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(shí)測流量成果表二、編制實(shí)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(jì)算及三種檢驗(yàn)。四、確定推流時(shí)段表，推求逐時(shí)、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(xiàng)計(jì)算現(xiàn)在均有計(jì)算機(jī)輸出，特征值均從瞬間值中挑選。六、繪制逐時(shí)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(shí)測比較復(fù)雜，又不能逐時(shí)施測，在水勢平穩(wěn)時(shí)期是隔幾天測一次，所以流量整編工

2、作是借助于已建立的水位流量關(guān)系，由逐時(shí)或逐日的水位來推流量。二、實(shí)測流量成果表的編制本表編制目的是：一年內(nèi)各次實(shí)測流量的主要指標(biāo)，它是一項(xiàng)刊布成果，編制本表主要的目的是：（1）用以審查和分析實(shí)測流量資料，由表中編列的全部各項(xiàng)實(shí)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(yàn)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(shí)候更換的，浮標(biāo)系數(shù)或流速儀水面一點(diǎn)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(diǎn)子。（2）據(jù)以點(diǎn)繪ZQ、ZA、ZV關(guān)系曲線，從流量測驗(yàn)記錄中將全年各測次

3、的水位、流量、面積、流速編制成表以后，可使點(diǎn)繪工作方便，并可減少點(diǎn)繪的錯(cuò)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(shí)測資料情況之用，表中所列實(shí)測項(xiàng)目，為規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)的常用參考數(shù)字，故需刊布，有時(shí)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(shí)，一般需同時(shí)點(diǎn)繪ZA、ZV關(guān)系點(diǎn)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(diǎn)：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(diǎn)繪于普通坐標(biāo)紙上，根據(jù)變幅選定適當(dāng)比例尺。最好取1、2、5的倍數(shù)。以便查讀。使ZQ、ZA、ZV關(guān)

4、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(diǎn)子散亂，可分期繪幾張圖，最后繪一張總圖。2.點(diǎn)繪關(guān)系點(diǎn)子時(shí)，不同的測流方法，用不同的符號(hào)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(diǎn)子，用不同符號(hào)或顏色表明。需點(diǎn)繪35個(gè)點(diǎn)子。3.ZQ關(guān)系曲線的低水部分，最大讀數(shù)誤差不得超過2.5% 否則，應(yīng)加繪放大圖，流量很小或點(diǎn)子很少時(shí)，可適當(dāng)放寬5.0%。4.點(diǎn)繪流量時(shí)，應(yīng)用實(shí)測流量成果表資料點(diǎn)繪，校核點(diǎn)子時(shí)，用原始資料進(jìn)行校核。以便檢查實(shí)測流量成果表填制是否正確。5.圖中涉及到的量的名稱均用相應(yīng)的國標(biāo)符號(hào)表示。水位Z 、流

5、量Q、面積A 、流速V其單位用相應(yīng)的計(jì)量單位表示。6.圖名按照“XXXX年XX河XX站ZQ、 ZA、 Z關(guān)系曲線圖”名稱填寫，在每張圖名的右側(cè)按時(shí)序，用分?jǐn)?shù)形勢注明每張圖的排列序號(hào)（分母為全年總張數(shù)，分子為每張圖序號(hào)），圖中字體，字形要統(tǒng)一。7.關(guān)系圖中列出推流時(shí)段表和繪制說明表，其格式如下。推流時(shí)段表推流止時(shí)曲 線號(hào) 數(shù)流 量測 次最 高水 位最 低水 位月日時(shí)分繪制說明表工作內(nèi)容姓名日期點(diǎn)繪校核定線審查8.在測驗(yàn)中使用不同測驗(yàn)方法應(yīng)在圖中按以下標(biāo)識(shí)符表示。流速儀精、常測法（實(shí)測斷面）流速儀常測法（借用斷面）流速儀簡測法全斷面浮標(biāo)法（實(shí)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

6、降面積法*ADCP所用符號(hào)應(yīng)在圖中注明9.流量定線應(yīng)根據(jù)測驗(yàn)情況和關(guān)系點(diǎn)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(diǎn)連線和任意舍棄點(diǎn)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10m³/S時(shí)，讀數(shù)誤差超過2.5%的部分，應(yīng)另繪放大圖。流量等于或小于10m³/S時(shí)，讀數(shù)誤差超過5.0%的部分，應(yīng)另繪放大圖，流量小于等于0.1m³/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(diǎn)數(shù)及誤差水位流量關(guān)系曲線年頭，年尾應(yīng)分別繪出年末和下年初各35個(gè)測點(diǎn)，接頭誤差應(yīng)2.5% 第三節(jié) 水位流量關(guān)系的類

7、型一、穩(wěn)定的水位流量關(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?？捎寐鼘幑絹碚f明。=Q=A=AQ流量A面積斷面平均流速n河床糙率R水利半徑 R= A /P P濕周 寬淺河道=水深I(lǐng)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(bǔ)償。這樣，同一個(gè)水位就只對應(yīng)一個(gè)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(dòng)程度有大有小而已。因?yàn)楦鱾€(gè)河流各個(gè)斷面的水力因素各不相同的，因此每一個(gè)測站的ZQ關(guān)系曲線都不相同。同時(shí)，這些水力因素也可能隨時(shí)間的轉(zhuǎn)移而發(fā)生變化

8、。因此，同一測站的ZQ關(guān)系也會(huì)因時(shí)而異。2.穩(wěn)定的ZQ關(guān)系點(diǎn)的分布關(guān)系點(diǎn)子密集，分布成一帶狀，75%以上的關(guān)系點(diǎn)子不超過允許誤差，關(guān)系點(diǎn)子沒有明顯系統(tǒng)偏離。二、不穩(wěn)定水位流量關(guān)系的幾種形式與影響因素。天然河道里，水位流量關(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(shí)發(fā)生改變，又不能互相補(bǔ)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、受沖淤影響的水位流量關(guān)系測站控制發(fā)生沖淤變化時(shí)，由于同水位的面積增大或減少，使水位流量關(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(shí)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

9、分為：普遍沖淤和局部沖淤a、經(jīng)常性沖淤，水位面積、水位流量關(guān)系點(diǎn)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(diǎn)子隨時(shí)間分布成幾個(gè)帶組，而且在某一時(shí)段從一個(gè)帶組過渡向另一個(gè)帶組。c、普遍沖淤：水位流量，水位面積關(guān)系點(diǎn)子縱向平移。d、局部沖淤：沖淤前后，水位流量關(guān)系曲線趨勢改變與水位面積關(guān)系變化不一定相應(yīng)。z、受變動(dòng)回水影響的水位流量關(guān)系受變動(dòng)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。形成變動(dòng)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(dòng)回水影響的測站，ZQ、Z關(guān)系點(diǎn)子的分布很散亂，ZA關(guān)系，呈帶狀

10、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(shí)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(shí)為小，漲水時(shí)的流速，較同水位下穩(wěn)定流時(shí)的流速增大，落水時(shí)的流速，則比同水位下穩(wěn)定流時(shí)的流速小。受洪水波的影響的測站，水位與面積關(guān)系點(diǎn)子分布為帶狀，水位流量，水位流速關(guān)系點(diǎn)子的分布相應(yīng)為逆時(shí)針方向的繩套曲線。4.受水生物影響的水位流量關(guān)系河床生長水生植物的測站，當(dāng)水生植物逐漸繁茂時(shí)，由于過水面積減小，糙率增大，使ZQ關(guān)系點(diǎn)子逐漸左移，等到水生植物衰死，ZQ關(guān)系點(diǎn)子又逐漸右移，ZQ、Z關(guān)系點(diǎn)子散亂偏于左側(cè)。5.結(jié)冰影響的水位流量關(guān)系有效

11、過水面積減小，摩阻增大，水位流量關(guān)系點(diǎn)子的分布，總的趨勢是結(jié)冰期的點(diǎn)子偏在暢流期水位流量關(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(shí)，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、Z、ZQ關(guān)系點(diǎn)子的分布常常比較散亂，要仔細(xì)分析，不同時(shí)期，主要因素的變化的規(guī)律性。第四節(jié) 水位流量關(guān)系分析注意的事項(xiàng)上面分析了不同因素影響下的水位流量關(guān)系特性。但在水位流量關(guān)系圖上，關(guān)系點(diǎn)子的分布還受測驗(yàn)誤差、測驗(yàn)問題的影響，甚至?xí)斐杉傧蟆Ｆ┤?，一個(gè)時(shí)期測流借用同一個(gè)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

12、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(yàn)的誤差或問題，都會(huì)造成關(guān)系點(diǎn)子的散亂，但整編時(shí)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(shí)，要力求將水力因素的變化和測驗(yàn)的誤差或問題的影響分辨清楚。為要作到這一點(diǎn)，在分析時(shí)，要很好地了解測站河流特性和測驗(yàn)工作情況、誤差幅度，實(shí)事求是的深入細(xì)致地進(jìn)行分析。盲目信任每個(gè)測點(diǎn)，順點(diǎn)連線，會(huì)使一些可以消除的偶然誤差消除不了；反之，若把水力因素影響的偏離也看成是測驗(yàn)誤差，也會(huì)歪曲實(shí)際情況。兩者都會(huì)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(yàn)誤差分辨清楚。2. 不要盲目相信每個(gè)測點(diǎn)，順點(diǎn)連線，這樣無法消除

13、偶然誤差。3. 不要把水利因素影響看成是測驗(yàn)誤差，這樣會(huì)歪曲實(shí)際。第五節(jié) 突出點(diǎn)的檢查和分析水位流量關(guān)系的分布中，常可發(fā)現(xiàn)一些比較反常的測點(diǎn)，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行分析，找出反常的原因。突出點(diǎn)的出現(xiàn)原因，有可能是測驗(yàn)誤差較大，也可能是特殊水情造成的。因此，在分析批判時(shí)，一定要慎重對待，不能籠統(tǒng)地歸結(jié)到人為的錯(cuò)誤，予以舍棄。一、分析突出點(diǎn)時(shí)流速橫向分布圖表1.橫斷面和流速橫向分布圖流速的橫向分布，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(gè)水力因素在突出點(diǎn)前

14、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(diǎn)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(diǎn)繪著手，檢查是否點(diǎn)錯(cuò)，點(diǎn)繪正確時(shí)，再仔細(xì)檢查原始記錄，檢查計(jì)算方法和計(jì)算過程，（重點(diǎn)檢查改動(dòng)部分）有無錯(cuò)誤，若點(diǎn)繪、計(jì)算均沒有錯(cuò)誤，再從測驗(yàn)方面檢查，造成錯(cuò)誤的原因，主要有以下幾個(gè)方面。1.水位方面：水尺零點(diǎn)高程是否用錯(cuò)，水位觀測或計(jì)算是否有錯(cuò)，相應(yīng)水位計(jì)算是否正確等方面。2.斷面測量的錯(cuò)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(shí)，測深

15、懸索偏角太大，未加改正，使面積偏大。（5）浮標(biāo)測驗(yàn)時(shí)，斷面借用不當(dāng)。3.流速測量的錯(cuò)誤（1） 測速垂線的測點(diǎn)過少，分布不均，可使流速偏大或偏小。（2）用流速儀測流時(shí)，超過使用范圍，公式使用錯(cuò)，儀器超出使用范圍，沒有封存。（3）速歷時(shí)過短，未消除脈動(dòng)影響。（4）懸索偏角大，測點(diǎn)位置不準(zhǔn)，流速儀不水平。（5）風(fēng)向，風(fēng)力影響。（6）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(cuò)，投放不均勻。（8）含沙量的變化三、問題處理1、如突出點(diǎn)是由于水力因素變化或特殊水情所造成，則應(yīng)作為可靠資料看待。2、如突出點(diǎn)是由測驗(yàn)錯(cuò)誤造成，能夠改正的應(yīng)盡可能改正，確定無法改正的，可以

16、舍棄，應(yīng)說明原因。3、有時(shí)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(jí)ZQ關(guān)系都保持穩(wěn)定的情況下使用。如ZQ關(guān)系點(diǎn)子密集，分布成一帶狀，點(diǎn)子沒有系統(tǒng)偏離，且有75%以上的中高水位的測點(diǎn)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。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±5.08.0±8.010.0±10.012.0低水（一）±8.010.0±12

17、.015.0±15.020.0低水（二）±10.015.0±20.025.0±25.030.0浮標(biāo)法的測點(diǎn)，誤差還可以增大±3.0%高、中、低水的劃分標(biāo)準(zhǔn)：低水（二）：歷年水位變幅（Z）10%以下或平均水深小于0.2以下。低水（一）：歷年水位變幅（Z）10%25%中 水：歷年水位變幅（Z）25%75%高 水：歷年水位變幅（Z）75%以上。二、定線和推流方法（1）繪制曲線：點(diǎn)繪ZQ、ZA、ZV關(guān)系目估通過點(diǎn)子中心徒手描繪三條曲線用曲線板修勻使曲線平滑點(diǎn)子均勻分布在曲線兩側(cè)盡量照顧測驗(yàn)精度高的測點(diǎn)。點(diǎn)群中心的計(jì)算內(nèi)容：每組水位，流量的算術(shù)平均值；修

18、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±2%±3%，否則，應(yīng)修正曲線；推求流量。二、臨時(shí)曲線的繪制1.使用條件：用于補(bǔ)經(jīng)常性沖淤的測站，或處理結(jié)冰影響的ZQ關(guān)系?；炯俣ê哟灿邢鄬Ψ€(wěn)定時(shí)期，沖淤變化發(fā)生在比較短暫的時(shí)段內(nèi)，此時(shí)段是斷面變化的過渡時(shí)期，在穩(wěn)定的時(shí)期內(nèi)，各定一條ZQ關(guān)系曲線。稱為臨時(shí)曲線。在斷面變化的過渡時(shí)期，則用過渡處理。（1） 自然過渡高水過渡低水過渡 （2） 連時(shí)序過渡：在過渡時(shí)段參照水位過程線與該時(shí)段內(nèi)的實(shí)測點(diǎn)用連時(shí)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)是一條平滑的曲線，其

19、開始與結(jié)束處應(yīng)與臨時(shí)曲線相切。如過渡時(shí)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(shí)可采用幾條均勻內(nèi)插曲線推流。（4）兩相鄰臨時(shí)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%的點(diǎn)子誤差符合單一曲線定線允許誤差。臨時(shí)曲線法合并定線允許誤差 站類相對誤差%水位控制站區(qū)域代表站小河站高、中水3.05.05.08.08.010.0低水（一）5.08.010.012.012.015.0低水（二）10.012.012.015.015.020.0三、受沖淤變化影響水位流量關(guān)系曲線（略）見實(shí)例四、受洪水漲落影響水位流量關(guān)系曲線（略）見實(shí)例五、

20、受變動(dòng)回水影響水位流量關(guān)系曲線（略）六、連時(shí)序法ZQ關(guān)系曲線（參照水位過程線）七、實(shí)測Q過程線法第七節(jié) 水位流量關(guān)系曲線的延長有時(shí)由于某些原因，（超過測洪標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)施沖毀，人為）沒有實(shí)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(shí)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(shí)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(gè)范圍，應(yīng)用兩種延長方法作比較，使成果比較可靠，同時(shí)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，ZA、ZV關(guān)系點(diǎn)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(shí)測大斷面資料，計(jì)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(shí)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 =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(diǎn)繪Zn關(guān)系曲線延長Zn曲線