水文預(yù)報(bào)多媒體課件

《水文預(yù)預(yù)報(bào)》課程多多媒體體課件件揚(yáng)州大大學(xué)水水利科科學(xué)與與工程程學(xué)院院二0一0年九月月在《水文學(xué)學(xué)原理理》課程中中我們們?cè)?jīng)經(jīng)介紹紹過：：根據(jù)據(jù)研究究任務(wù)務(wù)的不不同，，水文文學(xué)可可以分分為以以下幾幾門學(xué)學(xué)科：：水文學(xué)學(xué)其中水水文分分析與與計(jì)算算和水水文預(yù)預(yù)報(bào)都都是解解決““預(yù)報(bào)報(bào)”性性質(zhì)的的任務(wù)務(wù)，有有其統(tǒng)統(tǒng)一的的一面面，但但是另一一方面面，由由于它它們所所提供供的預(yù)預(yù)見期期極不不相同同，水水文計(jì)計(jì)算要要求預(yù)預(yù)估未未來幾幾十年年甚至至上百百年的情情況；；而水水文預(yù)預(yù)報(bào)通通常只只能預(yù)預(yù)報(bào)未未來幾幾天或或一個(gè)個(gè)月的的情況況，當(dāng)當(dāng)然長長期水水文預(yù)預(yù)報(bào)的的預(yù)見見期一一般般不不超超過過一一年年。。因因而而使使兩兩者者有有所所區(qū)區(qū)別別，，從從而而形形成成了了水水文文與與水水資資源源工工程程專專業(yè)業(yè)的的兩兩門門專專業(yè)業(yè)課程程：：水水文文預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)；；水水文文分分析析與與計(jì)計(jì)算算。。其其中中水水文文預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)課課程程主主要要是是利利用用水水文文現(xiàn)現(xiàn)象象變變化化的的確確定定性性規(guī)律律來來解解決決實(shí)實(shí)際際問問題題；；而而水水文文分分析析與與計(jì)計(jì)算算課課程程主主要要是是利利用用水水文文現(xiàn)現(xiàn)象象變變化化的的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)律律來來解解決決實(shí)際際問問題題。。課程程概概況況及及主主要要內(nèi)內(nèi)容容水文文預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)是是水水文文與與水水資資源源工工程程專專業(yè)業(yè)的的一一門門專專業(yè)業(yè)課課，，是是研研究究分分析、、運(yùn)運(yùn)用用水水文文規(guī)規(guī)律律，，預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)未未來來水水文文情情勢(shì)勢(shì)的的一一門門應(yīng)應(yīng)用用學(xué)學(xué)科科。。內(nèi)內(nèi)容容以以河河流、、水水庫庫短短期期洪洪水水預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)常常用用的的相相應(yīng)應(yīng)水水位位、、流流量量演演算算、、降降雨雨徑徑流流和和水水庫水水位位流流量量預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)的的基基本本原原理理和和方方法法為為主主。。主主要要內(nèi)內(nèi)容容有有：：一、、河河段段洪洪水水預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)二、、降降雨雨產(chǎn)產(chǎn)流流量量預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)三、、流流域域匯匯流流預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)四、、實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)洪洪水水預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)五、、降降雨雨徑徑流流流流域域模模型型七、、水水庫庫水水文文預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)八、、水水文文預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)誤誤差差和和精精度度評(píng)評(píng)定定六、、枯枯季季徑徑流流預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)與與旱旱情情分分析析第一一章章緒緒論論在緒緒論論中中主主要要介介紹紹以以下下幾幾個(gè)個(gè)方方面面的的內(nèi)內(nèi)容容：：1、水水文文預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)的的任任務(wù)務(wù)和和內(nèi)內(nèi)容容；；2、水水文文預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)的的作作用用；；3、我我國國的的水水文文情情報(bào)報(bào)預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)工工作作及及預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展；；4、水水文文預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)的的學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)方方法法一、、水水文文預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)的的任任務(wù)務(wù)和和內(nèi)內(nèi)容容水文文預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)———是對(duì)對(duì)自自然然界界各各種種水水體體未未來來的的水水文文現(xiàn)現(xiàn)象象及及其其變變化化進(jìn)進(jìn)行預(yù)報(bào)。。它的任任務(wù)就是是分析研研究水文文現(xiàn)象的的演變規(guī)規(guī)律和水水文預(yù)報(bào)報(bào)技術(shù)、預(yù)報(bào)報(bào)方法，，從而迅迅速地、、準(zhǔn)確地地提供水水文現(xiàn)象象的定量量或定性性預(yù)報(bào)。所以以水文預(yù)預(yù)報(bào)的內(nèi)內(nèi)容是相相當(dāng)廣泛泛的。按水體在在地球上上所處空空間位置置的不同同水文預(yù)預(yù)報(bào)可分分為：海洋水文文預(yù)報(bào)陸地水文文預(yù)報(bào)而陸地水水文預(yù)報(bào)報(bào)又以預(yù)預(yù)報(bào)對(duì)象象的不同同可分為為：徑流預(yù)報(bào)報(bào)冰情預(yù)報(bào)報(bào)泥泥沙預(yù)報(bào)報(bào)水質(zhì)預(yù)報(bào)報(bào)臺(tái)臺(tái)風(fēng)暴暴潮預(yù)報(bào)報(bào)與與農(nóng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)有關(guān)的的墑情預(yù)預(yù)報(bào)水文預(yù)報(bào)報(bào)按預(yù)見見期的長長短可分分為：短期水文文預(yù)報(bào)中長期水水文預(yù)報(bào)報(bào)短期水文文預(yù)報(bào)——是指預(yù)報(bào)報(bào)的現(xiàn)象象正在發(fā)發(fā)生或出出現(xiàn)過程程中所作作的預(yù)報(bào)。。（降雨雨徑流預(yù)預(yù)報(bào)）我國是以以雨洪徑徑流為主主的國家家，以短期的雨雨洪徑流流預(yù)報(bào)的開展最普遍。。所以本本教材根根據(jù)我國國的實(shí)際際情況和和教學(xué)大大綱的要要求，也也以此為主要要內(nèi)容。。而短期的的雨洪徑徑流預(yù)報(bào)報(bào)包括：：河段洪水水預(yù)報(bào)、、降雨徑徑流預(yù)報(bào)報(bào)、水庫水位位流量預(yù)預(yù)報(bào)。短期雨洪洪徑流預(yù)預(yù)報(bào)包括括所以將主主要介紹紹本教材材的第二二章、第第三、第第四章、、第五章章、第十章；而而第六章章、第七七章、第第八章僅僅作一般般介紹。。二、水文文預(yù)報(bào)的的作用水文預(yù)報(bào)報(bào)是為國國民經(jīng)濟(jì)濟(jì)和水利利建設(shè)服服務(wù)的一一項(xiàng)基本本工作，，在以下下三個(gè)方面面起著很很重要的的作用：：防汛抗旱旱合合理利用用水資源源充充分分發(fā)揮工工程效益益1、水文預(yù)預(yù)報(bào)在防防汛斗爭爭中起著著耳目和和參謀作作用。2、水文預(yù)報(bào)報(bào)不僅在在防洪中中是不可可缺少的的，對(duì)已已建成的的水利工工程的管理運(yùn)運(yùn)用也是是不可缺缺少的，，只有依依靠水文文預(yù)報(bào)，，才能做做到在各各用水部門及及地區(qū)之之間合理理分配水水資源，，取得最最大的社社會(huì)經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益。。3、水文預(yù)預(yù)報(bào)還從從多方面面直接為為國民經(jīng)經(jīng)濟(jì)、國國防部門門服務(wù)。。隨著社會(huì)會(huì)主義經(jīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)設(shè)的發(fā)展展和水資資源的開開發(fā)利用用、保護(hù)護(hù)工作的的不斷深入入，水文文預(yù)報(bào)將將應(yīng)用得得更為廣廣泛，其其作用也也將更加加明顯。。目前我國國防洪體體系的建建設(shè)中水水文預(yù)報(bào)報(bào)所占據(jù)據(jù)的位置置愈來愈愈突出。。防洪體系系建設(shè)因?yàn)槲覈鴩F(xiàn)行的的治水政政策有了了重大的的調(diào)整：：從傳統(tǒng)工工程水利利→資源水利利轉(zhuǎn)變；；從傳統(tǒng)統(tǒng)水利→現(xiàn)代水利利、可持持續(xù)發(fā)展展水利轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變。三、我國國的水文文情報(bào)預(yù)預(yù)報(bào)工作作及預(yù)報(bào)報(bào)技術(shù)的的發(fā)展我們通常常所說的的水文情報(bào)報(bào)預(yù)報(bào)工工作（簡簡稱水情情工作））包括兩部部分：已出現(xiàn)的的水文情情況的報(bào)報(bào)汛工作作；未來來水文情情況的預(yù)預(yù)報(bào)工作作。而第一部分分工作是是后一部部分工作作的基礎(chǔ)礎(chǔ)。因?yàn)闉轭A(yù)報(bào)必必須根據(jù)據(jù)已出現(xiàn)現(xiàn)的水文、氣氣象情況況來推斷斷，因此此報(bào)汛工工作是開開展預(yù)報(bào)報(bào)工作必必不可少少的依據(jù)?，F(xiàn)在從中中央到各各?。ㄊ惺小⒆灾沃螀^(qū)）、、各大流流域機(jī)構(gòu)構(gòu)、各水水利水電工程單單位都成成立了防防汛指揮揮機(jī)構(gòu)，，建立了了水情自自動(dòng)測(cè)報(bào)報(bào)系統(tǒng)和和防洪決策支支持系統(tǒng)統(tǒng)，在設(shè)設(shè)備、技技術(shù)、方方法上及及技術(shù)隊(duì)隊(duì)伍與水水平上，，都有了很大大發(fā)展和和提高。。我國的水水文預(yù)報(bào)報(bào)工作是是從解放放初期開開始的，，從一開開始我國國的水文工作者者就注意意學(xué)習(xí)國國外的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，并并結(jié)合我我國的具具體情況況加以研研究和利用，，經(jīng)過多多年實(shí)踐踐，對(duì)于于一些常常用方法法，如相應(yīng)水位位（流量量）法、流量量演算法法、單位位線法，，都從物理理成因依依據(jù)上作作了深入入的探討，并作作出適合合我國水水文特點(diǎn)點(diǎn)的改進(jìn)進(jìn)。多年年來，在在對(duì)從國國外引進(jìn)進(jìn)的水文流域域模型進(jìn)進(jìn)行研究究的同時(shí)時(shí)，提出出了符合合我國特特點(diǎn)的流流域水文文模型，并通通過實(shí)踐踐不斷加加以改進(jìn)進(jìn)和完善善--------新安江模模型。系統(tǒng)理論論及其數(shù)數(shù)學(xué)模型型以及計(jì)計(jì)算機(jī)技技術(shù)的發(fā)發(fā)展，為為水文預(yù)預(yù)報(bào)方法開辟了了一條廣廣闊的應(yīng)應(yīng)用技術(shù)術(shù)途徑。。這種宏宏觀的系系統(tǒng)分析析方法與與微觀的成因因分析的的方法相相結(jié)合將將會(huì)是現(xiàn)現(xiàn)代水文文預(yù)報(bào)技技術(shù)一個(gè)個(gè)新的發(fā)發(fā)展方向。四、水文文預(yù)報(bào)的的學(xué)習(xí)方方法水文預(yù)報(bào)報(bào)是研究究和運(yùn)用用水文規(guī)規(guī)律，預(yù)預(yù)報(bào)未來來水文情情況的一一門應(yīng)用性學(xué)科科。分析研究究水文現(xiàn)現(xiàn)象的演演變規(guī)律律，就能能找到相相應(yīng)的預(yù)預(yù)報(bào)方法。水文文現(xiàn)象的的演變具具有確定性的的規(guī)律，，也具有統(tǒng)計(jì)性規(guī)規(guī)律。根據(jù)水文現(xiàn)象象的確定定性的規(guī)規(guī)律就可可以采用用成因分析析的方法法；根據(jù)水文文現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)計(jì)規(guī)律就就可以在成因分分析的基基礎(chǔ)上采采用統(tǒng)計(jì)計(jì)相關(guān)的的方法。。目前這兩種種方法在在水文預(yù)預(yù)報(bào)中的的應(yīng)用也也各有側(cè)側(cè)重，并并不截然然分開。。例如對(duì)于短期洪水水預(yù)報(bào)則則主要采采用成因因分析的的方法，，并輔以以數(shù)理統(tǒng)統(tǒng)計(jì)法。對(duì)于于中長期期預(yù)報(bào)則則以統(tǒng)計(jì)計(jì)相關(guān)法法為主。。所以學(xué)習(xí)習(xí)水文預(yù)預(yù)報(bào)，就就是學(xué)習(xí)對(duì)水水文規(guī)律律的分析析計(jì)算原原理和方方法，以以便結(jié)合合具體流流域、河河段或水庫庫的條件件，編制制水文預(yù)預(yù)報(bào)方案案和運(yùn)用用方案作作預(yù)報(bào)。。為此通過過學(xué)習(xí)不僅僅需要掌掌握水文文預(yù)報(bào)所所闡述的的基本原原理和方方法，還還要學(xué)會(huì)會(huì)對(duì)本專業(yè)各各門課程程知識(shí)的的綜合運(yùn)運(yùn)用，培培養(yǎng)分析析問題的的能力。。另外整整個(gè)水文預(yù)報(bào)報(bào)科學(xué)是是人們?cè)谠趯?shí)踐中中對(duì)水文文規(guī)律本本質(zhì)認(rèn)識(shí)識(shí)的步步步深入發(fā)發(fā)展起來的（（因?yàn)樗囊?guī)律律是許多多因素綜綜合影響響的產(chǎn)物物）。所以在學(xué)學(xué)習(xí)水文預(yù)報(bào)報(bào)的過程程中要勤勤于思考考、敢于于創(chuàng)新。。第二章河河段段洪水預(yù)預(yù)報(bào)河段洪水水預(yù)報(bào)——在洪水發(fā)發(fā)生的過過程中，，根據(jù)河河段上斷斷面剛剛剛出現(xiàn)的洪洪水情況況（用水水位或流流量表示示），來來預(yù)報(bào)下下游斷面面將要出出現(xiàn)的洪水情情況（水水位或流流量）。。常用的河河段洪水水預(yù)報(bào)方方法有：：相應(yīng)水位位（流量量）法流流量量演算法法第一節(jié)洪洪水水波概述述一、洪水水波的形形成和運(yùn)運(yùn)動(dòng)降雨后，，流域內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生的的徑流向向河網(wǎng)匯匯集，流流域各處處的降水水和產(chǎn)流流通常是不不均勻的的，注入入河網(wǎng)的的水量也也不相同同。在徑流大大量集中中的河段，河槽槽內(nèi)水量量迅速增增加形成成洪水波波，增加加的水量量向下游游傳播，，稱為洪水波波的運(yùn)動(dòng)動(dòng)。ABCD（1）波體：：在原穩(wěn)定定流水面面上增加加（附加加）的水體，，如ABCDA。（2）波峰：：波體輪廓廓線上的的最高點(diǎn)點(diǎn)（水深深最大的點(diǎn)點(diǎn)B）。（3）波高：：波體輪廓廓線上的的波峰相相對(duì)于穩(wěn)穩(wěn)定流水水面的高高度。如如BD（4）波前：：以波峰為為界，波波峰之前前的稱為為波前。。如BCDB（5）波后：以波峰峰為界，，波峰之之后的稱稱為波后后。如BADB（6）波長：：波體與穩(wěn)穩(wěn)定流水水面交界界的水流流方向的的長度稱稱為洪水水波波長長。如AC（7）附加比比降：洪水波水水面相對(duì)對(duì)于穩(wěn)定定流水面面的比降降。附加加比降可可近似地地用洪水水波的水面比降降和穩(wěn)定定流水面面比降的的差值來來表示。。即附加比降降可正可可負(fù)，漲漲洪時(shí)，，即對(duì)于于波前，，附加比比降為正正；落洪洪時(shí)，即即對(duì)于波波后，附附加比降降為負(fù)。。（8）位相：：洪水波輪輪廓線上上的每一一點(diǎn)都占占據(jù)一定定的相對(duì)對(duì)位置，，這就是是洪水波波位相的的概念。。（9）相應(yīng)流流量（傳傳播流量量）：由水力學(xué)學(xué)可知，，洪水波波的每一一個(gè)位相相都相應(yīng)應(yīng)于一定定的流量量，這種種相應(yīng)于于一定位位相的流流量稱為為相應(yīng)流流量，又又稱傳播播流量。。（10）波速：：洪水波波波體上某某一位相相點(diǎn)沿河河道的運(yùn)運(yùn)動(dòng)速度度稱為該該位相點(diǎn)點(diǎn)的波速速，或者者說相應(yīng)應(yīng)流量沿沿河道的的運(yùn)動(dòng)速速度即為為波速。。洪水波流流經(jīng)測(cè)站站斷面時(shí)時(shí)，首先先通過斷斷面的是是波前部部分，此此時(shí)斷面水位持持續(xù)上升升，至波波峰到達(dá)達(dá)斷面出出現(xiàn)洪峰峰水位為為止，接接著是波波后部分通過過，水位位逐漸下下降，在測(cè)站斷斷面處可可測(cè)到一一個(gè)從漲漲到落的的洪水過程。。洪水波的的波前部部分相當(dāng)當(dāng)于過程程線的漲漲洪段，，波后部部分相當(dāng)當(dāng)于落洪段段，波峰峰通過時(shí)時(shí)出現(xiàn)洪洪峰。因此測(cè)站站的實(shí)測(cè)測(cè)水位（（流量））過程線的形形狀可以以大體反反映在河河段中傳傳進(jìn)的洪洪水波形形狀。如果在河河段上下下游斷面面都來測(cè)測(cè)定Z～t并繪制在在同一張張圖上，，即可看出洪洪水波在在無支流流河段上上傳播時(shí)時(shí)，形狀狀會(huì)發(fā)生生變化，，即發(fā)生洪水波的變變形。而洪水波波的變形形表現(xiàn)為為兩種形形態(tài)：即洪水波波的展開開與扭曲。展開：表現(xiàn)為洪洪水波在在傳播的的過程中中，波長長不斷增增加，波波高不斷減小。。扭曲：表現(xiàn)為洪洪水波在在傳播的的過程中中，波前前部分不不斷縮短短，而波后部分分將不斷斷增長，，即波峰峰不斷超超前。二、洪水水波變形形的原因因經(jīng)過分析析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)造成洪洪水波變變形的原原因有以以下三個(gè)個(gè)方面。。1、洪水波波本身的的水力特特性（或或水流自自身的水水力特性性）這是內(nèi)因因。由于在流流域各處處匯入河河槽形成成洪水波波的徑流流是隨時(shí)時(shí)間不斷變變化的，，洪水波波屬于非非恒定水水流。2、洪水波傳傳進(jìn)的邊界界條件——河段特性邊界條件是是指河底比比降、河床床糙率、過過水?dāng)嗝娴牡男螒B(tài)及其其沿程變化、沿岸岸地形、土土壤性質(zhì)及及水文地質(zhì)質(zhì)條件。這是造成洪洪水波變形形的外因，它使出現(xiàn)在在不同河段段的洪水波波變形呈現(xiàn)現(xiàn)各自的特特點(diǎn)。3、河段旁側(cè)側(cè)的入流除了以上三三方面的原原因以外，，當(dāng)河段內(nèi)內(nèi)有引水或或分洪，河河段下游有回水或或潮波頂托托等，都會(huì)會(huì)造成洪水水波的變形形。綜上所述，，造成河段段中洪水波波變形的原原因既有內(nèi)內(nèi)因，也有有外因。內(nèi)因是洪水水波本身的的水力特性性；外因是是河段特性性、底水、、區(qū)間入流流、引水或分洪洪、河段下下游有回水水或潮波頂頂托等。三、洪水波波運(yùn)動(dòng)的基基本方程與與洪水波的的分類在無旁側(cè)入入流的河段段，洪水波波的演進(jìn)與與變形可以以用圣維南南方程組描描述。關(guān)于于洪水波的分分類主要是是依據(jù)動(dòng)力力方程中各各項(xiàng)作用力力的對(duì)比關(guān)關(guān)系。可將將洪水波分分為四類：運(yùn)動(dòng)波、擴(kuò)擴(kuò)散波、慣慣性波以及及動(dòng)力波。。1、運(yùn)動(dòng)波：：忽略慣性項(xiàng)項(xiàng)以及附加加比降項(xiàng)。。其水位流流量關(guān)系為為單值關(guān)系系，其相應(yīng)流量在在傳播過程程中不發(fā)生生衰減，即即不發(fā)生坦坦化變形，，但會(huì)發(fā)生生扭曲變形形。這種洪水波波通常發(fā)生生在河流上上游和河底底比降較大大的山區(qū)性性河流。2、擴(kuò)散波：：忽略慣性項(xiàng)項(xiàng)。其水位位流量關(guān)系系為繩套曲曲線，其相相應(yīng)流量在在傳播過程中發(fā)生生衰減，即即有坦化變變形，又有有扭曲變形形。它是一一般河流中中常見的洪洪水波形式。3、慣性波（（又稱重力力波）：忽略和和，，只只考慮慣性性項(xiàng)和附加加比降項(xiàng)。。在水庫中的洪洪水波可看看成是慣性性波。4、動(dòng)力波：：動(dòng)力方程中中的任何一一項(xiàng)都不能能忽略。對(duì)對(duì)于河流的的中下游以以及平原河道，由由于較較小，，附加比降降和慣性影影響相對(duì)較較大，不能能忽略任何何一項(xiàng)，需需要用動(dòng)力波求求解洪水波波運(yùn)動(dòng)。第二節(jié)相相應(yīng)水位位（流量））法相應(yīng)水位（（流量）法法是大流域域的中下游游河段廣泛泛采用的一一種河段洪洪水預(yù)報(bào)的的方法。一、相應(yīng)水水位（流量量）法的依依據(jù)洪水波在傳傳播的過程程中會(huì)發(fā)生生展開和扭曲變形，正是是由于產(chǎn)生生變形，使河段上下游站站的洪水過過程具有相相應(yīng)而又不不相同的現(xiàn)現(xiàn)象。利用這種現(xiàn)現(xiàn)象可以由由已知的河段上游游站的洪水水過程來預(yù)預(yù)報(bào)下游站站的洪水過過程。另外外在實(shí)際預(yù)預(yù)報(bào)時(shí)，并并不需要預(yù)報(bào)整整個(gè)洪水波波在某一時(shí)時(shí)刻沿程的的水力要素素，只要根根據(jù)上游站站某時(shí)刻已已出現(xiàn)的水位（（流量），，來推求下下游站未來來某時(shí)刻的的水位（流流量）。由由此引出相應(yīng)水位（流量量）的概念念。相應(yīng)水位（（流量）——沿河傳進(jìn)的的洪水波的的某一個(gè)位位相點(diǎn)，先先后經(jīng)過河河段上下游游站時(shí)所測(cè)測(cè)得的水位位或流量。。相應(yīng)流量量在傳播的的過程中要要發(fā)生變化化，并引起起相應(yīng)水位的變變化。因此此在外界條條件不變的的情況下，，研究相相應(yīng)水位關(guān)關(guān)系的實(shí)質(zhì)質(zhì)是研究其其相應(yīng)流量量在河段傳傳播過程中中流量值和和傳播速度度值的變化化規(guī)律，而而造成洪水水波變形的內(nèi)因和和外因是造造成相應(yīng)流流量及其傳傳播速度變變化的原因因。也就是是要分析造造成洪水波變形的的具體原因因。如果洪水波波在傳進(jìn)的的過程中沒沒有展開，，即各位相相水流斷面面的流量沒沒有衰減，，屬于運(yùn)動(dòng)波波傳進(jìn)，并并且河段沒沒有旁側(cè)入入流，則上上下游相應(yīng)應(yīng)流量的關(guān)關(guān)系為：如果洪水波波屬于擴(kuò)散散波傳進(jìn)，，但無區(qū)間間入流，則則洪水波各各位相的流流量沿程發(fā)發(fā)生衰減。在在退水期，，因漲水期期滯蓄在河河槽中的水水量泄出，，又可能使使流量在傳傳進(jìn)的過程中逐漸漸加大，所所以上下游游相應(yīng)流量量的關(guān)系為為:實(shí)際上，河河段旁側(cè)總總是有區(qū)間間入流的。。若計(jì)及區(qū)區(qū)間入流，，那么上式式就變?yōu)椋海簩?duì)于河段的的上游站不不止一個(gè)的的多支流河河段，若不不計(jì)各河來來水的相互互干擾頂托托作用，可將將上游各站站流量組合合為合成流流量，作為為只有一處處入流來處處理，仍按按（3）式可寫為：：相應(yīng)水位（（流量）法法就是以上上面各式為為物理依據(jù)據(jù)，用上下下游站的實(shí)實(shí)測(cè)流量或或水位資料建建立相關(guān)關(guān)關(guān)系的方法法。這種相相關(guān)關(guān)系可可表示為：：這種方法只只著眼于洪洪水波某一一位相水流流斷面的流流量變化，，并用相關(guān)關(guān)關(guān)系來表表示，因此這這種方法是是經(jīng)驗(yàn)性的的，不能符符合嚴(yán)格的的水量平衡衡關(guān)系。二、相應(yīng)水水位（流量量）法在實(shí)際工作作中，用相相應(yīng)水位（（流量）法法預(yù)報(bào)需要要解決兩個(gè)個(gè)問題：1、下游站水水位（流量量）的預(yù)報(bào)報(bào)；2、上下游站站之間傳播播時(shí)間的預(yù)預(yù)報(bào)。要解決第一一個(gè)問題除除如何處理理主要影響響因素外外，還必須須考慮水位位流量關(guān)系對(duì)相相應(yīng)水位的的影響，要解決第二二個(gè)問題必必須解決傳播時(shí)間的的確定。是相應(yīng)水位位（流量））在河段中中的傳播時(shí)時(shí)間。它是是預(yù)報(bào)方案案的預(yù)見期期，取決于點(diǎn)波速和和河段長，，即。。其中反反映洪水水波變形的的速率，它它與斷面平平均流速V有一定的關(guān)關(guān)系。；；在實(shí)際工作作中，常從從實(shí)測(cè)的上上、下游站站洪水過程程線中摘取取同位相的的特征點(diǎn)（峰、谷、、漲落率轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)），，計(jì)算其在在上、下游游站先后出出現(xiàn)的時(shí)間間差，作為為相應(yīng)流量的實(shí)際際傳播時(shí)間間。對(duì)于運(yùn)動(dòng)波波，可建立立相應(yīng)流量量與的的關(guān)系系。對(duì)于擴(kuò)擴(kuò)散波，可可以在此關(guān)關(guān)系中加入反映洪水水波變形的的主要因素素為參數(shù)，，建立三變變數(shù)的相關(guān)關(guān)圖。它的的基本形式式為：當(dāng)需要預(yù)報(bào)報(bào)水位時(shí)，，同樣可以以建立上、、下游站經(jīng)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，，它的基本本形式為：：三、無支流流河段的相相應(yīng)水位（（流量）預(yù)預(yù)報(bào)無支流河段段——是指上下游游兩站之間間無較大支支流匯入，，并且區(qū)間間來水量與與上游來水量量的比值比比較小的河河段。（一）相應(yīng)應(yīng)洪峰水位位（流量））預(yù)報(bào)進(jìn)行相應(yīng)洪洪峰水位（（流量）預(yù)預(yù)報(bào)時(shí)所依依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)相關(guān)關(guān)系系的基本形形式為：由此可以看看出，解決決相應(yīng)洪峰峰水位（流流量）預(yù)報(bào)報(bào)的關(guān)鍵是是如何處理理洪水波變變形的內(nèi)因和和外因?qū)?duì)相相應(yīng)水位（（流量）的的影響。1、上、下游游站相應(yīng)洪洪峰水位（（流量）關(guān)關(guān)系適用條件——洪水波變形形不顯著（（即不不大）），區(qū)間入入流影響不不大（即較?。?，河河道斷面穩(wěn)穩(wěn)定的河段段。此種情況的的洪水波近近似地屬于于運(yùn)動(dòng)波。。此時(shí)相應(yīng)水位（流量量）關(guān)系為為單一直線線（或曲線線）。制作預(yù)報(bào)方方案時(shí)就是是采用上、、下游站的實(shí)測(cè)的水水位（流量量）過程線線建立兩變變數(shù)的相關(guān)關(guān)圖，其經(jīng)驗(yàn)相關(guān)關(guān)關(guān)系的形形式為：2、以下游站站同時(shí)水位位為參數(shù)的的上、下游游相應(yīng)水位位（流量））關(guān)系（即下游站站同時(shí)水位參數(shù)法）在前面曾經(jīng)經(jīng)介紹過，，解決相應(yīng)應(yīng)洪峰水位位（流量））預(yù)報(bào)的關(guān)關(guān)鍵是如何何處理洪水水波變形的內(nèi)內(nèi)因和和外因。。目前前常用的方方法是用下下游同時(shí)水水位來來反映映它們的影響，建建立以下游游站同時(shí)水水位為參數(shù)數(shù)的三變數(shù)數(shù)的相關(guān)圖圖。其具體體形式為：：式中為為下游站同同時(shí)水位，，它是指與與河段上游游站t時(shí)刻水位同同時(shí)時(shí)出現(xiàn)的下游站水水位。那么么能否反映映、、的的影影響呢？下下面就介紹紹以下游站站同時(shí)水位位為參數(shù)的作作用。（1）反映洪水水波變形的的內(nèi)因上下（2）反映洪水水波變形的的外因特點(diǎn)：用下下游同時(shí)水水位同時(shí)反反映洪水波變形的內(nèi)內(nèi)因和外因因的影響。。3、以上游站站水位（流流量）漲差差為參數(shù)的的上、下游游站相應(yīng)水水位（流量量）關(guān)系（即漲差法法）上游站漲差差——是指上游站站在某一段段時(shí)間內(nèi)的的水位（流流量）變化化值。漲水水為正，落水水為負(fù)。上上游站在一一定時(shí)間內(nèi)內(nèi)的水位（（流量）漲漲差，可以以表示為：：或從上圖中可可以看出，，下游站的的與與、、有有關(guān)，，其關(guān)系式式的形式為為：特點(diǎn)：反反映映了洪水波波變形內(nèi)因因的影響。。同時(shí)也也和和前面所講講的一樣反反映了連續(xù)外外界條件變變化區(qū)間入入流等的作作用，即洪洪水波變形形的外因。。這樣就將將洪水波變形的內(nèi)內(nèi)因和外因因分開來了了，物理概概念比較清清楚。上面所說的的上游站漲漲差是指在在傳播時(shí)間間內(nèi)的漲差差，但是如如果上、下下游站間距距過長，其洪洪峰傳播時(shí)時(shí)間大于上上游站的漲漲洪歷時(shí)，，則上游站站出現(xiàn)洪峰峰時(shí)，下游游站還未起漲，這這在陡漲陡陡落的山區(qū)區(qū)性河流中中是常見的的，這時(shí)可可以采用總漲差法。。值得指出的的是，從洪峰特征征點(diǎn)摘取的的傳播時(shí)間間，常常精精度不高。。這一方面面是由于洪峰附附近水位的的變化甚小小，決定洪洪峰出現(xiàn)時(shí)時(shí)間的誤差差較大，而而更重要的的是受到區(qū)間入流流的干擾使使摘取不準(zhǔn)準(zhǔn)，致使傳傳播時(shí)間曲曲線難以確確定。（二）洪水水水位（流流量）過程程預(yù)報(bào)關(guān)于洪水水水位（流量量）過程預(yù)預(yù)報(bào)所采用用的方法以以及常用的的參數(shù)基本本上和洪峰峰水位（流量量）預(yù)報(bào)方方法相同。。但是從洪洪水過程線線上摘取相相應(yīng)水位（（流量）值值（除峰、谷、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)外））比較困難難，在實(shí)際際工作中常常采用以下下的方法。。1、洪波展開開法假定：洪水水波的展開開量與洪水水的漲（落落）水變幅幅成正比。。將上、下游游站洪水的總漲（落落）差作對(duì)對(duì)應(yīng)等分，，上、下游游站的對(duì)應(yīng)應(yīng)等分點(diǎn)水水位即看作作為相應(yīng)水水位，其時(shí)間差即即為傳播時(shí)時(shí)間。據(jù)此此摘取的相相應(yīng)水位與與傳播時(shí)間間即可建立立預(yù)報(bào)曲線線。在實(shí)際工作作中，常以以河段平均均傳播時(shí)間間來來摘取上上、下游站站的相應(yīng)水水位，所建立的預(yù)報(bào)報(bào)方案的一一般形式為為：也可以用時(shí)時(shí)段水位漲漲差為參數(shù)數(shù)建立預(yù)報(bào)報(bào)方案，其其關(guān)系式為為：也可以將上上式中的時(shí)時(shí)段水位漲漲差換為時(shí)時(shí)段流量漲漲差建立預(yù)預(yù)報(bào)方案。。2、取常數(shù)數(shù)的方法四、有支流流河段的相相應(yīng)水位（（流量）預(yù)預(yù)報(bào)對(duì)于兩站之之間有較大大支流匯入入的河段，，如果支流流上有測(cè)站站可以控制制區(qū)間面積積的大部分來來水，那么么可以制作作有支流河河段的相應(yīng)應(yīng)水位（流流量）預(yù)報(bào)報(bào)方案。為為了簡便，常假定干、、支流洪水水波互不干干擾，下游游站洪水過過程是由相相互獨(dú)立的的上游站各各河洪水波傳傳進(jìn)和疊加加而成。所以預(yù)報(bào)的的原理和方方法與無支支流河段相相同。（一）上游游合成流量量與下游站站相應(yīng)水位位（流量））關(guān)系（即合成流流量法）合成流量法法——是將上游站站的流量，，按它們到到下游站的的傳播時(shí)間間錯(cuò)開相加加，表示合成后后的流量同同時(shí)到達(dá)下下游站，從從而建立合合成流量與與下游站相相應(yīng)水位（流量）的的相關(guān)圖進(jìn)進(jìn)行預(yù)報(bào)，，其關(guān)系式式為：或合成流量法法的關(guān)鍵是是值值的確定定，在實(shí)際際工作中常常用的確定定方法有兩兩種：1、按上、下下游站實(shí)測(cè)測(cè)的斷面流流速資料分分析計(jì)算波波速，，則2、試錯(cuò)法：：根據(jù)實(shí)測(cè)測(cè)資料假定定各個(gè)值值，，計(jì)算，，并并點(diǎn)繪～的的關(guān)系曲線線，若點(diǎn)據(jù)據(jù)比較密集集，所假定定的各個(gè)值值即為所求求，否則重新假定定值值，直直到滿意為為止。也可在合成成流量相關(guān)關(guān)圖中加入入下游同時(shí)時(shí)水位作參參數(shù)以反映映區(qū)間來水水量和值值的影響。即即式中的為為預(yù)預(yù)見期，合合成流量法法的預(yù)見期期取決于值值中中的最小值值。由于干干流來水量量往往大于于支流，實(shí)實(shí)際工作中中多以干流流的值值作為為預(yù)見期。。如果支流流的值值小于該該值值，求合合成流量時(shí)時(shí)支流的相相應(yīng)流量還還需預(yù)報(bào)。。（二）以支支流水位為為參數(shù)的上上、下游站站相應(yīng)水位位（流量））關(guān)系在有支流河河段上，常常取支流（（一般取其其中影響較較大的一、、二條支流流）的相應(yīng)應(yīng)水位（流量量）為參數(shù)數(shù)，其關(guān)系系式一般為為：第四節(jié)現(xiàn)現(xiàn)時(shí)校正正法現(xiàn)時(shí)校正法法——是指利用已已出現(xiàn)的預(yù)預(yù)報(bào)誤差和和水情變化化趨勢(shì)來校校正未來預(yù)預(yù)報(bào)值的方法。。用任何方法法預(yù)報(bào)任何何水文要素素都可以進(jìn)進(jìn)行現(xiàn)時(shí)校校正，這是是作業(yè)預(yù)報(bào)報(bào)的一種補(bǔ)充手手段，可以以提高預(yù)報(bào)報(bào)值的精度度，在實(shí)際際工作中是是常用。一、現(xiàn)時(shí)校校正的方法法AB現(xiàn)時(shí)校正最最簡單的方方法是直接將已已出現(xiàn)的預(yù)預(yù)報(bào)誤差移移用來確定定校正值的的，但是在實(shí)際際工作中一一般不這樣樣做。不論論是簡單的的移用已出出現(xiàn)的誤差差，還是人人為地修正正處理，這種校正都都是根據(jù)水水文現(xiàn)象變變化趨勢(shì)具具有一定的的連續(xù)性，，因而誤差差可以按趨趨勢(shì)外延來來進(jìn)行的。。二、現(xiàn)時(shí)校校正的途徑徑對(duì)預(yù)報(bào)值進(jìn)進(jìn)行現(xiàn)時(shí)校校正的途徑徑有三個(gè)方方面：1、改變?cè)椒桨福捎糜昧硪粋€(gè)更更合理的方方案重新預(yù)預(yù)報(bào)。2、校正原方方案中的參參數(shù)，用校校正后的方方案重新預(yù)預(yù)報(bào)。3、對(duì)由原方方案所作出出的預(yù)報(bào)值值進(jìn)行誤差差校正?，F(xiàn)時(shí)校正的的手段有，，而計(jì)計(jì)算機(jī)校正正是通過建建立預(yù)報(bào)模模型來進(jìn)行的的。。所所謂謂預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)模模型型就就是是對(duì)對(duì)預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)方方案案選選配配數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)方方程程，，用用以以描描述述各各要要素素之之間間的的定定量量關(guān)系系。。在進(jìn)進(jìn)行行人人工工校校正正時(shí)時(shí)，，除除了了改改變變方方案案外外，，不不論論第第二二或或第第三三種種途途徑徑，，都都是是根根據(jù)據(jù)當(dāng)當(dāng)時(shí)的的水水文文現(xiàn)現(xiàn)象象變變化化趨趨勢(shì)勢(shì)作作經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)校校正正的的。。而而聯(lián)聯(lián)機(jī)機(jī)預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)就就要要由由計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)按按事事先先設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的計(jì)計(jì)算程程序序來來進(jìn)進(jìn)行行的的。。相應(yīng)應(yīng)水水位位（（流流量量））法法是是求求解解不不穩(wěn)穩(wěn)定定流流水水力力要要素素的的一一種種簡簡化化方方法法。。相應(yīng)應(yīng)水水位位（流流量量））法法的的預(yù)預(yù)報(bào)報(bào)方方案案采采用用了了相相關(guān)關(guān)圖圖的的形形式式，，克克服服了了洪洪水水波波在在傳傳進(jìn)進(jìn)的的過過程程中中相相應(yīng)應(yīng)水位位（（流流量量））的的變變化化量量難難以以確確定定的的困困難難。。該方方法法的的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：：使用用方方便便，，有有明明確確的的預(yù)預(yù)見期期，，當(dāng)當(dāng)用用于于外外界界條條件件變變化化較較小小的的河河段段時(shí)時(shí)（例例如如區(qū)區(qū)間間入入流流小小、、斷斷面面沒沒有有沖沖淤淤變變化、、沒沒有有變變動(dòng)動(dòng)回回水水影影響響）），，常取取得得良良好好的的效效果果。。該方方法法的的缺缺點(diǎn)點(diǎn)：：只著著眼眼于于洪洪水水波波上上某某些些特特征征點(diǎn)點(diǎn)在在傳傳進(jìn)進(jìn)中中的的變變化化，，用用大大量量實(shí)實(shí)測(cè)測(cè)資資料料的的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)相相關(guān)關(guān)形形式式來來表表示示其其變變化化規(guī)規(guī)律律，，不能能嚴(yán)嚴(yán)格格地地符符合合水水量量平平衡衡原原理理，，尤其其是是采采用用的的洪洪水水傳傳播播時(shí)時(shí)間間與與實(shí)實(shí)際際的的傳傳播播時(shí)時(shí)間間有有較較大大的的出出入入時(shí)時(shí)，，所所摘摘錄錄的的相相應(yīng)應(yīng)水水位位（（流流量量））就就失失去去了了原原來來相相應(yīng)應(yīng)的的意意義義。。為了了克克服服這這些些缺缺點(diǎn)點(diǎn)，，對(duì)于于受受附附加加比比降降影影響響的的擴(kuò)擴(kuò)散散波波，，就就可可以以用用求求解解不不穩(wěn)穩(wěn)定定流流水水力力要要素素的的另另一一種種簡簡易易方方法法———流量量演演算算法法。。第五五節(jié)節(jié)流流量量演演算算法法流量量演演算算法法———利用用河河段段中中的的蓄蓄泄泄關(guān)關(guān)系系與與水水量量平平衡衡原原理理，，將將上上游游站站的的流流量量過過程演演算算為為下下游游站站流流量量過過程程的的方方法法。。這種種方方法法實(shí)實(shí)際際上上是是用用水水量量平平衡衡方方程程式式代代替替連連續(xù)續(xù)方程程式式，，用用槽槽蓄蓄曲曲線線近近似似地地代代替替動(dòng)動(dòng)力力方方程程式式，，將將兩兩個(gè)個(gè)方方程程式式進(jìn)進(jìn)行行聯(lián)聯(lián)解解，，就就是是河河道道不穩(wěn)穩(wěn)定定流流的的一一種種簡簡解解法法。。一、、流流量量演演算算法法的的基基本本原原理理1、不不穩(wěn)穩(wěn)定定流流方方程程組組的的簡簡化化天然然河河道道的的洪洪水水波波運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)屬屬于于緩緩變變不不穩(wěn)穩(wěn)定定流流，，要要得得到到洪洪水水波波在在某某一一瞬瞬時(shí)時(shí)的的水水力力要素素，，可可聯(lián)聯(lián)解解不不穩(wěn)穩(wěn)定定流流方方程程組組（（即即圣圣維維南南方方程程組組））。。求求解解此此方方程程組組的的方方法法有有水力力學(xué)途途徑徑，，進(jìn)行行數(shù)數(shù)值值解解，，但但是是需需要要具具備備比比較較詳詳細(xì)細(xì)的的河河道道特特征征資資料料，，計(jì)計(jì)算算工工作作量量也也很很大。。在實(shí)實(shí)際際工工作作中中，，往往往往只只需需要要由由河河段段上上斷斷面面的的入入流流過過程程直直接接求求得得下下斷斷面面的的出出流流過程程，，而不不需需要要得得到到河河間間水水力力要要素素的的變變化化過過程程，，所所以以在在實(shí)實(shí)際際工工作作中中廣廣泛泛采采用用了了一一些簡簡化化的的方方法法，，稱稱為為水文文學(xué)學(xué)方方法法。。水文文學(xué)學(xué)方方法法應(yīng)應(yīng)用用到到至至今今已已發(fā)發(fā)展展成成為為系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析的的方方法法。。所所謂謂系系統(tǒng)統(tǒng)分分析析法法就就是是將將所研研究究的的對(duì)對(duì)象象看看成成是是一一個(gè)個(gè)系系統(tǒng)統(tǒng)。。輸入入系統(tǒng)統(tǒng)作作用用輸出出所謂謂系系統(tǒng)統(tǒng)作作用用就就是是將將輸輸入入轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為輸輸出出。?？梢砸詫⒑雍佣味慰纯闯沙墒鞘且灰粋€(gè)個(gè)系系統(tǒng)統(tǒng)，，其其輸輸入入為為河河段段的的入入流流，，而而輸輸出出即即為為河河段段的的出出流流，，這這個(gè)個(gè)系系統(tǒng)統(tǒng)的的作作用用就就是是將將入入流流過過程程轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為出出流流過過程程。。2、河河段段的的水水量量平平衡衡方方程程在一一定定的的河河段段長長內(nèi)內(nèi)，，將將對(duì)對(duì)河河段段長長L進(jìn)行行積積分分，，可可得得到到河河段段在在dt時(shí)間內(nèi)內(nèi)的的水水量量平平衡衡方方程程式式為為：：令入入流流量量、、出出流流量量在在時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)呈呈線線性性變變化化，，將將上上式式寫寫成成河河段段在在有有限限時(shí)時(shí)段段內(nèi)內(nèi)的水水量量平平衡衡方方程程式式。。通過過逐逐時(shí)時(shí)段段的的求求解解此此方方程程組組就就可可以以將將上上斷面面的的入入流流過過程程演演算算為為下下斷斷面面的的出出流流過過程程。。3、河河段段槽槽蓄蓄方方程程（（其其所所對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的曲曲線線就就稱稱為為槽槽蓄蓄曲曲線線））河段段中中的的槽槽蓄蓄量量W應(yīng)取取決決于于河河段段中中的的水水位位沿沿程程分分布布，，即即取取決決于于水水面面曲曲線線的的形形狀，，而而水水位位與與流流量量之之間間存存在在著著一一定定的的關(guān)關(guān)系系，，所所以以如果果槽槽蓄蓄曲曲線線為為單單值值線線性性關(guān)關(guān)系系，，可可以以使使流流量量演演算算大大大大簡簡化化。。所所以以為為了了簡簡化化流流量演演算算，下面面的的關(guān)關(guān)鍵鍵是是如如何何將將槽槽蓄蓄曲曲線線處處理理成成單單值值線線性性關(guān)關(guān)系系。。4、槽槽蓄蓄曲曲線線的的分分析析在洪洪水水期期，，已已知知上上游游站站的的洪洪水水過過程程，，為為了了由由水水量量平平衡衡方方程程式式解解得得下下游游站站的的洪洪水過程，，就必須須建立形形式式的槽蓄蓄關(guān)系，，如果此此關(guān)系是是單值線線性的，，求解很方便便。但是是W除了與O有關(guān)以外外，還與與河段的的水面比比降有關(guān)關(guān)，所以以只建立立W與O的關(guān)系，，一般不不是單值值關(guān)系。。因此必必須對(duì)河河段的槽槽蓄曲線線進(jìn)行分分析。當(dāng)河道水水流處于于穩(wěn)定流流狀態(tài)時(shí)時(shí)，均均為單值值函數(shù)關(guān)關(guān)系。當(dāng)河道水水流在不不穩(wěn)定流流狀態(tài)時(shí)時(shí)，由于于附加比比降的存存在和作作用不存在單單值關(guān)系系而是成成逆時(shí)針針繩套。。將上述兩兩條關(guān)系系曲線進(jìn)進(jìn)行組合合就可以以分析槽槽蓄曲線線的形式式了。根根據(jù)他們們的組合，此時(shí)時(shí)的槽蓄蓄曲線則則有三種種類型：：逆時(shí)針方方向的繩繩套、順順時(shí)針方方向的繩繩套、單單值關(guān)系。。在實(shí)際工工作中很很難遇到到單值關(guān)關(guān)系的槽槽蓄曲線線，但是是可以設(shè)設(shè)法使有有繩套的的槽蓄曲線線單值化化：改變河長長，調(diào)整整繩套的的變變幅，使使其與繩繩套的的變變幅相近，這這時(shí)的的關(guān)系系近似為為單值關(guān)關(guān)系，這這就是所所謂的特征河長長法。不改變河河長，而而是尋求求某一個(gè)個(gè)示儲(chǔ)流流量Q/，該流量量又是入入流量I和出流量量O的函數(shù)，，使其與與W之間成單單值關(guān)系系，這就就是所謂謂的馬斯京根根法。對(duì)于單值值化的槽槽蓄關(guān)系系，為了了計(jì)算、、應(yīng)用簡簡便，又又常處理理成為線線性關(guān)系系。因此特征河河長的槽槽蓄方程程可處理理為；；而而馬斯京京根法的的槽蓄方方程可處處理成為為,而。。當(dāng)成成線性關(guān)關(guān)系時(shí)，，可使流流量演算算程序大大大簡化化，而且且可以采采用聯(lián)解水量平平衡方程程和槽蓄蓄方程的的方法，，求得流流量演算算公式。。二、特征征河長法法（簡稱稱l法）1、特征河河長的概概念及公公式特征河長長——如果能找找到這樣樣一個(gè)河河長，在在其下斷斷面處，，由于水水位的變變化引起的流量量變化正正好與由由于水面面比降的的變化以以起的流流量變化化相互抵抵消，以以致河段段的槽蓄量與與其下斷斷面流量量呈單值值關(guān)系，，則稱其其為特征征河長。。或使其槽槽蓄量與與下斷面面流量之間間呈單值值關(guān)系的的河長。。通過引進(jìn)進(jìn)特征河河長的概概念，就就可以給給出槽蓄蓄曲線三三種形式式的存在在條件：：當(dāng)L=l時(shí)，為單單值關(guān)系系；當(dāng)L<l時(shí)為順時(shí)時(shí)針繩套套；當(dāng)L>l時(shí)為逆時(shí)時(shí)針繩套套。2、特征河河長的計(jì)計(jì)算書上P99頁的表4—2中給出了了特征河河長的計(jì)計(jì)算實(shí)例例。3、流量演演算方法法（1）當(dāng)實(shí)際際河長L=l時(shí)特征河長長流量演演算法是將河段段長度限限制為特特征河段段長，以以便利用用特征河河長具有單值關(guān)關(guān)系槽蓄蓄曲線的的特性。。若將加加以簡化化，以線線性方程程表示為為：演算時(shí)若若計(jì)算時(shí)時(shí)段不不變，，則上式式變?yōu)椋海翰捎么耸绞綍r(shí)可逐逐時(shí)段地地進(jìn)行計(jì)計(jì)算，從從而可以以將上游游站的入入流過程程演算為為下游站的出流流過程。。（2）分段連連續(xù)演算算法分段連續(xù)續(xù)演算法法又稱加—米匯流曲曲線法，因?yàn)樗罱K是是利用河河段的匯流曲線線來進(jìn)行流流量演算算。河槽匯流流曲線——當(dāng)河段上上游站的的入流是是簡單入入流時(shí)，，經(jīng)過n個(gè)特征河河長的連續(xù)演算算，在下下游站所所形成的的出流過過程。如果能求求出河段段的匯流流曲線，，那么根根據(jù)線性匯流流系統(tǒng)的的線性假假定，由由均勻性原原理以及疊加性原原理就可以求求出任意意入流過過程所形成成的出流流過程。。蘇聯(lián)加里里寧與米米留柯夫夫推演了了河槽單單位線的的數(shù)學(xué)表表達(dá)式:設(shè)有河段段長L，L>l，將L劃分成段段，如如,各段的傳傳播時(shí)間間均為。。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)個(gè)特征河河長的入入流為有有限時(shí)段段內(nèi)內(nèi)的的矩形入入流，，入流強(qiáng)強(qiáng)度為，，那么經(jīng)過n個(gè)特征河河長的連連續(xù)演算算，可求求得最終終的出流流過程為為：當(dāng)入流為為單位矩矩形入流流時(shí)（即即）），，那么上上式就變變?yōu)椋簽榱擞?jì)算算的方便便，取，，以m為時(shí)段數(shù)數(shù)，即，，則上式式可寫為：當(dāng)?shù)谝粋€(gè)個(gè)特征河河長的入入流為單單位瞬時(shí)時(shí)脈沖入入流時(shí)，，可推導(dǎo)導(dǎo)出瞬時(shí)時(shí)單位線線表達(dá)式為：：三、馬斯斯京根法法（簡稱稱M法）1、槽蓄方方程及演演算公式式該法有兩兩個(gè)假定定：假定一：：與W成線性關(guān)關(guān)系，即即，，式式中示示儲(chǔ)流量量，它是是假定流流量沿程程為線性性變化的的（即水水面線為為直線））上、下下斷面流流量的加加權(quán)平均均值。假定二：：與I、O成線性關(guān)關(guān)系，即即。。事實(shí)上，，對(duì)于任任意河段段長來說說，只有有穩(wěn)定流流時(shí)槽蓄蓄量W才能與穩(wěn)穩(wěn)定流流流量成線性關(guān)系系。所以以本方法法的示儲(chǔ)儲(chǔ)流量應(yīng)應(yīng)該等于于穩(wěn)定流流流量。。經(jīng)推推導(dǎo)2、K、x和的的確定定由于馬馬斯京京根法法是對(duì)對(duì)不穩(wěn)穩(wěn)定流流方程程組的的線性性有限限差分分解，，因此此不但但要求求x、K為定值值，而而且要要求流流量在在時(shí)段段內(nèi)內(nèi)沿沿河長長是線線性變變化的的。的選擇擇應(yīng)滿滿足兩兩個(gè)線線性條條件要符合合以上上兩個(gè)個(gè)線性性條件件就必必須取取。。一般的的的的取值值應(yīng)滿滿足:（1）根據(jù)據(jù)實(shí)測(cè)測(cè)流量量資料料采用用試算算法推推求K、x具體步步驟為為：假定不不同的的x值，由由上、、下游游站的的流量量資料料求出出相應(yīng)應(yīng)的值值，建立關(guān)關(guān)系線線，取取其中中最密密集于于一直直線時(shí)時(shí)的x值，量量取關(guān)關(guān)系線線的斜斜率，，從而得得K值。（（））（2）根據(jù)據(jù)特征征河長長來推推求加里寧寧在提提出特特征河河長的的概念念及計(jì)計(jì)算方方法以以后，，又推推導(dǎo)出出特征征河長長l與馬斯斯京根法法參數(shù)數(shù)x的關(guān)系系。由相似似三角角形對(duì)對(duì)應(yīng)邊邊成比比例得得：至于K值，可可近似似地采采用根根據(jù)河河段水水力特特征估估算波波速后后確定定洪水水傳播播時(shí)間間即3、Q、x、K的物理理意義義/（1）物物理理意義義的分分析應(yīng)是相相同槽槽蓄量量下的的穩(wěn)定定流流流量。。（2）x的物理理意義義的分分析x的物理理意義義就是是反映映河槽槽調(diào)節(jié)節(jié)能力力的參參數(shù)，，其值值以0.5為上限限，其其值越越小則則河槽的的調(diào)節(jié)節(jié)作用用愈大大。（3）K的物理理意義義所以K的物理理意義義：穩(wěn)穩(wěn)定流流流量量在河河段上上的傳傳播時(shí)時(shí)間。。綜上所所述，，要提提高馬馬斯京京根法法的計(jì)計(jì)算精精度，，必須須考慮慮x、K值的變變化。。4、分段段連續(xù)續(xù)流量量演算算法用馬斯斯京根根法進(jìn)進(jìn)行流流量演演算時(shí)時(shí)，當(dāng)當(dāng)入流流過程程漲洪洪歷時(shí)時(shí)較短短，而而洪水水傳播播時(shí)間間K長的河河段，，無論論取取何何值，，都無無法滿滿足馬馬斯京京根法法的兩兩個(gè)線線性假假定，，此時(shí)時(shí)只能能將實(shí)際際河段段按分分成n段，對(duì)對(duì)各段段分別別采用用馬斯斯京根根法進(jìn)進(jìn)行連連續(xù)流流量演演算，，從而將將上游游站的的入流流過程程演算算為下下游站站的出出流過過程。。①如果果已知知整個(gè)個(gè)河段段的L，x，K。則首首先根根據(jù)實(shí)實(shí)際情情況選選定計(jì)計(jì)算時(shí)時(shí)段，，②如果果有特特征河河長l而無整整個(gè)河河段的的K、x。根據(jù)據(jù)實(shí)際際情況況選定定計(jì)算算時(shí)段段，，（2）匯流流系數(shù)數(shù)的推推求匯流系系數(shù)——匯流曲曲線各各個(gè)時(shí)時(shí)段末末的縱縱坐標(biāo)標(biāo)所組組成的的一個(gè)個(gè)有序序系列列。1234n-1011.0t下游斷斷面出出流過過程0時(shí)段末末：m是時(shí)段段數(shù)，，n是河段段數(shù)1時(shí)段末末：2時(shí)段末末：m時(shí)段末末：用數(shù)學(xué)學(xué)歸納納法可可將匯匯流系系數(shù)歸歸納成成如下下公式式：（3）匯流流系數(shù)數(shù)的應(yīng)應(yīng)用有了匯匯流流系數(shù)數(shù)查用用表，，又確確定了了值值，，就可可以根根據(jù)演演算參參數(shù)，，查出相應(yīng)應(yīng)的匯匯流系系數(shù)，，而后后根據(jù)據(jù)入流流過程程求得得出流流過程程。方方法同同前，，所不同同的是是應(yīng)該用各各個(gè)時(shí)時(shí)段末末的瞬瞬時(shí)入入流量量乘以以匯流流系數(shù)數(shù)。在前一一章介介紹了了如何何采用用相應(yīng)水水位（（流量量）法法以及流量演演算法法進(jìn)行河河段洪洪水預(yù)報(bào)。。這兩種種方法法都是是根據(jù)據(jù)河段段上游游站已已出現(xiàn)現(xiàn)的水水情來來預(yù)報(bào)報(bào)下游游站未未來水水情的的方法。但是在在中、、小河河流，，預(yù)報(bào)報(bào)站的的上游游通常常沒有有控制制河道道上游游來水水的水水文站站，所所以不能能應(yīng)用用前面面的方方法來來進(jìn)行行預(yù)報(bào)報(bào)，即即使有有水文文站，，但由由于徑徑流匯匯集比比較快快，用用河段洪洪水預(yù)預(yù)報(bào)方方法不不能滿滿足對(duì)對(duì)預(yù)見見期的的要求求，此此時(shí)如如果根根據(jù)預(yù)預(yù)報(bào)站站以上上流域域的降降雨量來來進(jìn)行行預(yù)報(bào)報(bào)，就就可以以獲得得較長長的預(yù)預(yù)見期期。另另外在在大流流域用用相應(yīng)應(yīng)水位位（流流量））法或流流量演演算法法作預(yù)預(yù)報(bào)，，也常常常遇遇到要要根據(jù)據(jù)降雨雨計(jì)算算區(qū)間間入流流的問問題。。所以以，降雨徑流流預(yù)報(bào)報(bào)是一一種最最基本本、重重要的的預(yù)報(bào)報(bào)方法法，它它的理理論依依據(jù)就就是降降雨徑徑流形形成的的物理過過程，，預(yù)見見期就就是暴暴雨在在流域域上的的匯流流時(shí)間間。降雨徑徑流預(yù)預(yù)報(bào)分分為兩兩個(gè)部部分：：降雨雨經(jīng)過過產(chǎn)流流計(jì)算算（扣扣損計(jì)計(jì)算））得到到凈雨雨量及及其過程程——降雨產(chǎn)產(chǎn)流量量預(yù)報(bào)報(bào)；凈雨過過程經(jīng)經(jīng)過匯匯流計(jì)計(jì)算推推求流流域出出口斷斷面的的徑流流過程線——徑流過過程線線預(yù)報(bào)報(bào)（流流域匯匯流預(yù)預(yù)報(bào)））。第三章章降降雨雨產(chǎn)流流量預(yù)預(yù)報(bào)這一章章實(shí)際際上就就是如何由由降雨雨量推推求產(chǎn)產(chǎn)流量量（徑徑流量量、凈凈雨量量），，就是是產(chǎn)流流計(jì)算的的問題題，即即為扣扣損計(jì)計(jì)算的的問題題。第一節(jié)節(jié)產(chǎn)產(chǎn)流流量計(jì)計(jì)算概概述流域產(chǎn)產(chǎn)流量量計(jì)算算實(shí)質(zhì)質(zhì)上是是一個(gè)個(gè)水量量平衡衡問題題，所所以其其主要要依據(jù)據(jù)是流流域的的水量量平衡方方程。。關(guān)于扣扣損的的方法法目前前比較較多，，不同同的扣扣損方方法就就形成成了不不同的的產(chǎn)流流計(jì)算算的方方法，就就構(gòu)成成了不不同的的降雨雨徑流流量預(yù)預(yù)報(bào)方方法。。預(yù)報(bào)途途徑產(chǎn)流方方式第二節(jié)節(jié)產(chǎn)產(chǎn)流流方式式的論論證流域產(chǎn)產(chǎn)流方方式的的論證證途徑徑一般般有以以下幾幾個(gè)方方面：：一、流流量過過程線線分析析流域出出口斷斷面的的流量量過程程線是是氣候候因素素和下下墊面面因素素綜合合作用用的產(chǎn)產(chǎn)物，，所以以其形狀狀和特特征可可以反反映一一個(gè)流流域的的產(chǎn)流流特點(diǎn)點(diǎn)。為了定定量地地描述述洪水水過程程線的的對(duì)稱稱性，，常將將實(shí)測(cè)測(cè)的洪洪水過過程線線轉(zhuǎn)化化為總總量為為1.0的比例例過程程線，，然后后用下下式計(jì)計(jì)算形形狀不不對(duì)稱稱系數(shù)數(shù)：注意上述方方法只適用用于孤立洪洪水，對(duì)復(fù)復(fù)式洪水不不適用。二、氣候、、地理和下下墊面特征征分析氣候與產(chǎn)流流機(jī)制密切切相關(guān)，在氣候濕潤潤地區(qū)，以以蓄滿流為為主；在長長年氣候干干燥地區(qū)，，以超滲產(chǎn)產(chǎn)流為主。。而氣候的干干燥與濕潤潤又與流域域所處的地地理位置有有關(guān)。下墊面特征征包括土壤壤的機(jī)械物物理特征、、土層結(jié)構(gòu)構(gòu)、土壤含含水量、植植被、地形形、地下水水，它們對(duì)對(duì)產(chǎn)流方式式的影響在在水文學(xué)原原理中已介介紹過。三、綜合分分析第三節(jié)降降雨徑流流經(jīng)驗(yàn)相關(guān)關(guān)圖法降雨徑流經(jīng)經(jīng)驗(yàn)相關(guān)圖圖法——根據(jù)實(shí)測(cè)的的雨洪資料料建立次降降雨量與次次徑流量之之間的相關(guān)關(guān)圖，然后后利用此降降雨徑流相相關(guān)圖進(jìn)行行產(chǎn)流量預(yù)預(yù)報(bào)。次降雨徑流流相關(guān)圖——以每次降雨雨的流域面面平均降雨雨量為縱坐坐標(biāo)，以它它所產(chǎn)生的徑流量量為橫坐標(biāo)標(biāo)，以影響響降雨產(chǎn)流流的主要因因素為參數(shù)數(shù)建立的一一種復(fù)相關(guān)關(guān)圖。一、相關(guān)要要素的計(jì)算算（一）流域域次平均降降雨量的計(jì)計(jì)算——關(guān)鍵是次降降雨的劃分分方法次降雨的劃劃分方法——從降雨過程程與實(shí)測(cè)洪洪水過程線線的配合圖圖上來劃分分：如果降雨的的間隙引起起了洪水過過程線的明明顯的漲落落變化，那那么應(yīng)劃分分為兩次降降雨。（二）次洪洪徑流量的的計(jì)算（對(duì)應(yīng)于書書上P23頁的第四節(jié)節(jié)內(nèi)容）一次降雨所所形成的徑徑流量可以以由流域出出口斷面處處的實(shí)測(cè)洪洪水過程線線來計(jì)算。。但是實(shí)測(cè)的的流量過程程線上，除除了包括本本次降雨所所形成的徑徑流量以外外（坡面流流、壤中流、淺層層地下徑流流），往往往還包括前前期洪水未未退完的部部分水量以以及非本次次降雨所形成的深深層地下徑徑流（基流流）。所以以在計(jì)算由由本次降雨雨所形成的的徑流深時(shí)時(shí)，必須將后兩項(xiàng)項(xiàng)從流量過過程線中分分割掉。1、基流分割割基流——由深層地下下水補(bǔ)給河河槽的徑流流量，一般般比較穩(wěn)定定，所以一一個(gè)流域的的基流可以按按常數(shù)來處處理，用水水平線分割割。目前有有些地區(qū)也也有不分割割基流的情情況。2、前期徑流流的分割A(yù)BCDEF基流前期徑流要分割前期期徑流量，，必須事先先分析流域域的退水規(guī)規(guī)律。退水規(guī)律常常采用下面面兩種方法法來表示。。（1）相鄰時(shí)段段流量相關(guān)關(guān)圖法Qt繪制其對(duì)應(yīng)應(yīng)的相關(guān)圖圖，，可以將多多次退水過過程的線線點(diǎn)點(diǎn)繪到同一張圖上上，并且縱縱橫比例相相同。如果流域各各次退水曲曲線變化不不大，就可可以通過點(diǎn)點(diǎn)群中心或或下包線定定出一條標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的退水曲曲線。如果果不能綜合合成一條標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)退水