资源描述
工程水文分析计算集成应用软件PHAC v2.28
使用阐明书
贵州省水利水电勘测设计研究院
8月18日
目 录
1 概 述 1
2 重要计算内容和构造特点 1
2.1 计算内容和单元 2
2.2 软件构造和特点 2
3 软硬件环境规定 3
4 使用阐明 3
4.1 系统安装 3
4.2 系统启动 5
4.3 普通性Windows窗口操作 5
4.4 数据库通用操作 5
4.5 计算过程简述 7
4.6 各计算单元使用阐明 8
4.6.1 P—Ⅲ型频率曲线分析计算 8
4.6.2 河道加权平均比降计算 11
4.6.3 水库库容曲线计算 13
4.6.4 径流及降水系列记录分析 16
4.6.5 暴雨洪水计算 21
4.6.6 洪水过程线同频率法放大 27
4.6.7 水位流量关系计算 30
4.6.8 水库泥沙淤积计算 33
4.6.9 河道水面线推算 38
4.6.10 农作物灌溉定额计算 43
4.6.11 水库灌溉及乡镇供水计算 46
4.6.12 水能计算 50
4.6.13 洪水调节计算 53
4.6.14 渠道设计流量计算 56
4.6.15 绘制有关线等水文惯用曲线 58
4.7 主窗口编辑功能 59
4.7.1 文本编辑环境 59
4.7.2、图形绘制环境 61
4.8 其他操作及事项 62
5、结束语 64
1 概 述
水文是水利水电工程勘测设计主专业之一,重要任务是对水利水电工程水文、水利进行分析计算,以拟定工程规模、级别和将发挥效益,涉及到流域特性、气象、径流、洪水、泥沙、水利动能等内容。其中大量工作发生在数理记录、水文系列资料记录和水量平衡等方面上,分析计算工作是水文专业重要特点。始终以来,作为水文工作者,咱们都力求从繁琐计算工作中解脱出来,因而,从八十年代PC—1500机到当时简陋苹果机,日后再由DOS到Windows操作平台,咱们软件开发工作就从未间断过,1998年推出《工程水文分析计算集成应用软件PHAC v1.0》,采用全新Windows界面,不再是过去那种单打一小计算程序,而是将水文专业大某些计算内容集成化大软件,所有输入数据及重要计算成果均以数据库存档,计算成果以各种图表输出,还可自动生成惯用AutoCAD图形,可以说,本软件是一种大型计算机辅助设计集成应用软件。工欲善其事,必先利其器,使用本软件,可提高工效数十倍,大大缩短设计周期,经济效益十分明显。当前,这一软件已经成为我院水文专业人员不可多得好帮手,并欢迎省内外同行业人员推广应用。
《工程水文分析计算集成应用软件PHAC v2.28》()是在前述版本基本上,不断修改更新成果。本软件通过贵州省水利厅鉴定,并荣获贵州省第四次工程设计计算机先进软件贰等奖,荣誉证书如下:
2 重要计算内容和构造特点
本软件是集成化工程水文分析计算辅助设计应用系统。在Windows平台上集数据库、AutoCAD于一身。是经我院从事水文工作近二十年专业工程师,积近年工作和编程经验,历经无多次优化和实际应用而推出。软件产品具备极佳可靠性,功能强大、操作简便实用、成果规范精确。并具备较全面计算内容和明显特点。
2.1 计算内容和单元
⑴、P—Ⅲ型频率曲线分析计算(可生成成果报告附图)。
⑵、河道加权平均比降计算。
⑶、水库库容曲线计算(自动生成AutoCAD图)。
⑷、径流及降水系列记录分析(涉及历年逐月逐旬径流及降水记录、年值及分时段系列适线、代表年选取、降水径流频率法转换、径流年内分派Cv修订、各种有关单位换算,合计和滑动平均线分析等)。
⑸、“暴雨洪水”计算。
⑹、洪水过程线同频率法放大。
⑺、水位流量关系计算(自动生成AutoCAD图)。
⑻、水库泥沙淤积计算(涉及泥沙淤积分布计算)。
⑼、河道水面线推算(涉及天然河道水面线、水库回水计算,河道断面可具有桥梁,水面线可生成AutoCAD图)。
⑽、农作物灌溉定额计算。
⑾、水库灌溉及乡镇供水计算。
⑿、水能计算。
⒀、洪水调节计算(涉及堰流、闸孔出流、发电出流、沉没出流等,可采用控制下泄操作方式,自动生成AutoCAD图)。
⒁、渠道设计流量计算。
⒂、绘制有关线等水文惯用曲线。
2.2 软件构造和特点
¨ 软件主窗口是Windows平台MDI界面,并且是一种具备文本、图形编辑功能小型编辑器,在窗口中可编辑和输出文本、图形文献。主窗口中可完毕各计算单元内容,每个单元均有各种子窗口。
¨ ②、各计算单元基本独立,彼此间可互相引用有关数据,如洪水调节引用库容曲线、Z~Q线等,自动引用,不必再次输入。
¨ ③、软件以“工程”进行管理,所有输入资料,均以“工程”存入数据库,重要成果也保存在相应数据库中,如P~Ⅲ型曲线记录参数。
¨ ④、计算成果形成文献并自动调入主窗口,供编辑输出。输出方式灵活,有成果可直接输出,也可形成文献。图形可生成*.bmp、*.wmf及*.dwg文献,可显示、或直接打印,还可与表格一起成图输出。
¨ ⑤、自动启动AutoCAD软件,以绘制和编辑CAD图形(或生成*.scr文献)。
3 软硬件环境规定
本软件采用C++开发,操作系统为WindowsXP。
本软件对软硬件环境无特殊规定,这里按常规罗列如下:
处 理 器:80586以上,内存8M以上。
操作平台:Windows95/WindowsXP。
支持软件:AutoCAD R14(需要出CAD图时)。
4 使用阐明
4.1 系统安装
本软件安装文献集中在一张光盘内,采用Windows安装程序"Setup.exe",实行人机交互式安装,快捷灵活。
单击安装目录下“Setup.exe”,即进入安装,显示安装对话框(如下图)。
然后浮现Welcome对话框(下图),单击 "Next"按钮( )进入下一步。
在“最后顾客软件允许合同”页单击"Yes"按钮( )进入下一步。
在顾客信息对话框(User Information)输入顾客姓名(Name)、公司名称(Company)及产品系列号(Serial),(特别提示:系列号必要对的输入,其值为:A1364C8337),单击"Next"按钮( )进入下一步。
在目录选取对话框(Choose Destination Location)输入安装目录(见图),
可通过"Browse"选定,本软件缺省目录为:c:\WinSsjs。单击进入下一步。
在Select Program Folder对话框中,拟定本软件在桌面"开始"菜单中名称(Program Folder )。单击进入下一步。
在Start Copying Files对话框中,单击进入详细安装过程,并浮现一系列提示对话框。
安装完毕,在Setup Complete对话框浮现后,单击结束安装(若想在结束安装前启动系统,应选中"Yes,Launch the program file"框后,再击"Finish"键)。
4.2 系统启动
单击Windows"开始"菜单之-- "程序"/ "工程水文PHAC"/ "水文分析计算";②双击桌面"水文分析计算"相应快捷图标(快捷方式需要顾客自己建立);③从"我电脑"或"Windows资源管理器"中找到本软件文献夹(目录),从中双击可执行文献"WSsjs.exe",以上这几种方式均可启动本软件。
4.3 普通性Windows窗口操作
(略)
更详细内容可参见Windows视窗操作系统顾客手册。
4.4 数据库通用操作
数据库以行列表达,一行代表一条记录,每一列为一种字段,普通均有列标签(列头),表达那一列属性。在每条记录(行)之间移动鼠标,可自动完毕Post功能,在每列之间移动鼠标,有程序会完毕诸如排序等特殊计算功能,当录入数据时,数据库普通自动处在编辑状态(Edit)。
本软件采用数据库作数据录入工作,重要有两种界面,一是纯表格方式,如单元计算“基本参数表”等,这些是用行编辑器接受数据,然后再一次性地存入数据库中,对顾客来说,没有直接与数据库会面;二是直接使用数据库界面方式,本软件在使用这种方式时普通包具有TDBNavigator功能按钮部件和TDNGrid网格部件。
TDBNavigator功能按钮部件涉及10个按钮,见下图:
从左到右依次为:
①、First:移动指针到第一条记录(第一行,First Record)。
②、Prior:指针移动到上一条记录(上一行,Prior Record)。
③、Next:指针移动到下一条记录(下一行,Next Record)。
④、Last :指针移动到最后一条记录(最后一行,Last Record)。
⑤、Insert:在当前位置插入一行记录(Insert)。
⑥、Delete:删除当前记录(光标所在行,Delete)。
⑦、Edit:编辑当前记录(让当前行处在编辑状态,以输入数据)。
⑧、Post:保存当前记录(将当前录入、编辑数据送入数据库)。
⑨、Cancel:放弃当前编辑记录。
⑩、Refresh:更新记录。
TDNGrid网格部件由纵横交错网格构成一种输入表,见下图:
顾客在表中录入有关数据,可以使用鼠标或键盘"Tab"、"→"、"←"、"↑"、"↓"等键进行操作。若新录入或修改了某一数据,又要立即关闭窗口,则要移动指针以更新数据后再退出,否则,最后修改那条记录不予更新或保存。
不论是那种录入界面,均可单击鼠标右键弹出菜单,对录入数据进行编辑、剪切、拷贝等操作。
应注意是,当规定输入非文本数值数据(Int、Float类型)时,不能输入字母字符或处在中文输入状态。
4.5 计算过程简述
启动本软件后,即进入系统主窗口,在主窗口单击菜单之"工程管理"/"打开工程数据库..."或"新工程..."(见图)。
打开工程数据库用以打开此前输入某一种工程中数据,“打开工程数据库”对话框如左下图:
当数据库中没有当前计算内容所相应工程时,可用新工程建立一种新工程项目。“新工程...”对话框见上面右图。
在每次启动主程序后,均规定作“工程打开”操作,工程打开后,始终维持这一工程不变,直到重新打开工程为止。
(特别提示:双击按钮左边空白处,可点亮“删除工程…”按钮,点击此按钮将删除当前光标所在行相应“工程”,并且数据不能恢复,请慎用。)
当打开工程后,可从主窗口菜单“单元计算”里选取所要计算内容并单击之,即进入相应计算单元。在单元里完毕相应工作(如数据录入、计算、绘图、输出等等),再退出单元。
有单元在退出时自动调入输出表格到主窗口中,这时可运用主窗口各种编辑功能编辑和输出成果表。
当重复进出“单元计算”各个计算单元,完毕各项任务,想要退出本软件时,可单击主窗口菜单"文献"/"退出"以退出本应用程序。
4.6 各计算单元使用阐明
4.6.1 P—Ⅲ型频率曲线分析计算
㈠、计算办法及原理
频率曲线计算,是按皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线对记录系列经验频率进行适线,得到记录参数(均值Xo、Cv及Cs值)并绘制频率曲线图。
本软件就系列值经验频率计算,提供了三种计算办法∶
①、分别解决法:即实测系列频率按Pm=m/(n+1)计算,特大值(含从实测系列中抽出者,下同)按P=a/(N+1)计算。为缺省办法。
②、统一解决法:特大值仍按P=a/(N+1)计算,而实测系列按Pm=Pmo+(1-Pmo)*(m-l)/(n-l+1)计算,Pmo系末位特大值频率(Pmo=a/(N+1))。
③、直接输入法:特大值频率直接输入,实测系列频率按末位特大值频率Pmo(或其参数N1、a1),以上述②中公式进行计算。
按矩法计算记录参数(均值Xo及Cv值),以0.618法优选出Cv值,再进行适线工作。
㈡、操作阐明
①、单击主窗口菜单"单元计算" /"P—Ⅲ型频率曲线",进入单元计算总控制窗口。
②、从“项目选取”中选取所要计算项目(如右图),若为新项目,则选取“新频率曲线”以重新输入一种项目。
③、输入:点击“总控制窗口”中"基本参数输入表","年系列资料输入表",令其被选中(打勾),然后单击"输入"按钮,弹出输入窗口。
基本参数输入表:涉及项目名、单位、个数等11个参数,以及采用“直接输入法”时相应各特大值频率(最多12个)。
“计算系列单位”:m^3/s表达为流量单位(m3/s);mm表达为降水量或径流深单位;m表达水位;万(亿)m^3表达径流量(万/亿m3)。
“实测系列项数”:其数值要与"年系列资料输入表"中行数一致。
“记录参数Cs/Cv”:不能为0。
数据输入完毕,单击"OK"拟定,单击"Cancel"取消,同步退出本窗口。
基本参数输入表如下所示:
年系列资料输入表:由TDBNavigator功能按钮部件和TDNGrid网格部件构成输入表(见上图),表中 “序号”自动生成,“年份”可自动加1,只有“系列值”必要所有输入。当规定在末尾增长一行记录时,可按键盘"↓"键,若要在中间加一行,可单击功能按钮部件插入键。
④、计算:从“总控制窗口”中单击"计算"按钮,即进入“计算”窗口界面。在这一窗口中,可完毕(运用菜单)频率曲线绘图及适线各种操作。提供如下某些菜单功能:
在“图形操作”方面
设立参数:用于修改图名、Y轴坐标名、单位、每格数据,以及起点与终点坐标频率等,从而达到按顾客规定调节图形外观,见左下图。
适线:对记录参数均值Xi、Cv值、Cs/Cv进行修改或重新输入,最多可同步绘制6条理论频率曲线。普通状况下,1#线为矩法计算成果,2#线为0.618法优选成果,3~6#线为顾客适线成果在本窗口中当前曲线编号在退出时自动成为最后采用理论频率曲线。
同步对本条理论线提供(在图中)画线、(参数)写入(图中)表格和拷贝上一条线参数(本线无数据时)等功能。此外,每一条线均可通过"曲线编号"找到并修改(见上图)。
查值:按采用线(当前曲线号)记录参数,以输入频率查算Kp和Xp值。
图形放大/图形缩小操作功能(略)。
汇总表选用频率(见右图):对选用频率目和规定已于窗口中阐明,而“单位加入项目栏”指在生成汇总表时与否将单位加入汇总表“项目”列,缺省为加入。汇总表是在退出时自动生成,并调入主窗口中。
在“文献”操作方面
图形存盘:将当前图形以*.WMF格式(图元方式)按输入文献名存盘。这种图形文献可供其他图形编辑器(如AutoCAD)调入修改和输出,却不能由本软件图象编辑器修改和输出。
图形打印:直接打印当前图形(等同于"打印预览"中Print_report)。
打印预览:运用Borland c++ BuilderQuickReport打印预览窗口进行。在这一窗口中,有11个按钮,如下:
从左到右分别为:Fit_in_Window(按纸张大小预览)、100%(按字体大小预览)、Page_Width(以纸张宽度按字体大小预览),"到第一页"、"上移一页"、"下移一页"、"到最后一页"、Print_report(打印)、Save_report(保存)、Loat_report(从此前保存文献中调入)、Exit(退出)等。本软件在单元内输出多数是通过这一窗口完毕。完整预览窗口如下:
打印机设立:弹出打印机设立通用对话框,修改打印机参数。
⑤、输出成果表:从“总控制窗口”中选中“输出频率曲线成果表”,然后单击"计算"按钮,弹出“输出频率曲线计算成果”窗口,从窗口中运用菜单对成果表进行"打印预览"或"打印(Print)"输出。
⑥绘制多条频率曲线()
这是“PHAC v2.18 () ”新增长功能,即是将多条经验频率曲线(在本软件同一工程下),绘制在同一张频率曲线图上,如将不同分期洪水、或不同步段暴雨绘制在同一图上,便于检查。
当退出本单元,这个成果表将以另一形式调入主窗口中,供编辑输出。即本软件提供了两种输出方式,顾客可任意选取使用。同步,也调入列有“工程”中所有频率计算项目记录成果“汇总表”。
㈢、其他
关于采用参数,本软件自动采用顾客在适线中退出“适线窗口”时,当前显示在该窗口中参数,若这组参数积为0,则往前依次寻找一组不为0参数作为采用值。换言之,若未进行适线,便采用“优选法”成果。对每一种频率曲线计算项目,均保存了其采用记录参数,下次计算会自动启用,直到顾客变化为止。
在“径流及降水系列记录分析”和“贵州省暴雨洪水计算”中,调用了本单元"计算"窗口进行适线,由于是启用了数据库一种暂时区域存储记录参数采用值,因而,在每次适线时应注意采用适线参数与否对的。
4.6.2 河道加权平均比降计算
本单元通过河道纵断面资料(用1:5万或1:1万地形图量取),计算出河道各断面河长及加权平均比降,即求出流域几何特性值中两个重要参数。
㈠、计算办法及原理
计算公式为:J={(Z0+Z1)l1+(Z1+Z2)l2+…(Zn-1+Zn)ln-2Z0L}/L2
式中:J—比降,l—间距(km),L—总河长(km),Z—各量取断面高程(m)。
㈡、操作阐明
①、单击主窗口菜单"单元计算" /"河道加权平均比降计算",进入单元计算总控制窗口(如右图)。
②、从“项目选取”中选取所要计算项目,若为新项目,则选取“新项目”以重新输入一种项目。
可单击"更改项目名"按钮,弹出“改名称”对话框,修改当前项目名称。
③、输入和计算
单击“总控制窗口”中“输入、计算”按钮,进入输入与计算窗口(如右上图),在“高程Z”与“间距ΔL ”两字段中输入相应数据,高程从小到大输入,其中第一种高程(Z0)相应间距为0。
在输入数据时,河长及比降同步进行计算,并写入相应字段中,输入完毕,计算完毕。“河长”与“比降”字段中表达是各高程相应值,即各量取断面均有计算值。
“PHAC v2.28”新增“从文献读入”功能(相应文献:BiJiangSR.txt),并改进:当后续高程未输入时,此前一种ΔZ为原则,计算并写出本条高程。
通过“输入与计算”窗口中菜单完毕如下输入操作:
绘图:(绘图窗口如下图):绘制河道纵坡线,以及高程~比降线。通过绘图菜单可完毕:按序号分段绘图;修改图名;绘制(取消)高程~比降线;将数据写入图中(或不写入);图形打印、存盘等功能。
表格打印预览:按打印预览窗口(见5.6.1)完毕预览。
表格打印:直接打印计算成果表。
此单元是本软件系统中最小一种单元,功能依然是比较完美。
4.6.3 水库库容曲线计算
通过对量算水库水位~面积资料,计算出水库库容曲线,并内插出面积、库容值,绘制库容曲线AutoCAD图。
㈠、计算办法及原理
计算公式为:
ΔVi=[A1+√ A1A2 +A2]*ΔZ/3
Vm=∑ΔVi (i=1~m,某高程如下结点数为m)
式中:A — 面积(万m2)
ΔZ — 高程差(m )
ΔV — 两高程之间库容(万m3)
Vm — 某高程如下库容(万m3)
㈡、操作阐明
①、单击主窗口菜单"单元计算" /"水库库容曲线计算",进入单元计算总控制窗口(如右图)。
②、从“项目选取”中选取所要计算项目,若为新项目,则选取“新库容曲线”以重新输入一种项目。
③、输入:单击“资料输入”里选取框、令其被选中(打勾),然后单击“输入”按钮,弹出输入窗口。
库容曲线汇总表:本表(见下图)中 “项目名称”可任意输入,时间自动生成(可以修改),“备注”仅本表使用。
库容曲线输入表:本窗口(见下图)“项目名称”以上某些为“汇总表”内容,可通过其相应四个功能按钮变化库容曲线。
在网格表中从小到大依此输入“高程”及相应“面积”或“库容”值。
库容计算:根据表中数据进行计算,若计算成果不收整,可单击“面积、库容取整”框。
面积反算:若表中已有面积,则不作计算,若库容值不是从零输入,计算成果不精准,仅供参照。
“PHAC v2.28”新增功能:
ZAV数据“从文献读入”(相应文献:KuRongQXsr.txt),并改进:当后续高程未输入时,此前一种ΔZ为原则,计算并写出本条高程。
④、成果图表输出
点击“输出库容曲线图表”按钮,弹出“库容曲线报告”对话框(如右图)。
在这个窗口中可选取输出什么样图表、预览框类型、打印方向等,可定义成果表每栏行数(最多两栏),然后单击“打印”、“打印预览”完毕输出。
简朴型预览窗口为本软件独有(如图),可以便地进行缩放,但不能直接从这一窗口中完毕打印功能。
应注意,在这里选取“预览框类型”将会被其他单元所沿用。
⑤、绘制AutoCAD图形
绘制CAD R14图形():
弹出“绘图”对话框(如右下图),在这个窗口中可选取“图号”,可在“数据解决”中修改内插数据(0.1m一种),然后再画图。
若有内插数据,则“采用插值数据绘制曲线”选取框才有效,若以输入高程结点绘图,可取消这一选取功能。
重新出图:将重新调入图框,再绘图。
修改图形:当AutoCAD(R14)已经启动,且已调入图框(或已绘过一次图),则这一功能将在原图上重新绘库容曲线图,因而,若采用此功能,应将上次绘图剪掉再行操作。
注意:应等图形绘制完毕后,方可单击AutoCAD软件区域,否则也许导致诸如“远程调用失败”之类错误,可移动鼠标观测图形绘制过程。
一旦进入绘图过程,则AutoCAD(R14)软件会自动启动(要耐心等待其启动完毕)或成为活动窗口,等绘图完毕后,可修改输出,这完全是在AutoCAD(R14)平台上工作,可参见AutoCAD软件关于使用指南,然后可通过桌面任务栏切换到本软件系统。
这里绘制是本软件第一幅(也是一方面编制)AutoCAD(R14)图形。
此功能是PHAC初期版本AutoCAD(针对R14版本)功能,对于AutoCAD以上版本,将不可用,为此,“PHAC v2.28”新增生成图形文献功能。
生成图形文献()
自动生成“Drawing1.scr”文献,并保存在PHAC安装目录下(普通为C:\WinSsjs),然后可启动AutoCAD,在其左下角命令行输入“script”,调入文献“Drawing1.scr”即可。对于水位流量关系、水面线、调洪AutoCAD功能,也一并进行了更新,不在赘述。这一功能是在我朋友邓群立先生协助下才得以完毕,在此特致以衷心感谢!
㈢、其他
建议先在本软件外启动AutoCAD R14并使其最小化,然后再用本软件绘图。
退出单元时,将自动调入“成果表”供编辑输出。
4.6.4 径流及降水系列记录分析
涉及对历年逐月逐旬径流及降水进行记录计算,对年值及分时段系列作P~Ⅲ型理论频率曲线适线,以及进行代表年选取、降水径流频率法转换计算、各种有关单位换算、绘制合计和滑动平均线等工作。
①、单击主窗口菜单"单元计算" /"径流及降水系列记录分析",进入本单元计算总控制窗口。
②、从“项目选取”中选取所要计算项目,若为新项目,则选取“新水文系列”以重新输入一种项目。
③、输入
总表输入:总表共规定输入10个参数(如图),除“项目名称”外,其他均有缺省值,在运营时均有阐明(由于丰水、枯水时段可变,故可在此任意组织记录时段)。“文字阐明”仅在本表使用。
系列表输入:一如普通数据库输入表,只是本表规定资料按日历年顺序输入,其中4~9月可按旬输入,若无旬,则以“上旬”代表月值,若按旬计,则可用鼠标在当月字段名处拉开字段,即可输入数据。
从文献读入:这里提供一种与其他软件联连输入方式,可用其他软件(或本软件主窗口菜单"文献"/"文本文献编辑..")生成或编辑文献“SwxLsr.txt”(并保存在Wssjs.exe所在目录下,文献数据格式为:“起始年、年数、起始月、月旬数、起始旬、旬数,历年逐月(旬)系列资料”),拟定无误后单击此按钮即可。(双击此按钮外边空白处即可使之变为有效)。本窗口仅用于输入,窗口样式如下:
④、记录分析
软件按总表规定,记录出历年逐月、丰水段、枯水段、最小月共四个年系列值,同步求出逐月均值(如下图),在此基本上由顾客通过菜单完毕各种分析计算。
菜单涉及"文献"和"计算"两项内容。"文献"涉及显示计算成果表、保存文献及退出等。
保存为文本文献:按顾客选取或输入文献名,以*.txt格式保存当前逐月逐旬系列资料,以供其他软件使用。
显示代表年选取计算中间成果表及采用成果表:此两次内容只有在“代表年选取计算”完毕后方有效,其中“中间成果”指在代表年计算中每个设计频率粗选四个典型年进行计算成果,“采用成果”为最后选用三个代表年值。
代表年选取计算:当对年值、枯水段、最小月系列作频率曲线适线后,方可进行这项操作,并弹出“选取状况”对话框(见下图),从中可修改选用典型年,以及采用计算办法。“同频率法”按“长包短”原则,一方面按最小月放大,再按枯水段放大,最后按年值放大,若最小月放大系数不不大于枯水段,则采用枯水段系数。“同倍比法”系采用年值放大。
P~Ⅲ型曲线适线:提供了四个时段系列供适线,进入适线对话框之初,也许所列之“适线”成果与实际不符,这是由于这里采用一种暂时区域存储数据,只需适线操作即可,若要输出频率计算表,应先选中“输出频率曲线计算成果”菜单项。
单位换算计算:可在径流深、径流量、流量、百分率之间作单位换算,提供了一条快捷实用单位变换之法。
降水径流系列转换:
当前系列为降水系列时,可将其按一种近似算法转换为径流系列,计算基本假定为:Yi=(Pi/Pp)×Yp 。
在弹出参数对话框中(见右图)输入流域面积(若为0,则转换为径流深),以及丰、枯水期基流径流深半年值(软件按此值分派到各月、旬),然后进入适线对话框,在这一适线操作过程中,以最后一条线(3线)代表径流深(其前一线为降水采用参数),从而得到年径流深系列值。
以年径流深为控制,将降水年内分派换算为径流年内分派,由于年径流与年降水并非完全如此规则地一一相应,故此法得出成果,仅供无资料地区参照使用。
(特别阐明:以枯水期起始月和月数拟定枯水期,别的月份为“汛期”)
“PHAC v2.18”对此功能进行了修订:
在“历年逐月(逐旬)水文系列资料记录分析计算”之菜单“(&D).降水径流系列转换...”中,将径流深基流改为汛期和枯水期两个数据,即汛期和枯水期径流基流是不同样,同步,对枯水期加一种修正系数,以便灵活解决。
降水径流同频率转换法重要用于无资料地区,作为径流分析比较办法使用。假设年径流与年降水经验频率一致,按经验频率查出年降水P~Ⅲ型曲线理论值,在已知年径流记录参数后(如依照等值线拟定),可移用年降水量理论值与实际值比例到年径流,从而拟定相应年份年径流。有了年径流后,按降水年内分派计算径流年内分派,年内分派计算方式为:
设年径流深为y,年总降水为P,枯水期总降水为P枯,枯水期径流深修正系数为K,则枯水期总径流深为y枯,各月(或旬)径流深为y枯月:
y枯=(P枯/P)*y *K;
y枯月=[(y枯-yk基)/ P枯]*P枯月+T枯月/T枯* yk基;
y汛月=[(y—y枯—yx基)/ P汛}*P汛月+T汛月/T汛* yx基。
软件输入参数为yk基、K和yx基,以及历年降水系列和年径流记录参数,然后计算出历年逐月(旬)径流系列,并保存供下一步分析使用。
当输入枯水期基流总径流深不不大于当年枯水期总径流深时,则全年先满足基流,剩余径流深按全年降雨分派,不分丰枯。
如某年降水量为1000mm,枯水期11~4月降水量为55mm;计算得当年径流深为480mm。输入汛水期基流总径流深为35mm,枯水期基流总径流深为31mm。
因按降雨推算枯水期11~4月径流深为:55/1000*480=26.4mm,即<基流31mm。
分派方式如下:
a1、各月先计算基流;
a2、剩余径流按全年一种比例计算,即:
K=(全年径流-汛期基流-枯水期基流)/ 年降水量=(480-35-31)/1000;
各月径流=丰(或枯)水基流+ K*月降雨。
按此方式修改后,可解决本来某些月份径流特小问题,但又导致枯水期径流略有增长,这时,可通过“枯水期径流修正系数K”来调节丰枯比。
枯水期基流总径流深取值,建议如下:
(B1)、以月平均枯水模数为基本,如贵阳为4.5L/s.km2,按记录参数(初步设定为Cv=0.4,Cs/Cv=2.5)计算最小值(系列中最小一种月),如40年系列最小月P=99.8%,Kp=0.3,则月枯模数为4.5*0.3=1.35L/s.km2。
(B2)、相应年径流深为:1.35*3153.6*0.01=42.6mm;
(B3)、相应枯半年为42.6/2=21.3mm(此即为软件规定输入值),月平均=21.3/6=3.55mm。
这是系列月降水=0时“基流”,若系列中没有“月降水=0”时,应将输入值恰当减小,使最后计算出来最小月之径流深≤3.55mm。
此外,普通丰水期基流要不不大于枯水期,建议丰水期基流比枯水略大,如大20%,为25.5mm。
(B4)、参照本地径流丰枯比例,调节枯水修正系数。
通过以上几步,以达到年径流控制、枯水控制、丰枯水比例控制为目。
绘制各种分析曲线:提供了绘制合计平均值记录分析线及滑动平均线等,可供进行系列代表性分析使用。
“PHAC v2.18”对本单元其他修订阐明如下:
①水文年径流系列资料首尾相接
在径流系列资料年限不长状况下,普通将第1年水文年起始月前几种月数据挪到最后1年尾部,使水文年资料长度与日历年同样。若资料年限较长,则截头去尾,即水文年资料较日历年减少1年。
软件缺省为后者,若要首尾相接,在本计算单元“逐月/逐旬水文系列资料输入总表”—>“水文年起始月”栏以“起始月+0.1”方式输入,如起始月为4月,需要首尾相接,则输入“4.1”即可。
②旬月分派计算
当系列为月资料,需要将其中某些月份(如5~8月)改为以旬为单位,可采用本办法计算。在本软件目录下有一种文本文献“Xunyuefp.txt”,其格式为:“起始年 年数 旬起始月 旬数 旬基数值 以及历年逐旬系列资料”,如:
1953 45 5 12 0
28.6 35.2 191.8 125.2 7.5 61.5 30.6 12.2 58.1 10.6 20.2 0
34.0 35.5 167.3 35.4 78 108.5 33.1 138.2 255.9 149.4 29.8 0
………….
表达起始年为1953年,资料年数为45年,旬起始月为5月,旬数为12旬,旬基数值为0,接着是从1953年起,共45年5~8月逐旬资料。
在“历年逐月(逐旬)水文系列资料输入表”中点击“旬月分派计算”按钮,将从文献“Xunyuefp.txt”中读入旬资料,然后把当前输入表中逐月资料换算为逐旬资料,计算原理为:以当前输入表中月值扣除旬基值,再以读入旬分派率将当前月值分派到旬,加上旬基值即可。
如当前表中某月径流量为1000,读入相应月旬值分别为100,200,100,旬基值为10,则分派比例为:K=(1000-3*10)/(100+200+100)=2.425,那么,计算得上旬值为100*K+10=252.5,中旬值为495,下旬值为252.5,共计为1000。
计算之前,需要拟定两个系列年、月资料是完全相应。可进行计算系列涉及流量、径流量、径流深和降水(单位编号为0~4)。
③多站平均值置入
若设计流域内有多站降水资料系列,需要计算面上降水时,可在此计算。
当已输入各站降水资料后,点击“多站平均值置入”按钮,选取需要加入计算测站资料(必要时可输入各站加权系数),然后按年计算多站平均值,成果将置入当前输入表中,操作时,应确认当前输入表为空表,否则原有数据将被替代。
④径流年内分派Cv修订
此计算为新增内容。普通状况下,流域面积越大,年径流Cv越小,因而,当小流域移用大流域径流资料时,需要按照小流域年径流Cv将参证站年径流进行调节,使年径流系列记录参数Cv与小流域一致。同步,依照已调节年径流,运用同倍比法调节径流年内分派。
年径流计算办法与“降水径流同频率转换法”相似,只是年内分派采用同倍比即可,不外加基流。对于年径流,也可在文献“SwxlCvTiaoZn.txt”内输入(结束时请将该文献内第一种数改为负数,以免其她项目使用时误判),软件一方面检测文献内数据,若与当前需要调节径流系列一致,则自动读入计算,不再输入记录参数来计算年径流。
4.6.5 暴雨洪水计算
暴雨洪水计算提供贵州省“暴雨洪水”计算、一院两所简化法、单位线法、水科院推理公式法等共四种计算方式。
一、贵州省“暴雨洪水”计算
贵州省“暴雨洪水”计算,是以设计暴雨推算设计洪水。重要用于贵州省小流域暴雨洪水计算,即流域面积在10~1000km2范畴内洪水计算。
㈠、计算办法及原理
依照1983年贵州省水利电力厅编制《贵州省暴雨洪水计算实用手册》,以及1988年相应“修订本”(见当年《贵州水利水电》第二期)进行计算。
按照“暴雨洪水手册”,随设计断面流域面积和流域几何特性值θ(θ=L/J1/3·F1/4)大小不同,洪峰流量计算应用公式有所不同,罗列如下:
①当300≤F<1000km2 ,
(《手册》3-5-3式)。
②当25≤F<300km2,且θ>30,
(《手册》3-5-2式)。
③当25≤F<300km2,且θ≤30,
(《修订本》修订1式)。
④当10≤F<25km2,
(《修订本》修订2式);
或, <特24h式>。
⑤当1≤F<10km2,
(《修订本》修订3式)
式中:
Qp— 设计频率P洪峰流量(m3/s)
γ— 汇流系数
f-— 流域形状系数(F/L2, L— 主河道河长)
J-— 分水岭至出口断面河道平均比降(m/m)
F-— 流域面积(km2)
C-— 洪峰径流系数
Kp— 设计频率PP─Ⅲ型曲线模比系数
H24— 设计最大24h点雨量均值(mm)
计算中根据实际状况,自动选用适当公式,先以汇流系数γ及洪峰径流系数C均值作一次计算,再提供修改γ及C值机会,以便拟定最后采用成果。“暴雨洪水”计算输入数据较少,计算中最佳有“雨洪手册”在手,以便查找所需参数。
㈡、操作阐明
①、单击主窗口菜单"单元计算" /"贵州“暴雨洪水”计算",进入单元计算总控制窗口。
②、从“项目名称”中选取所要计算项目,若为新项目,则选取“新暴雨洪水项目”以重新输入一种项目。
③、输入:共有13个参数,运营中每个参数均进行浮动阐明(下边状态栏上)。
④、计算:从“总控制窗口”中单击"计算"按钮,即进入“计算”窗口界面(见下图)。在这一窗口中,可修改汇流系数γ、洪峰径流系数C分区、洪水涨峰历时等参数。在绘制过程线图中,共有12种设计频率线,此外还提供了一种输入任意频率过程线机会,即“附加线频率”,以保证各种频率线都能计算。
在这一窗口中,还提供如下某些功能(运用菜单或按钮):
分段绘图:依照输入洪水过程线起点与终点序号绘图。
图形打印:直接打印输出洪水过程线。
图形存盘:将洪水过程线按屏幕宽高2倍绘制并以文献存盘。这一图形文献为BMP图象文献,可供主窗口(或其他图象编辑器)调入修改和输出。
打印机设立:弹出打印机设立对话框,修改打印机参数。
显示过程线摘录表:仅用于显示成果表。
修改图名:用于修改过程线图名。
⑤、洪峰适线:运用P—Ⅲ型频率曲线解决单元里适线窗口进行各种曲线操作,之后,再运用计算窗口重绘洪水过程线。注意,当在
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