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用Excel作
水库短期洪水预报
用Excel作水库洪水预报,非常方便实用,方法如下:
以某水库为例:
概况
某水库集雨面积940平方公里,总库容31700万立方米。是一座大(二)型水库。
径流量预报
降雨径流相关图的建立
(1)、相关图形式
R=K( EQ \X\TO(P)+Pa)…………(1)
K=1- EQ \f(Zm,Im) ………………(2)
式中 R——净雨深(毫米)
K——蒸发折减系数
EQ \X\TO(P)——流域平均降雨量
Pa——前期影响雨量(毫米)
Im——流域最大缺水量(毫米)
(2)、各参数的计算:
Ⅰ、Im计算
Im值可以从实测资料中分析出来。一般在土壤很干燥情况下的损失水量很接近Im值,因此只要选久旱之后降有大雨年份的径流资料,就可以推算出来。根据相关资料分析Im值取130毫米。
Ⅱ、K值计算
根据水文资料的年蒸发资料,选5至9月最大日蒸发量的三年平均值,用(2)式计算各种天气情况下的K值如表一。
表一
月 份
5
6
7
8
9
K 晴天
0.96
0.96
0.97
0.97
0.97
K阴雨天
0.97
0.97
0.98
0.98
0.98
K 雨天
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
在计算上表时,将天气分为晴天、阴雨天、雨天三种情况。
天气标准以日降雨量划分:
晴天:降雨量0——5毫米
阴雨天:降雨量5—10毫米或大雨10毫米但属夜间(20—9时)降雨
雨天:降雨量大雨10毫米并为8——20时连续6小时降雨
Ⅲ、Pa计算
EQ \S\UP 1(P)\S\DO 1(a)\S\DO 3(t+1)=k( EQ \S\UP 1(P)\S\DO 1(at)+ EQ \X\TO(Pt)-R)…………(3)
式中: EQ \S\UP 1(P)\S\DO 1(a)\S\DO 3(t+1)——次日Pa值(毫米)
EQ \S\UP 1(P)\S\DO 1(at)——当日Pa值(毫米)
EQ \X\TO(Pt)——当日流域平均日降雨量(毫米)
(3)、式中的R:在R很小的情况下,可忽略不计。
每次洪水的降雨开始和终了,不一定都发生在降雨日分界时,因此每次洪水开始和终了的Pa值与日分界时的Pa值是有差别的。其计算公式如下:
Pa次=[1- EQ \f(T,24) (1-K)]Pa日……(4)
式中: Pa次——一次洪水开始时Pa值(毫米)
T——降雨时间至本日8时末降雨历时(时)
Pa末= Pa次+ EQ \X\TO(Pa)次-R……(5)
式中: Pa——一次洪水的Pa值(毫米)
EQ \X\TO(Pa)次——加权法计算的一次洪水的流域平均降雨量(毫米)
当用(5)式计算的Pa末大于Im值时,取Im值。
Ⅳ、R计算
R= EQ \f(W,1000F) ……(6)
式中: W——一次洪水扣去基流的径流总量(立方米)
F——集水面积(平方公里)。
洪峰流量预报:
洪峰流量预报一般用洪峰—径流关系推求,即根据降雨、径流成果,选取其中的单峰(或容易分割的复峰)。净峰流量(去掉基流的洪峰流量)Q与相应的净雨深R点绘成关系图
洪水预报相关图的绘制:
根据数值表成果绘制:
Ⅰ象限为V—Qm及V—H曲线
Ⅱ象限为不同起始库容的R—V曲线
Ⅲ象限为P+Pa~R曲线
Ⅳ象限为R—Q曲线
利用相关图进行洪水预报的方法:
(1)、按P+Pa查P+Pa~R关系曲线,求出R,见图一,从⑴至⑵到⑶到⑷。
(2)、从⑷点作纵轴平行线,交起始库容V~R关系线于⑸,从⑸作纵轴垂线交纵轴于⑹点。
(3)、按查得的R值作平行于横轴的直线⑺~⑻,过点⑻作横轴垂线交于点⑼。
(4)、连接⑹、⑼两点交V~Q曲线于点⑽。
(5)、过点⑽作纵轴垂线交于点(11)。即所求得的预报的最大库容。作横轴垂线交于点(12),即所求预报下泄量。过点⑽作横轴平行线交H~V曲线于点(13),并作横轴垂线交于点(14),即所得预报的最高水位。
根据如上原理用Excel作出洪水预报程序。方法如下:
R——净雨,根据p+Pa——R曲线,用内插法求得。
VD——不调节时的最大库容
其值为VD=R*S*0.1+V0
V0——起始库容;S——集水面积:单位为(Km) 2
QF——净雨R时的洪峰流量
R——Q关系曲线用最小二乘法拟合,其方程为:
QF=-4+8.87R+5.2*10-2R2-1.07*10-4R3
用最小二乘法拟合库容——泄量关系曲线,其方程为:
V=5043.8+4.9962Q+0.0002Q2 (1)
通过A(0,VD);B(QF,4324)两点的直线方程为:
V=(4324-VD)/QF*Q+VD (2)
用方程(2)
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