1、WUHEE工程水文学工程水文学武汉大学水利水电学院武汉大学水利水电学院WUHEE第九章第九章 水文预报水文预报F第一节第一节 概述概述一、水文预报的分类一、水文预报的分类 按预报的项目分：径流预报、冰情预报、沙情预报与按预报的项目分：径流预报、冰情预报、沙情预报与水质预报；水质预报；径流预报：洪水预报和枯水预报径流预报：洪水预报和枯水预报水位和流量。水位和流量。按预见期长短分：短期水文预报、中长期水文预报。按预见期长短分：短期水文预报、中长期水文预报。预见期：分布预报与预报要素出现的时间间距。预见期：分布预报与预报要素出现的时间间距。短期预报：由水文要素作出的预报（小时、短期预报：由水文要素作
2、出的预报（小时、1 1天天.）中长期预报：包括气象预报性质在内的水文预报中长期预报：包括气象预报性质在内的水文预报 （旬、月、年）（旬、月、年）WUHEE二、水文预报工作的基本程序二、水文预报工作的基本程序（1 1）制定预报方案：）制定预报方案：收集水文、气象资料；收集水文、气象资料；建立预报模型建立预报模型即水文预报方案；即水文预报方案；对模型进行评定和检验对模型进行评定和检验允许误差；允许误差；（2 2）进行作业预报）进行作业预报 将现时发生的水文气象信息，通过报汛设备迅速将现时发生的水文气象信息，通过报汛设备迅速传送到预报中心，随即经过预报方案算出即将发生的传送到预报中心，随即经过预报方
3、案算出即将发生的水文预报要素大小和出现时间，及时将信息发布出去，水文预报要素大小和出现时间，及时将信息发布出去，供有关部门应用。供有关部门应用。联机作业实时水文预报联机作业实时水文预报WUHEEF第二节第二节 短期洪水预报短期洪水预报 河段洪水预报和降雨径流预报河段洪水预报和降雨径流预报 河段洪水预报以河槽洪水波运动理论为基础，由河段洪水预报以河槽洪水波运动理论为基础，由河流上游断面的水位、流量过程预报下游断面的水位河流上游断面的水位、流量过程预报下游断面的水位和流量过程。和流量过程。降雨径流预报方法则是按降雨径流形成过程的原理，降雨径流预报方法则是按降雨径流形成过程的原理，利用流域内的降雨资
4、料预报出流域出口断面的洪水过利用流域内的降雨资料预报出流域出口断面的洪水过程。程。WUHEE一、河段中的洪水波运动一、河段中的洪水波运动 河道沿程水面发生高低起伏的一种波动，称为洪水波。河道沿程水面发生高低起伏的一种波动，称为洪水波。稳定流水面比降稳定流水面比降i0、洪水波的水面比降洪水波的水面比降i。波前部分波前部分ii0，波后部分波后部分i0；落洪时，落洪时，i=A1C1，h2h1。洪水波的扭曲洪水波的扭曲：洪水波在传播过程中，波峰向它的起点：洪水波在传播过程中，波峰向它的起点逼近，波前长度减小，即逼近，波前长度减小，即S2C2A1S1，附加比降不附加比降不断减小。因而波前水量不断向波后转
5、移。断减小。因而波前水量不断向波后转移。WUHEEF二、相应水位（流量）法二、相应水位（流量）法 根据河段洪水波运动和变形规律，利用河段上断根据河段洪水波运动和变形规律，利用河段上断面的实测水位（流量），预报河段下断面未来水位面的实测水位（流量），预报河段下断面未来水位（流量）的方法，称为相应水位（流量）法。（流量）的方法，称为相应水位（流量）法。（一）基本原理（一）基本原理无区间入流：无区间入流：Q下下,t+=Q上上,t-QL有区间入流有区间入流q：Q下下,t+=Q上上,t-QL+qWUHEE 根据表根据表5-15-1的资料，绘制相应洪峰水位相关曲线及其的资料，绘制相应洪峰水位相关曲线及其传
6、播时间曲线（图传播时间曲线（图5-35-3）。）。作业预报时，已知作业预报时，已知t时刻上游洪峰水位时刻上游洪峰水位Z Z上上,t,t，由图由图5-35-3查得下游洪峰水位和洪水传播时间查得下游洪峰水位和洪水传播时间，从而预报出未来从而预报出未来t+时刻下游出现的洪峰水位时刻下游出现的洪峰水位 Z Z下下,t+,t+。WUHEE三、合成流量法三、合成流量法 该法的该法的预见期预见期取决于上取决于上游各站中传播时间最短的游各站中传播时间最短的一个。一般情况下，上游一个。一般情况下，上游各站中以干流站的流量为各站中以干流站的流量为最大，从预报精度的要求最大，从预报精度的要求出发，常常用它的传播时出
7、发，常常用它的传播时间间作为预报方案的预见期。作为预报方案的预见期。WUHEE四、流量演算法四、流量演算法（一）基本原理（一）基本原理 洪水波的演进与变形可用圣维南（洪水波的演进与变形可用圣维南（Saint-Venant）方程组描述。方程组描述。水文上将其连续方程简化为河段水量平衡方程，水文上将其连续方程简化为河段水量平衡方程，把动力方程简化为槽蓄方程，然后联立求解，将河段把动力方程简化为槽蓄方程，然后联立求解，将河段的入流过程演算为出流过程。的入流过程演算为出流过程。WUHEEWUHEE（二）马斯京根法及其槽蓄曲线方程二）马斯京根法及其槽蓄曲线方程 槽蓄曲线槽蓄曲线马斯京根槽蓄曲线方程马斯京
8、根槽蓄曲线方程 河段槽蓄量：柱蓄、楔蓄河段槽蓄量：柱蓄、楔蓄WUHEEx：流量比重因素流量比重因素 K：稳定流情况下的河段传播时间稳定流情况下的河段传播时间C0+C1+C2=1WUHEE已知已知 x=0.2，K=12，t=12h，计算得计算得C0=0.231，C1=0.538，C2=0.231WUHEE3100.231=722500.538=1352500.231=58WUHEE(四）马斯京根法中几各问题的分析四）马斯京根法中几各问题的分析（1 1）K值的综合：值的综合：（2 2）x值的综合：值的综合：（3 3）计算时段）计算时段t的选择：的选择：（4 4）预见期问题：）预见期问题：WUHEE
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