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第十章洪水波.ppt

来源：花匠小妙招时间：2025-08-01 09:27

第十章洪水波课件

* * * * * 3 洪水波分类及运动波和扩散波 3-1 洪水波分类 1977年，英国水文学家Ponce对洪水波进行了分类洪水波惯性项附加比降项阻力项河底比降项局地惯性项迁移惯性项运动波 × × × ? ? 扩散波 × × ? ? ? 惯性波 ? ? ? × × 动力波 ? ? ? ? ? 3 洪水波分类及运动波和扩散波 3-1洪水波分类洪水波类型适用范围运动波山区性河流、坡面流扩散波河流中下游，尤其中游惯性波湖泊性水库动力波平原水网区、感潮河段区 3 洪水波分类及运动波和扩散波 3-2 运动波运动波的H～Q关系为单值关系 3 洪水波分类及运动波和扩散波 3-2 运动波消去H：运动波波速解此方程称为流量演算解此方程称为水位演算 3 洪水波分类及运动波和扩散波 3-2 运动波利用偏微分方程特征理论，可求得上式的等价方程为：说明波流量不随时间变化 3 洪水波分类及运动波和扩散波 3-2 运动波 (1) 特点： (2) c总是为正的，从上游向下游传播 3 洪水波分类及运动波和扩散波 3-2 运动波若每个波流量的速度一样，这一现象称为推移作用. 若c随Q变化 ——波的破碎. 运动波在传播过程中相应流量不发生变化（推移），但若C随Q变化，则洪水波会扭曲现象 ,导致洪水波破碎。 3 洪水波分类及运动波和扩散波 3-3 扩散波涨洪：落洪：对于同一水位: 3 洪水波分类及运动波和扩散波 3-3 扩散波如何判断河道内发生了运动波或扩散波，应点绘水位-流量关系。若H~Q为逆时针绳套关系，则为扩散波。消去H得： 3 洪水波分类及运动波和扩散波 3-3 扩散波扩散波波速根据偏微分方程的特征线理论： 3 洪水波分类及运动波和扩散波 3-3 扩散波因此，扩散波在运动过程中有如下特点：拐点处的流量，由，所以保持不变。两个拐点之间的流量，包括洪峰流量在内，由于，所以发生衰减。对于其余流量，由于，所以不仅不衰减，反而有所增加。补充：扩散波运动方程的推导 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * LOGO 第十章洪水波运动及洪水演算本讲主要内容洪水波的形成及其基本特征 1 洪水波运动的数学描述 2 洪水波分类及运动波与扩散波 3 1 洪水波的形成及其基本特征洪水波的形成 A 洪水波的特征 B 洪水波的传播 C 1 洪水波的形成及其基本特征 1-1 洪水波的形成 1 洪水波的形成及其基本特征 1-1 洪水波的形成形成原因：暴雨径流; 闸坝放水;溃坝. 洪水波：假设河道水流处于一个稳定流状态，在某时刻由于暴雨径流或开闸放水等原因，突然有一定水量注入河道，引起河道水力要素随时间变化而形成的不稳定波动. 1 洪水波的形成及其基本特征 1-1 洪水波的形成洪水波运动：波洪量在波速度作用下从河道上游向下游运动. 波流量：由于突然注入一定水量而在河道里增加的流量称为波流量. 波流量的传播是洪水波运动的本质. 1 洪水波的形成及其基本特征 1-2 洪水波的特征 1) 几何特征波体，即洪水波本身，初始稳定流水面上的附加部分水体. 波高，波体轮廓线上任一点相对于稳定流水面的高度.最大波高称为波峰. 波长，波体与稳定流水面交界面的长度. 1 洪水波的形成及其基本特征 1-2 洪水波的特征 2) 运动特征轮廓线相对于稳定流水面的比降稳定流水面比降为洪水波水面比降为涨洪段（波前），是正的，落洪段（波后）是负的. ①附加比降 1 洪水波的形成及其基本特征 1-2 洪水波的特征 ②相应流量与相应水位洪水波轮廓线（水面线）上每一点占有的相对位置—位相. 洪水波轮廓线（水面线）上某一位相的流量称为相应流量，某一位相水位称为相应水位. 峰值的位相最重要.相对应于洪峰位相的流量或水位称为相应洪峰流量或相应洪峰水位. 相应流量或相应水位在河道中的传播速度——波速，也就是洪水波的速度. 1 洪水波的形成及其基本特征 1-3 洪水波的传播在无旁侧入流时，则洪水波运动特点一般表现为： 1）洪水总量相等. 2）相应流量（包括洪峰流量）在下断面出现的时间一定迟于在上断面出现的时间，它们的时间差称为传播时间. 3）相应流量在传播过程中有发生变化 .洪峰及其附近位相的流量一般要衰减，而其余位相的流量一般会增加，从而形状发生坦化. 2 洪水波运动的数学描述洪水运动的水力学描述 A 洪水波运动的水文学描述 B 两种途径之间的关系 C 2 洪水波运动的数学描述 2-1洪水运动的水力学描述圣维南方程组缓变不稳定流的连续性方程：缓变不稳定流