API模型ppt课件

1、北京金水信息技术开展二一三年十一月方案编制-API模型一三二汇 报 提 纲四模型构造降雨径流相关图原理12单位线原理3一汇 报 提 纲1、API模型构造API模型由降雨径流相关图和单位线构成，属于多输入、单输出静态的系统数学模型。降雨径流相关图法单位线法API模型产流汇流输入：P、E、Pa/Wo净雨：R输出：Q一、API模型原理模型原理2、降雨径流相关图定义：以雨前土壤含水量Wo或Pa为中间变量，流域多次实测降水量P扣除蒸发、径流深R构建的PWo(Pa)R相关关系。一、API模型原理模型原理3、单位线(1)定义：单位时段内，流域上均匀分布的单位雨 量所构成的出口断面流量过程。单位净雨量普通取1

2、0mm，单位时段可为1、3、6、12、24h。时间h10mm流量m3/st(2)单位线要素：单位线外形的目的，普通用洪峰流量qm、洪峰滞时Tp及总历时T三要素表示一、API模型原理模型原理倍比假定：如单位时段内的净雨不是一个单位而是k个单位，那么构成的流量过程是单位线纵坐标的k倍。 叠加假定：假设净雨不是一个时而是m个时段，那么构成的流量过程是各时段净雨构成的部分流量过程错开相加。 03、单位线二、API模型原理模型原理汇 报 提 纲模型推流过程降雨径流相关图运用单位线运用123二1、API模型推求流量过程降雨径流相关图法单位线法净雨：R流量：Q降雨：P前期影响雨量：Pa 或 前期土壤含水量：

3、Wo知输入输入输入输出输出结果过程三、API模型运用模型运用 P (mm)知：某次降雨前Pa=58mm，各时段雨量分别为P1, P2,P3，P4 。内插Pa=58mm相关线(红线)Pa=0 20 40 60 80 100R(mm) R1 R2 R3 R4P4 P3P2 P1结果：查得相应的R1，R2，R3，R4 2、降雨径流相关图运用二、API模型运用模型运用W0=0 20 40 60 80 10058 P(mm)R(mm) 18 38 63 88130 105 80 50P50302525R18386388知 W0 = 58mmP5080105130R182025252、降雨径流相关图运用三

4、、API模型运用模型运用3、单位线运用知：净雨过程，如表中5栏数据。年份月日时净雨（mm）单位线(mm)12mm净雨产生径流5mm净雨产生径流汇流(m3/s)1栏2栏3栏4栏5栏6栏7栏8栏9栏199620123.440.541 142515.8189.616.9 206 86.983.379.0 162 144.250.134.7 85 202.428.920.9 50 1521.719.912.1 32 81.416.98.3 25 141.214.77.1 22 201.012.46.1 19 1620.910.95.2 16 80.89.74.6 14 140.78.54.1 13 2

5、00.67.33.6 11 1720.56.13.1 9 80.44.92.6 7 140.33.92.1 6 200.22.91.6 5 1820.22.11.2 3 80.11.50.9 2 140.6 1 计算各时段降雨产生径流：12mm6栏，5mm6栏各时段净雨产生径流相加:7栏+8栏结果：径流过程 9栏三、API模型运用模型运用汇 报 提 纲方案编制流程产流模型汇流模型方案检验和精度评定成果提交内容12345三产流模型汇流模型方案编制方案编制流程汇 报 提 纲方案编制流程产流模型汇流模型方案检验和精度评定成果提交内容12345三1.资料预备1、逐日降水量：欧家店、庙坪、官斗坪、九里、

6、马良坪、玄虎2、降水量摘录：欧家店、庙坪、官斗坪、九里、马良坪、玄虎3、逐日蒸发量：马良坪4、逐日平均流量：马良坪5、洪水水文要素摘录：马良坪出口控制站：雨量、流量、蒸发资料；相关雨量站：相关雨量资料；确定预告断面边境确定相关水文站点选择水文资料123马良坪流域为例：方案编制产流模型1洪水组成地面径流表层流径流地下径流前期洪水未退完的部分水量退水非本次降雨补给的深层地下径流基流本次洪水构成割除2、分割基流和退水一次洪水过程方案编制产流模型 一个流域的基流量较稳定，可取历年最枯流量的平均值，也可取本年汛前的最枯流量。t(h)Q(m3/s)0取众多退水曲线的下包线2基流确定3退水曲线确定峰后无雨的

7、退水资料退水段尾部重合取下包线2、分割基流和退水方案编制产流模型3、4、前期影响雨量Pa5、降水量P6、径流深R土壤包气带土壤孔隙含水Pa- 洪水过程中的累计面雨量。 - 扣除基流及前期洪水退水部分得到的本次洪水的径流深。1、初损Im衰退系数K2、最大蒸发Em3、降雨径流相关图要素计算方案编制产流模型绘制相关图的三要素计算Pa所需求素年月日欧家店马良坪九里庙坪官斗坪均值(mm)马良坪流量(m3/s)雨间蒸发(mm)基流（m3/s）净雨深R(mm)流域蓄水量(mm)19976280.90.100.400.31.184.11.522.9742910.225.711.330.37.717.01.60

8、.91.53080.618.310.36.9109.245.14.0211.57119.348.524.220.259.634.457.81.51.520.40.90000.364.61.41.5311.663.42.914.534.725.427.83.71.5400.20.4501.151.93.11.553.92.7231.82.721.32.11.560.20.80000.212.31.71.57000000.08.591.51.58000000.06.252.61.59000000.04.22.41.510000000.03.53.51.5126.4265.0429.519.5备注6

9、月9日至6月27日无雨;马良坪面积926km2流域水量平衡方程式求得 Im=126.4-29.5-22.9=741最大初损值Im所需资料：逐日降水量、逐日蒸发量、逐日平均流量降雨场次选取要求： 选取久旱不雨，忽然发生的大暴雨资料最大初损值确定： Im=P-E-R3、降雨径流相关图要素计算方案编制产流模型2最大日蒸发才干Em 19861月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月11.31.42.510.931.64.23.94.32.10.620.11.12.81.53.14.92.25.85.53.31.3131.41.72.71.52.94.2244.13.12.11.441.21

10、.23.21.53.1414.24.62.72.11.450.81.83.31.130.63.44.34.53.80.91.461.11.23.51.5434.34.71.53.30.72.171.31.42.20.84.94.34.13.31.82.13.71.880.51.31.22.74.14.24.34.733.231911.82.125.41.43.84.242.42.21.2100.81.51.71.441.34.24.71.33.50.81.3110.71.60.72.34.50.44.96.21.62.20.30.7120.610.11.94.93.23.46.31.120.3

11、0.4131.10.81.60.733.74.14.60.62.70.90.3141.22.81.22.3523.43.30.82.43.30.3151.2 1.746.712.24.50.82.61.60.2160.11.81.91.96.13.624.32.10.71.50.2170.31.11.423.44.31.54.63.54.41.40.4180.51.20.72.63.25.53.36.23.42.10.40.9190.91.40.84.33.44.11.32.74.90.80.71.4200.31.91.94.31.411.54.34.70.30.90.9210.91.50.3

12、3.64.41.21.24.54.80.60.90.7221.41.41.14.25.13.72.33.43.80.80.70.5230.91.61.34.54.24.71.65.33.811.10.5240.61.625.94.44.22.64.94.51.12.30.5251.52.31.53.763.51.94.63.90.22.60.8261.52.31.81.50.84.91.94.231.52.10.2271.12.40.51.20.72.934.82.92.11.30.5281.42.22.10.43.41.43.45.52.93.710.1290.9 2.10.34.13.54

13、.95.24.11.91.30.2302 2.70.14.34.97.13.64.23.21.10.5310.8 2.7 2.3 4.14.1 1.3 0.2合计29.443.355.366.7116.794.692.5141.295.669.344.623.6最大22.83.55.96.75.57.16.35.54.43.72.10.10.80.10.10.70.412.70.60.20.30.1一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月198622.83.55.96.75.57.16.35.54.43.72.119872.123.64.55.35.95.16.76.73.52.8

14、2.219881.73.22.85.65.97.57.76.25.94.842.219892.32.24.24.374.65.955.83.22.82.219901.51.83.93.84.75.86.75.86.53.83.32.819911.62.73.53.975.65.95.56.653.51.8199242.92.74.24.35.66.755.72.43.5219935.11.92.23.53.84.863.84.22.92.91.619941.72.33.845.75.85.56.64.53.12.51.9199522.63.23.24.84.15.34.26.32.72.41.

15、719962.72.82.743.84.24.44.33.73.421.6199722.92.33.74.84.34.27.564.432.219983.22.623.744.85.53.5642.71.9199922.52.33.754.44.56.75.73.22.74.320002.12.64.445.84.85.455.22.82.41.5均值2.4 2.5 3.1 4.1 5.2 5.2 5.7 5.5 5.6 3.6 2.9 2.1 Step1.求每月的最大日蒸发量。Step2.求选定年份内，逐年的各月最大蒸发量表，求得各月均值为各月Em。3、降雨径流相关图要素计算方案编制产流模型

16、3衰退系数K值的计算1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月Em2.4 2.5 3.1 4.1 5.2 5.2 5.7 5.5 5.6 3.6 2.9 2.1 K0.970 0.969 0.961 0.948 0.935 0.935 0.928 0.932 0.930 0.955 0.963 0.973 备注1、流域最大初损Im取80mm 2、K =1-Em/ImEPa0ImPa,tEtEm衰退系数K值需求分析终端需求3、降雨径流相关图要素计算方案编制产流模型4Pa值的计算第t日内有雨Pt，无产流第t日内有雨Pt，有产流 第t日内无降雨留意：PaIm，假设计算出PaIm，那么取P

17、a=Im。4、降雨径流相关图要素计算方案编制产流模型COPY RIGHT 扬大陈平Pa=0.944*(100+14.7) =108.3WM(100)Pa=0.944*100 =94.4K6=1-5.6/100=0.944Pa=0.932*(77.4+20.2 =90.9Pa=0.932*83.0 =77.4知：4Pa值的计算例如3、降雨径流相关图要素计算方案编制产流模型利用历史数据， 经过延续计算Pa，可计算出每天的Pa值。确定次洪要素Pa值时，直接选择当天的 Pa值即可。 例如：1988年6月9日马良坪发生暴雨，产生异常洪水，那么在计算这次洪水的Pa值时选择1988年6月9日的18.4。 1

18、988年马良坪站以上流域Pa计算成果表1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月116.814.930.531.114.133.525.422.247.524.221.89.5216.414.430.029.313.231.130.523.167.923.221.29.3316.013.829.927.612.328.834.224.665.822.320.69.0415.613.328.625.928.226.833.222.861.621.219.88.8515.212.927.325.426.624.830.721.257.623.819.18.6614.912.426.12

19、9.930.823.128.825.653.822.618.48.4714.812.024.928.266.521.426.737.550.321.617.78.2814.411.623.826.575.019.924.734.875.020.517.08.2914.111.322.825.075.018.422.838.875.019.516.48.01014.110.921.826.671.163.733.244.971.718.615.87.81120.510.520.825.067.575.043.055.068.017.715.27.61220.510.219.926.463.071

20、.846.861.765.217.414.77.51320.09.819.024.863.971.143.861.075.031.714.17.31419.59.426.923.359.866.040.975.075.031.213.67.11519.19.134.421.955.861.438.675.070.129.913.16.91621.612.546.820.752.157.535.774.365.632.814.56.71721.312.944.823.048.654.133.069.061.344.216.27.81820.812.442.821.646.852.930.564.

21、957.342.515.68.01920.312.040.920.347.853.428.260.754.041.115.07.82019.811.643.819.144.749.526.175.050.639.114.57.62119.311.147.218.051.048.730.475.047.337.413.97.42218.810.746.017.050.249.328.472.744.235.613.47.22318.411.644.915.946.845.826.367.541.333.912.97.12418.013.242.915.145.742.825.362.738.63

22、2.312.47.02517.629.441.114.242.739.826.858.636.130.712.08.22617.130.640.619.139.836.924.867.733.829.211.59.52716.729.538.917.937.134.322.962.931.627.811.19.82816.332.637.116.934.931.821.258.529.526.510.713.62915.931.535.615.832.629.519.654.427.625.210.315.03015.634.014.930.527.418.450.525.824.09.914

23、.73115.232.535.917.547.222.915.64Pa值的计算成果3、降雨径流相关图要素计算方案编制产流模型所用资料：降水量摘录表计算方法：算数平均法或泰森多边形法。算术平均法泰森多边形5降雨量的计算3、降雨径流相关图要素计算方案编制产流模型运用：6次洪径流深R3、降雨径流相关图要素计算方案编制产流计算=20.1mm运用=18615.11/926年份月日时流量(m3/s)时距(小时)平均流量（m3/s）基流（m3/s）减基流后的流量（m3/s）径流量（万m3）1998469.85.772.26.451.54.9539.204127.1329.5151.58.01557.7081

24、411.91.720.251.518.75114.7515.728.60.628.61.527.158.53616.328.61.777.81.576.3466.956181270.31281.5126.5136.6218.31291.71211.5119.5731.34201131.51251.5123.5666.921.51370.51381.5136.5245.7221390.51391.5137.5247.522.51391.51341.5132.5715.5701295113.61.5112.12017.8598.2196.61.595.1342.366952981.596.5694

25、.881012100.41.598.9712.081099.8689.451.587.951899.721679.1874.951.573.452115.368070.8861.71.560.21733.76852.6647.31.545.8989.281442638.71.537.2803.522035.41230.41.528.91248.489825.41222.51.521907.22019.61217.651.516.15697.6810815.71214.551.513.05563.762013.4413.151.511.65167.7611012.9612.651.511.152

26、40.84612.4合计：18615.11R：20.1 分割出一次降雨所构成的径流过程线后，即可计算本次降雨构成的径流深。绘图时需留意：P一样，Pa越大，损失越小；R越大，故Pa等值线的数值自左向右增大。Pa一样时，P越大，损失相对于P越小，径流系数越大，PR线坡度随P的增大而减缓，但不应小于45。求50场洪水的P、R、Pa在图纸上描画点根据点的分布特征绘制降雨径流相关图1234、绘制降雨径流相关图及定线方案编制产流计算汇 报 提 纲方案编制流程产流模型汇流模型方案检验和精度评定成果提交内容12345三 当(Pfc时)地下净雨地面净雨汇流需求数据：降水量摘录资料、洪水水文要素摘录资料。 数据处

27、置：和中雨量和流量数据时间不一致、数据不是等时段时，需求对雨量、流量数据经过插值转换为1小时、3小时、6小时等时段数据。 划分方法：1、净雨划分方案编制产流模型【例】fc=1.5mm/h，一次降雨过程如表1、2栏，产生的净雨如表第3栏，试划分地面、地下净雨两部分。 时间（t）月.日.时时段降雨量P(mm)累积降雨量P(mm)累积净雨h(mm)稳渗率fc(mm/h)地下净雨量h下（mm）地面净雨量h面（mm）5.7.2849.55.7.81438.55.7.142039205.8.28.0合计13549.51.5881271847.280881.56=91.56=91.56=9818-9=947

28、.2-18-9=20.280-47.2-9=23.888-80-8=01.51.51.51、净雨划分方案编制产流模型稳渗率fc的计算 1分割地面径流和地下径流Bt(h)Q(m3/s)本次降雨构成的径流过程直接径流地下径流N天深层地下径流基流ACD01、净雨划分方案编制产流模型【例】某流域一次洪水过程如下图，R总=66.5mm，R面=43.8mm，R下=22.7mm。该次洪水流域平均雨量如表中第2栏。求：稳渗率fc 时段降雨量净雨深净雨历时净雨强度稳渗强度地下净雨地面净雨14.2214.6331.6425.953.2合计66.53.225.931.65.82.46.06.06.020.42.45

29、.34.30.531.351.351.353.38.18.13.22.523.517.80第一次试算：fc = R下/tc =22.7/20.4 =1.11mm/h第5时段的净雨强度为0.53小于1.11，应重新试算第二次试算：fc = R下/tc =22.7- 3.2/20.4-6.0=1.35mm/h，符合稳渗率fc的计算 2 fc的推求1、净雨划分方案编制产流模型1分析法留意：经常遇到的是有几个时段净雨的雨洪资料。经过分析各个时段净雨分别构成的径流过程，推求单位线。适用条件：净雨时段数小于等于2的情况，当净雨时段过长时，分析法会比较复杂。2、单位线推求方案编制产流模型经过分析法得到一条单

30、位线。 Step1 用上述单位线，推算本次除最大净雨之外其他一切时段净雨构成的流量过程。 “本次流量过程“上述各流量过程错开时段叠加得到的流量过程=“最大净雨相应的流量过程。 用最大净雨及相应的流量过程推算出单位线。 step1 、step4得到的单位线平均，得到一条新的单位线。 比较step1 、step5得到的单位线，如接近，计算终了；反之，用step5得到的单位线替代step1的单位线，反复step2 至step5 。 Step2 Step3 Step4 Step5 Step62试错法2、单位线推求方案编制产流模型时段时间时段净雨量实测地面径流量1.8mm径流量10.3mm径流量3.4m

31、m径流量1.6mm径流量各部分径流量之和径流量均值14.7mm径流量试算的UH假定的UH平均的UH日 时：分02 11:000 0 12 17:001.80 0 0 0 0 0 22 23:0010.354 0 54 27 -27 -18 0 -9 33 5:0014.7230 162 0 0 471 263 -33 -22 0 -11 43 11:003.41120 65 309 0 0 992 731 389 264 300 282 53 17:001.61970 41 927 102 0 514 753 1217 828 900 864 63 23:001340 31 371 306 4

32、8 622 568 772 525 360 443 74 5:00843 23 237 122 144 465 543 300 204 230 217 84 11:00600 18 175 78 58 288 376 224 152 170 161 94 17:00440 14 134 58 37 212 250 190 129 130 130 104 23:00320 11 103 44 27 165 188 132 90 100 95 115 5:00230 7 82 34 21 124 144 86 58 80 69 125 11:00180 5 62 27 16 90 107 73 50 60 55 135 17:00140 4 41 20 13 68 79 61 42 40 41 145 23:00110 2 31 1