河道流量資料整編

1、河道流量資料整編第一節(jié) 流量資料整編的工作內(nèi)容一、編制實測流量成果表二、編制實測大斷面成果表三、繪制和分析 ZQ、 ZA、 ZV 關(guān)系曲線 并按規(guī)定作曲線檢查和標(biāo)準(zhǔn)差計算及三種檢驗。四、確定推流時段表，推求逐時、逐日平均流量。五、編制逐日平均流量表，水文要素摘錄表此項計算現(xiàn)在均有計算機輸出，特征值均從瞬間值中挑選。六、繪制逐時或逐日平均流量過程線（用紅色鉛筆繪）第二節(jié) 水位 流量關(guān)系的繪制一、水位 流量關(guān)系曲線作用及繪制目的我們經(jīng)常說水文站的水位 流量關(guān)系，一般指基本水尺處的水位與通過斷面 的流量之間的關(guān)系。作用及繪制目的： 由于流量的實測比較復(fù)雜，又不能逐時施測，在水勢平穩(wěn) 時期是隔幾天測一

2、次， 所以流量整編工作是借助于已建立的水位流量關(guān)系， 由 逐時或逐日的水位來推流量。二、實測流量成果表的編制本表編制目的是： 一年內(nèi)各次實測流量的主要指標(biāo)，它是一項刊布成果，編 制本表主要的目的是：（1）用以審查和分析實測流量資料，由表中編列的全部各項實測流量的測 法，應(yīng)用系數(shù)以及水面寬、比降、糙率等指標(biāo)，可以系統(tǒng)地了解測驗中是否存在 較大問題，如全年流量測次共多少，各月或洪、枯水測次分布情況，流速儀、浮 標(biāo)或其它方法的測次各多少， 全年用過多少幾架流速儀， 中間在什么時候更換的， 浮標(biāo)系數(shù)或流速儀水面一點法流速系數(shù)等。 這些情況都有助于檢查和分析突出的 ZQ關(guān)系點子。（2）據(jù)以點繪 ZQ、Z

3、A、ZV 關(guān)系曲線，從流量測驗記錄中將全年各測次 的水位、流量、面積、流速編制成表以后，可使點繪工作方便，并可減少點繪的 錯誤。（3）刊布后作為了解測站斷面的面積，流速，水面寬，水深，水面比降和糙 率等斷面特性及實測資料情況之用， 表中所列實測項目， 為規(guī)劃設(shè)計時的常用參 考數(shù)字，故需刊布，有時為深入了解測站水文特性，也要應(yīng)用這些資料來分析。三、水位流量關(guān)系曲線的繪制在繪制ZQ關(guān)系曲線時，一般需同時點繪 ZA ZV關(guān)系點子，以便互相對 照分析，定出合理的ZQ關(guān)系曲線，繪制ZQ關(guān)系曲線，應(yīng)注意以下幾點：1. 以同一水位為縱坐標(biāo)，自左至右，依次以 Q A、V為橫坐標(biāo)點繪于普通 坐標(biāo)紙上，根據(jù)變幅選

4、定適當(dāng)比例尺。最好取 1、 2、 5 的倍數(shù)。以便查讀。使 ZQ ZA ZV關(guān)系曲線分別與橫坐標(biāo)大致成 45o、60o、60o的交角。并使三條 曲線互不交叉。測次多、點子散亂，可分期繪幾張圖，最后繪一張總圖。2. 點繪關(guān)系點子時， 不同的測流方法，用不同的符號表示。為了保證前后年 資料銜接，在圖中應(yīng)繪出上年末和下年初的點子，用不同符號或顏色表明。 需點 繪 35 個點子。Q 關(guān)系曲線的低水部分，最大讀數(shù)誤差不得超過 % 否則，應(yīng)加繪放大圖，流量很小或點子很少時，可適當(dāng)放寬 %4. 點繪流量時，應(yīng)用實測流量成果表資料點繪，校核點子時，用原始資料進(jìn) 行校核。以便檢查實測流量成果表填制是否正確。5.

5、 圖中涉及到的量的名稱均用相應(yīng)的國標(biāo)符號表示。水位一Z、流量一Q面積一A、流速一V 其單位用相應(yīng)的計量單位表示。6. 圖名按照“XXXX年 XX河XX站ZQ ZA、Z V關(guān)系曲線圖”名稱填寫, 在每張圖名的右側(cè)按時序，用分?jǐn)?shù)形勢注明每張圖的排列序號 （分母為全年總張 數(shù)，分子為每張圖序號），圖中字體，字形要統(tǒng)一。7. 關(guān)系圖中列出推流時段表和繪制說明表，其格式如下。推流時段表推流止時曲線 號數(shù)流量 測次最咼 水位最低 水位月日時分繪制說明表工作內(nèi)容姓名日期占繪校核定線審查8. 在測驗中使用不同測驗方法應(yīng)在圖中按以下標(biāo)識符表示。o流速儀精、常測法（實測斷面）流速儀常測法（借用斷面）流速儀簡測法全

6、斷面浮標(biāo)法（實測斷面）全斷面浮標(biāo)法（借用斷面）中泓浮標(biāo)法或漂浮物法X比降一一面積法* ADCP所用符號應(yīng)在圖中注明9. 流量定線應(yīng)根據(jù)測驗情況和關(guān)系點分布所受的主要影響因素，確定曲線走 向，定線要考慮趨勢的合理性，避免不加分析的見點連線和任意舍棄點子的現(xiàn)象。10. 曲線的高水延長采用虛線，低水放大：流量大于10m3S時，讀數(shù)誤差超 過勺部分，應(yīng)另繪放大圖。流量等于或小于10m3S時，讀數(shù)誤差超過勺部分, 應(yīng)另繪放大圖，流量小于等于3 /S，不再進(jìn)行放大。估讀數(shù)值不能超過兩位，否 則也應(yīng)繪放大圖。11. 曲線接頭測點數(shù)及誤差水位一一流量關(guān)系曲線年頭，年尾應(yīng)分別繪出年末和下年初各35個測點，接頭誤

7、差應(yīng)w %第三節(jié)水位一流量關(guān)系的類型一、穩(wěn)定的水位一流量關(guān)系1. 穩(wěn)定的條件：水位流量關(guān)系是否穩(wěn)定，主要取決于影響流量的水力因素。 可用曼寧公式來說明。12/31/2V R In1 A 2/31/2Q=A =Ar iQ 流量A面積V斷面平均流速n河床糙率R水利半徑 R= A /P P 濕周 寬淺河道二水深 I 水面比降要使水位流量關(guān)系保持穩(wěn)定，必須在同一水位下， A、R、n、I等因素均保 持不變，或者雖各因素有變化，但其之間的變化能相互補償。這樣，同一個水位 就只對應(yīng)一個流量。ZQ就成為單一曲線。在天然河道里，ZQ關(guān)系能長期地維持穩(wěn)定的情況是很少的，只是變動程度 有大有小而已。因為各個河流各個

8、斷面的水力因素各不相同的，因此每一個測站的ZQ關(guān)系曲線都不相同。同時，這些水力因素也可能隨時間的轉(zhuǎn)移而發(fā)生變化。因此，同 一測站的ZQ關(guān)系也會因時而異。2. 穩(wěn)定的ZQ關(guān)系點的分布關(guān)系點子密集，分布成一帶狀，75沖上的關(guān)系點子不超過允許誤差，關(guān)系 點子沒有明顯系統(tǒng)偏離。二、不穩(wěn)定水位一流量關(guān)系的幾種形式與影響因素。天然河道里，水位一流量關(guān)系能保持長期穩(wěn)定的很少。當(dāng)測站控制條件較差， (河槽控制，斷面控制)各水力因素因時發(fā)生改變，又不能互相補償，則形成不 穩(wěn)定的ZQ關(guān)系。根據(jù)影響因素不同，分析以下幾種：1、受沖淤影響的水位一流量關(guān)系測站控制發(fā)生沖淤變化時，由于同水位的面積增大或減少，使水位一流量

9、 關(guān)系受到相應(yīng)的影響，在多少河流中，這種現(xiàn)象尤其顯著。(1) 從沖淤發(fā)生時間持續(xù)分為：經(jīng)常性沖淤和不經(jīng)常性沖淤(2) 從沖淤范圍分為：普遍沖淤和局部沖淤a、經(jīng)常性沖淤，水位一面積、水位一流量關(guān)系點子分布散亂。b、不經(jīng)常性沖淤，水位流量、水位面積關(guān)系點子隨時間分布成幾個帶組， 而且在某一時段從一個帶組過渡向另一個帶組。c、普遍沖淤：水位流量，水位面積關(guān)系點子縱向平移。d、局部沖淤：沖淤前后，水位一流量關(guān)系曲線趨勢改變與水位一面積關(guān)系 變化不一定相應(yīng)。z、受變動回水影響的水位流量關(guān)系受變動回水影響的測站，在回水影響，由于下游水位抬高，水面比降減小， 相同水位下，與不受回水影響的流量減小，流量也減小

10、。形成變動回水的原因，主要來自下游，如支流頂托，攔河壩蓄水、水塞、冰 壩等。受變動回水影響的測站，ZQ ZV關(guān)系點子的分布很散亂，ZA關(guān)系，呈 帶狀分布。3. 受洪水漲落影響的水位流量關(guān)系洪水波在河道中傳播，上游漲水早于下游，故河段中比降較同水位下穩(wěn)定 流時的比降為大，落水也是上游先于下游。 故同水位的比降較穩(wěn)定流時為小， 漲 水時的流速，較同水位下穩(wěn)定流時的流速增大，落水時的流速，則比同水位下穩(wěn) 定流時的流速小。受洪水波的影響的測站，水位與面積關(guān)系點子分布為帶狀，水位一流量，水位一流速關(guān)系點子的分布相應(yīng)為逆時針方向的繩套曲線。4. 受水生物影響的水位一流量關(guān)系河床生長水生植物的測站，當(dāng)水生植

11、物逐漸繁茂時，由于過水面積減小，糙 率增大，使ZQ關(guān)系點子逐漸左移，等到水生植物衰死，ZQ關(guān)系點子又逐漸右 移，ZQ ZV關(guān)系點子散亂偏于左側(cè)。5. 結(jié)冰影響的水位一流量關(guān)系有效過水面積減小，摩阻增大，水位一流量關(guān)系點子的分布，總的趨勢是 結(jié)冰期的點子偏在暢流期水位一流量關(guān)系曲線的左邊。6. 受混合影響的水位流量關(guān)系ZQ關(guān)系受到兩種以上因素的影響，且其影響都比較顯著時，稱為受混合影 響，常見的有：受洪水漲落與沖淤變化，沖淤與回水等等。在混合影響下，ZA ZV、ZQ關(guān)系點子的分布常常比較散亂，要仔細(xì)分 析，不同時期，主要因素的變化的規(guī)律性。第四節(jié)水位一流量關(guān)系分析注意的事項上面分析了不同因素影響

12、下的水位流量關(guān)系特性。但在水位流量關(guān)系圖上， 關(guān)系點子的分布還受測驗誤差、測驗問題的影響，甚至?xí)斐杉傧蟆Ｆ┤?，一個 時期測流借用同一個斷面資料，可能將有沖淤變化的站造成斷面穩(wěn)定假象；反之, 測量誤差很大，又可能將穩(wěn)定的站造成不穩(wěn)定的假象。水力因素的變化和測驗的 誤差或問題，都會造成關(guān)系點子的散亂，但整編時對兩類問題的處理，卻有本質(zhì)的不同。因此，在進(jìn)行水位流量關(guān)系分析時，要力求將水力因素的變化和測驗的 誤差或問題的影響分辨清楚。為要作到這一點， 在分析時，要很好地了解測站河 流特性和測驗工作情況、誤差幅度，實事求是的深入細(xì)致地進(jìn)行分析。 盲目信任 每個測點，順點連線，會使一些可以消除的偶然誤差

13、消除不了；反之，若把水力 因素影響的偏離也看成是測驗誤差， 也會歪曲實際情況。兩者都會降低整編成果 的精度，都要注意避免。1. 要把水利因素的變化與測驗誤差分辨清楚。2. 不要盲目相信每個測點，順點連線，這樣無法消除偶然誤差。3. 不要把水利因素影響看成是測驗誤差，這樣會歪曲實際。第五節(jié) 突出點的檢查和分析 水位流量關(guān)系的分布中，?？砂l(fā)現(xiàn)一些比較反常的測點，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行分析， 找出反常的原因。突出點的出現(xiàn)原因， 有可能是測驗誤差較大， 也可能是特殊水 情造成的。因此，在分析批判時，一定要慎重對待，不能籠統(tǒng)地歸結(jié)到人為的錯 誤，予以舍棄。一、分析突出點時流速橫向分布圖表1. 橫斷面和流速橫向分布圖

14、 流速的橫向分布，一般與斷面形狀相似，主流流速大，灘地流速較小，利用 此圖可進(jìn)行對比分析。2. 水位與各種水力因素關(guān)系圖 水位與水面寬、平均水深、最大水深、最大流速等因素之間的相關(guān)關(guān)系，從 水位與水力因素圖上， 往往看出某個水力因素在突出點前后的變化過程， 容易發(fā) 現(xiàn)反常原因。3. 水深與流速關(guān)系圖流速的垂線分布。二、檢查原因檢查突出點產(chǎn)生的原因，可遵循逆工序進(jìn)行，首先要從關(guān)系圖的點繪著手， 檢查是否點錯，點繪正確時，再仔細(xì)檢查原始記錄，檢查計算方法和計算過程， （重點檢查改動部分） 有無錯誤， 若點繪、計算均沒有錯誤， 再從測驗方面檢查， 造成錯誤的原因，主要有以下幾個方面。1. 水位方面：

15、 水尺零點高程是否用錯，水位觀測或計算是否有錯，相應(yīng)水位 計算是否正確等方面。2. 斷面測量的錯誤（1）測深垂線過少或分布不均，如在陡岸岸邊或斷面形狀轉(zhuǎn)折出未測水深， 可使面積偏大或偏小。（2）測深可能偏大或偏小。（3）鉛魚拉偏鎖太松，不在斷面線上。（4）水深大時，測深懸索偏角太大，未加改正，使面積偏大。（5）浮標(biāo)測驗時，斷面借用不當(dāng)。3. 流速測量的錯誤（1）測速垂線的測點過少，分布不均，可使流速偏大或偏小。（2）用流速儀測流時，超過使用范圍，公式使用錯，儀器超出使用范圍， 沒有封存。（3）速歷時過短，未消除脈動影響。（4）懸索偏角大，測點位置不準(zhǔn)，流速儀不水平。（5）風(fēng)向，風(fēng)力影響。（ 6

16、）流向偏角過大 10，未作改正。（7）浮標(biāo)測流定位不準(zhǔn)，浮標(biāo)系數(shù)用錯，投放不均勻。（8）含沙量的變化三、問題處理1、如突出點是由于水力因素變化或特殊水情所造成，則應(yīng)作為可靠資料看2、如突出點是由測驗錯誤造成，能夠改正的應(yīng)盡可能改正，確定無法改正 的，可以舍棄，應(yīng)說明原因。3、有時查不出原因，可作為可疑資料，作適當(dāng)處理。第六節(jié)ZQ關(guān)系曲線的繪制一、穩(wěn)定的ZQ關(guān)系曲線的繪制穩(wěn)定的ZQ關(guān)系曲線即單一曲線，它適用于測站控制好，各級ZQ關(guān)系都保 持穩(wěn)定的情況下使用。如ZQ關(guān)系點子密集，分布成一帶狀，點子沒有系統(tǒng)偏離， 且有75沖上的中高水位的測點與平均關(guān)系曲線的偏離不超過下表誤差范圍，就 可以定單一曲線

17、。雖受洪水漲落影響，但漲落水支線偏離很小者，也可定單一線。單一線法定線允許誤差表站類相對誤差水 位控制站區(qū)域代表站小河站高、中水低水（一）低水（二）浮標(biāo)法的測點，誤差還可以增大土 %高、中、低水的劃分標(biāo)準(zhǔn)：低水（二）：歷年水位變幅（A Z） 10%以下或平均水深小于以下低水（一）：歷年水位變幅 （A Z） 10%25%中水:歷年水位變幅 （A Z） 25%75%高水：歷年水位變幅 （A Z） 75%以上。二、定線和推流方法（1）繪制曲線：點繪ZQ ZA ZV關(guān)系一目估一通過點子中心一徒手描繪三條曲線一用曲 線板修勻使曲線平滑一點子均勻分布在曲線兩側(cè)一盡量照顧測驗精度高的測點。點群中心的計算內(nèi)容

18、：每組水位，流量的算術(shù)平均值；修正曲線，用流速 x 面積=流量，應(yīng)近似等于曲線上查得的流量值，其偏差應(yīng)不超過土 2%3%否則， 應(yīng)修正曲線；推求流量。二、臨時曲線的繪制1. 使用條件：用于補經(jīng)常性沖淤的測站，或處理結(jié)冰影響的ZQ關(guān)系?；炯俣ㄒ灰缓哟灿邢鄬Ψ€(wěn)定時期，沖淤變化發(fā)生在比較短暫的時段內(nèi)，此時 段是斷面變化的過渡時期，在穩(wěn)定的時期內(nèi)，各定一條ZQ關(guān)系曲線。稱為臨時曲線。在斷面變化的過渡時期，則用過渡處理。（1）自然過渡高水過渡低水過渡（2）連時序過渡：在過渡時段參照水位過程線與該時段內(nèi)的實測點用連時序法連出過度線。過度曲線不具有穩(wěn)定曲線的性質(zhì)，可以反曲。因沖淤變化是漸變的，過度曲線應(yīng)是

19、一條平滑的曲線， 其開始與結(jié)束處應(yīng)與臨時曲線相切。 如 過渡時段跨過峰頂，則應(yīng)與峰頂水位相切。（3）內(nèi)插曲線過渡水位變化平緩或起伏小繪制過渡不便時可采用幾條均勻內(nèi)插 曲線推流。（4）兩相鄰臨時曲線合并的條件相互偏離不超過下列誤差，可合并定線，合并定線后的曲線應(yīng)有75%勺點子誤差符合單一曲線定線允許誤差。臨時曲線法合并定線允許誤差站 類 r相對誤差%控制站區(qū)域代表站小河站高、中水低水（一）低水（二）三、受沖淤變化影響水位一流量關(guān)系曲線（略）見實例四、受洪水漲落影響水位一流量關(guān)系曲線（略）見實例五、受變動回水影響水位一流量關(guān)系曲線（略）六、連時序法ZQ關(guān)系曲線（參照水位過程線）七、實測Q過程線法第

20、七節(jié)水位一流量關(guān)系曲線的延長有時由于某些原因，（超過測洪標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)施沖毀，人為）沒有實測到洪峰流 量或最枯流量。我們就必須將ZQ關(guān)系曲線延長，這樣才能推算出全年完整的 流量過程。一、曲線延長的原則高水延長決定全年最大流量數(shù)值，低水流量雖小，但如果延長方法不正確， 誤差可能較大，且影響歷時較長，因此，對高、低水延長必須要慎重。一般情況下，高水延長不應(yīng)超過當(dāng)年實測流量所占水位變幅的30%低水部分延長不應(yīng)超過10%如果超過這個范圍，應(yīng)用兩種延長方法作比較，使成果比 較可靠，同時應(yīng)在整編說明書中作專題說明。二、高水曲線延長的方法（3種方法）1. 根據(jù)ZA ZV關(guān)系曲線作高水延長。對于河床比較穩(wěn)定的測站，

21、ZA ZV關(guān)系點子較集中，可據(jù)以延長 ZQ關(guān) 系曲線，方法是：（1）根據(jù)最近實測大斷面資料，計算 ZA繪出ZA曲線。（2）高水位的ZV關(guān)系曲線通常趨于直線，且與縱軸接近平行，根據(jù)此 特性，可順趨勢延長實測流速曲線。（3） 將延長的ZA ZV兩者相乘，得出相應(yīng)水位的流量，以定出延長的 ZQ關(guān)系曲線。延長要繪虛線。2. 用水力學(xué)公式作高水曲線延長（1）用曼寧公式延長V =1 r2/3 | 1/2n c 1只要分別求得n、I即可算出流速V使用條件，河道順直，底坡平坦，斷面穩(wěn)定。方法如下：a、有糙率、比降資料的站點繪Zn關(guān)系曲線一延長Zn曲線求出高水時的n值，有實測的I值一由大 斷面資料算出平均水深 H，面積一即可計算V、Q以此延長水位一流量關(guān)系曲線。 高水沒有比降資料，可由洪水痕跡推算比降。b、沒有n和I資料的測站可根據(jù)實測流量用V =1 r2/3 |1/2計