fortran在羅氏法洪水計(jì)算中的應(yīng)用

1、<p>　　FORTRAN在羅氏法洪水計(jì)算中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：以吉林省某流域?yàn)槔?，采用FORTRAN語(yǔ)言對(duì)羅氏法洪水計(jì)算進(jìn)行程序化設(shè)計(jì)，并與手工試算成果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了該羅氏法洪水計(jì)算程序的正確性。與傳統(tǒng)的手工試算方法相比，F(xiàn)ORTRAN程序計(jì)算更加高效、精確。 </p><p>　?。═aking a water basin in Jilin provinc

2、e as an example, applying FORTRAN program in Roche Method for Flood Calculation, then making comparative analysis on the results of program calculation and manual calculation. Compared to traditional manual calculation m

3、ethod, FORTRAN program calculation method is more effective and accurate. ） </p><p>　　關(guān)鍵詞：羅氏法；洪水計(jì)算；FORTRAN；程序設(shè)計(jì) </p><p>　?。≧oche Method; Flood Calculation; FORTRAN; Program Design） </p>&

4、lt;p>　　中圖分類(lèi)號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　國(guó)內(nèi)小流域設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法主要采用水科所法[1~2]和羅斯托莫夫法[3~5]。羅氏法在我省應(yīng)用較廣，但其在實(shí)際工作中往往采用手工試算的方法，需進(jìn)行多次試算，比較麻煩。本文采用FORTRAN[6]對(duì)羅氏法洪水計(jì)算進(jìn)行程序化設(shè)計(jì)，以提高運(yùn)算效率。 </p><p><b>　　1 基本公式 </

5、b></p><p>　　羅氏法是依據(jù)全面匯流理論推導(dǎo)得出，但沒(méi)有考慮部分匯流的產(chǎn)峰情況，因而不宜用于過(guò)大的集水面積，適用于流域面積小于200km2的洪水計(jì)算。其洪峰流量值與洪水調(diào)查值作過(guò)驗(yàn)證，一般可采用此法計(jì)算。 </p><p><b>　　;;; </b></p><p><b>　　;; </b></p

6、><p><b>　　;; </b></p><p>　　式中: 為設(shè)計(jì)流量, m3/s; 為徑流系數(shù); 為暴雨不均勻系數(shù); 為面積, km2; 為頻率對(duì)應(yīng)的雨力, mm/min; 為頻率對(duì)應(yīng)的24h雨量, mm; 為暴雨強(qiáng)度, mm/min; 為暴雨遞減指數(shù); 總為匯流歷時(shí), s; 為河道匯流歷時(shí), s; 坡面匯流歷時(shí), s; 為土壤系數(shù); 為坡面粗糙系數(shù); 為河道長(zhǎng)度

7、, km; 為河道坡度, ‰; 為坡面長(zhǎng)度, km; 為坡面坡度, %. </p><p>　　洪水計(jì)算方法不同，河長(zhǎng)和河道坡度的計(jì)算方法也不相同。其中羅氏法的河道長(zhǎng)度是從河源點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算，如果河源點(diǎn)不清楚，可采用量至分水嶺的總長(zhǎng)度扣除平均坡面長(zhǎng)度作為河長(zhǎng)。⑴當(dāng)L500m時(shí)，按500m扣除；⑵當(dāng)L>10km時(shí)按1km扣除。 </p><p><b>　　2 程序代碼 <

8、/b></p><p>　　羅氏法洪水計(jì)算程序可分為三個(gè)部分：⑴初始數(shù)據(jù)錄入；⑵迭代計(jì)算；⑶結(jié)果輸出。 </p><p>　　2.1 數(shù)據(jù)錄入部分 </p><p>　　新建一個(gè)文本文件，將原始數(shù)據(jù)錄入文本文件，并將數(shù)據(jù)讀入。具體代碼如下： </p><p>　　OPEN (5,FILE='DATA.DAT',STATU

9、S='OLD') </p><p>　　READ (5,*) (P(K),F(K),L(K),J(K),LS(K),JS(K),XI(K),PHI(K),H24(K),N(K),K=1,6) </p><p>　　2.2 迭代計(jì)算部分 </p><p>　　迭代原理：⑴先調(diào)整假定暴雨不均勻系數(shù)β0，使β0=β；⑵再調(diào)整假定匯流歷時(shí)T0，使T0=T，當(dāng)

10、T0=T時(shí)，停止迭代。迭代計(jì)算代碼如下： </p><p><b>　　DO K=1,6 </b></p><p>　　BETA0(K)=0.85 </p><p>　　T0(K)=180. </p><p>　　SP(K)=H24(K)/1440**(1-N(K)) </p><p>　　B(K

11、)=SQRT(LS(K)/JS(K)**0.6/XI(K))/PHI(K) </p><p>　　100 A(K)=XI(K)*F(K)*BETA0(K) </p><p>　　C(K)=L(K)/0.222/A(K)**0.2/J(K)**(0.24+1.6*J(K)) </p><p>　　I(K)=SP(K)/T0(K)**N(K) </p>&

12、lt;p>　　ALPHA(K)=XI(K)*(I(K)+0.1)**0.345*T0(K)**0.15 </p><p>　　D(K)=1/I(K)/(I(K)+0.1)**0.345/T0(K)**0.15 </p><p>　　TR(K)=C(K)*D(K)**0.2 </p><p>　　TS(K)=B(K)*D(K)**0.5 </p>

13、<p>　　T(K)=TR(K)+TS(K) </p><p>　　BETA(K)=1-0.28*(F(K)/T0(K))**0.4 </p><p>　　IF ((BETA0(K).NE.BETA(K)).AND.(T(K).NE.T0(K))) THEN </p><p>　　BETA0(K)=BETA(K) </p><p>

14、<b>　　GOTO 100 </b></p><p><b>　　ENDIF </b></p><p>　　IF ((BETA0(K).EQ.BETA(K)).AND.(T(K).NE.T0(K))) THEN </p><p>　　BETA0(K)=BETA(K) </p><p>　　T0(K

15、)=T(K) </p><p><b>　　GOTO 100 </b></p><p><b>　　ENDIF </b></p><p>　　QM(K)=16.67*BETA(K)*ALPHA(K)*I(K)*F(K) </p><p><b>　　ENDDO </b><

16、/p><p>　　2.3 結(jié)果輸出部分 </p><p>　　結(jié)果分別輸出頻率P，匯流歷時(shí)T和設(shè)計(jì)流量Qmax，具體代碼如下： </p><p>　　WRITE (*,*) (P(K),T(K),QM(K),K=1,6) </p><p><b>　　3. 算例 </b></p><p>　　某流域F

17、=31.2km2，河道長(zhǎng)度L=9.3km，河道比降Jλ=5.59‰，l=580m，JS=13.7%，五十年一遇最大24h降雨量H24, 2%=145mm；暴雨遞減指數(shù)n=0.70，土壤系數(shù)=0.28，坡面糙率系數(shù)=0.30。假設(shè)暴雨不均勻系數(shù)初始值β0=0.85，匯流歷時(shí)T0=180min。 </p><p>　　將以上初始數(shù)據(jù)錄入到文本文件，并執(zhí)行程序，輸出結(jié)果。程序計(jì)算和手工試算的成果對(duì)比見(jiàn)表1。 </

18、p><p>　　表1程序計(jì)算和手工試算的成果對(duì)比表 </p><p>　　由表1可知，程序計(jì)算和手工試算的成果非常相近，從而驗(yàn)證了計(jì)算程序的正確性。 </p><p><b>　　4 結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　本文把FORTRAN編程應(yīng)用在羅氏法洪水計(jì)算中，錄入初始數(shù)據(jù)、執(zhí)行程序后即可得到最終結(jié)果，無(wú)須手工調(diào)試，大

19、大提高了運(yùn)算效率和精度。值得注意的是，本文只選取了頻率P=2%這一種情況，如果一次性錄入各種頻率(P=1%, 2%, 3.33%, 5%, 10%, 20%)對(duì)應(yīng)的初始數(shù)據(jù)，則可一次性得出所有頻率下的匯流歷時(shí)和設(shè)計(jì)流量，此時(shí)更顯程序計(jì)算的優(yōu)越性。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 魏永霞,王麗學(xué). 工程水文學(xué)[M]. 中國(guó)水

20、利水電出版社,2005. </p><p>　　[2] 陳家琪,張恭肅. 小流域暴雨洪水計(jì)算[M]. 水利電力出版社,1985. </p><p>　　[3] 郭振東. 吉林省洪水計(jì)算羅氏法程序設(shè)計(jì)[J]. 吉林水利,2004(8):44-45. </p><p>　　[4] 劉月英,馬雪梅,李強(qiáng). 小匯水面積設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法[J]. 東北水利水電,2008,26(