无水文资料区小流域设计洪水推求方法的研发

安徽华电工程咨询设计有限公司关注需求尽心服务目录TOC\o"1-1"\h\uHYPERLINK\l"_Toc481669812"1小组简介鸦1测小组简介劫华电公司水滑文双Q欧C宏小组由一线骨缩干力量组成，死成立于愉201陪6巾年扭1匙月猪，小组成潮员占1冤0捏人，拥有教授来级高步工厅2弃人，高级工程兵师燕5牵人，具有高度典的责任心、较句高的理论水平冈及丰富的水文搭勘察工作经验淹。小组致力于繁通循过及PDC盾A或循环及过程方文法解决水文勘授察存在的关键筝问题。根表酿1-1乞槽华电公司访水文崖Q雕C离小组概况扒小组名称苦水生文挥Q舒C桃小组绣注册编号枪AHDC/Q订C2016-侦0抵4美课题名称缓无水文资料区持小流域踏设计洪水填推求方法的研埋发且课题编号尚KT-201丝6-0详4燕立题时间愁201叛6预年兄1目月败4肝日给活动时间耀201贸6笛年缎1伏月踩-201僻6此年棉1色2艳月部课题类型谜创新型歼活动次数途2爽1侧次巩所属部门房勘测工程部李辅导员幻毛利民浴小土牧栋组武犯传成紧日傍员肉姓名垮性别策年龄选文化程度价职称断组内职务霸Q遥C组教育时间这朱晓鹏三男凯54静本科托教授级高工巨组抄长崇议大娃于栏6斧0骤小时涛邱新刚促男婆37贞本科污高工藏副组长甜大咽于堂6竞0碑小时幕宋庆志屡男买47翠本科情高工拒组员题大诚于杨6迅0嘱小时书束庆波胡男耳37畏本科挤高工矮组员主大客于蹈6殃0闷小时淘刘武暂仅瑞乡男姻34拼本科元高工易组员况大欠于涝6姿0耽小时胞刘立条男间27葡研究生弦工程师佛组员穷大珍于桶6萄0坦小时弓陈二洋崭男恼27戴研究生典工程师两组员怕大喘于隐6众0复小时炎程讽土颂鑫惭男抚34办研究生佩高工突组员特大滴于阶6北0赔小时于韩从尚基男绝67库本科森教授级高工虎组员属大丈于荡6置0瓜小时缝魏翔什男霸27雨研究生木工程师哗组员序大料于令6界0究小时丰活动情况核:拐本革次篮Q腿C腐小组坚持以小垦、实、活、新昂为基础，本次侦活晕动急PDC漏A拜循韵环拍1逢次，采用分散必与集中相结合哀的活动方式。棋2血活动计划悼时间绕201忙6费年遍阶段与步骤伞1以2瓦3亭4顶5棕6偏7谦8德9售10半11宫12绿P陪选择课题计划完成时间计划完成时间实际完成时间售设定目标搁可行性分析藏提出方案德比选确定方案巧制定对策苹D忍对策实施课C剖效果检查最效益对比斥A夏巩固措施表总结及打算波3敲选择课题秋3.1鞠课题提出竞输变电工程屯附近河道断面灰的设计洪水是炎确定其么基础锁标高的重要因白素翁，辟直接影响输变玩电工程造价策。目前推算设雁计洪水的主要喂方法为现场查敌勘、调查及兄水文站钻收集相关团资料煎，最后综合分证析推算设计洪芬水疏。宵表臭3-1从剃水文工作流程氏表犬工作流程煌1期）现场查勘废2馆）现场调查通3威）收集资料欣4沟）分析埋推演算榴制表人：宋庆带志嚷第究制表时间奇：萌201桌6穷年蜻1泰月斧6优日钩由于水文站一绝般布局在重要短流域上，水文货站网普遍偏少析，以安徽省为络例，流域面积舰在赤50km段2罪以上的河流凶有匙90挪1钞条，水文站仅卵有困12票2喊个，导致摄在实际工作中霉经常迎遇到一些逆未设水文站的揭小流域，特别忠是丘陵山区的复小流域，很难快收集如历史洪汁水、流域面积座等基础资料，舍只能通过现场蝇调查获取资料冰，历耗时较长，贞精度较差芹。瞧我小组统计袖了铃8鄙次无资料区设称计洪水推算的腥耗时统计，如璃下图：妹制图人：君刘壁项落瑞参冲惕制刃图段时间种：旋201顶6搭年年1纪月像1雹5勇日蹄我小组针侵对充35k哲V狼宏潭变电站设茧计洪水位问题过，邀孔请肺6丑名水文专业专明家用传统洪痕窗调查的方法去对傻5数0馅年一遇洪水位脖进行推算，遍经傲过莲3疑天外业调查以沈及桂1仗天的内业整理舞，否结果如下图所幻示；由图可知图，升6弄位专家推算眉的式5瞎0突年一遇洪水位丸结果偏差较大伪。桶制图人：埋魏至徐好翔俗微会制鲜图捎时间我：娘201踩6脚年撑1流月博2蔑0尸日疑由上图可知，骄利修用传统腾的现场姓洪痕调查的肝工作筒方法拒一般需慢要丈2~棒6池天时间，凶所需时间长扇，推算模的责35k甲V碧宏潭变电肯站钳5秤0两年一遇洪水位燃为释224~22种7维m皮，冒结果精度不易扬把握邻。幻针对以上不足停，为打破无水淡文资料区设计扩洪水推算时间价长巾、喘结果精度低等宫现状，小组集缓思广益，采用极头脑风暴法，罚提出了以下几土种课题怎方案童：洋表格3-2损四无水文资料区王小流域抗设计洪水推求烦方案表会序号丢解决思路敞研究课题隆技术经济指标沸结论疾数据挣功能狗耗时朽费用忌1诵监测河流猫洪水盾一种新型染小芳流域考设计洪水索的流动监测站堪研发诞精度高屈自主设计，功来能可定制营监测河流水位临耗时长，减需监测多年甲费用超野过燥3正0甘万元失×章2钻与水利部门合罚作推算吸设计洪水秀无水文资料区既小流域设计洪恨水摘传统推求方法遇的二次研发寸精度无法确定砖视合作单位能雀力，设计过程轮及功能不可控门耗时较少灵费用超过当1厌0花万元言×村3奏自主开发设计迈推算设计洪水冬无水文资料区培小流域设计洪珍水暴推求方法月的网研发著精度高烛自主设计，功奔能可定制断耗时较少恶费用小盏于什5纸万元玉√棉制表人：朱晓努鹏详抱哭制表时间茅：属201宵6摔年苦1菊月紫2暴5壶日似经帆Q均C但小组成员在烫知网木进行课题查新长，未发现概在电力行业对侧无水文资料区轻小流域设计洪登水推求方法的屈研发斩相关文献报道台：油3.2氏选定课题终通过对上述备页选课题的深入膊比较津，陵Q抚C写小组成员认为连，自主开发设监计推算设计洪暖水精度高、投浊入少、工期短疗，能够改变现怪有无拦水文喝资料区绕小陷流域洪水推算蝶的工作模式，锤研发成功后可熔以提高无塞水文晴资料区技小浓流域设计洪水呜计算的规范性京、安全性、经赞济性，提高工舞作效率铸。种查阅国内外相洪关研究文献撕，胶“达数字流莫域活”摘概念的提出及垫其近年来的飞闸速发展取得的遗成果可为本僚次喷Q复C绿小组活动提供民参考。链因此，端我蒜Q殃C制小组确定的课嫁题是：桨4睛设定目标稍4.1冲总体目标侵利用锡可得到的地形闸数据，取代人骑工繁琐的现场婆调查，对数据华进行水文处理肿，得到需要的旨高精度设计洪赏水值，呢研发占一种针对无水铅文资料区小流梨域设计洪水简衔便、合理和精堪确的储推求泰方法。震4.2液量化目标值矛1俱）禁因取代了人工解现场工作（最努少侮2床个工作日），砖推求无水文资肌料区小流域设塔计洪水时间悠控制在小于挽2初个工作日，即潜16h商以内；捷2场）设计洪峰流际量计算结果精火度控制在相10%啦以内，设计洪候水位计算结果渔精度控制写在昂0.5肉m岔以内。办(薄注：参考《水循文情报预报规安范》及地区观域测误差经验桂值求)谢5城可行性分析傍制图人：前程鑫胶冠送制弃图骨时间槐：遗201团6穿年踪2分月时8邻日算6纺提出方案并确如定最佳方案绢6.1激方案提出恋为实现画无水文资料区摩小流域设计洪卵水刘推求方法衣的研发，达到趁设定目标，小寸组成员进行了垫头脑风暴。小释组成员就随所需数据、计孩算方法王选择等方面发敌表了各自的想扮法，汇总形成劣了如下图所示戚的亲和图。无水文资料区小流域设计洪水无水文资料区小流域设计洪水推求方法的研发水文模型经验公式模型所需数据降雨资料地形数据前期影响雨量蓄水容量蒸发能力计算方法需率定参数多，但参数具有明确物理意义，易率定但需要查勘可描述水文循环时空变化过程，计算复杂所需数据地形数据地区经验指数计算方法推理公式模型地形数据降雨资料需要查勘率定参数参数不同地区参数需重新率定公式结构简单计算方法参数易率定需进行迭代计算所需数据随地区和频率变化的综合系数径流量流域地貌参数产汇流参数雪制图人：好韩从尚鞭搬效制齐图臂时间妈：真201北6被年油2佣月然1况0杨日珍表云6-1场吓设计洪水计算斑方案表伍方案名称悲水文模型违推理公式模型黄经验公式模型蹈所需数据宗1邮、降雨资料盘2腾、地形数据店3标、前期影响雨岔量端4裙、蓄水容量参5粥、蒸发能力聪6缎、径流量壤7迟、地貌参数涂1珍、降雨资料芹2呼、地形数据蒸3城、产汇流参数味1摔、地形数据隶2狐、地区经验指铅数赠3伙、随地区和频袋率变化的综合按系数扑流程及计算过尚程地形数据地形数据降雨透水面积产流量不透水面积产流量自由水地面径流地下径流壤中流地面径流总入流壤中流总入流地下径流总入流地下径流流量壤中流流流量地面径流流量设计洪水地形数据地形数据假定净雨历时≥汇流时间流域面积河道长度河道坡度设计暴雨参数降雨验证通过设计洪峰流量设计洪水假定净雨历时＜汇流时间对比净雨历时与汇流时间是否流域流域面积设计洪水地区经验指数、随地区和频率变化的综合系数设计洪峰流量地形数据现场查勘验证通过是否客地形数据处理杜计算模型要将休流域划分为若旋干个子流域，兴需多次处理地丢形数据克需对地形数据全处理一次隙需对地形数据眼处理一次泳流域参数提取黑流域面积纸河道长度厚河道坡度返1他、流域面积爱2校、河道长度组3须、河道坡度员1避、流域面积场难度忘需率定数十个以下垫面参数，林计算难度大秒一般降雨资料黎、产汇流参数理可从地区水文验手册查询，仅乞需收集地形数嫂据，计算难度苗一般奴需率定地区经最验指数和综合附系数不易确定罗，计算难度大何时间诊下垫面参数往除往需现场查勘俊获得，计算时义间一般竟需嚷3设0录天（同行业工库程平均时间）蝇公式计算简便览，预计计算时浓间厌约决2苦小时（同类工貌程平均时间）抽公式计算简便溜，约需跳要绢2摆小时（同类工历程平均时间）启；但率定地区央经验指数、先随地区和频率君变化的综合系伍数需要查勘，蕉一般纸需巷1会0厅天（同行业工坊程平均时间）招精度轮精度高史精度高出需率定参数的急精确度不易把霞握，计算结果否精度一般湖是否采用脉×瞧√炎×传制烤表帅人：蚕刘立虹骆昌制表时间购：态201弯6哈年衬2膨月昏1鞭2歉日绝所以，本次研循究选取友推理公式模型贞对无水文资料界区小流域设计宋洪水推求方法宗进行研发。夏6.问2耻方案细化圣根据选定的沾推理公式模型辞方案，我们将烛方案分解搬为斩“客地形数据获娃取聚”沈、价“倾地形数据处恋理愤”两、骆“并流域参数提翼取判”春、泛“灵结果检收验现”富，对分解方案机采取多种对策宝的比选，咽最后选取最佳顽对策，见流程广图所示：推理公式模型推求无水文资料区设计洪水地形数据获取推理公式模型推求无水文资料区设计洪水地形数据获取地形数据处理地形图现场测量DEM数据人工无人机SRTMDEM获取ASTERDEM获取已有软件处理地形数据二次开发处理地形数据研发软件处理地形数据流域参数提取空间分析方法提取流域参数结果检验现场调查实测数据对比ArcgisTOPAZRiverTools数学公式计算方法提取流域参数压制图人：刘假瑞鸣朝刮制份图衔时间芹：槽201碍6蕉年竖2痛月喷1等6参日稿6.膀2鞠.1暑地形获数据获取证的最佳对策比迟选徐目前墓地形羊数据的获取方悲式主要有地形驻图、军现场迎测量扒和漂DEM亡（数字高程模务型）忌数据，如下表井所示：河表鼠6-侍2秧地形犁数据仿获拜取阔地形度数据祖来源尘地形图怎现场测量凡DE床M起数据塔人工何无人机框类型炕精度盟地形精度帝有限散精度较高隙精度较患高文时间锄收集地形图一太般需屯要喜2~轮3坚天。木人工测量咱约京1帽0贷天腥/km杀2夫，无人机测量遭约棋1鸟天教/km肿2兴。趟网上下载渔，粮10000k测m吃2展数据约兽需黎0.3h绞费用骨1:衰5症万地形图含约朝1近5铸元违/km贩2苍人工测量爸约术2扎万饶元怪/km医2缓，无人机测量劳约齐1舅万头元瞎/km粗2喂。番免费斥是否采用俭×验×射√摸制表人：宋庆信志西秩际制表时间味：姨201攻6腊年设2存月弊2霸6塑日耻综合比较三种猎地形洒数据的获取方霉式，最终选择辞DE膊M熄数据委作为姜地形揉数据来源。假经小组成员调肆研，目前可为发用户提供的、艇免费毅的采DE开M末数据阀有犯SRTMD居E潜M获和成ASTER旁DE犯M追，对两种数据柴进行对比：笛表裁6-昂3凤DE亦M臣数据溉获取予DE在M俭数据种类抽SRTMD猾EM吴获取消ASTER雕DEM腹获取吴描述谜SR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取流粪域参数巨目标粉1吼、提取准流域参数谱2视、筹流域参数的提贸取时间判小于揉5min靠验证感1匙、曾以安徽省秋浦贴河仇高坦水文站以海上流域佩为例，域成功提取了流耀域参数；纽2厨、装计算并勉提取浅秋浦河修高坦以上坛河道长度花费应时间约定为贺2.0mi精n灌；计算并劣提取绪其流域面积时狱间约版为方0.畜5泻mi救n芹；计算并唱提取赶其河道坡度时级间约去为非1.敲5宝mi猫n付；总劫计窜2.0+0.六5薄+1.5=捏4.0领mi柳n佛，统计时间小旱于目标谎值孟5mi惯n秩。按结论夺成功提取流域出参数，励提取时间＜粉5原mi揪n刑，符合目标要微求美实施地点群：补52促4绵办公室歇实施时间：完201智6葵年府6棍月往5绕日趣-201驼4纤年带6陪月恳1辟0为日阔筐走负责人：刘叫瑞坛监奇参与人：全体猜组员田制表人：祝魏翔纱啄奶制表时间很：形201薄6写年溜6外月炕10孔日塌8.东4径实测数据对比砖对策脱实施巾计算烧结果与实测数条据对比医实玻施伶措狱施湾1.倡鬼率定参数埋；断编写研究区域灵设计洪水计算锐模型朱，计算河道断咬面设计洪水敢。讲①继S止p导=x酸24,p务×24址n-1火其中：裳S渐p胖为狱1扛小时的平均雨欢强；得x梅24,p华为频率泳为点P焦，艇2仿4谱小时的暴雨量典，可根据当地悼水文手册查询鸽；坏n疼为暴雨衰减系佣数，可根据当成地水文手册查这询。粮②连其中浇：语揉Q北mP赠为设计洪峰流伤量；集τ薪为汇流时间；土μ惧为产流参数，抹可根据当地水少文手册查询；绞F夕为流域面积；史J鸟为流域坡度；枕m狸为汇流参数，爸可根据当地水屋文手册查询；液t卫c蛙为产流历时。净由上式驴并采用迭代计泉算的方法得屠河道断面的设萝计洪峰流量。六③樱式中雕：撑桐Q秘尿为断面流量咱；翠下A农虚为过水面积就；约伐R宵为水力半径则；棵为J决为河道坡度优；推秃n铜为河道糙率。巨2雁.史迭代计算，苹由上式蝴并采用迭代计帖算的方法得贺最佳设计洪水恶计算结果。驾3胁.巷结果对比检验游；他将计算结果与斑水文站实测洪捆峰流量与洪水貌位进行对比。值目标车洪峰流量误差顾在杨10喷%团以内，洪水位疑误差贺在奇0.5有m托以内虑验证俯选取安徽省秋揉浦河高坦水文喇站以上的诚流域碗来进行验证，益高坦水文站实糠测坑5丑0偶年一遇洪峰流劫量苏和灌5折0朱年一遇洪水位储如下图所示：搜计算扶值与抹实测菜值对比如下表坚所示：河流50年一遇洪峰流量（计算/实测）（m3/s）洪峰流量误差（％）50年一遇洪水位（计算/实测）（m）洪水位误差（m）秋浦河（高坦以上）3865/37084.227.3/27.20.1告结论方洪峰流量误差望在盒10捞%泳以内，洪水位涉误差雪在垂0.5蜻m孔以内，符合目穿标要求堪实施地点国：期52拒0许办公室扒实施时间类：楼201业6休年乘6艳月蛮21循日状-201窃6姻年前6伟月绪30貌日余畏翁负责人：魏进翔茂减特参与人：全体槐组员烦制表人：程湿鑫拳遇千制表时间他：沙201芬6阶年刃6落月设30彻日产9爱乞效果检查漫9.馋1白目标检查唉（军1男）成功研发了厨河流提取软件拌通纷过酱Q上C母活动，针对无港水文资料区小刊流域，依据河秤流提取基本风原理厦，综合运统用展DE冶M厉、筑GI帖S愚技术，为无水框文资料区狠流域河网告的提取提供快汉捷有效的内业木软件。慕制图人：谎束庆波翅平贿制图时间怀：挺201每6药年朽7目月头2蒜0佩日粉（投2眯）第慧达到预期目标邮利用该软件平逼台怕，圣Q扛C票小组成员诉推求了有实测收水文资料钩的未7鹰个流域设计洪脏水，并统计了怒计算时间、洪缠峰流量误差、混洪水位误差；追据统计，流域油设计洪水推求净时间约猫0.2盛9灾天灵，设计洪峰流盯量误差谈4.3它％，设计洪水绵位误差咽在再0.窜26挤m雕，陡圆满完成目标捐。擦如下图所示：惹制图人：败陈二洋俯枪段制图时间默：籍201连6悦年罪8猴月窑10坡日祝9米.为2识效益对比羽纱经济效益竞目标任务的圆椒满完成，提高滑了部水文专业嘱工作效率，减摔少因无垒水文骡资料问题引起驾的工作拖延，率具有良好的经畏济效益：疯①殿河流提取软件撞的研制总计投毅入成本费乌用标4.秃0翼万元；饶②时在无水文资料滨区，与水利部铲门合作编制洪辆水分析报告版约灾15.办0辣万深元住/悼个；轰一年内以鼓6论个无水文资料自区的变电工程监计算，产生的虚经济效益约为毅：余15.0*6稍-4.源0勉万纷元技=86.锋0哲万元。璃败社会效益院“疼无水文资料区列小流域设计洪功水穿推求方法的研吐发介”羊的成功研发，扔减少了野外踏肝勘工作量，原不仅降低了剪对当地生态环围境扰的州影响浙，也刮减少链