實(shí)用水文預(yù)報(bào)方法

前言

水文預(yù)報(bào)是水文學(xué)的一個(gè)重要組成部分，它是建立在充分掌握客觀水文規(guī)律的基礎(chǔ)上，預(yù)報(bào)未來徑流變化的一門應(yīng)用科學(xué)技術(shù)。我國是一個(gè)幅員遼闊、河流眾多、水旱災(zāi)害頻發(fā)、水資源短缺的國家，做好水文預(yù)報(bào)工作，對(duì)防洪減災(zāi)和水資源的科學(xué)合理利用意義重大，也是水文工作者自身價(jià)值的體現(xiàn)。水文預(yù)報(bào)研究的是水分在流域下墊面的運(yùn)動(dòng)，水分在流域下墊面的運(yùn)動(dòng)有滲流和明渠水流兩種形式，滲流指水在土壤中的運(yùn)動(dòng)，明渠水流包括坡面水流和河道水流，因此水文預(yù)報(bào)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是水力學(xué)。由于流域邊界條件的復(fù)雜性，描述滲流的達(dá)西方程和描述明渠水流的圣維南方程求解困難，另外對(duì)于非飽和滲流的研究理論上還不太成熟，因此就出現(xiàn)水文預(yù)報(bào)的水文學(xué)方法。最早的水文學(xué)方法出現(xiàn)于20世紀(jì)30年代，比較有代表性的有API方法、單位線法和馬斯京根法，這三種方法被我國的水文工作者稱為水文預(yù)報(bào)的“老三篇”，至今仍被廣泛應(yīng)用。初期的水文學(xué)方法來自對(duì)洪水規(guī)律的分析和總結(jié)，簡單、實(shí)用，沒有嚴(yán)密的理論基礎(chǔ)，基本上屬于經(jīng)驗(yàn)方法，也有人稱其為工程師方法。

內(nèi)容概要

本書主要介紹在我國水文預(yù)報(bào)實(shí)踐中常用的方法，包括河道匯流和流域匯流方法，降雨徑流預(yù)報(bào)模型；另外對(duì)一些近年來已發(fā)展成熟并在實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用的現(xiàn)代水文預(yù)報(bào)技術(shù)，如水文預(yù)報(bào)模型的參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化技術(shù)、水文預(yù)報(bào)系和分布式流域水文模型等也做了介紹。在著重介紹使用技巧的同時(shí)還對(duì)一些方法進(jìn)行了理論分析，對(duì)河道匯流演算的滯后演算方法為何要滯后，河道水位預(yù)報(bào)的漲落差法，我們從水力學(xué)的角度進(jìn)行了原理分析。    本書主要面對(duì)從事水文預(yù)報(bào)工作的水文工作者，也可供在校的水文水資源專業(yè)本科生和研究生參考。

書籍目錄

前言第一章  常用匯流計(jì)算方法　第一節(jié)  單位線法　第二節(jié)  馬斯京根法　第三節(jié)  滯后演算法　第四節(jié)  Nash瞬時(shí)單位線　第五節(jié)  線性擴(kuò)散波法　第六節(jié)  漲落差法　第七節(jié)  動(dòng)力波模型　參考文獻(xiàn)第二章  常用流域水文預(yù)報(bào)方法　第一節(jié)  降雨徑流經(jīng)驗(yàn)相關(guān)圖　第二節(jié)  新安江模型　第三節(jié)  新安江模型的改進(jìn)　第四節(jié)  薩可拉門托模型　第五節(jié)  江河洪水預(yù)報(bào)流域水量法　參考文獻(xiàn)第三章  現(xiàn)代水文預(yù)報(bào)技術(shù)　第一節(jié)  分布式流域水文模型簡介　第二節(jié)  河川徑流的中長期預(yù)測　第三節(jié)  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論在水文預(yù)報(bào)中的應(yīng)用　第四節(jié)  水文模型參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化　第五節(jié)  水文預(yù)報(bào)系統(tǒng)概述　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第一章 常用匯流計(jì)算方法天然河道的洪水波運(yùn)動(dòng)屬明渠非恒定流，描述其運(yùn)動(dòng)的物理方程是圣維南（Saint Venant）方程。河道匯流演算，利用上游斷面的流量（水位）過程演算出下游斷面的流量（水位）過程，有水文學(xué)方法和水力學(xué)方法兩類。水文學(xué)方法均是圣維南方程的簡化。河道洪水?dāng)U散波的數(shù)值解，目前常用的方法是對(duì)線性河道洪水?dāng)U散波求解，其輸入輸出關(guān)系均為線性系統(tǒng)，盡管形式和細(xì)節(jié)不同，本質(zhì)卻相通。水力學(xué)方法則是直接求解圣維南方程的數(shù)值解，完整的圣維南方程為河道洪水動(dòng)力波，因此水力學(xué)方法又被稱為動(dòng)力波模型。流域匯流演算將地表徑流、壤中流和地下徑流演算至流域出口斷面。地表徑流的匯流屬坡面非恒定流，描述其運(yùn)動(dòng)的物理方程是圣維南方程的另一種簡化洪水運(yùn)動(dòng)波；壤中流和地下徑流的匯流屬滲流，描述其運(yùn)動(dòng)的物理方程是達(dá)西（Darcy）公式。與河道匯流相同，絕大多數(shù)流域匯流演算方法也是線性的，其輸入輸出關(guān)系也為線性系統(tǒng)，盡管形式和細(xì)節(jié)不同，其本質(zhì)是相通的。現(xiàn)實(shí)中的河道匯流和流域匯流不是線性的，尤其是河道匯流和流域地表徑流匯流有時(shí)非線性相當(dāng)突出。線性的水文學(xué)匯流計(jì)算方法只是一種對(duì)真實(shí)匯流的近似模擬，非線性的水文學(xué)匯流演算方法由于求解不便，實(shí)際預(yù)報(bào)中少有應(yīng)用。第一節(jié) 單位線法經(jīng)驗(yàn)單位線性（Unit Hydrography，簡稱UH）源自美國，于1932年由舍爾曼（L.K.Sherman）提出，因此又被稱為舍爾曼單位線。最初的單位線法只是用于流域匯流計(jì)算，后來擴(kuò)展到河道匯流演算。單位線法是一種堪稱經(jīng)典的流域匯流計(jì)算和河道匯流深處方法，至今仍在各國的水文預(yù)報(bào)中得到廣泛應(yīng)用。

編輯推薦

《實(shí)用水文預(yù)報(bào)方法》主要面對(duì)從事水文預(yù)報(bào)工作的水文工作者，也可供在校的水文水資源專業(yè)本科生和研究生參考。

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