水文預(yù)報

《水文預(yù)報》是2006年中國水利水電出版社出版的圖書，作者是包為民。

中文名

普通高等教育"十五"國家級規(guī)劃教材--水文預(yù)報

外文名

普通高等教育"十五"國家級規(guī)劃教材--水文預(yù)報（第三版)

出版社

中國水利水電出版社

書名:普通高等教育"十五"國家級規(guī)劃教材--水文預(yù)報（第三版)

出版社:中國水利水電出版社

定價:35

條形碼:9787508438863

ISBN:ISBN 7-5084-3886-8

作者:河海大學(xué) 包為民

印刷日期:2006-8-7

出版日期:2006-8-3

精裝平裝_開本_頁數(shù):平裝16開，332頁

中圖法:

中圖法一級分類:

中圖法二級分類:

書號:

簡介:　本書為普通高等教育"十五"國家級規(guī)劃教材，介紹了水文預(yù)報的基本原理、方法與實(shí)際應(yīng)用時可能遇到的問題及解決方法，主要包括：流域產(chǎn)流、流域匯流、河道流量演算與洪水預(yù)報、流域水文模型、實(shí)時洪水預(yù)報、枯季徑流與旱情分析預(yù)報、水庫水文預(yù)報、冰雪融水徑流與冰情預(yù)報、水文預(yù)報結(jié)果評定等內(nèi)容。

本書為高等院校水文水資源專業(yè)的教學(xué)用書，亦可供水文、水利、水電、航運(yùn)及水環(huán)境等領(lǐng)域的教學(xué)、科研、設(shè)計與工程管理人員使用參考。

前　言

《水文預(yù)報》是高等院校水利類專業(yè)的通用教材，是根據(jù)普通高等教育"十五"國家級規(guī)劃教材編制計劃編寫完成的，同時也是教育部高教司頒布的水文與水資源工程本科專業(yè)核心課程教材。

本教材是在1986年10月和2001年11月出版的高等院校教材《水文預(yù)報》第一、二版的基礎(chǔ)上，根據(jù)教學(xué)要求，并結(jié)合近代水文預(yù)報技術(shù)發(fā)展和研究成果編寫的。在前兩版基礎(chǔ)上，本教材在內(nèi)容范圍、成熟新技術(shù)、突出實(shí)踐性和學(xué)習(xí)研究方法論方面，做了一些大的調(diào)整。內(nèi)容方面主要調(diào)整了水質(zhì)預(yù)報、流域水文模型、實(shí)時洪水預(yù)報、枯季徑流與干旱預(yù)報、水文預(yù)報誤差與精度評定六章，其他章節(jié)也相應(yīng)作了大量的修改和擴(kuò)充。考慮到水質(zhì)預(yù)報的重要性，專業(yè)調(diào)整中已設(shè)為獨(dú)立的必修課程，所以本教材將其內(nèi)容全部刪去。流域水文模型考慮到其內(nèi)容在水文預(yù)報中的重要地位，將原來的選修課程內(nèi)容并入，使該章有很大的擴(kuò)充?？紤]到實(shí)時洪水預(yù)報在實(shí)際生產(chǎn)問題中的重要性，且近年來涌現(xiàn)出大量的研究成果，本教材增加了實(shí)時洪水預(yù)報系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和問題處理等實(shí)用性方面的內(nèi)容。過去教材中枯季徑流與干旱預(yù)報內(nèi)容介紹較少，不能滿足旱情監(jiān)測分析等有關(guān)生產(chǎn)實(shí)際問題的需要，本教材在這方面的內(nèi)容有一定的增加。緒論中還增加了水文預(yù)報研究和學(xué)習(xí)方法的內(nèi)容，編者認(rèn)為這部分內(nèi)容對學(xué)生是很有用的，特別是水文預(yù)報這種專業(yè)性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，介紹一些具有其特點(diǎn)的研究和學(xué)習(xí)方法會起到舉一反三的效果，但考慮到過去教材一般沒有編寫這方面內(nèi)容，而且這些內(nèi)容可能還不是很成熟或由于不同的人適合的研究和學(xué)習(xí)思路存在差異，所以這部分內(nèi)容打上了"*"，不作教學(xué)要求，供學(xué)生自學(xué)使用。

本書由河海大學(xué)包為民主編，李致家、李杰友和李瓊芳參編。其中第四章、第八章由李致家編寫，第五章、第十章由李杰友編寫，第三章、第七章由李瓊芳編寫，其余內(nèi)容由包為民編寫。另外，瞿思敏、黃賢慶、趙超、胡琳、胡海英、萬新宇、王濤、元曉華、李榮容、王葉琴、王浩、張陽等同志還參加了本書的素材收集整理、圖形描繪、校對及編寫工作。

本書由水利部水文局副局長、總工張建云教授主審，張建云教授對該書提出了許多寶貴意見；河海大學(xué)芮孝芳教授對教材結(jié)構(gòu)、內(nèi)容編寫范圍與重點(diǎn)等都提出了建設(shè)性的意見；此外，河海大學(xué)的任立良和黃振平教授對該教材的修訂出版也給予了大力的支持。本書的出版得到河海大學(xué)"211工程"項(xiàng)目的資助，編者在此一并表示感謝。

本教材中一些內(nèi)容間接或直接引用了國內(nèi)外的一些成果，特別是對長江水利委員會主編的《水文預(yù)報方法》、莊一鴿和林三益合編的《水文預(yù)報》（第一版)、林三益主編的《水文預(yù)報》（第二版)教材等引用較多，本教材在章節(jié)標(biāo)題處都注上有關(guān)參考文獻(xiàn)。

由于編者水平有限，加上編寫時間倉促，書中難免存在一些不足與錯誤，懇請讀者批評指正。

編者

2006年2月

目錄:第一章緒論1

第一節(jié)水文預(yù)報概念1

第二節(jié)水文預(yù)報的作用1

第三節(jié)水文預(yù)報的研究現(xiàn)狀3

第四節(jié)水文預(yù)報研究思路與方法 4

參考文獻(xiàn)10

第二章流域產(chǎn)流11

第一節(jié)概述11

第二節(jié)產(chǎn)流機(jī)制分析12

第三節(jié)流域蒸發(fā)17

第四節(jié)實(shí)測徑流分析23

第五節(jié)降雨徑流經(jīng)驗(yàn)相關(guān)法28

第六節(jié)蓄滿產(chǎn)流31

第七節(jié)超滲產(chǎn)流49

第八節(jié)混合產(chǎn)流60

參考文獻(xiàn)63

第三章流域匯流65

第一節(jié)概述65

第二節(jié)單位線66

第三節(jié)等流時線法78

第四節(jié)地貌瞬時單位線法82

第五節(jié)地下徑流匯流計算86

第六節(jié)流域匯流的非線性問題89

參考文獻(xiàn)90

第四章河道流量演算與洪水預(yù)報92

第一節(jié)流量演算法的基本原理92

第二節(jié)特征河長法97

第三節(jié)馬斯京根法99

第四節(jié)河道相應(yīng)水位（流量)預(yù)報114

第五節(jié)有支流、分流河段的流量演算122

第六節(jié)回水、感潮河段的水位（流量)預(yù)報128

第七節(jié)水力學(xué)的河道洪水演算方法133

第八節(jié)問題討論134

參考文獻(xiàn)137

第五章流域水文模型138

第一節(jié)流域水文模型概論138

第二節(jié)概念性流域水文模型141

第三節(jié)分布式流域水文模型203

第四節(jié)流域水文模型研究與檢驗(yàn)209

參考文獻(xiàn)213

第六章實(shí)時洪水預(yù)報215

第一節(jié)概論215

第二節(jié)實(shí)時洪水預(yù)報建模215

第三節(jié)實(shí)時洪水預(yù)報誤差修正222

第四節(jié)實(shí)時作業(yè)預(yù)報與問題處理235

第五節(jié)實(shí)時洪水預(yù)報系統(tǒng)功能簡介244

參考文獻(xiàn)246

第七章枯季徑流與旱情分析預(yù)報247

第一節(jié)枯季徑流247

第二節(jié)枯季徑流預(yù)報方法248

第三節(jié)干旱分析基礎(chǔ)253

第四節(jié)農(nóng)業(yè)旱情分析與預(yù)報261

第五節(jié)城市缺水綜合分析265

參考文獻(xiàn)272

第八章水庫水文預(yù)報274

第一節(jié)建庫后河道水力要素和水文特性的變化274

第二節(jié)入庫（湖泊)流量預(yù)報275

第三節(jié)水庫水位與出流量預(yù)報278

第四節(jié)水庫施工期水文預(yù)報284

第五節(jié)中小型水庫水文預(yù)報287

參考文獻(xiàn)290

第九章冰雪融水徑流與冰情預(yù)報291

第一節(jié)冰雪融水徑流概述291

第二節(jié)冰川積雪融水量計算294

第三節(jié)積雪融水徑流預(yù)報300

第四節(jié)冰情概述303

第五節(jié)　 封凍預(yù)報305

第六節(jié)解凍預(yù)報309

第七節(jié)水庫調(diào)蓄后的冰情預(yù)報314

參考文獻(xiàn)318

第十章水文預(yù)報結(jié)果評定319

第一節(jié)預(yù)報誤差原因分析319

第二節(jié)評定和檢驗(yàn)的目的與方法320

第三節(jié)洪水預(yù)報結(jié)果評定321

第四節(jié)其他水文預(yù)報結(jié)果評定324

第五節(jié)水文情報預(yù)報效益評估329

參考文獻(xiàn)332 2100433B

水庫水文預(yù)報的項(xiàng)目應(yīng)包括入庫洪峰、洪量、洪水過程、水庫最高水位、最大泄量以及各運(yùn)行期的入庫徑流量。

水庫水文預(yù)報方案除產(chǎn)流與匯流方案外，還應(yīng)有調(diào)洪演算、各運(yùn)行期入庫徑流等方案。重要的中、小型水庫應(yīng)有入庫洪水總量預(yù)報方案和簡易調(diào)洪查算圖表。

水庫水文預(yù)報應(yīng)與調(diào)度緊密結(jié)合。水情部門應(yīng)熟悉水庫的防洪設(shè)施和調(diào)度原則，水庫管理部門應(yīng)將調(diào)度方案、執(zhí)行時間等及時通告水情部門，努力優(yōu)化預(yù)報調(diào)度。

水庫水文預(yù)報精度評定規(guī)定：流速預(yù)報取實(shí)測值的20%作為許可誤差；其余要素的許可誤差按《水文情報預(yù)報規(guī)范》3.5各有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 2100433B

由于導(dǎo)流建筑物的修建，使得施工河段過水?dāng)嗝媸慧崭?，產(chǎn)生回水，凡在施工時受到施工回水影響的河段，稱為施工區(qū)，施工區(qū)以上可能原來就有觀測站，即以后的入庫站，或臨時設(shè)立的入庫站。入庫站的流量預(yù)報稱入庫流量預(yù)報。施工水文預(yù)報的內(nèi)容包括入庫流量預(yù)報和施工區(qū)水文預(yù)報兩部分。由于入庫站以上河道仍是天然情況，因此入庫流量預(yù)報方法與一般天然河道相同。施工區(qū)的水文預(yù)報則主要是處理不同導(dǎo)流方式時的水力計算問題。

施工水文預(yù)報1.1 一期圍堰束窄河床導(dǎo)致的水文預(yù)報

一期圍堰束窄河床導(dǎo)致的水文預(yù)報，一期束窄河床導(dǎo)流是先圍一部分河槽，水流從被束窄后的河槽宣泄，促使施工區(qū)水位壅高，此時主要是預(yù)報圍堰前的水位和流量，以防止河水漫入基坑。

施工水文預(yù)報1.2 預(yù)報壩址處的流量

預(yù)報壩址處的流量。由于圍堰的壅水作用，施工區(qū)槽蓄量有所增加，改變了原天然河道的槽蓄特性。此時，可先計算出修建圍堰后，入庫站至圍堰間河段的槽蓄曲線，然后采用流量演算法，由預(yù)報的入庫流量過程求得壩址處的流量過程。由于上、下游圍堰距離較短，此預(yù)報的流量過程即可為上、下游圍堰的流量過程。

施工水文預(yù)報1.3 預(yù)報圍堰上、下游的水位

預(yù)報圍堰上、下游的水位，主要是進(jìn)行束窄河道的壅水計算，建立上游圍堰壅高后的水位流量關(guān)系曲線。下游圍堰的水位流量關(guān)系曲線，仍用天然情況下的壩址斷面處的水位流量關(guān)系。根據(jù)預(yù)報的壩址流量，利用水位流量關(guān)系便求出圍堰上、下游水位。

施工水文預(yù)報1.4 截流期的水文預(yù)報

截流期的水文預(yù)報。圍堰截流施工，一般是在河流枯水季進(jìn)行。故要作河流枯水季徑流預(yù)報。截流期龍口過水?dāng)嗝嫜杆偈?，直至斷流，水從已建泄水建筑物控制下泄，此時需進(jìn)行截流合龍期的水情預(yù)報，特別要預(yù)報龍口的流量及龍口上、下游的水位和流速，以合理選擇截流時間、截流流量，確定截流拋投體的大小、重量和投擲位置。

施工水文預(yù)報1.5 龍口的流量預(yù)報

龍口的流量預(yù)報。根據(jù)枯水流量消退狀態(tài)預(yù)報河流枯水季徑流。因河流枯水季流量小，回水影響不大，可以直接應(yīng)用截流斷面的枯水流量預(yù)報值，作為龍口的預(yù)報流量。

龍口上、下游水位計算。根據(jù)預(yù)報的流量計算龍口上、下游水位，可根據(jù)泄水能力公式，試算確定龍口上游水位，而龍口下游水位，可由下游圍堰處水位流量關(guān)系求得。為了適應(yīng)截流施工進(jìn)展的需要，可繪制出不同龍口底部平均高程、不同龍口寬度為參數(shù)的泄水能力的曲線。根據(jù)截流時龍口的底部高程、龍口寬度和預(yù)報的龍口流量，利用泄水能力曲線可隨時預(yù)報處龍口上游水位。

施工水文預(yù)報1.6 龍口處的流速計算

龍口處的流速計算。根據(jù)不同流態(tài)，分別用自由或淹沒的有側(cè)向收縮的寬頂堰公式計算泄流量，除以龍口過水?dāng)嗝婷娣e，便可求出龍口處的平均流速。由于龍口底部不平整，最大流速一般出現(xiàn)在水深較大位置。

在截流過程中，也可先用模型試驗(yàn)成果，再根據(jù)截流時實(shí)測資料，與應(yīng)用水力學(xué)計算的數(shù)值比較論證。中國石泉水電站截流時，預(yù)報龍口最大流速為5.7m/s，實(shí)測值為5.0m/s。

施工水文預(yù)報1.7 二期導(dǎo)流的水力計算與水情預(yù)報

二期導(dǎo)流的水力計算與水情預(yù)報。截流完成以后，工程施工進(jìn)入二期導(dǎo)流階段。此時需要預(yù)報圍堰上游水位計泄流量，以解決施工安全及施工進(jìn)度安排。若有導(dǎo)流底孔泄流，當(dāng)過水流量較小，底孔呈自由表面留，上游水位受一期圍堰拆除藁城的影響，控制斷面為上游圍堰的殘留體，可按明渠穩(wěn)定非均勻流推算上游水位。由于底孔一般為平底，應(yīng)采用底坡為零的棱柱體明渠穩(wěn)定非均勻流推求上游水位。中國石泉水電站，施工中采用此法，獲得較好效果。

來流量較大時，導(dǎo)流底孔逐漸由明流過渡到滿流。當(dāng)入流量繼續(xù)增大，超過了底孔總的泄流能力，圍堰上游形成蓄水，此時應(yīng)對預(yù)報的洪水進(jìn)行調(diào)洪計算，以確定上、下游水位。

為了安排施工進(jìn)度，還需對預(yù)報的各月洪水作調(diào)洪計算，求得各月可能出現(xiàn)的上游最高水位。在全面加高壩體階段，當(dāng)壩體筑到一定高度，不需圍堰保護(hù)，壩體已起到擋水作用時，同樣需對預(yù)報洪水進(jìn)行調(diào)洪計算，以確定壩體擋水和攔洪高程。

施工水文預(yù)報1.8 水庫初期蓄水的水文預(yù)報

水庫初期蓄水的水文預(yù)報。當(dāng)大壩上升到初期發(fā)電水位高程時，要求選擇合適日期下閘蓄水，以保證機(jī)組按預(yù)定日期發(fā)電。此時，應(yīng)有計劃的進(jìn)行臨時泄水建筑物的封堵和水庫的蓄水工作。水庫初蓄期水文預(yù)報的主要任務(wù)：（1）預(yù)報封堵器的流量，以使封堵工作得以順利進(jìn)行；（2）預(yù)報來水量，并通過庫容曲線預(yù)報蓄水位，及時修訂蓄水計劃，控制庫水位不得超過大壩臨時蓄水高程。

在施工期，當(dāng)圍堰上游形成臨時小水庫，水面面積增大時，應(yīng)考慮風(fēng)浪對堰前水位的影響。

雨洪河流降水徑流預(yù)報的預(yù)見期一般較短，當(dāng)不能滿足施工需要時，應(yīng)進(jìn)行短期水文氣象預(yù)報，即分析天氣形勢，預(yù)報短期降雨量及其走向，與水文預(yù)報有機(jī)配合，還可以采用測雨雷達(dá)、衛(wèi)星遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)，擴(kuò)大水文預(yù)報信息源，并與水文預(yù)報系統(tǒng)相連接，應(yīng)用聯(lián)機(jī)實(shí)時預(yù)報，從而進(jìn)一步提高水文預(yù)報精度和增長有效預(yù)見期 。

河海大學(xué)水文預(yù)報研究所（Institute of Hydrological Forecasting）以原水文預(yù)報教研室為基礎(chǔ)變更而來