水文測驗學15-河道推流課件

概1述X為水力因素一、流量數據處理方法水力因素型：

Q=f(Z，X)時

序 型：

Q=f(Z，t)水力因素型：單一曲線法，校正因數法，漲落比例法，特征河長法（上游站水位法、本站水位后移法），落差法（等落差法、定落差法、正常落差法、落差指數法）時序型：連時序法，臨時曲線法，改正水位法，改正系數法，連實測流量過程線法2二、方法分類第一節(jié) 單一曲線線法第二節(jié) 校正因數法與特征河長法第三節(jié) 落差法第四節(jié) 時序型五種方法第五節(jié) 各方法適用條件3第十一章 河道站流量的推求單一曲線法用于具有穩(wěn)定的Z～Q關系的測站，用單一曲線法推求流量的測站，一般不允許Z～Q關系點隨時間或水位級有系統(tǒng)偏離。4第一節(jié) 單一曲線法即在水位流量關系圖中，通過點群中心定出Z～A、Z～V曲線，根據Q=V×A關系，定出Z～Q關系曲線5一、單一曲線圖解法以同一水位為縱坐標，自左向右，依次以流量、面積、流速為橫坐標，點繪于坐標紙上，選定適當比例尺，使Z～Q、Z～A、Z～V關系曲線分別與橫坐標大致呈45°、60°、60°的交角，并使三條曲線互不相交。Z～Q關系曲線應繪出上年末與下年初各3～5個測點，以確保年頭年尾流量的銜接。6定線要求曲線兩邊測次分布情況在中高水曲線兩側畫出±5%(低水時為±8%)的外包線，須75%的測點數在外包線以內對外包線以外的突出點進行分析三條曲線相互對照，使曲線上查讀的各級水位的流量，應等于相應的面積與流速的乘積，其偏差不超過±2%～±3%。如低水部分的讀圖誤差超過2.5%，應另繪低水放大圖7定線時檢驗初步定線Example:

on

Jialing

Riverthe

high

and

mediumstages75%Q=AVthe

low

stages8extraordinary

and

abnormal

points關系曲線為單一曲線、使用時間較長的臨時曲線及經單值化處理的單一線，且測點數在10個以上者，應做符號檢驗、適線檢驗和偏離數值檢驗。若要判定關系曲線是否發(fā)生顯著性變化，還要進行t檢驗。9二、單一水位流量關系曲線的檢驗符號檢驗適線檢驗偏離數值檢驗t

檢驗10四項檢驗

目的：檢驗所定的Z～Q關系曲線兩側的測點分布是否均衡假設：Z～Q關系點分布在關系線兩側，若關系點在右側為“+”，在左側為“-”(在線上，則做“+”、

“-”各半分配)。假設分布均衡，則“+” “-”出現概率相等。1.

符號檢驗ZQ-11------++++0統(tǒng)計“+”或“-”的點數k(總測點數n=n++n-)計算U值根據顯著性水平α，查下表1(雙側檢驗)得(4)比較U與Uk，若U<Uk，則假設成立；否則，重新定線符號檢驗的步驟12標準正態(tài)分布圖：常用臨界值表1臨界值表2(查)tP(t)kα681015203060∞0.052.452.312.232.132.092.042.001.960.101.941.861.811.751.731.701.671.650.201.441.401.371.341.331.311.301.280.301.131.111.091.071.061.061.051.04α0.050.100.25U1-α/21.961.641.15U1-α1.641.28--132.

適線檢驗

目的：檢驗各級水位曲線兩側關系點的分布情況假設：Z～Q關系點按水位級排隊，若兩相鄰關系點同為“+”或同為“-”，記作“0”，兩相鄰點異號記作“1”(n-1=n0+n1)。假設異號出現概率多，即適線性好。Z14Q-+-+---++

+適線檢驗的步驟(1)統(tǒng)計“1”的次數為k計算U值根據顯著性水平α，查表1得 (注意：單側檢驗)比較U與Uk，若U<Uk，則假設成立；否則， 重新定線+

+

+

-

-

+

-

+

-

-

-0 0

1 0

1

1

1

1

0

0153.

偏離數值檢驗

目的：檢驗測點偏離所定的Z～Q曲線的程度假設：各測點距離所定的Z～Q曲線偏離值為Pi。假設各點偏離數值均很小。Z16Q偏離數值檢驗的步驟計算平均相對偏離值計算標準差

(3)計算統(tǒng)計量t由α和自由度k=n-1，查表2得 (雙側檢驗)比較t與tk，若∣t

︱<t

k，則假設成立；否則，重新定線174. t

檢驗18

目的：檢驗Z～Q關系曲線是否經過一段時間后發(fā)生了變化。假設：已知Z～Q曲線在不同時間的兩組數據，假設這兩組數據來自于同一總體，即曲線未發(fā)生變化。t

檢驗的步驟計算兩組數據各自相對偏離值計算平均相對偏離值計算綜合標準差

(4)計算統(tǒng)計量t由α和自由度k=n1+n2-2，查表2得 (雙側檢驗)比較t與t

k，若∣t

︱<t

k，則假設成立；否則重新定線19Z～Q關系曲線經過以上檢驗，合格后可以直接用于推流20三、單一水位流量關系曲線推流第二節(jié) 校正因數法與特征河長法21

兩種方法均適用于受洪水漲落影響的測站

均屬于水力因數型方法此法適用于單式洪水繩套如復式繩套，分解成單式繩套后，也可用此方法根據洪水流量方程一、校正因數法22231.

處理步驟已知實測流量Qm，相應水位Z，水位過程線計算漲落率Z～Q關系曲線上，根據實測點中漲落率為0的點，再估算各實測點同水位穩(wěn)定流時流量的大小，擬定穩(wěn)定的

Z～Qc1關系曲線在Z～Qc1關系曲線上查得Qc1

，計算校正因數24點繪Z～ ，通過點群中心定線校正計算，在

Z～ 關系曲線上查得各相應實測點的 ，計算Qc1’Qc1’點到原Z～Q關系曲線上，若點密集分布原曲線兩側，且有75%的點與關系線的相對誤差不超過±5%，則定線成功。若點散亂，需重新假設Z～Qc關系曲線，若點有局部偏離，則修改Z～ 關系曲線1.

處理步驟(續(xù))2526Z(m)Z～QcQm

Qc027關系曲線和各時由所定的Z～Qc，Z～刻相應水位漲率 ，推得2.

校正因數法推流28二、特征河長法29此法適用于斷面比較穩(wěn)定，斷面附近的上游無支流匯入，受洪水漲落影響的測站分為上游站水位法和本站水位后移法天然河道中，若穩(wěn)定流時，水位、流量、河槽蓄量互呈單值函數關系。發(fā)生不穩(wěn)定流時，若河段的中斷面水位Z中，河槽蓄量W，下斷面流量Q下三者之間呈單值函數關系，則此河段的長度稱為特征河長L。特征河長的概念L上斷面30下斷面1221Z中此法通過試錯，找出上游水尺斷面的水位與測流斷面的流量為單一關系的上游站，建立Z上～Q關系，進行推流。31(一)上游站水位法(二)本站水位后移法此法是用本站實測流量，與本站測流時間后移一個時段△T的水位建立關系，將繩套曲線轉化成為單一的Z～Q關系曲線，進行推流?！鱐即為洪水波經過特征河長的傳播時間τ的一半32處理步驟：從Z～t關系曲線中，選幾個漲落率較大的測點，分別查出各實測點距離穩(wěn)定的Z～Q曲線的水位差△Z計算 ，取幾點的平均值作為初試值Z21345671234567tQ△Z△T33處理步驟：34若△T小于實際的τ/2，則后移的Z～Q線仍為逆時針繩套；若△T大于實際的τ/2，則后移的Z～Q線為順時針繩套。依此規(guī)律來調整△T選幾個后移時間試算，當關系點與平均關系線相對偏差的標準差最小時，此后移時間為最終確定的后移時間建立Zt+τ/2～Q關系曲線，進行推流第三節(jié) 落差法

適用于受變動回水影響的測站，也適用于受洪水漲落影響，只要比降與落差關系較好的測站

均屬于水力因數型方法

基本關系式35等落差法定落差法正常落差法落差指數法36四種方法使用條件：具有固定測流斷面比降與落差之間關系穩(wěn)定落差較大處有足夠多的測次37一、等落差法基本關系式：進行推流Z建立水位～落差～流量關系圖，Q0.3

0.4

0.5

0.638適用于斷面比較均勻，河底比較平坦，在不受回水影響時，水面比降接近河底坡度的測站基本關系式二、定落差法Qm

－－實測流量△Zm

－－實測流量時相應實測落差Qc

－－與實測流量同水位時定落差的流量△Zc

－－定落差391.

用試錯法定線已知實測流量Qm，落差△Zm，相應水位Z在Z～Qm點上注相應落差△Zm，選最大者為定落差△Zc，計算繪出Z～Qc1點，并定關系曲線由相應水位，在Z～Qc1關系曲線上查得Qc2

，計算(Qm/Qc2)和曲線，在曲線上查得校正的(△Zm/△Zc

)點繪經過(1,1)的(Qm/Qc

)計算Qc’=Qm

/(Qm/Qc)(6)如Z～ Qc’點密集分布在原曲線兩側，則定線成功40由Z在Z～Qc曲線上查得Qc，計算 ，并在曲線上查出對應的 值，則可得Z對應的流量Qm=

Qc()2.

推流41三、正常落差法適用于河段不平整，有時受到回水影響，有時又不受回水影響的測站基本關系式△

Zn

－－△Zm、Qm42Qn

－－正常落差流量正常落差

同定落差法正常落差法的正常落差不是一定值，而是隨水位變化的，因此要定出水位Z與正常落差△Zn的關系曲線43與定落差法區(qū)別：1.

用試錯法定線已知實測流量Qm，落差△Zm，相應水位Z過Z～Qm關系圖上靠右邊的測點點群中心定出一條曲線，即Z～Qn關系曲線設β=0.5，由圖上查得的Qn計算出各實測點相應△Zn，點繪Z～△Zn關系曲線，圖上查得相應△Zn計算 ，點繪 關系曲線，在曲線上查得

， 求出Qn點繪Z～Qn點，若點密集分布在原曲線兩側，則定線成功442.

推流由水位Z和落差△Zm在Z～△Zn和Z～Qn關系曲線上查得△Zn、Qn

，計算 ，并在曲線上查出對應的值，則可由Qn計算出Qm45四、落差指數法適用于斷面基本穩(wěn)定，受變動回水或變動回水及洪水漲落綜合影響的測站基本關系式Sminβ值通過試算，根據方差或標準差最小的原則來優(yōu)選β最優(yōu)S461.

優(yōu)選β值先假設一個“β1”值，計算點繪Zm～qm關系曲線，求出各關系點偏離關系 曲線的標準差S1再假設一“β2”值，同上，求出S2，比較S1

、S2假設幾個“β”值后，優(yōu)選出S值最小時對應的β值 為最終結果472.

推流由水位Z在Z～關系曲線上推出，再由β與△Z計算出Qm值48第四節(jié) 時序型五種方法49一、連時序法二、臨時曲線法三、改正水位法四、改正系數法五、連實測流量過程線法即主要根據流量變化的連續(xù)性，按照實測流量點的時序連成關系曲線的整編方法適用于受某一因素或綜合因素影響而流量連續(xù)變化的測站，使用廣泛要求：測流次數較多，并能控制水位流量關系的轉折點50一、連時序法定線時，先繪制Z～A、Z～V曲線，依測點時序分析，按各時段影響因素特點，定出Z～Q關系曲線分析定線時，Z～t過程線是必不可少的。在水位過程線上，要醒目地注明各實測流量測次位置，特別是在峰、谷附近。因為實測點在峰谷前后的位置，有時會對Z～Q關系線有較大影響51處理步驟：受斷面沖淤影響52受洪水漲落影響53二、臨時曲線法54即在水位流量相對穩(wěn)定的時段內各自定出一條曲線作為臨時曲線適用于不經常性沖淤，或受結冰、水草生長影響的測站處理步驟：55

定線時，先在Z～A、Z～Q曲線上，依時序分析規(guī)律，結合Z～t曲線，定出各穩(wěn)定時段的Z～Q關系曲線

兩條穩(wěn)定的臨時曲線之間的過渡期處理方法有：自然過渡、連時序過渡和內插曲線過渡例如：連時序過渡56三、改正水位法57適用于受經常性沖淤但變化比較均勻緩慢的測站，并用于受水草生長影響或結冰影響的時期要求：有足夠多的實測流量點，影響因素變化過程的轉折處要求有實測點加以控制處理步驟：58繪制標準曲線：在點繪的Z～Q關系圖上，繪制一條單一的Z～Q關系曲線量取各測次點的縱差，即水位改正數。在標準曲線上方者，水位改正數為負，反之為正。繪水位改正數過程線推求流量：在水位改正數過程線查得水位改正數，以水位加水位改正數得改正水位后，從標準曲線上查讀流量?？筛鶕煌闆r選用不同的方法：

受普遍沖淤－－導向原斷面法