流量數(shù)據(jù)處理

本章內(nèi)容穩(wěn)定的水位流量關(guān)系處理方法受斷面沖淤影響的水位流量關(guān)系第九章流量數(shù)據(jù)處理

水力因素型流量數(shù)據(jù)處理方法時(shí)序型流量數(shù)據(jù)處理方法受變動(dòng)回水影響的水位流量關(guān)系受洪水漲落影響的水位流量關(guān)系1第一節(jié)概述

一、流量數(shù)據(jù)處理的含義對(duì)原始流量資料，按科學(xué)方法、統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和格式進(jìn)行整編、分析、統(tǒng)計(jì)、審核、匯編、刊印的工作?！端哪觇b匯編刊印規(guī)范》SL460-2009《水文資料整編規(guī)范》SL247-1999

2二、流量數(shù)據(jù)處理的目的形成足夠精度、系統(tǒng)、連續(xù)的流量資料，供其它部門使用。尋求

～

關(guān)系的變化規(guī)律，并借此，用水位推求流量；z3三、流量數(shù)據(jù)處理的方法

基本方法basicmethod連實(shí)測(cè)流量過程線法；輔助方法

auxiliarymethod水位流量關(guān)系曲線法，即建立水位流量關(guān)系，并由水位推求流量。上、下游測(cè)站水文要素相關(guān)法；降水徑流相關(guān)法，等。4四、流量數(shù)據(jù)處理的兩個(gè)主要工作推流reductionofflow定線determinationofrelationcurve根據(jù)定線的結(jié)果，由水位及其他水文要素來推求流量。根據(jù)實(shí)測(cè)資料，建立水文要素值之間的關(guān)系曲線。5五、流量數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容

對(duì)原始資料進(jìn)行審核。水位流量關(guān)系曲線的分析與檢驗(yàn)。整編逐日平均流量表、洪水水文要素摘錄表。繪制水位流量、水位面積、水位流速關(guān)系曲線。編制實(shí)測(cè)流量成果表和實(shí)測(cè)大斷面成果表。繪制逐時(shí)或逐日平均流量過程線。合理性檢查。編制河道流量資料整編說明表。6第二節(jié)穩(wěn)定～關(guān)系及處理方法

一、人工渠道～關(guān)系

人工渠道，其斷面規(guī)則，～關(guān)系滿足曼寧公式：天然河道不規(guī)則，～、～和～關(guān)系較為復(fù)雜。天然河道的～關(guān)系一般可分為穩(wěn)定、不穩(wěn)定的兩種。7二、天然河道穩(wěn)定～關(guān)系

關(guān)系線向下凹。1、～關(guān)系曲線形成條件：測(cè)站控制良好、河床穩(wěn)定。因則82、～關(guān)系線關(guān)系線向上凹。高水時(shí)，流速近似為常數(shù)。93、～關(guān)系線關(guān)系線向下凹。10三、單一線法single-curvemethod1、單一線法定線應(yīng)符合的要求關(guān)系點(diǎn)分布呈狹窄帶狀；點(diǎn)子密集；75%以上的中高水流速儀點(diǎn)與平均關(guān)系線偏離不超過5%；75%以上的低水點(diǎn)或浮標(biāo)測(cè)流點(diǎn)與平均關(guān)系線偏離不超過8%；關(guān)系點(diǎn)無明顯系統(tǒng)偏離。112、單一線定線的方法解析法圖解法單純采用作圖的一種人工定線的方法。采用具有一定數(shù)學(xué)表達(dá)式的計(jì)算機(jī)定線的方法。123、單一線圖解法步驟點(diǎn)繪(、

)、(、)、(、)關(guān)系點(diǎn)。13分析(、

)、(、)、(、

)關(guān)系點(diǎn)的特點(diǎn)。初步繪制

～

、

～

關(guān)系曲線。14通過

～、

～

關(guān)系線繪制

～

關(guān)系曲線。繪制三條關(guān)系線時(shí)，應(yīng)互相對(duì)照，使在～曲線上查得的各水位的流量與相應(yīng)的面積與流速乘積的偏差不超過±3%。15推流。

～

關(guān)系曲線的檢驗(yàn)。

～

關(guān)系曲線的高、低水延長(zhǎng)。164、單一線的解析法先擬定水位流量關(guān)系曲線的線型，再用數(shù)學(xué)方法確定線型中的參數(shù)。常用的線型有：指數(shù)函數(shù)方程某一常數(shù)水位（1）單一線的線型17多項(xiàng)式方程 對(duì)數(shù)函數(shù)方程18習(xí)題191、流量數(shù)據(jù)處理的含義、目的、方法。2、流量數(shù)據(jù)處理的兩個(gè)主要工作。3、單一的水位面積、水位流速、水位流量三條曲線的特點(diǎn)。

5、單一線圖解法的步驟。

4、單一線定線的兩類方法。19四、～關(guān)系曲線的檢驗(yàn)檢驗(yàn)項(xiàng)目：關(guān)系曲線為單一曲線、使用時(shí)間較長(zhǎng)的臨時(shí)曲線、單值化處理得到的單一線，且測(cè)點(diǎn)在10個(gè)以上者，應(yīng)進(jìn)行關(guān)系曲線的檢驗(yàn)。符號(hào)檢驗(yàn)適線檢驗(yàn)偏離數(shù)值檢驗(yàn)

檢驗(yàn)20五、～關(guān)系曲線的延長(zhǎng)、插補(bǔ)

意義

規(guī)劃設(shè)計(jì)需要洪峰流量、洪量時(shí)，要對(duì)水位流量關(guān)系曲線高水延長(zhǎng)；灌溉、水力發(fā)電需要枯水流量時(shí)，要對(duì)水位流量關(guān)系曲線低水延長(zhǎng)。適用條件

穩(wěn)定的水位流量關(guān)系。若因施測(cè)條件限制，遺漏了高、低水流量，可通過～關(guān)系曲線外延獲得。如資料發(fā)生缺測(cè)、中斷，則依據(jù)～關(guān)系曲線進(jìn)行插補(bǔ)。21原理1、根據(jù)～，～關(guān)系對(duì)～關(guān)系曲線高水延長(zhǎng)

～關(guān)系曲線用大斷面資料作出；～關(guān)系曲線的特點(diǎn)（高水時(shí)，變化很?。?。22方法232、用水力學(xué)公式對(duì)～關(guān)系曲線高水延長(zhǎng)

曼寧公式法原理式

方法由計(jì)算不同水位下的?！P(guān)系曲線用大斷面資料作出；24兩種情況（高水時(shí)，變化很?。?/p>

再點(diǎn)繪～關(guān)系曲線，并延長(zhǎng)它。②若無、資料，用公式求，①若有、資料，由求。snVSRnV321=25利用～

關(guān)系曲線延長(zhǎng)原理式高水時(shí)，變化很小，近于常數(shù)，此時(shí)～近似呈直線關(guān)系。

26方法由大斷面測(cè)量資料作出～

關(guān)系曲線；再延長(zhǎng)它；由以上兩條關(guān)系曲線作出～關(guān)系曲線，由實(shí)測(cè)水位流量資料作出～

關(guān)系曲線；27由～關(guān)系曲線及～關(guān)系曲線確定高水時(shí)的。

注：高水部分延長(zhǎng)不應(yīng)超過當(dāng)年實(shí)測(cè)流量所占水位變幅的30%。283、～關(guān)系曲線的低水延長(zhǎng)

stageofzeroflow

以斷流水位為控制，按～關(guān)系曲線的趨勢(shì)向下延長(zhǎng)。

注：低水部分延長(zhǎng)不應(yīng)超過當(dāng)年實(shí)測(cè)流量所占水位變幅的10%。29確定斷流水位的方法：根據(jù)測(cè)站縱橫斷面圖確定

查看測(cè)站下游有無淺灘或石梁，若有，則以其頂部高程作為斷流水位；若無淺灘、石梁，但下游較長(zhǎng)距離內(nèi)河底平坦，則用基本水尺斷面的最低點(diǎn)高程作為斷流水位。測(cè)流斷面基本水尺斷面30分析法

為了減小圖解法延長(zhǎng)低水段水位流量關(guān)系的隨意性，采用分析法。設(shè)水位流量關(guān)系低水段符合，在關(guān)系曲線的中低水部分取三點(diǎn)a、b、c，并使得，則nzzkQ)(0-=cabQQQ=31a、b、c三點(diǎn)在關(guān)系曲線上，則再結(jié)合，即可得到斷流水位推導(dǎo)：

32習(xí)題211、水位流量關(guān)系曲線延長(zhǎng)、插補(bǔ)適用的條件。2、水位流量關(guān)系曲線高水延長(zhǎng)的兩種方法，如何延長(zhǎng)？3、水位流量關(guān)系曲線低水延長(zhǎng)的兩種方法。33第三節(jié)不穩(wěn)定Z～Q關(guān)系的分析

34第三節(jié)不穩(wěn)定～關(guān)系的分析

1、流量公式對(duì)平原河流中的洪水，運(yùn)動(dòng)方程為：穩(wěn)定流時(shí)的比降校正因素水位漲率穩(wěn)定流時(shí)的流量洪水波的傳播速度一、受洪水漲落影響的～關(guān)系

352、受洪水漲落影響的～關(guān)系分析漲洪時(shí)，落洪時(shí)，因此，一次洪水過程的～關(guān)系為逆時(shí)針的繩套曲線。

36逆時(shí)針的繩套曲線37逆時(shí)針的繩套曲線水位過程線1234123438二、受變動(dòng)回水影響的～關(guān)系

1、一般概念

變動(dòng)回水如：支流站受干流漲水的頂托；干流站受支流漲水的頂托；下游水庫、湖泊、海洋水位的變化引起的頂托等。下游水體、的變化，對(duì)上游測(cè)站的～關(guān)系產(chǎn)生影響的現(xiàn)象。39干流站受支流漲水的頂托4041變動(dòng)回水影響下的流量當(dāng)水面比降用落差表示時(shí)，不同水位下，或或同一水位下，42洪水和回水影響分析

相同點(diǎn)分析變動(dòng)回水影響與洪水漲落影響的水位流量關(guān)系曲線，就會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者都是通過對(duì)流速的影響來影響流量的，而對(duì)流速的影響都是因水面比降的變化而引起的。因此，有時(shí)有些水位流量關(guān)系既可當(dāng)成洪水漲落影響，也可當(dāng)成變動(dòng)回水影響，特別是因河槽的調(diào)蓄作用而引起的變動(dòng)回水影響與洪水漲落影響就更難區(qū)分。因此，整編變動(dòng)回水影響的落差法，有時(shí)也可用作整編受洪水漲落影響的流量資料43442、受變動(dòng)回水影響的～關(guān)系分析

受變動(dòng)回水影響的水位流量關(guān)系，不僅與本測(cè)站的水情有關(guān)，還受到下游水體水位變化的影響，因而，水位流量關(guān)系比受洪水漲落影響的水位流量關(guān)系更復(fù)雜，有順時(shí)針、逆時(shí)針的繩套曲線，有正8、反8字形。45變動(dòng)回水影響下的水位流量關(guān)系曲線46受河槽沖淤影響的水位流量關(guān)系分析

474849三、受河槽沖淤影響的～關(guān)系

1、沖淤情況分類

經(jīng)常性沖淤測(cè)站控制易于變化，無比較確定的穩(wěn)定期。

～、～關(guān)系點(diǎn)分布較散亂。50不經(jīng)常性沖淤測(cè)站控制比較穩(wěn)定，～關(guān)系在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定的，除了幾次較短的沖淤期內(nèi)。

～、～關(guān)系點(diǎn)隨時(shí)間明顯分組，沖淤期為組間的過渡點(diǎn)。51普遍沖淤?zèng)_淤前后斷面形狀變化相似。

～、～關(guān)系曲線在沖淤前后成水平平移特點(diǎn)。穩(wěn)定穩(wěn)定淤積沖刷淤積沖刷52局部沖淤?zèng)_淤前后斷面形狀變化不一致。穩(wěn)定淤積沖刷局部沖淤只是對(duì)～關(guān)系曲線的低水影響較大。Z532、沖淤情況分析

切線比較法

適用于河槽底部沖淤情況。對(duì)沖淤情況的分析，有三種方法：切線比較法沖淤過程線法橫斷面圖比較法54紅線（對(duì)應(yīng)沖刷發(fā)生前）的斜率藍(lán)線（對(duì)應(yīng)沖刷發(fā)生后）的斜率結(jié)論：漲水時(shí)，若實(shí)測(cè)斜率小于河寬的倒數(shù)，則意味著發(fā)生了沖刷。55紅線（對(duì)應(yīng)沖刷發(fā)生前）的斜率藍(lán)線（對(duì)應(yīng)沖刷發(fā)生后）的斜率結(jié)論：落水時(shí)，若實(shí)測(cè)斜率大于河寬的倒數(shù)，則意味著發(fā)生了沖刷。當(dāng)時(shí)，561253476B淤積淤積沖刷沖刷沖刷沖刷淤積2點(diǎn)處，淤積達(dá)到最大5點(diǎn)處，沖刷達(dá)到最大57沖淤過程線法

選定反映沖淤的某一指標(biāo)（如河底高程、同水位下的面積），繪制其隨時(shí)間的變化過程，用以分析沖淤情況。沖淤過程線法分兩種：平均河底高程過程線法

初始平均高程淤積沖刷58同水位下面積的過程線法

淤積沖刷同水位下初始面積同水位下面積59橫斷面圖比較法

河底高程起點(diǎn)距淤積60習(xí)題221、受洪水漲落影響，水位流量關(guān)系曲線呈現(xiàn)什么樣的特點(diǎn)？2、變動(dòng)回水的概念。3、何謂實(shí)測(cè)比降的代表性？2、變動(dòng)回水的概念。3、何謂實(shí)測(cè)比降的代表性？4、河槽沖淤的四種類型及各自特點(diǎn)。5、應(yīng)用切線比較法，如何判別沖淤情況？61六、水力因素型流量數(shù)據(jù)處理方法

1、校正因素法adjustingfactormethod

適用情況

水位流量關(guān)系宜呈單式繩套。對(duì)復(fù)式繩套，應(yīng)分割后分別進(jìn)行校正。依據(jù)方程

受洪水漲落影響的測(cè)站。資料條件

62已知資料：實(shí)測(cè)點(diǎn)（、），～過程線。未知：、而只有一個(gè)方程取代中的，另有及未知。分析：根據(jù)～過程線，計(jì)算，用實(shí)測(cè)流量故需要采用試錯(cuò)法。63人工定線步驟

初定一條～

關(guān)系線。方法：由～

過程線中相應(yīng)的實(shí)測(cè)點(diǎn)（、）初定一條～關(guān)系線。64初定一條～

關(guān)系線。用初定的～

過程線，結(jié)合計(jì)算各實(shí)測(cè)點(diǎn)相應(yīng)的，由此試定一條～關(guān)系線。tzUsQQccDD+=1165校正初定的～

關(guān)系線和～關(guān)系線。

同樣的方法調(diào)整～關(guān)系線。由～

關(guān)系線查算各的，代入～關(guān)系線，與初定的～關(guān)系線比較，計(jì)算各相應(yīng)的，由此點(diǎn)繪調(diào)整初定的～關(guān)系線。tzUsQQccDD+=1166推流方法：已知和由已定的～

關(guān)系線和～

關(guān)系線結(jié)合計(jì)算。tzUsQQccDD+=1167計(jì)算機(jī)定線步驟

再假定一條～

關(guān)系線，按上述同樣的方法計(jì)算第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。得到許多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差后，以其中標(biāo)準(zhǔn)差最小相應(yīng)的～關(guān)系點(diǎn)擬合出的單一線為定線的結(jié)果。假定一條～

關(guān)系線，由計(jì)算各實(shí)測(cè)相應(yīng)的，由關(guān)系點(diǎn)（、）擬合一條單一線，并計(jì)算各關(guān)系點(diǎn)（、）偏離該關(guān)系線的標(biāo)準(zhǔn)差；tzUsQQccDD+=11682、漲落比例法

fluctuatingratemethodtzUsQQccDD+=11在中，取為常數(shù)，再與校正因素法類似的方法進(jìn)行定線與推流。理由：中高水時(shí)，變化較小。69703、特征河長(zhǎng)法characteristicriverlengthmethod

洪水發(fā)生時(shí)，各水力因素之間因果關(guān)系：比降變化引起流速變化，進(jìn)而引起流量變化，再引起水位變化。例如，河道漲水時(shí)，附加比降大于零，使得下斷面流速增大，此時(shí)，即使下斷面水位不增加，斷面流量也增大。下斷面中斷面

71因下斷面流量先于水位增大，導(dǎo)致同水位下流量大于穩(wěn)定流流量，水位與流量不為單一關(guān)系。下斷面中斷面

漲水時(shí)，從下斷面往上游走，水位逐漸增大，因此，總可以在上游找到一個(gè)斷面（中斷面），使得該斷面的水位與下斷面流量成單一關(guān)系，這就是上游站水位法。72另一方面，隨著時(shí)間的推移，本站的水位會(huì)上漲，因此，可用本站流量與本站后移一個(gè)時(shí)段（1/2特征河長(zhǎng)的傳播時(shí)間）的水位建立單一關(guān)系，這就是本站水位后移法。適用條件

受洪水漲落影響的測(cè)站。73上游站水位法（本站水位在空間上的上移）建立～

單一關(guān)系線，再以推求。下斷面中斷面74試錯(cuò)法確定中斷面的位置：在上游方向的不同位置處設(shè)立水尺，尋找其水位與成單一關(guān)系的斷面。下斷面中斷面

75本站水位后移法（本站水位在時(shí)間上的后移）尋找與后移一個(gè)時(shí)段的本站水位，使～呈單一關(guān)系。

7677試錯(cuò)法確定后移時(shí)間：在～關(guān)系線上，找?guī)讉€(gè)漲落率大的測(cè)點(diǎn)，如1、2點(diǎn)，其相應(yīng)的后移時(shí)間為、，取78有了后，根據(jù)～關(guān)系線、～關(guān)系線，查得一系列關(guān)系點(diǎn)（、），并由此擬合出～關(guān)系線。79推流方法：水位為，在～過程線上對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為，后移后，在～過程線上查出。由在率定的～上查。8081七、時(shí)序型流量數(shù)據(jù)處理的方法連時(shí)序法

臨時(shí)曲線法

改正水位法

改正系數(shù)法

連實(shí)測(cè)流量過程線法

821、連實(shí)測(cè)流量過程線法受斷面沖淤、變動(dòng)回水、水草生長(zhǎng)和結(jié)冰等多種因素影響，水位流量關(guān)系紊亂的測(cè)站。適用情況資料要求要求測(cè)次較多，能控制流量變化過程。83定線推流方法根據(jù)測(cè)站特性，將實(shí)測(cè)流量點(diǎn)連成光滑的過程線。以推流時(shí)間，在過程線上查讀流量。在～過程線上，用合適比例點(diǎn)繪實(shí)測(cè)流量點(diǎn)。比較～過程線與實(shí)測(cè)流量點(diǎn)的趨勢(shì)，分析～、～、～關(guān)系曲線。842、連時(shí)序法chronologicalmethod適用情況資料要求受一個(gè)或多個(gè)因素混合影響的測(cè)站。流量測(cè)次應(yīng)較多，并能控制水位流量關(guān)系變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。85定線推流方法分析各時(shí)段影響因素，點(diǎn)繪水位流量、水位面積、水位流速關(guān)系圖；依測(cè)點(diǎn)時(shí)序分析，并參照水位過程線，根據(jù)主要影響因素劃分定線時(shí)段。根據(jù)各時(shí)段的主要影響因素，分析水位面積、水位流速關(guān)系變化趨勢(shì)，依實(shí)測(cè)流量點(diǎn)的順序連繪水位流量關(guān)系曲線。連繪的水位流量關(guān)系曲線為繩套型曲線時(shí)，其繩套頂部或底部應(yīng)分別與相應(yīng)洪水峰頂或谷底水位相切。86用瞬時(shí)水位直接在相應(yīng)時(shí)段的曲線上推算流量。在一次洪水的漲落過程中應(yīng)通過測(cè)點(diǎn)中心定線。873、臨時(shí)曲線法temporary-curvemethod測(cè)站控制條件和河床在一定時(shí)期內(nèi)基本穩(wěn)定，但在局部時(shí)段內(nèi)有變化，或受結(jié)冰影響的測(cè)站。