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=Wn W1=KO1 ； Wi=KOi ； Wn=KOn 1 I1 n-1 n On L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：当I1（t）为瞬时脉冲入流，则出流On（t）为瞬时单位线。当I1（t）为单位入流，则出流On为S（t）曲线。当I1（t）为单位矩形入流，则出流On（t）为S（t）- S（t-1）曲线。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） 。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Ol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流，按平均入流最大流量查Ol关系线得采用的特征河长l。按n=L / l计算河段分段数，n一般取为整数。按K=T / n 计算一个特征河长的流量传播时间K。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1 S曲线及t/Kt时间转换表m=t/K35789101112131416182125S(m)00.0050.0530.1120.1970.3030.4210.5380.6470.7400.8730.9450.9870.999t=m*K在计算机上点绘St曲线，按计算时段t=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)P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O17 819501122002050142470205017334021502063502350237150345018 265805710 557106650 8482064001143005000143980590017370052502034504710233200435019 230004000 527503700 8255034001124003200142300298017218027802021002570232000240020 219702320 519002210五、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。