓄水容量最大值,mmDimBAsDouble'蓄水容量曲線指數(shù),mmDimCAsDouble'蒸發(fā)擴(kuò)散系數(shù)DimxAsIntegerForx=3To1097Step1PJ=Range("b"&x)E0=Range("c"&x)EP=Range("d"&x)EU=Range("e"&x)EL=Range("f"&x)ED=Range("g"&x)E=Range("h"&x)PE=Range("i"&x)WU=Range("j"&x)WL=Range("k"&x)WD=Range("l"&x)W=Range("m"&x)a=Range("n"&x)R=Range("o"&x)KC=0.9WM=130WUM=25WLM=40WDM=65WMM=156B=0.2C=0.12'三層蒸發(fā)模式計(jì)算IfRange("j"&x)+Range("b"&x)>=Range("d"&x)Then'第一種情況Range("e"&x)=Range("d"&x)Range("f"&x)=0Range("g"&x)=0ElseIfRange("j"&x)+Range("b"&x)<Range("d"&x)AndRange("k"&x)>=C*WLMThen'第二種情況Range("e"&x)=Range("j"&x)+Range("b"&x)Range("f"&x)=(Range("d"&x)-Range("e"&x))*Range("k"&x)/WLMRange("g"&x)=0ElseIfRange("j"&x)+Range("b"&x)<Range("d"&x)AndC*(Range("d"&x)-Range("e"&x))<=Range("k"&x)AndRange("k"&x)<C*WLMThen'第三種情況Range("e"&x)=Range("j"&x)+Range("b"&x)Range("f"&x)=C*(Range("d"&x)-Range("e"&x))Range("g"&x)=0ElseIfRange("j"&x)+Range("b"&x)<Range("d"&x)AndRange("k"&x)<C*(Range("d"&x)-Range("e"&x))Then'第四種情況Range("e"&x)=Range("j"&x)+Range("b"&x)Range("f"&x)=Range("k"&x)Range("g"&x)=C*(Range("d"&x)-Range("e"&x))-Range("f"&x)EndIfRange("h"&x)=Range("e"&x)+Range("f"&x)+Range("g"&x)'土壤總蒸發(fā)量計(jì)算Range("i"&x)=Range("b"&x)-Range("h"&x)'扣除雨期蒸發(fā)后的降雨量計(jì)算Range("m"&x)=Range("j"&x)+Range("k"&x)+Range("l"&x)'總含水量計(jì)算Range("n"&x)=WMM*(1-(1-Range("m"&x)/WM)^(1/(1+B)))'流域初始含水量最大值計(jì)算'流域蓄滿產(chǎn)流計(jì)算IfRange("i"&x)>0Then'產(chǎn)流SelectCaseRange("n"&x)+Range("i"&x).ValueCaseIs<=WMM'全流域蓄滿前產(chǎn)流量計(jì)算Range("o"&x)=Range("i"&x)+Range("m"&x)-WM+WM*(1-(Range("i"&x)+Range("n"&x))/WMM)^(B+1)CaseElse'全流域蓄滿后產(chǎn)流量計(jì)算Range("o"&x)=Range("i"&x)-(WM-Range("m"&x))EndSelectIfRange("j"&x)+Range("i"&x)-Range("o"&x)<=WUMThen'上層土壤未蓄滿時(shí)Range("j"&x+1)=Range("j"&x)+Range("i"&x)-Range("o"&x)Range("k"&x+1)=Range("k"&x)Range("l"&x+1)=Range("l"&x)ElseIfRange("j"&x)+Range("i"&x)-Range("o"&x)>WUMAndRange("k"&x)+Range("j"&x)+Range("i"&x)-Range("o"&x)-WUM<=WLMThen'上層土壤蓄滿、下層土壤未蓄滿時(shí)Range("j"&x+1)=WUMRange("k"&x+1)=Range("k"&x)+Range("j"&x)+Range("i"&x)-Range("o"&x)-WUMRange("l"&x+1)=Range("l"&x)ElseIfRange("k"&x)+Range("j"&x)+Range("i"&x)-Range("o"&x)-WUM>=WLMAndRange("l"&x)+Range("k"&x)+Range("j"&x)+Range("i"&x)-Range("o"&x)-WDM<WDMThen'下層土壤蓄滿、深層土壤未蓄滿時(shí)Range("j"&x+1)=WUMRange("k"&x+1)=WLMRange("l"&x+1)=Range("l"&x)+Range("k"&x)+Range("j"&x)+Range("i"&x)-Range("o"&x)-WDMElseIfRange("l"&x)+Range("k"&x)+Range("j"&x)+Range("i"&x)-Range("o"&x)-WDM>=WDMThen'深層土壤蓄滿時(shí)Range("j"&x+1)=WUMRange("k"&x+1)=WLMRange("l"&x+1)=WDMEndIfElseIfRange("i"&x)<=0Then'不產(chǎn)流IfRange("j"&x)+Range("i"&x)>0Then'上層土壤含水量未蒸發(fā)完時(shí)Range("j"&x+1)=Range("j"&x)+Range("i"&x)Range("k"&x+1)=Range("k"&x)Range("l"&x+1)=Range("l"&x)ElseIfRange("k"&x)+Range("j"&x)+Range("i"&x)>0Then'上層土壤含水量蒸發(fā)完、下層未蒸發(fā)完時(shí)Range("j"&x+1)=0Range("k"&x+1)=Range("k"&x)+Range("j"&x)+Range("i"&x)Range("l"&x+1)=Range("l"&x)ElseIfRange("l"&x)+Range("k"&x)+Range("j"&x)+Range("i"&x)>0Then'下層土壤含水量蒸發(fā)完、深層未蒸發(fā)完時(shí)Range("j"&x+1)=0Range("k"&x+1)=0Range("l"&x+1)=Range("l"&x)+Range("k"&x)+Range("j"&x)+Range("i"&x)ElseIfRange("l"&x)<=0Then'深層土壤含水量蒸發(fā)完時(shí)Range("j"&x+1)=0Range("k"&x+1)=0Range("l"&x+1)=0EndIfEndIfNextxEndSub5.2水源劃分Subtest2()DimPEAsDouble'扣除雨期蒸發(fā)后的降雨量,mmDimRAsDouble'流域蓄滿產(chǎn)流量,mmDimFRAsDouble'產(chǎn)流面積DimAUAsDouble'時(shí)段初始自由水蓄量相應(yīng)的縱坐標(biāo)DimSAsDouble'自由水蓄量,mmDimRSAsDouble'地面徑流,mmDimRIAsDouble'壤中流,mmDimRGAsDouble'地下徑流,mmDimWAsLong'總含水量,mmDimWMAsDouble'流域平均蓄水容量,mmDimSMAsDouble'深度,mmDimEXAsDouble'自由水蓄量分布曲線指數(shù)DimBAsDouble'產(chǎn)流面積計(jì)算指數(shù)DimSmmAsDouble'流域最大自由蓄水量,mmDimKIAsDouble'壤中流的出流系數(shù)DimKGAsDouble'地下徑流的出流系數(shù)DimxAsIntegerForx=4To1098PE=Range("b"&x)R=Range("c"&x)FR=Range("d"&x)AU=Range("e"&x)S=Range("f"&x)RS=Range("g"&x)RI=Range("h"&x)RG=Range("i"&x)W=Range("j"&x)WM=130SM=35EX=1B=0.2Smm=70KI=0.35KG=0.35'三水源劃分SelectCaseRange("b"&x).ValueCaseIs<=0Range("d"&x)=1-(1-Range("j"&x)/WM)^(B/(1+B))Range("g"&x)=0Range("h"&x)=Range("f"&x)*KI*Range("d"&x)Range("i"&x)=Range("f"&x)*KG*Range("d"&x)Range("f"&x+1)=Range("f"&x)*(1-KI-KG)CaseElseRange("d"&x)=Range("c"&x)/Range("b"&x)Range("e"&x)=Smm*(1-(1-Range("f"&x)*Range("d"&x-1)/Range("d"&x)/SM)^(1/(1+EX)))SelectCaseRange("b"&x).Value+Range("e"&x).ValueCaseIs<SmmRange("g"&x)=Range("d"&x)*(Range("b"&x)+(Range("f"&x)*Range("d"&x-1)/Range("d"&x))-SM+SM*(1-((Range("b"&x)+Range("e"&x))/Smm)^(1+EX)))Range("h"&x)=(SM-SM*(1-(Range("b"&x)+Range("e"&x))/Smm)^(1+EX))*KI*Range("d"&x)Range("i"&x)=(SM-SM*(1-(Range("b"&x)+Range("e"&x))/Smm)^(1+EX))*KG*Range("d"&x)Range("f"&x+1)=(1-KI-KG)*(SM-SM*
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