01天然河道水面線推算

1、第一章 天然河道水面線推算百圖軟件既可以處理一個糙率的單式斷面天然河道，又可以處理二個或任意多個糙率的復式斷面天然河道，也可以處理河道某處出現(xiàn)江心洲或分叉情況，還可以處理整條河道上，支流匯入或流出、過橋水頭跌差等情況。緩坡河道應從下游向上游推算，根據(jù)經(jīng)驗及水力學教材的介紹，當最下游斷面的起始水位無法確定時，可用該斷面附近的正常水深對應的水位作為起始水位。陡坡河道應從上游向下游推算，根據(jù)經(jīng)驗，當最上游斷面的起始水位無法確定時，可用該斷面的臨界水深或略小于臨界水深對應的水位作為起始水位。實際工程中，一條長距離的河道可能是緩、陡坡交替變化的情況，此時應先畫出河底的縱斷面圖。根據(jù)縱斷面圖，當人工能夠分

2、辨出緩、陡坡的分界點，可人工劃分成單一的緩坡或陡坡分別進行推算。當人工不能夠分辨出緩、陡坡的分界點時，可假定該整條河道為緩坡，選擇整條河道從下游向上游推算，若軟件一直能進行推算，說明該段為緩坡；若軟件不能進行推算，說明該段為陡坡。軟件運行終止的斷面，即為緩、陡坡的分界點，按此方法判斷出整條河道上的所有緩、陡坡的分界點，把整條河道劃分成單一的緩坡或陡坡分別進行推算。第一節(jié) 一個糙率天然河道水面線推算一、現(xiàn)狀天然河道水面線推算根據(jù)下式，即華東水利學院編水力學（1999年版）式9.9，采用分段試算法，精確推算水位。÷÷øöççè&

3、#230;-+D+=+gvgvKlQgvzgvz2222212222222211xaa第一步、準備現(xiàn)狀橫斷面數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)文件為txt格式，在excel中整理數(shù)據(jù)時必須另存為文本文件（制表符分隔）類型的txt文件。原始橫斷面測量成果表的內(nèi)容格式如下：斷面1樁號 起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋斷面2樁號 起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋橫斷測量成果表中，樁號允許帶“+”或“-”，但不允許有其它非數(shù)字文本，程序通過加減號來識別樁號。起點距即是累距，零點樁的起點距為0。每個點的數(shù)據(jù)占一行，包括“起點距”、“高程”和“點注釋”

4、三項，中間用空格隔開，空格多少不受限制，其中“點注釋”可以省略。15+350-16.7543.63-1041.13041.136.5641.4111.1241.5614.6841.5622.3840.724.2339.2828.2238.5735.6338.5743.937.853.023857.0140.4260.2941.2766.9941.5671.9841.5677.2541.1380.3841.1388.3841.1394.8843.6315+300-16.643.61-1041.11041.115.0440.9911.4641.1114.6141.4916.7541.3619.52

5、40.7323.0540.2330.5439.24橫斷測量成果表舉例如下：實際推算時，應保證橫斷數(shù)據(jù)順序與推算方向一致，注意選擇使用水面線推算對話框上的“橫斷數(shù)據(jù)順序顛倒”核選框進行倒換。第二步、批量繪制橫斷面圖用批量繪制現(xiàn)狀橫斷面功能，讀入第一步準備的數(shù)據(jù)，畫出河道橫斷面圖，根據(jù)圖形校核數(shù)據(jù)文件的正確性。第三步、對斷面測量數(shù)據(jù)進行刪減因為測量數(shù)據(jù)，可能包含兩岸堤防背坡的數(shù)據(jù)，堤頂及堤背坡的數(shù)據(jù)無用，須把該部分數(shù)據(jù)刪除，只保留兩岸堤防迎水坡及河道的數(shù)據(jù)。再一次用“批量繪制現(xiàn)狀橫斷面”功能畫出斷面圖。第四步、生成河道糙率要素文件圖1-1 單式斷面河道（一個糙率）示意圖軟件按照斷面上端點編號來確定

6、不同糙率的范圍，端點編號從左到右，按0、1、2、3、4的順序編排。假設15+350斷面上共有15個端點，河道糙率要素文件的前三列可以寫成：樁號左灘槽分界點(點號) 右灘槽分界點(點號)15+350014也可寫成：樁號左灘槽分界點(點號) 右灘槽分界點(點號)15+3500999即右分界點可以是大于總點數(shù)的一個很大的數(shù)字。點菜單“水力計算”>“單一糙率天然河道水面線”>“統(tǒng)計生成一糙率河道要素文件”，彈出對話框，在對話框中點取“橫斷數(shù)據(jù)文件名”按鈕，在瀏覽方式下，選擇第三步生成的數(shù)據(jù)文件，軟件會自動生成糙率要素文件名，點確定按鈕后，軟件生成一個糙率的河道糙率要素文件，內(nèi)容如下： 樁號

7、左灘槽分界點(點號) 右灘槽分界點(點號)15+350099915+300099915+250099915+200099915+150099915+100099915+050099915+0000999第五步、用記事本或excel打開第四步生成的文件，加入斷面流量和過橋水位跌差值，構成以下內(nèi)容，這就是推算河道水面線時需要的河道糙率要素文件，保存該文件為文本文件。h為水流流經(jīng)橋梁斷面時，水頭變化的數(shù)值，不管具體推算方向如何，順著水流方向，水頭增加者h為正值，水頭降低者h為負值。所以在實際推算時，h均為負值。樁號左灘槽分界點(點號) 右灘槽分界點(點號) 流量(m3/s)過橋水位跌差值h (m)1

8、5+3500999200015+3000999200-0.1515+2500999200015+2000999180015+1500999150015+1000999150-0.1515+0500999150015+00009991500第六步、推算水面線從“水力計算”菜單欄點取“單一糙率天然河道水面線”>“單一糙率天然河道水面線推算”菜單項，彈出圖1-2所示的對話框，輸入有關參數(shù)，按“原始數(shù)據(jù)文件名”按鍵，在瀏覽方式下指定記錄原始橫斷面數(shù)據(jù)的文件名；按“河道要素文件名”按鍵，在瀏覽方式下指定記錄河道要素信息的文件名，軟件會自動計算書文件名和推算成果文件名（用戶可以再行修改）。設置完有關

9、參數(shù)，點“推算”按鈕，系統(tǒng)會生成推算成果文件。成果文件為純文本表格格式，可用Excel、記事本（notepad）、寫字板（wordpad）等軟件打開，以便進一步編輯、打印。圖1-2 單一糙率河道水面線推算對話框二、設計斷面河道水面線推算一般先確定河底的開挖高程，再假定填筑堤頂高程（堤頂高程假設的高低沒有太大關系），按橫斷面模板的要求制作河道的設計要素文件，再用橫斷模板的功能批量繪制整條河道的橫斷面圖，包括現(xiàn)狀線和設計線，軟件會自動生成設計斷面對應的過水內(nèi)輪廓數(shù)據(jù)（濕周斷面數(shù)據(jù)），用來推算設計斷面河道水面線推算，重復第一部分的步驟即可完成。第二節(jié) 二個糙率天然河道水面線推算一、現(xiàn)狀天然河道水面線

10、推算指一個斷面上有二個糙率值，一般河槽取一個糙率，左灘地和右灘地取另一個糙率，一般河槽糙率值較小，灘地糙率值較大。根據(jù)下式，采用分段試算法，精確推算水位。()÷÷øöççèæ-+D+=+gvgvKKKlQgvzgvz2222212223212222211xaa其中：K1 為左灘地的平均流量模數(shù)，K2 為河槽的平均流量模數(shù)，K3 為右灘地的平均流量模數(shù)。第一步、準備現(xiàn)狀橫斷面數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)文件為txt格式，在excel中整理數(shù)據(jù)時必須另存為文本文件（制表符分隔）類型的txt文件。原始橫斷面測量成果表的內(nèi)容格式如下：斷面

11、1樁號 起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋斷面2樁號 起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋橫斷測量成果表中，樁號允許帶“+”或“-”，但不允許有其它非數(shù)字文本，程序通過加減號來識別樁號。起點距即是累距，零點樁的起點距為0。每個點的數(shù)據(jù)占一行，包括“起點距”、“高程”和“點注釋”三項，中間用空格隔開，空格多少不受限制，其中“點注釋”可以省略。15+350-16.7543.63-1041.13041.136.5641.4111.1241.5614.6841.5622.3840.724.2339.2828.2238.5735.63

12、38.5743.937.853.023857.0140.4260.2941.2766.9941.5671.9841.5677.2541.1380.3841.1388.3841.1394.8843.6315+300-16.643.61-1041.11041.115.0440.9911.4641.1114.6141.4916.7541.3619.5240.7323.0540.2330.5439.24橫斷測量成果表舉例如下：實際推算時，應保證橫斷數(shù)據(jù)順序與推算方向一致，注意選擇使用水面線推算對話框上的“橫斷數(shù)據(jù)順序顛倒”核選框進行倒換。第二步、批量繪制橫斷面圖用批量繪制現(xiàn)狀橫斷面功能，讀入第一步準備

13、的數(shù)據(jù)，畫出河道橫斷面圖，根據(jù)圖形校核數(shù)據(jù)文件的正確性。再一次用“批量繪制現(xiàn)狀橫斷面”功能畫出斷面圖。第三步、對斷面測量數(shù)據(jù)進行刪減因為測量數(shù)據(jù)，可能包含兩岸堤防背坡的數(shù)據(jù)，堤頂及堤背坡的數(shù)據(jù)無用，須把該部分數(shù)據(jù)刪除，只保留兩岸堤防迎水坡及河道的數(shù)據(jù)。第四步、生成河道糙率要素文件圖2-1 復式斷面河道示意圖灘槽分界點見圖2-1示意，灘槽分界點編號為河道測量斷面線的端點編號。端點編號規(guī)則為：從左到右，按0、1、2、3、4的順序。點菜單“水力計算”>“二個糙率天然河道水面線”>“統(tǒng)計生成二個糙率河道要素文件”，在軟件提示下，由用戶在橫斷面圖上，用鼠標點取左灘槽分界點和右灘槽分界點，軟件

14、會生成二個糙率的河道糙率要素文件，內(nèi)容如下： 樁號左灘槽分界點(點號) 右灘槽分界點(點號)15+35051315+30051415+25061515+20071715+15061615+10051215+05082015+000617第五步、用記事本或excel打開第四步生成的文件，加入斷面流量和過橋水位跌差值，構成以下內(nèi)容，這就是推算河道水面線時需要的河道糙率要素文件，保存該文件為文本文件。h為水流流經(jīng)橋梁斷面時，水頭變化的數(shù)值，不管具體推算方向如何，順著水流方向，水頭增加者h為正值，水頭降低者h為負值。所以在實際推算時，h均為負值。樁號左灘槽分界點(點號) 右灘槽分界點(點號) 流量(m

15、3/s)過橋水位跌差值h (m)15+350513200015+300514200-0.1015+250615200015+200717180015+150616150015+100512150-0.1015+050820150015+0006171500第六步、推算水面線從“水力計算”菜單欄點取“二個糙率天然河道水面線”>“二個糙率天然河道水面線推算”菜單項，彈出圖2-2所示的對話框，輸入有關參數(shù)，按“原始數(shù)據(jù)文件名”按鍵，在瀏覽方式下指定記錄原始橫斷面數(shù)據(jù)的文件名；按“河道要素文件名”按鍵，在瀏覽方式下指定記錄河道要素信息的文件名，軟件會自動計算書文件名和推算成果文件名（用戶可以再行

16、修改）。設置完有關參數(shù)，點“推算”按鈕，系統(tǒng)會生成推算成果文件。成果文件為純文本表格格式，可用Excel、記事本（notepad）、寫字板（wordpad）等軟件打開，以便進一步編輯、打印。圖2-2 二個糙率河道水面線推算對話框二、設計斷面河道水面線推算一般先確定河底的開挖高程，再假定填筑堤頂高程（堤頂高程假設的高低沒有太大關系），按橫斷面模板的要求制作河道的設計要素文件，再用橫斷模板的功能批量繪制整條河道的橫斷面圖，包括現(xiàn)狀線和設計線，軟件會自動生成設計斷面對應的過水內(nèi)輪廓數(shù)據(jù)（濕周斷面數(shù)據(jù)），用來推算設計斷面河道水面線推算，重復第一部分的步驟即可完成。第三節(jié) 多個糙率天然河道水面線推算一、

17、現(xiàn)狀天然河道水面線推算指一個斷面上有多級灘地的情況，可以取多個糙率值，也可適用一段河道上下游各個斷面取不同糙率的情況。根據(jù)下式，采用分段試算法，精確推算水位。()÷÷øöççèæ-+.+D+=+gvgvKKKlQgvzgvz222221222n212222211xaa其中：K1 為斷面第一分塊的平均流量模數(shù)，K2為斷面第二分塊的平均流量模數(shù)，Kn 為斷面第n分塊的平均流量模數(shù)。第一步、準備現(xiàn)狀橫斷面數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)文件為txt格式，在excel中整理數(shù)據(jù)時必須另存為文本文件（制表符分隔）類型的txt文件。原始橫斷面測量

18、成果表的內(nèi)容格式如下：斷面1樁號 起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋斷面2樁號 起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋起點距 高程 點注釋橫斷測量成果表中，樁號允許帶“+”或“-”，但不允許有其它非數(shù)字文本，程序通過加減號來識別樁號。起點距即是累距，零點樁的起點距為0。每個點的數(shù)據(jù)占一行，包括“起點距”、“高程”和“點注釋”三項，中間用空格隔開，空格多少不受限制，其中“點注釋”可以省略。15+350-16.7543.63-1041.13041.136.5641.4111.1241.5614.6841.5622.3840.724.2339.2828

19、.2238.5735.6338.5743.937.853.023857.0140.4260.2941.2766.9941.5671.9841.5677.2541.1380.3841.1388.3841.1394.8843.6315+300-16.643.61-1041.11041.115.0440.9911.4641.1114.6141.4916.7541.3619.5240.7323.0540.2330.5439.24橫斷測量成果表舉例如下：實際推算時，應保證橫斷數(shù)據(jù)順序與推算方向一致，注意選擇使用水面線推算對話框上的“橫斷數(shù)據(jù)順序顛倒”核選框進行倒換。第二步、批量繪制橫斷面圖用批量繪制現(xiàn)狀

20、橫斷面功能，讀入第一步準備的數(shù)據(jù)，畫出河道橫斷面圖，根據(jù)圖形校核數(shù)據(jù)文件的正確性。第三步、對斷面測量數(shù)據(jù)進行刪減因為測量數(shù)據(jù)，可能包含兩岸堤防背坡的數(shù)據(jù)，堤頂及堤背坡的數(shù)據(jù)無用，須把該部分數(shù)據(jù)刪除，只保留兩岸堤防迎水坡及河道的數(shù)據(jù)。再一次用“批量繪制現(xiàn)狀橫斷面”功能畫出斷面圖。第四步、生成河道糙率要素文件圖3-1 多級灘地河道斷面示意圖軟件按照斷面上端點編號來確定不同糙率的范圍，端點編號從左到右，按0、1、2、3、4的順序編排。點菜單“水力計算”>“多個糙率天然河道水面線”>“統(tǒng)計生成多個糙率河道要素文件”，在軟件提示下，由用戶在橫斷面圖上，用鼠標點取不同糙率的分界點，軟件會生成多個糙率的河道糙率要素文件，內(nèi)容如下： 15+350050.065130.027513180.0318250.0715+300050.065130.027513180.0318270.0715+250050.065130.027513180.0318290.0715+200050.065130.027513180.0318330.07第五步、用記事