黄河水院成人教育学院
题目：
作 专 班
指导教师：
毕业实习报告
者: 王蒙恩 学 号： 36 业: 水文水资源管理
级:
BH091
李杰友 教授
(姓 名)
(专业技术职务)
2010 年 5 月
目
录
第一章 研究流域水文及工程概况 1.1 流域概况 1.1.1 水文气象特征 1.2 工程概况
第二章 使用资料情况 2.1 日模型资料 2.2 次模型资料
第三章 三水源新安江模型 3.1 模型结构 3.2 模型计算 3.2.1 流域分块 3.2.2 蒸散发计算 3.2.3 产流计算 3.2.4 水源划分 3.2.5 汇流计算 3.3模型参数率定 第四章 计算成果 4.1 日模型参数 4.2 日模型计算成果
包括不同参数调试过程的计算结果表、对比表及图形。 4.3 次模型参数 4.4 次模型计算成果
包括不同参数调试过程的计算结果表、对比表及图形。 4.5 误差分析及可能的减小误差的途径 4.5.1 日模型误差分析 4.5.2 次模型误差分析 4.5.3 减小误差的途径
第五章 对毕业论文的认识与体会
六、基本资料
前 言
洪涝灾害是我国发生频率最高、损失最大的自然灾害。以往人们对待洪水是采取堵的措施，严防死守，虽然成效显著，但代价巨大；现在提倡人与自然和谐相处，给洪水以出路。这就对洪水预报提出了更高的要求，需要我们对洪水规律有深入的理解和研究，提出合理的预报方案。
洪水预报是防洪减灾非工程措施的主要手段，长期以来，国家和科学界已投入大量的人力和物力，致力于相关领域的研究，获得了大量的科研成果，特别是工程与非工程措施的结合，能最有效地发挥防洪减灾效益。
我国从70年代开始，一方面积极引进国外有用的流域水文模型，另一方面更致力于新的、适合于中国水文条件的流域水文模型的研制。新安江模型始建于1974年，是由河海大学赵人俊教授等人开发研制的，在国内湿润和半湿润地区普遍应用并有发展改进，在国外也被广泛采用。
本论文就是以富水水库流域为例，运用水文学原理的专业基础知识以及水文预报专业课程知识，针对具体的流域特性，结合具体的生产实际问题，采用三水源新安江模型对该流域进行洪水预报模拟研究。尤其对参数率定过程作了详细说明，并对模拟结果进行了分析，遇到并解决了不少问题。
本次毕业设计与生产实际紧密结合，以巩固所学的水文预报方面的专业知识，了解如何针对具体流域选择合适的模型编制预报方案的全过程，并锻炼自己发现问题、分析问题、解决生产实际问题的能力。
摘 要
本文在对富水流域对富水地区的地形地貌及气候特征简单分析的基础上, 根据富水以上流域降雨、蒸发和富水水文观测流量等资料，建立了富水水库洪水预报的三水源新安江模型。模型采用分层分析的方法对参数进行率定，并对该地区日流量与次洪流量过程进行了模拟。本文主要内容包括模型的基本概念、模型结构、模型参数率定和计算结果分析，尤其详细说明了参数率定过程，并对模拟结果进行了分析。
模型参数率定力求快速有效。本文在参数率定过程中对模型参数的相关性和敏感性进行了一定研究。新安江模型的参数大都具有明确的物理意义，它们的数值原则上是可以直接定量的。实际中主要依据实测出流过程优化调试，就产生了参数的相关性问题。在调试过程中发现有的参数很敏感，数量稍有变化对出流的影响就很大；有的参数则不敏感，反应迟钝。
分析模型模拟结果时发现误差来源很多，主要有资料误差、模型结构误差、模型参数影响和人类活动的影响。预报模型模拟结果的好坏很大程度上取决于获取的水文信息（特别是降雨信息）的质量。有些次洪过程很相似，产生误差的原因也具有相似性。
模拟结果表明：新安江模型在湿润地区的模拟效果非常好。对于水库流域，计算流量过程线有时比实测流量过程线效果好。此外，本文还在结果分析的基础上，提出了一些自己的看法和见解。
第一章 宜丰流域水文及工程概况 1 .1 宜丰流域水文概况
宜丰水文站位于江西省西北部的宜丰县新昌镇北门，地理位置为东经114°46′，北纬28°24′。距县城1km左右。该站1956年10月设立，1957年正式开始水文观测。现有观测项目为：降水量、蒸发量、水位、流量。该站的流域水系及站网分布见图1-1。
图1-1 流域水系及站网分布图
该站位于宜丰河上，流入赣江水系一级支流锦江，至河口距离25km。流域特征为：集水面积为519km2；流域西北部最高点高程为1445m；出口断面高程为100～200m；流域平均高程为310m；主河长为48km；流域坡降为42.8（万分率）；测站基面为假定高程，其与国家高程基面换算关系为：黄海高程＝假定基面－0.540；历年最高水位为69.37m（1973.6.24）；历年最低水位为63.44m（1960.3.13）；历年最大流量为1230m3/s（1973.6.24）；历年最小流量为0 m3/s（1960.3.13）；最大一日、三日、七日、十五日、三十日洪量都是发生在1973年6月，分别为0.4087（6.24）、1.011（6.23）、1.572 （6.22）、2.039（6.20）、2.764（6.20）亿m3。测站断面为W型，常年受河床水草
影响，测流设备为无偏角电动缆道。 1.1.1 水文气象特征
宜丰河流入赣江水系一级支流锦江，至河口距离25km，流域集水面积为519km。流域西北部最高点高程为1445m；出口断面高程为100～200m；流域平均高程为310m；主河长为48km；流域坡降为42.8（万分率）；历年最高水位为69.37m（1973.6.24）；历年最低水位为63.44m（1960.3.13）；历年最大流量为1230m/s（1973.6.24）；历年最小流量为0 m/s（1960.3.13）；最大一日、三日、七日、十五日、三十日洪量都是发生在1973年6月，分别为0.4087（6月24日）、1.011（6月23日）、1.572（6月22日）、2.039（6月20日）、2.764（6月20日）亿m。测站断面为W型，常年受河床水草影响，测流设备为无偏角电动缆道。
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21.2 工程概况
流域内植被良好，森林茂密。流域内有少量水工程，主要有：流域西南部的双峰水库（面积=34.7 km,总库容＝1606万m，有效库容＝1124万m，坝高＝36.7m）；流域东南部的红光水库（面积＝4.25 km，总库容＝137.6万m，有效库容＝121.3万m）；断面上游1.5km处的北门水库（滚水坝，蓄水影响小，但有引水至县城，解决县城约5万人饮水问题，且不经过测站断面）。
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3第二章 使用资料情况
流域水文模型属于数学模型，它在水旱灾害防治和水资源开发利用中广泛利用。水文模型是把水文循环的全过程作为一个完整的系统来研究，当输入流域的次降雨及有关资料，该系统内部即按事先给定的数学物理方程，模拟流域产汇流的运作，最后输出流域出口断面的洪水过程。这种方法较之过去的经验性预报方法有明显的优越性。
流域水文模型的研制约始于20世纪50年代，70年代至80年代中期是其蓬勃发展时期，一些著名的模型，如美国的Stanford和Sacromento模型，日本的Tank模型以及中国的新安江模型等都在这一时期提出并得到应用。而在80年代后期，考虑到流域内人类活动对于环境的影响程度，具有物理基础的分布式水文数学模型得到了更好的展。比如，以地形为基础的TOP模型以及MIKE SHE模型等。
本次毕业设计是应用新安江模型。新安江模型始建于1974年，是由河海大学赵人俊教授等人开发研制的。多年来在国内湿润和半湿润地区普遍应用，并有发展改进，在国外也颇受重视。新安江模型是一个具有分散参数的概念性降雨径流模型，最初的新安江模型为两水源——地表径流、地下径流；到80年代初期，引入自由蓄水箱划分水源的概念，提出三水源新安江模型——地面径流、壤中流、地下径流；1984～1986年，又提出四水源新安江模型——地面径流、壤中流、快速地下径流和
慢速地下径流。
新安江模型在湿润地区以及某些特定条件下的非湿润地区广泛应用并且获得成功；时间尺度从逐时发展到逐日到逐月；模型中流域蓄水容量分布不均匀的参数化处理已被国外一些大尺度水文模型所采用；模型的分布式形式在大尺度的水文模拟中也比较适用，具有较好的应用前景。
近年来，许多研究都对新安江模型的结构和计算作了一定的改进。1986 年，包为民在“新安江模型参数的自动率定”一文中，研究了一个大型概念性水文模型多参数自动率定的课题，由于存在参数间的相关性和隐式结构模型目标函数对参数值的响应并不存在一个全局最优化这个共同困难，因此设计了一种分五步进行率定，每步设立不同目标函数，重点地率定某个特定参数的处理方法，参数给出适当的物理范围，逐步优选到位，这是我国学者在本课题领域的第一次初步尝试。此外，代表性的有：章坚民对新安江模型前期土湿进行了修正；周买春等提出了双抛物线型土壤蓄水容量关系曲线，对新安江模型产流计算公式进行了改进；杨晓华等用遗传算法及传统的优化对新安江模型参数进行了优化，并将这几种算法进行了比较；李致家等用SCE-UA 算法优化新安江模型参数得出了比较理想的结果；王光生等尝试将该模型的产流机制改成超渗蓄满混合型，以期改进后的模型更能适用于半干旱地区。
2.1 日模型资料
