第6章水位流量资料整编PPT课件
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水位流量关系曲线的高低水延长
水文站的基本任务就是测定所在河段的水位和流 量，为生产建设提供连续、完整的水文资料。因此，在 安排流量测次时，应保证能控制整个水位变化内的流量 变化过程。但是在某些困难条件下 ，由于测验条件的 限制或某些不可抗御的自然因素，往往出现漏测或缺测 。如高水时因洪水涨落过快。历时较短，水情险恶，漂 浮物多。或受地震、雷击等影响，使测验工作难以实施 ；低水时因受测验条件或仪器性能的制约，也可能缺测 枯水流量。在此情况下，就需要将水位流量关系曲线向 高、低水部分延长。
检查上下游数据有无矛盾。 （五）水库水量平衡检查 检查水库上、下游水量是否平衡。
流量资料统计和洪水水文要素摘录
一、流量资料统计 内容：日平均流量的计算，日平均流量表的编制。 （一）日平均流量的计算 1.用瞬时水位推求日平均流量 先用瞬时水位查水位流量关系，再计算日平均流量 （1）面积包围法 适用于洪水期或水位不等时距观测情况。
的河床糙率 n和水面比降 S ，即可计算高水流速，并
据以作高水延长。
1.有比降资料 由实测资料代入曼宁公式反求糙率 n
V
1
2/
d
3
S1/
2
n
再点绘 （ Z， n）关系点，定出关系线，延长该线。由实
测高水位查
Z～n 线。由大断面资料计算
d
，代入曼
宁公式求高水流速，据此可延长 Z～V 。由大断面资
料可计算高水面积，这样就可延长 Z～Q 曲线了。
2.无比降资料
根据实测流量用曼宁公式计算
，绘制 1 S 1 / 2
n
Z～ 1 S1/ 2 n
线。在河道顺直，断面均匀，坡度平缓的测站，高水部
分 1 S 1 / 2 接近于常数，Z～ 1 S1/ 2 关系线在高水部分可顺
n
n
趋势延长。因
1 S1/2 V
n
2/3
d
故，由高水水位通过大断面可计算
高水时 C S 近似为常数，因此
QkA d
这是一直线关系，容易定线，由实测资料绘制 Q ～ A
d
。
线并延长，再根据实测大断面资料计算并点绘
Z～ A
d
关系曲线，将该线顺势直线延长，
以高水位水位在
曲线上查出 值，然后用
Z～ A d
Ad
此值在
Q～A
d
曲线上查出相应的Q值，根据对应的(Z、
Q)点，便可实现水位流量关系曲线的高水延长
高水延长的主要依据实测大断面资料。在断面无 严重冲淤变化时，一般可用水位面积、水位流速关系 曲线法，水力学公式法等延长。若历年水位流量关系 较稳定时，可参考邻近年份的曲线趋势延长。有历史
洪水调查资料时，也可用作延长曲线的参考。如果断面 变化剧烈，峰前峰后实测大断面不能代表高水断面、延 长困难时，则需借用上下游测站的高水实测流量资料来 延长。
，如图6—67所示。
二、水位流量关系曲线的低水延长 确定断流水位，以断流点作控制，按趋势向下外
延 Z～Q 关系线。 （一）根据测站纵横断面图确定
断面
纵断面图
横断面图
（二）分析法确定断流水位
当无条件采用上述方法确定断流水位时、只要断
面整齐，在延长部分的水位变幅内河宽无显著变化，且
无分流、浅滩存在时，可以采用此法来确定断流水位。
（一）历年水位流量关系曲线的对照 适用于测站控制好，历年水位流量关系曲线为单 一线的测站。
（二）流量、水位过程线对照 各种情况均适用。 二、综合性检查 （一）上下游洪峰流量过程线及洪水总量对照检查 检查洪水沿河长演进时上下游流量过程是否相应 ，洪峰流量沿河长的变化规律及其时间是否相应，在考 虑到区间来水与河槽调蓄作用等因素后，检查一次洪水 的总量量是否基本平衡。 （二）上下游日平均流量过程线对照检查 检查上下游流量过程是否相应。 （三）上下游月、年平均流量对照检查 检查上下游水量是否平衡。 （四）上下游月、年最大最小、流量对照检查
这时，假定关系曲线的低水部分可用以下方程式表示：
QKZZ0
在水位流量关系曲线的中、低水弯曲部分，依次
选取a、b、c三点，使三点流量满足 三点在曲线上，可知：
Q b
QaQc
因
Q a K Z a Z 0 Q b K Z b Z 0 Q c K Z c Z 0
三点方程代入 Q b
与纵轴接近平行。根据这种特性，顺趋势延长实测的水 位流速关系曲线。
⑶将延长部分 的各级水位的流 速乘以相应面积 即得流量，并定 出延长的水位流 量关系曲线。
（二）曼宁公式法延长
适用于断面均匀稳定，河道顺直河底平坦的测站
。在延长水位流量关系时，曼宁公式中的水力半径通 常用断面平均水深 d代替，只要分别求得运用于高水
QaQc
可解出
Z0
ZaZc Zb2 Za Zc 2Zb
断流水位
Z
a
b
C
Z0 Q
流量资料的合理性检查
整编成果的合理性检查．就是通过各种水文要素 的时空分布规律，进一步论证整编成果的合理性，并 从中发现整编成果中的问题，予以妥善处理，以保证 整编成果的质量．同时对未来测验工作提出改进意见 或建议。具体检查方法有单站检查与综合性检查两类 。 一、单站合理性检查
另一方面，在水利水电工程规划设计中，关系曲线的延 长和流量插补常用于推求历史洪水洪峰，它们对推求设 计洪峰流量或设计洪水总量影响很大。关系曲线的延长 和流量插补还常用于推求历史枯水，枯水期虽流量不大 ，但因历时较长，对确定电站的装机容量或渠道的灌溉 引水量等都有直接影响。因此，对于延长或插补工作都 应十分慎重，一般要求高水外延幅度不超过当年实测水 位变幅的30％， 低水外延不超过10％。 一、水位流量关系曲线的高水延长
（一）根据水位面积、水位流速关系作高低水延长 河床比较稳定的测站，水位面积、水位流边关系点 子常较集中，曲线趋向明显，可根据水位面积、水位流 速关系曲线来延长高低水位的水位流量关系曲线，高水 延长方法如下： ⑴先根据最近文测的大断面资料，绘制水位面积关 系曲线。 ⑵高水位的水位流速关系曲线通常趋近于直线，且
d
，查 Z～ 1 S1/ 2 可
nwenku.baidu.com
得 也即得 1 S1 / 2 n
V
2 /3
求出 这样就可延长 Z～V 曲线
和 Z～Q 曲d线了。
（三）用 Q ～ A d 曲线法延长 方法适用于断面无明显冲淤、水深不大，但水面 较宽的单式河槽，且高水糙率和比降变化不大的测站 ，由谢才公式
Q CR A S Cd A S CS Ad
水文站的基本任务就是测定所在河段的水位和流 量，为生产建设提供连续、完整的水文资料。因此，在 安排流量测次时，应保证能控制整个水位变化内的流量 变化过程。但是在某些困难条件下 ，由于测验条件的 限制或某些不可抗御的自然因素，往往出现漏测或缺测 。如高水时因洪水涨落过快。历时较短，水情险恶，漂 浮物多。或受地震、雷击等影响，使测验工作难以实施 ；低水时因受测验条件或仪器性能的制约，也可能缺测 枯水流量。在此情况下，就需要将水位流量关系曲线向 高、低水部分延长。
检查上下游数据有无矛盾。 （五）水库水量平衡检查 检查水库上、下游水量是否平衡。
流量资料统计和洪水水文要素摘录
一、流量资料统计 内容：日平均流量的计算，日平均流量表的编制。 （一）日平均流量的计算 1.用瞬时水位推求日平均流量 先用瞬时水位查水位流量关系，再计算日平均流量 （1）面积包围法 适用于洪水期或水位不等时距观测情况。
的河床糙率 n和水面比降 S ，即可计算高水流速，并
据以作高水延长。
1.有比降资料 由实测资料代入曼宁公式反求糙率 n
V
1
2/
d
3
S1/
2
n
再点绘 （ Z， n）关系点，定出关系线，延长该线。由实
测高水位查
Z～n 线。由大断面资料计算
d
，代入曼
宁公式求高水流速，据此可延长 Z～V 。由大断面资
料可计算高水面积，这样就可延长 Z～Q 曲线了。
2.无比降资料
根据实测流量用曼宁公式计算
，绘制 1 S 1 / 2
n
Z～ 1 S1/ 2 n
线。在河道顺直，断面均匀，坡度平缓的测站，高水部
分 1 S 1 / 2 接近于常数，Z～ 1 S1/ 2 关系线在高水部分可顺
n
n
趋势延长。因
1 S1/2 V
n
2/3
d
故，由高水水位通过大断面可计算
高水时 C S 近似为常数，因此
QkA d
这是一直线关系，容易定线，由实测资料绘制 Q ～ A
d
。
线并延长，再根据实测大断面资料计算并点绘
Z～ A
d
关系曲线，将该线顺势直线延长，
以高水位水位在
曲线上查出 值，然后用
Z～ A d
Ad
此值在
Q～A
d
曲线上查出相应的Q值，根据对应的(Z、
Q)点，便可实现水位流量关系曲线的高水延长
高水延长的主要依据实测大断面资料。在断面无 严重冲淤变化时，一般可用水位面积、水位流速关系 曲线法，水力学公式法等延长。若历年水位流量关系 较稳定时，可参考邻近年份的曲线趋势延长。有历史
洪水调查资料时，也可用作延长曲线的参考。如果断面 变化剧烈，峰前峰后实测大断面不能代表高水断面、延 长困难时，则需借用上下游测站的高水实测流量资料来 延长。
，如图6—67所示。
二、水位流量关系曲线的低水延长 确定断流水位，以断流点作控制，按趋势向下外
延 Z～Q 关系线。 （一）根据测站纵横断面图确定
断面
纵断面图
横断面图
（二）分析法确定断流水位
当无条件采用上述方法确定断流水位时、只要断
面整齐，在延长部分的水位变幅内河宽无显著变化，且
无分流、浅滩存在时，可以采用此法来确定断流水位。
（一）历年水位流量关系曲线的对照 适用于测站控制好，历年水位流量关系曲线为单 一线的测站。
（二）流量、水位过程线对照 各种情况均适用。 二、综合性检查 （一）上下游洪峰流量过程线及洪水总量对照检查 检查洪水沿河长演进时上下游流量过程是否相应 ，洪峰流量沿河长的变化规律及其时间是否相应，在考 虑到区间来水与河槽调蓄作用等因素后，检查一次洪水 的总量量是否基本平衡。 （二）上下游日平均流量过程线对照检查 检查上下游流量过程是否相应。 （三）上下游月、年平均流量对照检查 检查上下游水量是否平衡。 （四）上下游月、年最大最小、流量对照检查
这时，假定关系曲线的低水部分可用以下方程式表示：
QKZZ0
在水位流量关系曲线的中、低水弯曲部分，依次
选取a、b、c三点，使三点流量满足 三点在曲线上，可知：
Q b
QaQc
因
Q a K Z a Z 0 Q b K Z b Z 0 Q c K Z c Z 0
三点方程代入 Q b
与纵轴接近平行。根据这种特性，顺趋势延长实测的水 位流速关系曲线。
⑶将延长部分 的各级水位的流 速乘以相应面积 即得流量，并定 出延长的水位流 量关系曲线。
（二）曼宁公式法延长
适用于断面均匀稳定，河道顺直河底平坦的测站
。在延长水位流量关系时，曼宁公式中的水力半径通 常用断面平均水深 d代替，只要分别求得运用于高水
QaQc
可解出
Z0
ZaZc Zb2 Za Zc 2Zb
断流水位
Z
a
b
C
Z0 Q
流量资料的合理性检查
整编成果的合理性检查．就是通过各种水文要素 的时空分布规律，进一步论证整编成果的合理性，并 从中发现整编成果中的问题，予以妥善处理，以保证 整编成果的质量．同时对未来测验工作提出改进意见 或建议。具体检查方法有单站检查与综合性检查两类 。 一、单站合理性检查
另一方面，在水利水电工程规划设计中，关系曲线的延 长和流量插补常用于推求历史洪水洪峰，它们对推求设 计洪峰流量或设计洪水总量影响很大。关系曲线的延长 和流量插补还常用于推求历史枯水，枯水期虽流量不大 ，但因历时较长，对确定电站的装机容量或渠道的灌溉 引水量等都有直接影响。因此，对于延长或插补工作都 应十分慎重，一般要求高水外延幅度不超过当年实测水 位变幅的30％， 低水外延不超过10％。 一、水位流量关系曲线的高水延长
（一）根据水位面积、水位流速关系作高低水延长 河床比较稳定的测站，水位面积、水位流边关系点 子常较集中，曲线趋向明显，可根据水位面积、水位流 速关系曲线来延长高低水位的水位流量关系曲线，高水 延长方法如下： ⑴先根据最近文测的大断面资料，绘制水位面积关 系曲线。 ⑵高水位的水位流速关系曲线通常趋近于直线，且
d
，查 Z～ 1 S1/ 2 可
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得 也即得 1 S1 / 2 n
V
2 /3
求出 这样就可延长 Z～V 曲线
和 Z～Q 曲d线了。
（三）用 Q ～ A d 曲线法延长 方法适用于断面无明显冲淤、水深不大，但水面 较宽的单式河槽，且高水糙率和比降变化不大的测站 ，由谢才公式
Q CR A S Cd A S CS Ad