1、1,第三節(jié) 馬斯京根法(Muskingum Method),水文學(xué)原理（Principle of Hydrology ）,2,主要內(nèi)容,1 基本原理和概念,2 參數(shù)和演算時(shí)段,3 分段流量演算法,基本原理,4 非線性流量演算,演算時(shí)段的確定,參數(shù)的推求,本節(jié)課 講解的內(nèi)容,馬斯京根流量演算,3,幾個(gè)問題,1 為什么要學(xué)習(xí)馬斯京根法？,2 什么是“馬斯京根法”？,3 如何推求馬斯京根法的參數(shù)？,4,第二章 河段洪水預(yù)報(bào),1 基本概念和原理(concept and theory),馬斯京根法是由G.T.麥卡錫于1938年提出，因首先應(yīng)用于美國(guó)馬斯京根河而得名。 馬斯京根法是進(jìn)行河道流量演算的水文學(xué)

2、方法。 方法雖然簡(jiǎn)單但有一定的實(shí)用價(jià)值，所以至今仍被廣泛的應(yīng)用。,5,流量演算法是利用水量平衡原理與河段中的蓄（蓄水量）泄（出流量）關(guān)系，將河段內(nèi)上斷面的入流過(guò)程演算成下斷面的出流過(guò)程。,水量平衡方程(water balance equation ),槽蓄方程(channel storage equation ),（1）河道洪水演算(river flood routing),連續(xù)方程,動(dòng)力方程,1 基本概念和原理(concept and theory),6,流量演算法本質(zhì),流量演算法聯(lián)解上兩式，后者因不同洪水受附加比降的影響各異，相應(yīng)的蓄泄關(guān)系也不相同。如果蓄泄關(guān)系呈單值線性函數(shù)形式，流量演算

3、可大為簡(jiǎn)化。因此，尋求槽蓄曲線呈單值線性函數(shù)是河道洪水演算水文學(xué)方法討論的主要內(nèi)容。,水量平衡方程,槽蓄方程,（1）河道洪水演算(river flood routing),1 基本概念和原理(concept and theory),7,基本假定：(1)河段中的水面是一直線，流量沿程變化是線性的。,Q與I，Q線性關(guān)系,W是Q的線性函數(shù),I為入流,蓄泄關(guān)系曲線的坡度 即傳播時(shí)間,Q為出流,（1）河道洪水演算(river flood routing),基本假定：(2)河段中的某斷面流量Q/與河段的蓄水量W之間為單一的線性關(guān)系。,流量比重系數(shù),1 基本概念和原理(concept and theory)

4、,8,（2）流量演算公式 (flow routing),水量平衡方程,槽蓄方程,C0,C1,C2,+,+,=,1,1 基本概念和原理(concept and theory),9,（2）流量演算公式 (flow routing),輸出,1 基本概念和原理(concept and theory),10,（3）流量演算實(shí)例,已知長(zhǎng)江萬(wàn)縣宜昌河段的參數(shù)x =0.25，K=t=18h，要求將萬(wàn)縣流量演算到宜昌流量過(guò)程。,1 基本概念和原理(concept and theory),11,已知長(zhǎng)江萬(wàn)縣宜昌河段的參數(shù)x =0.25，K=t=18h，要求將萬(wàn)縣流量演算到宜昌流量過(guò)程。,（3）流量演算實(shí)例,1 基

5、本概念和原理(concept and theory),12,（3）流量演算實(shí)例,6318,9552,5928,10088,13000,13988,13208,11284,9126,6994,5824,5096,4654,21789,11664,18624,24000,25824,24384,20832,10752,16848,12912,9408,5667,7129,10076,12497,13397,12757,7234,11106,9086,6001,23082,20063,27419,38753,48064,51529,49065,42715,34948,27822,1 基本概念和原理(

6、concept and theory),13,（3）流量演算實(shí)例,1 基本概念和原理(concept and theory),14,2 參數(shù)和演算時(shí)段(Parameter and Calculus duration ),（1）參數(shù)的推求,已知參數(shù)K、x,流量演算,流量演算的關(guān)鍵在于推求參數(shù)K、x,試算法 (trial method ),分析法 (analytical method ),最小二乘法 (least square method ),最常用,假設(shè)一個(gè)x值,按方程Q= Qr +x(I-Qr)求出相應(yīng)的一組Q值,按方程 求逐時(shí)段的槽蓄變量W,累加W得各時(shí)段末的W(t),做QW(t)的關(guān)系曲

7、線,Q/W(t)為線性關(guān)系？,x為所求：K=W / Q,Y,N,推求x,K計(jì)算流程圖,（1）參數(shù)的推求,2 參數(shù)和演算時(shí)段(Parameter and Calculus duration ),16,（1）參數(shù)的推求,Q= Qr +x(I-Qr),2 參數(shù)和演算時(shí)段(Parameter and Calculus duration ),17,（1）參數(shù)的推求,Q= Qr +x(I-Qr),7300,0,2 參數(shù)和演算時(shí)段(Parameter and Calculus duration ),18,（1）參數(shù)的推求,Q= Qr +x(I-Qr),2 參數(shù)和演算時(shí)段(Parameter and Calc

8、ulus duration ),19,Q,W,K=W/Q1(即K=18h),2 參數(shù)和演算時(shí)段(Parameter and Calculus duration ),20,（1）參數(shù)的推求,2 參數(shù)和演算時(shí)段(Parameter and Calculus duration ),21,2 參數(shù)和演算時(shí)段(Parameter and Calculus duration ),（1）參數(shù)的推求,假定本河段的x、K值已選定，即x=0.15，K=18h以及t=18h,帶入下式：,2 參數(shù)和演算時(shí)段(Parameter and Calculus duration ),23,K、 x受原始資料干擾,河段內(nèi)水面曲

9、線非線性,問,河段內(nèi)水力特性非線性,討,題,各次洪水參數(shù)不同,論,參 數(shù) 的 物 理 意 義 不 明 確,（1）參數(shù)的推求,存在問題：QW曲線雖然合攏，但非直線，成“8”字形,2 參數(shù)和演算時(shí)段(Parameter and Calculus duration ),24,（1）參數(shù)的推求,(1)用本法確定的參數(shù)，有時(shí)因所取計(jì)算時(shí)段不同而有差別，宜作分析比較。 (2)應(yīng)選擇區(qū)間徑流盡可能少的洪水作為分析對(duì)象，以減小區(qū)間水對(duì)參數(shù)確定的影響。 (3)作為一次完整洪水，應(yīng)注意始、末流量基本相等。 (4)在計(jì)算區(qū)間洪水總量時(shí)，應(yīng)考慮河段匯流時(shí)間，在具體處理時(shí)可參照洪峰傳播時(shí)間或其他方法進(jìn)行估算。 (5)在區(qū)間來(lái)水分配時(shí)，應(yīng)考慮河段區(qū)間面積匯流特性。本例區(qū)間來(lái)水是以單位線為基礎(chǔ)進(jìn)行分配，是比較合理的。,試算法應(yīng)注意的問題,2 參數(shù)和演算時(shí)段(Parameter and