工程水文與水利計(jì)算

工程水文與水利計(jì)算(武大版教材)第三章 水文信息采集與處理水文信息采集與處理的原理和方法的-門科學(xué),是水文學(xué)與水資源學(xué)的重要組成局部。水文信息的采集有兩種狀況:一種是對(duì)水文大事當(dāng)時(shí)發(fā)生狀況下實(shí)際獵取水文信息的方法多種多樣。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)展,技術(shù)、儀器的不斷消滅,更促進(jìn)了獵取水文信息手段不斷更。第一節(jié) 測(cè)站與站網(wǎng)一、測(cè)站測(cè)站系統(tǒng)觀測(cè)以獵取信息并進(jìn)展處理為即時(shí)觀測(cè)信息地點(diǎn)稱為測(cè)站。水文測(cè)站所觀測(cè)的工程有：水位、流量、泥沙、降水、蒸發(fā)、水溫、蒸發(fā)站等。依據(jù)測(cè)站的性質(zhì)根本站、專用站兩大類。根本站濟(jì)各方面的需要效勞的。專用站是為某種特地目的或用途由各部門自行設(shè)立的相輔相成的,專用站在面上關(guān)心根本站,而根本站在時(shí)間系列上關(guān)心了專用站。.二、水文站網(wǎng)測(cè)站在地理上的分布網(wǎng)稱為站網(wǎng)。由于單個(gè)測(cè)站觀測(cè)到的水文要素其信息只代表了站址處的水文狀況,而流域上的水文狀況則須在流域內(nèi)的一些適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)布站觀測(cè)。廣義的站網(wǎng)是指測(cè)站及其治理機(jī)構(gòu)所組成的信息采集與處理體系。布站的原則水文站網(wǎng)的作用。就是爭(zhēng)論測(cè)站在地區(qū)上分布的科學(xué)性最優(yōu)化等問題。地點(diǎn)的徑流特性插補(bǔ)出來。對(duì)于較小流域,雖然不行能全部設(shè)站觀測(cè),應(yīng)在水文特征分區(qū)的根底上,選擇有代表性的河流進(jìn)展觀測(cè)。在中、小河流上布站時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮暴雨洪水分析的需要,如對(duì)小河應(yīng)按地質(zhì)、土壤、植被、河網(wǎng)密集程度等下墊面因素分類布站。布站時(shí)還應(yīng)留意雨量站與流量站的協(xié)作。對(duì)于平原水網(wǎng)區(qū)和建有水利工程的地區(qū),應(yīng)留意按水量平衡的原則布zk期)進(jìn)展觀測(cè)。又如水質(zhì)監(jiān)測(cè)站的布設(shè),應(yīng)以監(jiān)測(cè)目標(biāo)、人類活動(dòng)對(duì)水環(huán)境的影響程度和經(jīng)濟(jì)條件這三個(gè)因素作為考慮的根底。我國水文站網(wǎng)于1956年開頭統(tǒng)一規(guī)劃布站,經(jīng)過屢次調(diào)整,布局已比較因此對(duì)水文站網(wǎng)要進(jìn)展適當(dāng)調(diào)整、補(bǔ)充。三、水文測(cè)站的設(shè)立。在站網(wǎng)規(guī)劃規(guī)定的范圍內(nèi),具體選擇測(cè)驗(yàn)河段時(shí),主要考慮在滿足設(shè)站目的要求的前提下,保證工作安全和測(cè)驗(yàn)精度,并有利于簡(jiǎn)化水文要素的觀測(cè)和信息的整理分析工作。具體地說,就是測(cè)站的水位與流量之間呈良好的穩(wěn)定關(guān)系 (單一關(guān)后者稱為河槽掌握。斷面掌握的原理是在自然河道中,由于地質(zhì)或人工的緣由,造成河段中局現(xiàn)臨界水深,從而構(gòu)成斷面掌握。河槽掌握：河段的底坡、斷面外形、糙率等因素比較穩(wěn)定,則水位流量關(guān)系也比較穩(wěn)定。這就屬于河槽掌握。在河流上設(shè)立水文測(cè)站：平原地區(qū)段,且盡量避開變動(dòng)回水、急劇沖淤變化、分流、斜流、嚴(yán)峻漫灘等以及阻礙測(cè)驗(yàn)工作的地貌、地物。結(jié)冰河流,還應(yīng)避開簡(jiǎn)潔發(fā)生冰塞、冰壩的地方。山區(qū)河流應(yīng)在有石梁、急灘、卡口、彎道上游四周規(guī)整河段上選站。,即根本水尺斷面、流速儀測(cè)流斷面、浮標(biāo)測(cè)流斷面比降斷面。根本水尺斷面上設(shè)立根本水尺,用來進(jìn)展常常的水位觀測(cè)。測(cè)流斷面亦不能相距過遠(yuǎn)。浮標(biāo)測(cè)流斷面有上、中、下三個(gè)斷面,一般中斷面應(yīng)與50~80比降斷面設(shè)立比降水尺,用來觀測(cè)河流的水面比降和分析河床的糙率。,不應(yīng)有明顯的轉(zhuǎn)折,其間距應(yīng)使得所測(cè)比降的誤差能在±15%以內(nèi)。水準(zhǔn)點(diǎn)分為根本水準(zhǔn)點(diǎn)和校核水準(zhǔn)點(diǎn),均應(yīng)設(shè)在基巖或穩(wěn)定的永久性建筑物上,也可埋設(shè)于土中的石柱或混根本水準(zhǔn)點(diǎn)校核水準(zhǔn)點(diǎn)是常常用來校核水尺零點(diǎn)的高程。基線通常與測(cè)流斷面垂直,起點(diǎn)在測(cè)流斷面線上。其用途是用經(jīng)緯儀或六分儀測(cè)角交會(huì)法推求垂線在斷面上的位臵?；€的長(zhǎng)度視河寬B而定,一般應(yīng)為0.6B基線長(zhǎng)度最短也應(yīng)為0.3B。基線長(zhǎng)度的丈量誤差不得大于1/1000，見圖3-13-1四、收集水文信息的根本途徑駐測(cè)：駐測(cè)。這是我國收集水文信息的最根本方式。但存在著用人多、站點(diǎn)缺乏、20駐測(cè)、巡測(cè)、間測(cè)及水文調(diào)查巡測(cè)是觀測(cè)人員以巡回流淌的方式定期或不定期地對(duì)一地區(qū)或流域內(nèi)各觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)展流量等水文要素的觀測(cè)。間測(cè)是中小河流水文站有10年以上資料分析證明其歷年水位流量關(guān)系穩(wěn)定,或其變化在允許誤差范圍內(nèi),對(duì)其中一要素(如流量)停測(cè)一時(shí)期再施測(cè)的測(cè)停相間的測(cè)驗(yàn)方式。停測(cè)期間,其值由另一要素(水位)的實(shí)測(cè)值來推算。水文調(diào)查測(cè)、調(diào)查、考證等手段進(jìn)展收集水文信息的工作。其次節(jié)水位觀測(cè)m黃海基面以往使用的大沽基面、吳淤基面、珠江基面,也有使用假定基面、測(cè)站基面或凍結(jié)基面的。使用水位資料時(shí)肯定要查清其基面。水位觀測(cè)的作用一是直接為水利、水運(yùn)、防洪、防澇供給具有單獨(dú)使用價(jià)值的資料,如堤防、壩高、橋梁及涵洞、大路路面標(biāo)高確實(shí)推求其他水文數(shù)據(jù)而供給間接運(yùn)用資料Q=f(Z),s=(Z-Z)/L,水資源計(jì)2 1算,水文預(yù)報(bào)中的上、下游水位相關(guān)法等。其中Q3/s計(jì);S;Z、Z分2 l;L為上、下比降斷面的間距,單位均以m計(jì)。水尺和自記水位計(jì)兩類。觀測(cè)時(shí),水面在水尺上的讀數(shù)加上水尺零點(diǎn)的高程即為當(dāng)時(shí)的水位值。可見水尺零點(diǎn)高程是一個(gè)重要的數(shù)據(jù),要定期依據(jù)測(cè)站的校核水準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)各水尺的零點(diǎn)高程進(jìn)展校核。自記水位計(jì)能將水位變化的連續(xù)過程自動(dòng)記錄下來,有的還能將所觀測(cè)的數(shù)據(jù)以數(shù)字或圖像的形式遠(yuǎn)傳室內(nèi),使水位觀測(cè)工作趨于自動(dòng)化和遠(yuǎn)傳化。在荷蘭水文信息效勞中心,從計(jì)算機(jī)屏幕上可直接調(diào)看或用直無人駐守測(cè)站。水位的觀測(cè)包括根本水尺和比降水尺的水位。根本水尺的觀測(cè),當(dāng)水位變化緩慢時(shí)(日變幅在0.12m以內(nèi)),每日8202,80.06m1段制觀測(cè);日變幅在0.12~0〃24m4812比降水尺觀測(cè)的目的視需要而定。水位觀測(cè)數(shù)據(jù)整理工作的內(nèi)容水位的計(jì)算。日平均水位的計(jì)算方法有二:系等時(shí)距人工觀測(cè)或從自記水位計(jì)上摘錄,承受算術(shù)平均法計(jì)算;假設(shè)一日內(nèi)水位變化較大、且系不等時(shí)距觀測(cè)或摘錄,則承受面積包圍法,馬上當(dāng)日0~24小時(shí)內(nèi)水位過程線所包3-2),其計(jì)算公式為：z 1zt48 0 1

z(t1

t2

)z2

(t2

t3

) z

n1

n1

tn

)zt n n(3-1)024依據(jù)逐日平均水位可算出月平均水位和年平均水位及保證率水位些經(jīng)過整理整理分析處理后的水位資料即可供給各生產(chǎn)單位應(yīng)用的水文年鑒中,均載有各站的日平均水位表，年平均水位,年及各月的最素摘錄表內(nèi)。3-2第三節(jié) 流量測(cè)驗(yàn)一、概述流量m3/s的水文特征值。流量是依據(jù)河流水情變化的特點(diǎn),在水文站上用各種測(cè)流方法進(jìn)展流化的規(guī)律,為國民經(jīng)濟(jì)各部門效勞。測(cè)流方法很多,按其工作原理,可分為以下幾種類型。法、深水浮標(biāo)法等)。(2水力學(xué)法。包括量水建筑物和水工建筑物測(cè)流。(3化學(xué)法。又稱溶液法、稀釋法、混合法。物理法。有超聲波法、電磁法和光學(xué)法。直接法。有容積法和重量法，適用于流量微小的溝澗。本節(jié)主要介紹流速儀法測(cè)流。二、流速儀法測(cè)流由于河流過水?dāng)嗝娴男螒B(tài)、河床外表特性、河底縱坡、河道彎曲狀況水平及垂直方向不同而變化，即V=f(b,h)。其中V為斷面上某一點(diǎn)的流速,b為該點(diǎn)至水邊的水平距離，h為該點(diǎn)至水面的垂直距離。因此，通過全斷面的流量QQAvdAB

f(b,h)dhdb

(3-2)0 0 0式中A一一水道斷面面積,dA則為A內(nèi)的單元面積(其寬為db,高為dh),m2;VdA,m/s;B,m;Hm。把上述積分式變成有限差分的形式來推求流量。流速儀法測(cè)流,就是將水道斷面劃分為假設(shè)干局部,用一般測(cè)量方法測(cè)算出各局部斷面的面積w,用流速儀施測(cè)流速并計(jì)算出各局部面積上的平均流i速viQ

q n w

(3-3)vi i ivi1 i1qi

一一第i,m/s;n需要留意的是,實(shí)際測(cè)流時(shí)不行能將局部面積分成無限多,而是分成有限個(gè)局部,所以實(shí)測(cè)值只是靠近真值;河道測(cè)流需時(shí)間較長(zhǎng),不能在瞬時(shí)完成,因此實(shí)測(cè)流量是時(shí)段的平均值。由此可見,測(cè)流工作實(shí)質(zhì)上是測(cè)量橫斷面及流速測(cè)驗(yàn)兩局部工作。(二)斷面測(cè)量河道水道斷面的測(cè)量,是在斷面上布設(shè)肯定數(shù)量的測(cè)深垂線,施測(cè)各河底高程為：河底高程=水位-水深測(cè)深垂線的位臵槽較密,灘地較稀。測(cè)深垂線的起點(diǎn)距是指該測(cè)深垂線至基線上的起點(diǎn)樁之間的水平距離。測(cè)定起點(diǎn)距的方法有多種：斷面索法，適宜點(diǎn)距,稱此法為斷面索法;儀器測(cè)角交會(huì)法平板儀、六分儀等。如用經(jīng)緯儀測(cè)量,在基線的另一端(起點(diǎn)距是一端)架點(diǎn)距;目前最先進(jìn)的是用全球定位系統(tǒng)(GPS)定位的方法,它是利用全球定位儀接收天空中的三顆人造定點(diǎn)衛(wèi)星的特定信號(hào)來確定其在地球上處位臵的坐標(biāo),優(yōu)點(diǎn)是不受任何天氣氣候的干擾,24速、便利、準(zhǔn)確。水深一般用測(cè)深桿、測(cè)深錘或測(cè)深鉛魚等直接測(cè)量。超聲波回聲測(cè)聲儀也可施測(cè)水深,它是利用超聲波具有定向反射的特性,依據(jù)聲波在水中度好、工效高、適應(yīng)性強(qiáng)、勞動(dòng)強(qiáng)度小,且不易受天氣、潮涉和流速大小限制等優(yōu)點(diǎn)。大斷面：河道水道斷面擴(kuò)展至歷年最高洪水位以上0.5~1.om的斷面稱為大斷面可供借用斷面。大斷面的面積水道斷面測(cè)量。由于測(cè)水深工作困難,水上地形測(cè)量較易,所以大斷面測(cè)量多在枯水般每年除汛前或汛后施測(cè)一次外,在每次大洪水之后應(yīng)準(zhǔn)時(shí)施測(cè)過水?dāng)嗝娴拿娣e。(三)流速測(cè)量3-31,23;45,6783-4依據(jù)測(cè)速方法的不同,。最常用的積點(diǎn)法測(cè)速是指在斷面的各條垂線上將流速儀放至不同的度的要求、水深、懸吊流速儀的方式、節(jié)約人力和時(shí)間等狀況而定。國外多承受多線少點(diǎn)測(cè)速。國際標(biāo)準(zhǔn)建議測(cè)速垂線不少于20條，任一局部流103-1127面上布設(shè)100流量誤差的統(tǒng)計(jì)分析。3〃1各種測(cè)速垂線數(shù)對(duì)流量的標(biāo)準(zhǔn)差測(cè)速垂線數(shù)8-1112-1516-2021-2526-3031-35104標(biāo)準(zhǔn)差4.24.12.12.01.61.603-11.0m可用五點(diǎn)法測(cè)流0.00.20.6、0.81.o為了消退流速的脈動(dòng)影響,各測(cè)點(diǎn)的測(cè)速歷時(shí),可在60~100秒之間選30秒的測(cè)流方案。(四)流量計(jì)算流量的計(jì)算方法有圖解法、流速等值線法和分析法。前兩種方法在理分析法3-5)：1.垂線平均流速的計(jì)算一點(diǎn)法 Vm

=Vo.6二點(diǎn)法 Vm

=0.5*(V0.2

+V)0.8三點(diǎn)法V

=(V+V

+V)m 0.2

0.8

0.6五點(diǎn)法 V=0.1*(V

+3V

+3V

+2V+V

)(3-7)m

0.2

0.6

0.8

1.0式中，Vm為垂線平均流速V

、V、V、V、V

均為與腳標(biāo)數(shù)值相應(yīng)的相對(duì)水深處的測(cè)點(diǎn)流速。局部平均流速的計(jì)算

0.0

0.2

0.6

0.8

1.0岸邊局部:由距岸第一條測(cè)速垂線所構(gòu)成的岸邊局部(兩個(gè),左岸和右岸,多為三角形,按以下公式計(jì)算:v=αVl ml

(3-8)vn+1

=αVmn

(3-9)式中，α斜坡岸邊α=0.67~0.75,一般取0.70,陡岸α=0.80~0.90,死水邊α=0.60。中間局部:由相鄰兩條測(cè)速垂線與河底及水面所組成的局部,局部平均流速為相鄰兩垂線平均流速的平均值，按下式計(jì)算：V=0.5*(V+V) (3-6)i mi-1 mi局部面積的計(jì)算的測(cè)深垂線間的斷面積相加得出各個(gè)局部的局部面積。假設(shè)兩條測(cè)速垂線(同時(shí)是測(cè)速垂線〕間的面積。局部流量的計(jì)算q=VA 〔3-11〕i ii式中,qvA分別為第ii i i5〃斷面流量及其他水力要素的計(jì)算斷面流量Q

q (3-12)i1 i斷面平均流速vQ/A 〔3-13〕hh

A/B

〔3-14〕在一次測(cè)流過程中，與該次實(shí)測(cè)流量值相等的、某一瞬時(shí)流量所對(duì)應(yīng)的水位稱相應(yīng)水位。依據(jù)測(cè)流時(shí)水位漲落不同狀況可分別承受平均或加權(quán)平均計(jì)算。第六節(jié) 水文調(diào)查與水文遙感目前收集水文資料的主要途徑是定位觀測(cè),由于定位觀測(cè)受到時(shí)間、空間的限制,收集的資料往往不能滿足生產(chǎn)需要,因此必需通過水文調(diào)查來補(bǔ)充定位觀測(cè)的缺乏,使水文資料更加系統(tǒng)完整,更好滿足水資源開發(fā)利用、水利水電建設(shè)及其他國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。水文調(diào)查的內(nèi)容分為四大類:流域調(diào)查、水量調(diào)查、洪水與暴雨調(diào)查、其他專項(xiàng)調(diào)查。本節(jié)主要介紹洪水與暴雨調(diào)查。一、洪水的調(diào)查洪水調(diào)查中，對(duì)歷史上大洪水的調(diào)查,有打算組織調(diào)查;當(dāng)年特大洪水,應(yīng)準(zhǔn)時(shí)組織調(diào)查;對(duì)河道決口、水庫潰壩等災(zāi)難性洪水,力爭(zhēng)在狀況發(fā)生洪水調(diào)查工作包括:調(diào)查洪水痕跡洪水發(fā)生的時(shí)間、災(zāi)情測(cè)量、洪水痕跡的縱橫斷面;必要時(shí)應(yīng)在調(diào)查河段進(jìn)展簡(jiǎn)易地形測(cè)量;對(duì)調(diào)查成果進(jìn)展分析,推算洪水總量、洪峰流量、洪水過程及重現(xiàn)期，最終寫出調(diào)查報(bào)告。計(jì)算洪峰流量時(shí):假設(shè)調(diào)查的洪痕靠近某一水文站,可先求水文站根本水尺斷面處的洪水位高程,通過延長(zhǎng)該站的水位流量關(guān)系曲線,推求洪峰流量。在調(diào)查的河段無水文站狀況下,洪水調(diào)查的洪峰流量,可承受以下公式估算。(一)用比降法計(jì)算洪峰流量勻直河段洪峰流量計(jì)算:Q=K1/2=A1/2R2//nV(曼寧公) (3-31)m:.〔Sf

=Q/AR4/3 Q=A2/31/2/n=K1/〕式中Qm

/s;S一一水面比降〔測(cè)壓管坡度;SO f

為摩阻比降，%;O恒定均勻〔穩(wěn)定流〕流：水面比降S=河底坡S0

SfK一一河段平均輸水率m/，K=A2/3/n,n為糙率，AR。Q=KS1/2 (3-32)m e2 2v vh(上 下)hs e L

2g 2gL

(3-33)〔勢(shì)能差和動(dòng)能差〔流速水頭H0=H+v2/2g是考慮行近流速v的堰頂水頭〕式中Seh,h,m;fV、V上

,m/s;下Lm。〔3〕222h1)v上v2g下〕2gLm

〔3-34〕式中α0〃5。n確定,可依據(jù)實(shí)測(cè)成過水?dāng)嗝娣殖蒒P，PP…PN，N，N…N1 2 3 N 1 2 3 NAA，A…AU，UU…U1 2 3 N 1 2 3 NU=S

1/2(A

=…=S

)2/3/nf f 1 1 1 f N N Nn=(A/P)2/3/((A/P

)=(A/P)2/3/((A/P)2/3/n)1 1 1 i i iN =(A/P2//

((A/P)2/3/n)i1

i i i綜合糙率n=(Ni1

Pn3/2/p)2/3i iA2/3=Ni1

A2/3i對(duì)復(fù)式斷面,可分別計(jì)算主槽和灘地的流量再取其和。(二)用水面曲線推算洪峰流量當(dāng)所調(diào)查的河段較長(zhǎng)且洪痕較少,各河段河底坡降及斷面變化、洪水水面曲線比較曲折時(shí),不宜用比降法計(jì)算,可用水面曲線法推求洪峰流量。Q,由所估定的各段河道糙率n,自下游一的洪水水面點(diǎn)起,向上游逐段推算水面線,然后檢查該水面線與各洪痕的符合程度。如大局部符合,說明所假定流量正確;否則,重Q．設(shè)計(jì)水面線的分析計(jì)算河道設(shè)計(jì)水面線分析計(jì)算承受水力學(xué)公式和試算法確定承受水位沿程變化的關(guān)系式：vQdz()d vQ2 2( )

〔3-35〕ds ds 2g K2=特征流量為=C22R=23b2將(3-35(3-36)式:z (v

)

Q22gA2v

sQ22 k2v

z (d

)

Q22gA2d

sQ22 k2d

〔3-36〕zzv

---上下游斷面水位；dα---動(dòng)能修正系數(shù)；α=1.15ξ---局部阻力系數(shù)；漸漸集中段可取ξ=-0.33—0.55急劇集中段可取ξ=-0.5—1.0Q---流量；A---過水面積；K---流量模數(shù)；Δs 上下游斷面間距。二、暴雨調(diào)查以降雨為洪水成因的地區(qū),洪水的大小與暴雨大小親熱相關(guān),暴雨調(diào)查資料對(duì)洪水調(diào)查成果起旁證作用也需要組合面上暴雨資料進(jìn)展分析。暴雨調(diào)查的主要內(nèi)容有:暴雨成因、暴雨量、暴雨起迄時(shí)間、暴雨變化過程及前期雨量狀況、暴雨走向及當(dāng)時(shí)主要風(fēng)向風(fēng)力變化等。對(duì)歷史暴雨的調(diào)查,一般通過群眾對(duì)當(dāng)時(shí)雨勢(shì)的回憶或與近期發(fā)生的水缸或其他器皿承接雨量作定量估量,并對(duì)一些雨量記錄進(jìn)展復(fù)核,對(duì)降雨的時(shí)、空分布作出估量。三、水文遙感遙感技術(shù),特別是航天遙感的進(jìn)展,使人們能從宇宙空間的高度上,大范圍、快速、周期性的探測(cè)地球上各種現(xiàn)象及其變化。遙感技術(shù)在水文科描述進(jìn)展到定量分析,遙感遙測(cè)遙控的綜合應(yīng)用,遙感與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合。近20多年來,遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用并已成為收集起來,列舉如下幾方面。流域調(diào)查:依據(jù)衛(wèi)星像片可以準(zhǔn)確查清流域范圍、流域面積、流域掩蓋類型、河長(zhǎng)、河網(wǎng)密度、河流彎曲度等。表水,如河流、湖泊、水庫、沼澤、冰川、凍土和積雪的分和土壤面積、含水層分布以估算地下水儲(chǔ)量。水質(zhì)監(jiān)測(cè):遙感資料進(jìn)展水質(zhì)監(jiān)測(cè)可包括分析識(shí)別熱水污染、油污染、工業(yè)廢水及生活污水污染、農(nóng)藥化肥污染以及懸移質(zhì)泥沙、藻類生殖等狀況。況,泥石流及滑波的狀況。降水量的測(cè)定及水情預(yù)報(bào):通過氣象衛(wèi)星傳播器獵取的高溫順濕度間接推求降水量或依據(jù)衛(wèi)片的灰度定量估算降水量;依據(jù)衛(wèi)星云圖與天氣圖協(xié)作預(yù)報(bào)洪水及旱情監(jiān)測(cè)。此外,還可利用遙感資料分析處理測(cè)定某些水文要素如水深、懸移質(zhì)地區(qū)更加適合。第七節(jié)水文數(shù)據(jù)處理資源計(jì)算、科學(xué)和有關(guān)國民經(jīng)濟(jì)部門應(yīng)用。這個(gè)水文數(shù)據(jù)的加工、處理過程,稱為水文數(shù)據(jù)處理。水文數(shù)據(jù)處理的工作內(nèi)容包括:收集校核原始數(shù)據(jù);編制實(shí)測(cè)成果表；確定關(guān)系曲線,推求逐時(shí)、逐日值;編制逐日表及洪水水文要素摘錄表;合理性檢查;編制處理說明書。水位數(shù)據(jù)處理較簡(jiǎn)潔,在其次節(jié)已述,本節(jié)主介紹關(guān)系曲線確實(shí)定及逐時(shí)、逐日值的推求。一、水位流量關(guān)系曲線確實(shí)定(一)穩(wěn)定的水位流量關(guān)系曲線穩(wěn)定的水位流量關(guān)系,是指在肯定條件下水位和流量之間呈單值函數(shù),75%以上的中高水流速儀測(cè)流點(diǎn)據(jù)與平均關(guān)系線的偏離不超過土5%,75%的低水點(diǎn)或浮標(biāo)測(cè)流點(diǎn)據(jù)偏離繪水位流量、水位面積、水位流速關(guān)系曲線,并用同一水位下的面積與流2%~土3%。以45、60、60o3-10t(二)不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系,是指測(cè)驗(yàn)河段受斷面沖淤、洪水漲落、變動(dòng)回水或其他因素的個(gè)別或綜合影響,使水位與流量間的關(guān)系不呈單值函數(shù)關(guān)3-11~圖3-13。表3-6這些方法歸納起來分為兩種類型：一種是水力因素型,這一類型的方法均可表示為Q=f(b,x)的形式,x為某一點(diǎn)少,且適于計(jì)算機(jī)作單值化處理。另一類型稱時(shí)序型,表示為Q=f(Z,t)，t為時(shí)間。時(shí)序型的方法其原理是方法適用范圍較廣,但有時(shí)間性。照水位過程線起伏變動(dòng)的情定線。受洪水漲落影響的水位流量關(guān)系線用連時(shí)序法定線往往成逆時(shí)針繩套形。繩套的頂部必需與洪峰水位相切,繩套的底部應(yīng)與水位過程線中相應(yīng)的低谷點(diǎn)相切。受斷面沖淤或結(jié)冰影響時(shí),還應(yīng)當(dāng)滿足時(shí)序型的要求條件時(shí),連時(shí)序3-14)。二、水位流量關(guān)系曲線的延長(zhǎng)測(cè)站測(cè)流時(shí),由于施測(cè)條件限制或其他種種緣由,致使最高水位或最時(shí)水位流量關(guān)系的延長(zhǎng)。高水延長(zhǎng)的結(jié)果,對(duì)洪水期流量過程的主要局部,包括洪峰流量在內(nèi),流量所占水位變幅的30%,低水局部延長(zhǎng)的幅度一般不應(yīng)超過10%。對(duì)穩(wěn)定的水位流量關(guān)系進(jìn)展凹凸水延長(zhǎng)常用的方法有以下幾種?！惨弧乘幻娣e與水位流速關(guān)系高水延長(zhǎng)流量,便可由該水位的斷面面積和流速的乘積來確定3-15。(二)用水力學(xué)公式高水延長(zhǎng)此法可避開水位面積與水位流速關(guān)系高水延長(zhǎng)中水位流速順趨勢(shì)延長(zhǎng)的任意性,用水力學(xué)公式計(jì)算出外延局部的流速值來關(guān)心定線。曼寧公式外延:依據(jù)曼寧公式v 1R2/3S1/2 〔3-35〕n延長(zhǎng)時(shí),用上式計(jì)算流速,用實(shí)測(cè)大斷面資料延長(zhǎng)水位面積關(guān)系曲線,從而到達(dá)延長(zhǎng)水位流量關(guān)系的目的。計(jì)算流速時(shí),因水力半徑R比降S和糙率n值。依據(jù)實(shí)際資料,如S、n均有資料時(shí),直接由公式計(jì)算并延長(zhǎng);當(dāng)二者缺一時(shí),通過點(diǎn)繪Z~n(或Z~S)關(guān)系曲線并延長(zhǎng)之,再算出vn

R2/3看成一個(gè)未知數(shù),因1n

R2/3=Q〔AR2/31n

R2/3Z~1n

R2/3曲線,因高水局部1n

R2/33-16。斯蒂文斯(Stevens)法:由謝才流速公式導(dǎo)出流量為RSQCARS

(3-36)式中C一一謝才系數(shù);其余符號(hào)同前。對(duì)斷面無明顯沖淤、水深不大但水面較寬的河槽,以斷面平均水深h代替R,則式(3-36)可改寫為:QCA

1/2RSKAhRSSKCS

,高水時(shí)其值接近常數(shù)。故高水時(shí)Q~A1/2hAh

1/2并點(diǎn)繪不同高水位ZZ~A

1/2曲線上查hhhhhh實(shí)現(xiàn)水位與流量關(guān)系曲線的高水延長(zhǎng)。見圖3-17。低水延長(zhǎng)一般是以斷流水位作掌握進(jìn)展水位流量關(guān)系曲線向斷流水位方向所作的延長(zhǎng)。斷流水位是指流量為零時(shí)的相應(yīng)水位Q=K(Z-Zon 3-37)式中Zo--斷流水位;n,Ka、b、c三點(diǎn),它們的水位和流量分別為ZZ、Z

QQQQb=Q

Q,代人式〈3-21〉,a b c b c a c求解得斷流水位為:Z ZZ a c

Z2b

(3-38)O Z Za c

2Zb求得斷流水位Zo后,以坐標(biāo)(Zo，o)為掌握點(diǎn),將關(guān)系曲線向下延長(zhǎng)至當(dāng)年最低水位即可。三、水位流量關(guān)系曲線的移用規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中,常常遇到設(shè)計(jì)斷面處缺乏實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。這時(shí)就需要將鄰近水文站的水位流量關(guān)系移用到設(shè)計(jì)斷面上。內(nèi)無明顯的出流與人流的狀況下,在設(shè)計(jì)斷面設(shè)立臨時(shí)水尺,與水文站同水局部進(jìn)展延長(zhǎng),即得設(shè)計(jì)斷面的水位流量關(guān)系曲線。位變化中位相一樣的水位來移用。假設(shè)設(shè)計(jì)斷面的水位觀測(cè)數(shù)據(jù)缺乏,或甚至等不及設(shè)立臨時(shí)水尺進(jìn)展觀