河流数值模拟展示概要

1、武汉大学 水利水电学院 汇 报 ：水文小组 汇报提纲汇报提纲 基本原理基本原理 马斯京根流量演算马斯京根流量演算演算时段的确定演算时段的确定参数的推求参数的推求1、基本原理、基本原理和概念和概念2 2、参数、参数和演算时段和演算时段3改进改进流量演算法是利用水量平衡原理与流量演算法是利用水量平衡原理与河段中的蓄（蓄水量）泄（出流量）河段中的蓄（蓄水量）泄（出流量）关系，将河段内上断面的入流过程关系，将河段内上断面的入流过程演算成下断面的出流过程。演算成下断面的出流过程。水量平衡方程水量平衡方程(water balance equation )槽蓄方程槽蓄方程(channel storage e

2、quation )dWIQdtQIfW, 连续方程连续方程动力方程动力方程Q(t)W Q1Q2t1t2I1I2tQ, I0t 河段河段水量平衡图水量平衡图I(t)1 基本概念和原理0QALtAQLt 00LLAQLt 0( , )(0, )( )( )LQ Q L tQtO tI t 00( )( )LLAW tdW tLA Ltttdt 描述洪水波运动的连续方程对河段长积分，可导出河段的水量描述洪水波运动的连续方程对河段长积分，可导出河段的水量平衡方程的微分形式：平衡方程的微分形式：对河段长对河段长L积分：积分：河段的槽蓄方程：河段的槽蓄方程：1fZvvvSLgtgL若无旁侧入流，忽略惯性项

3、：若无旁侧入流，忽略惯性项：2222ZQvLKc R( , )Wf Q S流量流量演算公式演算公式 )1 (2222QxxIKQKW)1 (1111QxxIKQKWtWWQQII12212122水量平衡方程水量平衡方程dtdWQI槽蓄方程槽蓄方程11225 . 05 . 05 . 05 . 05 . 05 . 0QKxKtKxKtIKxKtKxtIKxKtKxtQC0C1C2+=11 基本概念和原理参数参数K、x求解方法求解方法 试算法 分析法 最小二乘法最常用最常用假设一个假设一个x x值值按方程按方程Q= Qr +x(I-Qr)求出相应的一组求出相应的一组Q值值按方程按方程 求逐时段的槽蓄

4、变量求逐时段的槽蓄变量WtQQIIW)22(2121累加累加W得各时段末的得各时段末的W(t)做QW(t)的关系曲线的关系曲线WQQWQ/W(t)为线性关系？为线性关系？ x为所求：为所求：K=W / QYN推求推求x,K计算流程图计算流程图2 参数推求9时间时间 万县实万县实测入流测入流量量I宜昌实宜昌实测出流测出流量量Q区间径区间径流量流量q修正后修正后的实测的实测出流量出流量Qr=Q-qQ=I-QrWW(ms)( (月，日，月，日，时时) )(m(ms)s)(m(ms)s) (m(ms)s) (m(ms)s) (m(ms)s)(m(ms)s)18h18h(m(ms)s)18h18hx=0

5、.1=0.1 x=0.250.25 x=0.150.15（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）7.1.14 19900 7.2.8 24300 23700 6007.3.2 38800 27000 16007.3.20 50000 37800 1200（1）参数的推求）参数的推求Q= Qr +x(I-Qr)2310025400366001200 13400 13400 730013400 9850 07300 20700 2322026740379402340028750399502328027410386102 参数和演算时段(Parameter and Ca

6、lculus duration )tQQIIW)22(212110时间时间 万县实测万县实测入流量入流量I宜昌实测宜昌实测出流量出流量Q区间径区间径流量流量q修正后的修正后的实测出流实测出流量量Qr=Q-qQ=I-QrWW(ms)( (月，日，时月，日，时) ) (m(ms)s)(m(ms)s) (m(ms)s)(m(ms)s)(m(ms)s) (m(ms)s)18h18h (m(ms)s)18h18h x=0.1=0.1x=0.250.25x=0.150.15（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）7.1.1419900 7.2.824300 237006002

7、31001200730002322023400232807.3.238800 270001600254001340013400 7300 2674028750274107.3.2050000 37800120036600134009850 20700 3794039950386107.4.1453800 484009004750063002850 30550 4813049075484457.5.850800 5190050051400-600-3200 33400 5134051250513107.6.243400 4960040049200-5800-6650 30200 48620477

8、50483307.6.2035100 4300040042600-7500-7900 23550 4185040725414757.7.1426900 3560040035200-8300-7450 15650 3437033125339557.8.822400 2930030029000-6600-5450 8200 2834027350280107.9.219600 2420030023900-4300-4300 2750 2347022825232557.9.202130020021100（1）参数的推求）参数的推求Q= Qr +x(I-Qr)2 参数和演算时段(Parameter an

9、d Calculus duration )11QWK=W/Q1(即即K=18h)2 参数和演算时段(Parameter and Calculus duration )12时间时间 万县实测入流量万县实测入流量I 宜昌实测出流量宜昌实测出流量Q 区间径流量区间径流量q 宜昌演算出流量宜昌演算出流量Qc( (月，日，时月，日，时) )(m(ms)s)(m(ms)s)(m(ms)s)(m(ms)s)（1）（2）（3）（4）（5）7.1.1419900 217897.2.824300 23700600274197.3.238800 270001600387537.3.2050000 378001200480647.4.1453800 48400900515297.5.850800 51900500490657.6.243400 49600400427157.6.2035100 43000