水文水资源课程设计任务书

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《水文水资源课程设计》任务书

题目：竹溪坡流域洪水预报

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2010年6月

《水文预报》课程设计

竹溪坡流域洪水预报

设 计 任 务

竹溪坡流域位于湖南资水支流伊溪的上游,集水面积686km2，该流域地处资水柘溪～桃江区间流域内，是常见的暴雨中心区。做好该流域的暴雨洪水预报，对于防治、减轻资水流域下游地区洪水灾害具有重要意义。

本课程设计的主要任务是：根据已建立的竹溪坡流域洪水预报方案，应用预留的水文资料，对此方案进行检验。具体工作内容如下： 一、竹溪坡流域暴雨洪水场次资料的整理 二、竹溪坡流域产流方案的检验 三、竹溪坡流域汇流方案的检验

四、竹溪坡流域洪水预报方案的评定

设 计 提 纲

一、流域水文气象资料的收集和审查

熟悉竹溪坡流域的自然地理情况，广泛收集有关水文气象资料（见基本资料）。

对资料进行可靠性、一致性、代表性审查。本课程设计的预报方案可不进行此项工作。

二、竹溪坡流域暴雨洪水场次资料的整理

竹溪坡水文站控制集水面积686km2，流域内有三个雨量站,即竹溪坡、梅城、黄柏界, 都有较长期的实测雨量资料。在洪水预报方案的研制中，已经将1980～1988年资料作为模型率定期,选出了36?场暴雨与竹溪坡同期实测流量资料作为优选产流参数和汇流过程的依据。现需要将预留的1989年资料进行整理，为模型产汇流方案检验提供场次洪水资料。资料的整理和数据文件的组织都已通过编制的软件由计算机完成，1989年竹溪坡、梅城、黄柏界雨量站的时段雨量数据，分别由数据文件P8901.DAT、P8902.DAT、P8903.DAT给出；竹溪坡1989年流量过程由数据文件Q89.DAT提供。1980～1988年划分和计算的场次暴雨洪水结果如表1所示，表1中1989年的为待求

2

值。

1.暴雨洪水场次的划分

1989年洪水与暴雨场次的大致划分如表2所示。 2.场次洪水径流深的推求

竹溪坡流域退水曲线中蓄泄系数K=48小时。 三、竹溪坡流域产流方案

竹溪坡流域属东亚季风副热带暖湿气候区，湿润多雨, 多年平均年雨量为1400mm～1800mm, 年内降雨量主要集中在4～8月，一次洪水历时可达7～8天。流域内植被良好，符合蓄满产流模型的应用条件。模型主要由蓄满产流计算、流域水源划分和流域蒸散发计算构成。

流域蒸发资料采用附近柘溪站E601型蒸发器实测值,以1980～?1988年9年资料进行统计,分别求出各月晴天和雨天多年平均日蒸发量,见表3。晴、雨天的区别标准以日雨量3mm为控制,日雨量小于3mm为晴天,否则为雨天。

应用暴雨洪水场次的资料，对模型参数进行率定。参数的率定采用计算机自动优选（采用旋转坐标轴法，即Rosenbrock法)和人工试错优选相结合的办法。产流参数的率定以场次洪水径流深误差最小为目标函数,?产流参数优选结果如表4和表5所示。

应用确定的模型结构和优选的产流模型参数、蒸散发模型参数编制程序，对1989年场次暴雨洪水进行检验。 四、竹溪坡流域汇流方案

流域汇流分地面汇流、壤中出流和地下汇流。汇流参数的优选以流域出口模拟流量过程与实测流量过程拟合最优为目标函数,??即离差平方和最小和模型效率最高。壤中流和地下汇流采用地下水库调蓄演算的方法、分水源汇流参数优选结果见表6。地面汇流采用时段地面经验单位线法, 用竹溪坡实测雨洪资料分析的单位线见表7。?

1.直接应用优选的汇流参数和表7给出的时段地面经验单位线法，编制计算机程序对1989年场次暴雨洪水进行汇流计算。

2.分析1989年场次暴雨洪水汇流计算结果，是否需要调整时段地面经验单位线，若需要，请利用1989年资料进行分析。 五、预报方案精度的评定

3

1.对预报方案的模型率定期（1980～1988年）进行评定 2.对预报方案的模型检验期（1989年）进行评定

3.分析存在的问题，提出改进意见和具体实施的方法

设 计 说 明 书

设计说明书要求按预报方案的要求编写，主要应包括以下内容： 一、流域概况

二、流域产流方案

三、流域汇流方案 四、预报方案检验 五、附图及附表

说明书的重点是将预报模型和计算方法介绍清楚，论证模型参数及计算结果的合理性，并对有关问题进行说明。说明书要求文字流畅，简明而要。图表整齐清楚，名称、编号齐全。最后装订成册，说明在前，附图附表分别集中，依次放在后面，封面力求通一。

基 本 资 料

竹溪坡流域慨况及暴雨洪水一般特性：

竹溪坡流域位于湖南资水支流伊溪的上游,集水面积686km2，属山区。河长49km,干流坡降2.42‰。流域内有三个雨量站,即竹溪坡、梅城、黄柏界,流域出口设有竹溪坡水文站,具有较长期的实测雨量、流量资料。流域概况见图1。

该流域属东亚季风副热带暖湿气候,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥。该流域是湖南省著明的暴雨高值区,多年平均年雨量为1400mm～1800mm,多年平均最大24h暴雨为100～130mm,梅城24h暴雨竟达423.1mm(1955年8月26日)。年内降雨量主要集中在4～8月,尤以5、6两月最大。一次洪水历时可达7～8天,洪水过程线形状有明显的季节变化规律,一般7月中旬以前多为峰高量大的复峰,7月中旬以后多为峰高量小的单峰。

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表1 竹溪坡流域次洪水资料统计 径流深单位：mm

序号 洪号 降雨P 实测RO 计算RC 绝对误差 相对误差 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

80405 80418 80610 80804 80821 81403 81510 81524 81610 81627 82512 82612 82804 82818 82831 82909 83406 83503 83708 84402 84415 84514 84609 84612 84813 85525 85604 85825 86410 86425 86718 87424 87520 87701 88519 88620 89412 89419 89428 89507 89628 98.9 203.3 129.6 97.9 32.2 204.7 92.5 124.6 50.7 152.7 48.7 171.1 141.4 150.9 68.7 122.6 155.0 57.8 115.5 133.3 145.3 146.0 97.0 95.1 83.5 48.6 112.6 90.1 92.7 92.2 119.6 95.1 69.9 74.3 55.8 88.5 63.2 136.3 89.5 41.4 24.9 156.9 44.5 88.2 29.1 103.6 30.5 133.7 53.1 96.4 42.5 85.8 106.3 46.2 69.6 92.6 106.6 98.8 55.0 82.6 25.4 23.7 69.7 55.7 61.0 64.8 54.1 66.4 50.4 39.0 29.5 56.6 5

62.1 138.9 98.2 47.7 17.8 158.6 59.1 89.1 33.8 105.4 24.9 97.4 56.5 90.5 41.5 81.5 100.2 47.6 58.8 93.4 101.9 108.1 72.6 82.8 30.2 23.8 68.5 50.5 57.4 59.9 58.1 63.3 52.5 41.8 30.9 60.3 -1.1 2.6 8.7 6.3 -7.1 1.7 14.6 .9 4.7 1.8 -5.6 -36.3 3.4 -5.9 -1.0 -4.3 -6.1 1.4 -10.8 .8 -4.7 9.3 17.6 .2 4.8 .1 -1.2 -5.2 -3.6 -4.9 4.0 -3.1 2.1 2.8 1.4 3.7 -1.7 1.9 9.8 15.1 -28.4 1.1 32.7 1.0 16.3 1.7 -18.2 -27.2 6.4 -6.2 -2.4 -5.0 -5.8 2.9 -15.5 .9 -4.4 9.4 31.9 .3 18.8 .3 -1.8 -9.3 -5.9 -7.6 7.3 -4.6 4.1 7.1 4.6 6.6

表2 资水支流竹溪坡站次洪水统计表 径流深单位：mm

NO 洪号 流量起止时间 起止流量 洪峰 峰现时间 1 89412 4.11.02-4.19.02 10 11 2 89419 4.19.02-4.28.02 11 16 3 89428 4.28.02-5.07.14 16 14 4 89507 5.07.14-5.25.20 14 9 5 89628 6.28.08-7.11.20 9 9 雨量起止时间 4.11.02-4.19.02 4.19.02-4.27.20 4.28.02-5.07.14 5.07.14-5.25.20 6.28.08-7.09.08 径流深 表3 竹溪坡流域晴、雨天多年平均日蒸发量 (mm) 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 晴天 0.71 0.68 0.93 1.57 2.29 2.65 3.41 2.76 2.44 1.75 1.21 0.87 雨天 0.60 0.31 0.55 0.97 1.49 1.71 2.34 2.45 1.03 0.77 0.60 0.36

表4 竹溪坡流域三水源蓄满产流模型产流参数

参数名 参数值

表5 竹溪坡流域三水源蓄满产流模型蒸散发修正系数 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 WM 150 WUM 30 WLM 80 WDM 40 B 1.5 FE 0.8 系数 1.0 1.0 1.0 1.36 1.09 0.90 1.68 1.47 0.78 1.0 1.0 1.0 表6 竹溪坡流域分水源汇流参数

参数名 参数值 SM 9 EX 1.9 KG 0.109 KKG 0.964 KSS 0.156 KKSS 0.975 6

表7 竹溪坡6h10mm单位线

时段 0 1 2 3 4 5 6 7 (△t=6h) 单位线0 12.4 102.4 51.9 39.7 33.5 24.4 18.8 q(m3/s) 时段 8 9 10 11 12 13 (△t=6h) 单位线13.7 9.4 6.3 3.4 1.7 0 q(m3/s) 7

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