岸堤水库洪水预报及调洪演算软件使用说明书.docx

岸堤水库雨洪资源解析使用说明书二o—五年六月一日作者:文华:********:fblwh150@163.目录第一章概述 (3第二章功能简介 (5第一节功能特点 (5第二节软件画面 (6第三节运算功能 (7第四节气象云图及气象雷达 (13第三章数学模型 (14第一节洪水模型 (141、瞬时单位线 (142、 CAMMADIST 函数语法(153、 CAMMADIST 函数应用(164、 流域洪水错时叠加 (17第二节洪水传播 (18第三节泄量模型 (191、闸门出流 (192、推求水面线 (213、闸门泄量 (22第四节调洪演算 (22第五节控运案 (23第四章扩展性设计 (23第五章调洪实例 (29第六章课目攻关概况 (30第七章使用说明书 (31第一节洪水预报 (31第二节调洪演算 (33第三节其他计算 (33附件课题研发小组成员 错误!未定义书签第一章概述控制和预见洪水,让洪水变为一种资源,实现科学预见、动态管理、合理利用,是 本课题的研究对象科学控制洪水,真正能够对洪水运用自如,其首要问题是准确解析、及时预报,掌 握洪水动态但目前实际应用中,对水库防洪兴利控制运用,还仅限于依靠库水位的 变化,结合下游河道的承受能力,试探性的调节洪水,这种洪水调整模式,具有较大的盲 目性,理论面的支撑相对不足。

当前,各水库防汛主体单位,均制定了相应的《水库控制运用案》如岸堤水库 防洪调度图（图 1,但这些案的编制和批复仅表现为粗线条和原则性的界定,是在进行 大量假定的基础上进行编制的,应用中的可操作性相对欠缺,在实践中仅具有指导意 义图1洪水调度控制案的编制,偏离实际应用,存在的突出问题,主要表现在以下几个面:1、假定了降雨的空间分配是均匀的,即整个流域降雨分布是均等的但实际降 雨,特别是流域面积稍大的水库,降雨的空间分布几乎不可能是均等2、事先拟定了 24 小时降雨在 1 日各时段上的雨量分配但实际降雨在时段 上的分配,是个随机的不确定因素3、控制运用案的编制,起调水位为汛中限制水位,但实际降雨前的库水位,却几 乎不可能恰巧是汛中限制水位4、所有闸门同开度启用,与实际控制运用也不相符5、控运案的编制基础是净雨量,但实际操作中我们所能掌握的是降雨量把降 雨量合理的转换为净雨量,也成了水库实际控制运用要解决的问题岸堤水库雨洪资源动态解析预报平台,较为圆满的解决了以上五面的问题第二章功能简介第一节功能特点1、 采用‘.dll '数据调用模式，获取水库基本数据软件具有非常理想的可扩展性, 支持任某水库的洪水资源解析。

2、 流域洪水模型参数,支持外部修订（需慎重修订;上游中小型水库、塘坝等的 拦蓄作用,可通过修订流域权重参数,简化上游拦蓄效果的修正计算3、 数据支持电子表格输出和图形输出可导出对应某次降雨的洪水过程线文 件、对应某泄洪案的库水位动态变化过程线文件、调洪演算成果文件及其他数据的 导出文件等4、 支持具有指导意义的‘控制运用案'的编制计算v2.0及以后版本，还支持演 算过程数据文件（*.xls的导出5、 支持‘库水位~库容~水面积'对应关系转换（附:溢流堰泄量;支持‘库水位~闸 门开度~溢洪道泄量'对应关系转换;支持降雨信息、降雨重现期等其他数据转换,支 持逆推进库流量等计算功能6、 界面采用GDI +函数绘制;强化鼠标移动算法，瞬间获得流域、计算钮等虚拟 按键操作指令;频繁调用的关键代码特别是v2.20及以后版本大量的嵌入了汇编语言代码直接操作 计算机CPU和存等硬件设备，数据处理快速、高效7、全面支持包括调洪规则等大量的信息自定义第二节软件画面1、启动画面系透明‘.png'文件（图2,其背景系洪水创意手绘图（图22、主画面背景系岸堤水库流域布局图（图 3（图 3第三节运算功能1、 前期降雨情况数据输入功能（图 4前期降雨影响输入模式下，还可通过右键菜单，调用软件置的，前期降雨影响量’ 计算器，进行前期降雨影响计算;支持快速自动录入Pa值。

图 42、 流域降雨数据,按真实时程分配输入（图 5（图 53、 洪水过程线屏幕输出（图6支持数据文件导出（*.xls和*.png图 64、 调洪库水位过程线屏幕输出（图 7,支持数据文件导出;支持任意起调水位和 任意闸门操作形式下的洪水控制运用计算图 74、控制运用案编制计算模块（图 8支持任意起调水位（默认为限制水位设置; 支持外置调洪规则设置软件作者配置的调洪规则意义为:起调水位以下不泄洪,防 洪高水位以下,按下游河道安全泄量调洪（保下游,库水位超过防洪高水位后,敞闸泄洪 （保工程;并依据《综合利用水库调度通则》（水利部水管[1993]61 号对防洪调度图的 编制要求,对降雨做如下假定:假定1:流域均匀净雨量;假定2:流域净雨的时段分配,恒定匹配于水库所在地域;假定3:所有闸门同高度启用软件 V2.0 及以后版本的调洪演算模块,可导入自定义洪水;可导出调洪数据文件, 演算过程清晰直观图85、库水位~库容~水面积,对应关系表（图9图9 6、闸门泄量计算功能区（图10（图107、进库流量逆推功能（图11（图11 8、降雨量~重现期（图12（图129、 软件的v2.0及以后版本，还设计了，脚本调试器'。

调试器直接运行脚本文件 ‘VbThguize.txt'，并输出计算结果，软件使用者可验证自己编写的脚本文件是否正确10、 软件v2.0及以后版本前期降雨影响的计算是以陆地蒸发系数的模式予以 外部设置文件名是在配置文件中予以指定‘YueyinxiangPa.txt’的形式外置允用户根 据当地的气候条件,参照已有资料随时予以调整和更新11、 外置‘调洪规则'脚本（VbThguize.txt，功能强大，对于调洪演算和洪水预报，可 轻松的实现闸门的动态操作（详见:第四章扩展性设计12、v2.20 及以后版本,支持洪水时段长自定义13、v2.24 版本还支持小流域洪水数据导出14、v3.00 版本的洪水河道传播,采用了被国外广泛应用的马斯京根算法 第四节气象云图及气象雷达1、，风云二号'气象卫星实况数据调用（图132、，当地、当前'气象雷达数据调用（图14（图 13（图 14第三章 数学模型第一节洪水模型 1、瞬时单位线 为确保软件解析功能在各水库之间的通用性和可拓展性,洪水单位线采用传统的瞬时单位线瞬时单位线的理论依据就是把洪水过程看作是流域n个相同的线性水库串联调节后的汇流结果,是个已经过理论论证和推导,并被大家所接受的成熟结论。

其数学表达式:11u(t=(n t kt ek n k其中:n二线性水库数量,反应流域调节能力;(n r= n的伽玛函数;K =线性水库的调节系数 e =常数(自然对数的底数瞬时单位线S曲线数学表达式:01S(tn t ktkt ed t k n k --(}■ I 丄丿J常规利于瞬时单位线推求洪水过程线时,我们就是通过S曲线，计算无因次时段 单位线,最后转换为有因次时段单位线这种汇流计算,不仅是工作量大,而且通过 S(t/k ,n推求参数的时段单位线时,一面因使用中间参数(t/k增加了舍入误差,另一面 (t/k和n的双向插，增加了法误差计算结果的精度受到了很大影响微软Excel办公组件,为我们提供了 CAMMADIST函数，是洪水计算较为便捷理 想的计算案2、CAMMADIST函数语法CAMMADIST(x,alpha,beta,cumulative式中:x是自变量，用来计算伽玛分布函数 的值;Alpha和beta均为相关参数Cumulative是个逻辑参数：Cumulative =false 时,返回概率密度函数:11(,,(xf x x e apaappa--二rCumulative =true 时,返回累积分布函数:11F(,,((xxx x ed xapaappa--=• 口0.330.270.20.171C2C 1212M M FJ RT 0.196F km J m m R mm T h M 3M M 3M .5aa——・-二省瞬时单位线参数经验公式:二山丘区二流域面积(河道干流平均坡度(/净雨量(净雨历时(若则3若:则312M n k 1M n kM n单位线参数与、的关系:3、CAMMADIST 函数应用洪预报解析平台就是调用微软为我们提供的CAMMADIST函数把”x ap参数， 分别用瞬时单位线的,,t n k 代替当 Cumulative 二false 时得到 u(t 函数；当Cumulative二true时得到S(t函数。

因此洪预报解析平台要求用户必须安装 有微软的Excel办公组件,这是个大多数计算机用户都可满足的一般条件1(,CAMMADIST(,,1CAMMADIST(,,110q(,(,3.610Q(CAMMADIST(1,,1CAMMADIST(,, ,13.6mi i u t t t n k t t n k Ft t u t t tF t h t i n k t i t n k t -A=- --A- A=-AA=- - + • --A- A》无因次时段单位线：有因次时段单位线:流域汇流计算公式:4、流域洪水错时叠加CAMMADIST函数本身并不能解决降雨在空间上的不均匀分布问题透过微分 观点,我们可以把全流域进行细分,分割成若干个微小流域,我们完全可以认为微小流 域的降雨是均布的鉴于目前技术条件和设备配置,我们还无法得到无限微小流域 的降雨量,因此,流域的细分,不能真正的进行无限分割,必须结合雨量观测设备在全流 域的真实布局情况予以分割利于微软的CAMMADIST函数计算洪水过程,流域划分越细，计算结果越合理 按照水库全流域雨量检测设备的分布,进行了二次分割,把整个水库流域,细分成了多 个小流域,依次计算洪水并经过河道传播和叠加计算,最终得到流域坝前洪水过程 线。

岸堤水库上游在水库整个流域,分布着4 个水文站和5个雨量观测点,按照这些 雨量观测设备的布局,把整个流域又分割成了9 个小流域这些小流域的洪水,通过 调用微软的CAMMADIST函数得到相应过程线，各个小流域洪水过程线经主河道传 播后,错时段叠加得到洪水演算所需要的坝前洪水动态数据第二节洪水传播流域洪水在河道中的传播,采用马斯京根算法 马斯京根法假定,对某特定河道 段,其河道槽蓄量S与流量Q之间，存在着一种固有关系,即槽蓄曲线槽蓄曲线反映河段的水力学特性''S Q K [1]Q 1K x K Q Q x Q x Q x Q x f Q - - +-• • +-• • f—f 下上下上下上二，=（式 中:=（示储流量 = 流量比重因子河段汇流时间（物理意义建立如下的河道水量平衡程式:((((2111S S 2211S 22Q Q t Q Q t Q Q t Q Q t ********+• A- + - A- + - A- + - AA下 1 下 2 上1上 2 下 1下2上1上2==联立槽蓄曲线求解:1111222111222t kx t kx k kx tQ Q Q Q k kx t k kx t k 。