水文学原理实验二 洪水波的特征河长分段连续演算

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1、实验二洪水波的特征河长分段连续演算一、实验目的及要求1.掌握特征河长的分析和计算方法。2.学会查算S曲线表。3.解特征河长洪水连续演算的原理并建立沅陵至王家河河段的流量演算方案。二、实验设备1.计算机一台。2.洪水特征河长分段连续演算软件一套。3.S曲线表一本。三、实验原理在河流的一个特征河长河段上,河段蓄水量W与河段下断面出流流量O为单值关系W=KO,将预报河段划分为n个特征河长河段，如图示；每段水量平衡式和蓄量出流关系分别为：I1-O1=W1；……Ii-Oi=Wi；……In-On=WnW1=K

2、O1；……Wi=KOi；……Wn=KOn1I1n-1nOnL图1河段划分为n个特征河长河段示意图各段水量平衡式和蓄量出流关系联解后可得：⑴当I1（t）为瞬时脉冲入流，则出流On（t）为瞬时单位线。⑵当I1（t）为单位入流，则出流On为S（t）曲线。⑶当I1（t）为单位矩形入流，则出流On（t）为S（t）-S（t-1）曲线。⑷当I1（t）为强度I的矩形入流，则出流On（t）为I*（S（t）-S（t-△t））的曲线。把实际的洪水入流I1（t）过程概化为m个连续的矩形入流，利用S（t）曲线就可算出预报河

3、段的出流On（t）。四、实验步骤沅陵至王家河河段位于沅水流域下游，沅陵以上流域面积76400km2，王家河以上流域面积80500km2，河段总长112km，河底比降0.0004。按如下步骤将该河段上断面沅陵1968年8月的一次洪水过程演算为下断面王家河洪水过程（经分析，本河段流量传播时间为T=10h）。⑴开机后调用“特征河长分段连续演算实验“软件，在计算机上按实验软件“特征河长计算表“数据计算特征河长l，点绘O～l关系点，定出关系线。在计算机上按表3数据计算1968年8月的一次洪水过程的时段平均入

4、流，按平均入流最大流量查O～l关系线得采用的特征河长l。⑵按n=L/l计算河段分段数，n一般取为整数。⑶按K=T/n计算一个特征河长的流量传播时间K。⑷由n和K查S曲线表得按m=t/K划分时段的汇流系数Pn,m，填入下表。表1S曲线及t/K～t时间转换表m=t/K35789101112131416182125S(m)00.0050.0530.1120.1970.3030.4210.5380.6470.7400.8730.9450.9870.999t=m*K⑸在计算机上点绘S～t曲线，按计算时段△t

5、=3h，在曲线上摘录S(t)值。填入下表并计算计算时段△t=3h的汇流系数P。表2单位矩形入流汇流P计算表t03691215182124S(t)S(t-3)P⑹将汇流系数P填入下表后，自编程序计算王家河洪水出流过程。表3流量演算表日时I平均IP平均I*PO实测O178195011220020501424702050173340215020635023502371503450182658057105571066508482064001143005000143980590017370052502034

6、5047102332004350192300040005275037008255034001124003200142300298017218027802021002570232000240020219702320519002210五、思考题1洪水波的特征河长分段连续演算有无预见期？2洪水波的特征河长分段连续演算在实际预报工作中有作用？3分析造成演算误差的原因，并提出改进演算精度的可能方法。