多期水深测量数据的冲淤分析定量计算
水库库容与淤积量的精密测量及计算
水库库容与淤积量的精密测量及计算刘国强（广东省水利电力勘测设计研究院，广东广州510170）摘要:针对传统的水库库容、淤积量的测量及计算方法的缺陷，采用现代高精度（GNSS）全球定位技术、回声测深技术及三角形的构网方法，对水库库容和淤积进行测量研究，经实际运用取得令人满意的效果。
关键词：水库库容；淤积监测水库，是在山沟或河流的狭口处建造拦河坝等水利工程建筑物而形成的人工湖泊，在人类的生活中它发挥着重要的作用，如蓄水发电、航运、水产、灌溉以及防洪调度等，是人类不可或缺的一下重要措施，并且其在人类生活中的作用也越来越大，为人类带来了巨大的社会效益和经济效益。
但是我国目前有很多水库是在上世纪五、六十年代建成的，运行至今已有五、六十年，水库淤积严重及库容受损，产生的社会效益和经济效益越来越少。
水库调度的参数有很多，但其中水库库容和淤积量的精度可以对水库的防洪安全与徐水兴利产生影响，所以传统库区容量及淤积量测量精度难以保障，但随着现代测控技术的迅速成长，依靠高精度（GNSS）全球定位技术和回声测深技术，测量精度得到了很大提高和保障。
我们对高州水库、公平水库、雁田水库及长龙水库进行了水下地形测量，准确测量出了水库的库容和淤积量，其测量的方法是三角形构网，主要利用了“三角柱”的水珠体积和淤积体积进而测量出水库的库容和淤积量，在实际应用中取得了比较满意的效果。
1 常规库容及淤积量的确定以前，人们对常规的库容和淤积量的计算方法主要是断面法。
计算库容的模型是：式中：Vi、Li为第i个断面到第i+1个断面间的库容和距离；n为分段个数；Si、m、d、hi 分别为第i个断面的面积、测点个数、点间距和每个测点的深度测量值。
断面法的操作方式很简单，但其会受到前提假设的约束，所以很难保证测量结果的精度。
而淤积量的获得是依据前后两次库容的较差，所以导致库容的精度不准确，进而导致无法测量淤积量的精度。
2 高精度水下地形测量技术2.1 水下地形测量：水下地形测量是利用了测量仪器来对水底点的三维坐标确定的一个过程。
长江口深水航道大风骤淤量的统计与分析
长 江 口地 处 太 平 洋 西 岸 ，东 濒 东 海 ，属 北 亚 热 带季 风 性 气 候 ，每 年 的 ７ 、８ 、９月是 台 风 影 响 长 江 口水 域 的 主 要 季 节 （ 约 占全 年 的 ８ ０ ％） 。长
，
上海 ２ ０ １ ２ ０ １ ）
摘 要 ：搜 集 整理 了 长 江 口 ２ ０ ０ ８ －２ ０ １ ３年 对 长 江 口影 响 较 大 的 台风 资料 以及 航 道 的 回 淤 资料 。 目前 ，没 有 长 江 口深 水 航
道 大风骤 淤量 的现场 实测资料 ，也没有 比较科 学合理 的航道骤 淤统计 方法 ，为此，提 出基 于 目前 实测资料基 础上 的航 道 大
03水文巡测规范【SL195-97】条文说明
,中华人民共和国行业标准水文巡测规范条文说明目次总则流量测验部署流量资料分析整理与允许误差指标桥上测流泥沙测验水文调查总则根据已实施水文勘测站队结合的情况和发展形势要求为亟须有一部统一因此近年来本规范编制组在总结执行站队结合试行办经验的基础开展对具有简便又很适用于为确定其为一种常用测流方法做了大量野外试验和室内模型试从而为规范编制提供了科学依单次流量测验已在中作出规本规范对适用于全年或分时期巡测的测区测验设备与测流方法选择以及水文调查等方面进行统一规有些测站经分析具备巡测但受条件设备限则可在满足同等精度情况下采用其他方本条提到有别于资料整编前者为采用历史资料分析误差并定出允许误差本条的自然地理条件是指巡测区内流流域地河道断面形天气现象以及降河流水文特征可包括径流特洪水特水洪水涨落性质及洪峰历时等内点布局则指把站队结合测验的一个巡测区作为一个整体来考虑并应探讨测区各水文站的特性之间的及其与测验部署的各项内容的关于测站特性通常应分析低水的控测站控制与水位流量的以及年内和历年水位流量关系的变化规但以上各项与测验部署的关系是较为宏观具体部署于本条各款中规巡测为巡回间测为停测几巡测和间测是重要的测验方关于确定测验方式应依据不同任务要求和技术条按对水文站精度类别划分的有关规定执因不同的测验方式对测验测测验方法有不同巡测区内测验方案是巡测区内各站点的测单次流量测验方法选择及间测方案之间的合理配置所以对以上各项应予统筹由于间测可以提因而创造了增设辅助站和调查点的条就可以扩大水文资料收集范围和增强水文资料的完整参加编制组的各省及流域机构对各类测站从水文资料实际出发对各测验方式的定并时段总量的推求和低枯水期等各项误差作了大量分析计算工规定了允许误差范本条的规定是在此基础上作出流量测验部署基本情况调查本条所规定的基本情况调查即为水文勘测的基本内它是开展水文巡测进行测验部署时巡测区在天然条件下和水工程影响条件下的自然地理和水文方面需要收集的技术基础为了了解对巡测区实行巡测的各种影响因本条对巡测区水文测站水文以及从点面结合探求在不同时期的水文情势的差异和选择好巡测路线与关键性流量测次等方面的调作出了相应的规本条关于在平原水网和人类经济活动影响程度较高的地应进行专门调查的内容的规是为了把定位观测和面上水量巡测适当地结合起有效地控制巡测区水量以满足水量平衡和径流还原分析计算的需巡测条件与要求关于采用巡测资料推算其年总量的误差应符合本规范表的规意即使用枯水总量占年总量的比确定低枯水期的相对误差之从本规范表所查得的年总量误差按测站精度类别应在表的允许范围以凡低枯水期符合本款规定的可继续与测站特水位流量关系的形交通通讯条件以及巡测方案有因此对现有水文站是否有条件实行巡测应对本条规定的各项内容进行分析对于测站控制条件及其系指测站在低水时期是哪一种控如河槽控断面控制等各种控制的转移在水位流量关系上有对水位流量关系的分析则着重于水位流量关系的处理是否符合测站特以及年际之间的变化规并应在此基础上按本规范有关节的规定对本条的关于巡测允许误差和巡测规定的内容予以本条规定需要有年以上资料来论证控制实测流量的水位变幅达到的程度这是由于实践证明资料年限短难于包括小水及各种特殊水情的年对其所确定的各种特征不确定性较也难于掌握应本条对水文调查的基本项目的规是根据当前水文站已进行的工作情况和承受能力本条规应对现有水工程变化对水文测验的影响程度其影响程度用测区内蓄水工程总集水面积水库上游有水库下游水库的集水面积为两水库间的区间集水与测区集水面积之比值来衡流量测验方案部署本条的流量测验次数布置适用于水位流量关系可定成单一线根据包括有小水年份的历年综合水位流量关系曲线以低水位级分组按需要精简的测次从各组中随机抽取实测关系点并定成水位流量关系曲如此随机抽取次则可定成条水位流量关系曲线然后用这些水位流量关系曲线推算各种时段与由精简前历年综合水位流量关系曲线推算的各种相应时段量相即可求得该精简测次数各种时段量的随机数据系并算出不对精简测次数布置的检验可参考表当实行精简测次后推算的各时段量对按精简测次前的历年综合水位流量关系推算的各时段量的相对在表规定的范围以可按已选择的测次继续本条规定实行检测的测验方案须用较高精度的测验方案较高精度的测验方案是指按国家标准流流量测验规的有关规定选择的测验方表单一线流量测验次数选择允许误差注统误差应控制围确定度的置信水平测流设备与流量测验方法选择测流设备实行巡测的水文站应无人驻站因此本条对于巡测水文站的水雨量必须每天定时观测或在某一时期实时观测的基本规定其观应按不同情况实现自记和长期自本条是对实行巡测的水文站关于设施所作的原则性规用以作为实行巡测的配设施的依其目的是提高流量测验设备的技术性可靠性和利用并节约经费开流量实行巡测要及时测报巡测区雨对巡测交通工具和通信设备等提出了新所以本条规定应配备较先进的仪器设备和交通工流量测验方法选择流量测验方法的选择是保证单次流量测验精度的关键之本规范是根据各测流方法的基本原适用条件和结合流量巡测的特点对流量测验方法选择所作出的规测区各测站应根据各自的实际情况认真分析确定流速仪法是国家标准中规定的首在其适用条件下测流精度本款所作规其目的是为了提高和核定其他方法的单次测流或准确推求其他方法的修正系数和流量系本款提到的流速仪测流困是指河流中漂浮物多水位涨落急剧已超过流量测验国家标准的有关规定水面风浪以及危及测流人员生命与测流设备提到的超过流速仪测速性是指河流流速超过了厂家规定的低流速与高流使用浮应严格执行有关条款的规定例如对浮标系数的应进行流速仪法与浮标法的比并应充分积累浮标系数比本款的方法为前述未提及的方法动船示踪一线能坡法这些当达到流速仪法测流精度可在流速仪法的使用范围采用当达到浮标法测流可在浮标法使用的范围内使余此本条规定应根据测区的雨水情预报和所确定巡测方检测是对实行间测的水文站的水位流量关系线进行校以判断水位流量关系的偏离程检测的测流精度应有较高的要因此本条规定必须采用流速仪流量资料分析整理与允许误差指标一般规定间流量测验就不再象以往驻站那样因此在间测之前必须根据已有水文资料进行测次精简和布设以及定线允许误差的综合分析确定间测的流量测验方由于根据已有水文资料经综合分析确定的各项定线属于下限为了协调本规范与整编规范之间的所以规定进行已实行巡测的测区各水文站的流量资料整编时其各项流量定线允许误差指标不得大于本章规我国对水位流量关系定线误差的表示以往采用经验频率统计方法表示现在本规范按照国际标准的表示以概率论为取用置信水平为相对随机不确定度表对于水位流量关系线间的并线偏离时段总量误差和系考虑到分析资料的现则采用相对误差表误差分析方法本条规定的水位流量关系线分析处是针对将实行巡测的各在对其以往各年的水文资料已做整编的基础进行多年综合分析处理的特点由编制组成员单通过大量的试点工作并加以概括总结而提出本条款本着把水位流量关系尽可能按单一线处理的原因而规定可以从各类精度的水文站的实际出在可能达到精度范围根据不同的影响水位流量关系的因定成多条单一线例如受洪水涨落影响的水位流量关系可分涨落水面定成落支单一受定期冲淤变化影响的可分时段定成多条单一关于过渡段时间的长短及过渡段的处可根据测站特性和受不同因素影响的线间水位流量关系变化的可能趋进行综合分析本规范根据低水位级对各类精度的水文站可能达到精度和需要精度之间的综合分析为适应开展巡测的需流量资料的分析整理可分为点对线的定线误差和各种时段总量误差两个层控制允许误差范所以本条款把各种时段总量的误差规定为应进行分析的本条提到的分析简化的是指在水文站以往已整编的水位流量关系基础对其进行精简测单值化处分影响因素定历年综合定线或并线等定线处理后重新定成的关允许误差指标本条对各类精度的水文站的允许系统误差指标所做规是根据国家标准单次流量测验的系统误差确定本条是对分两个层次控制允许误差范围进行定线推流的规复杂的关系曲可在某一定范围内定成单一这样便有多条单一每一单一线可按以上两个层次控款为第一层次款为第二层凡能按第一层次控制的应按第一层次控本条表的低枯水期即为巡测的低枯水水位流量关系的定线当已知某类精度的水文站定单一线或合并定线前的低枯水总量与年总量比值其年总量相对误差符合本规范表的规按本条表即可确定该站低枯水期本条表是根据各类精度的水文站的大按测站水文特性和枯水径流的重要程度进行综合分析加以概括总结编制本规范各项多取自湿润地部分取自半干旱地区故不能适用于受变动河床影响和干旱地区因此规可根据测站特采用符合本规范第条规定的资料参照本规范有关规予以分析流量实行间测对水位流量关系线在年际间变化的稳定性要求所以对高水水位级的关系曲线偏离规定了较高桥上测流一般规定要求桥上测流河段水流较集中且无回死因为如果测验河段发生岔流将增加流量测验工作的复杂尤其对回死水边界的确定是随水位和洪水情势而变动且变动范围较易导致流量成果产生较大对水流流向与桥轴线的垂直线夹角的要求有两层涵义首流向偏角过会导致较大当流向偏角在以内时引起的流量误差一般认可在流量测验允许误差范围但当流向偏角达投影于测流断面垂向的流量测验误差已达所以即使在很困难的特殊情况流向偏角也不宜超过其次桥前水流因阻水水流结构极为复杂为探求桥上测流方案的科学依据曾在野外试验站及室内模拟试验进行了各种墩水流条件和各种测流方案的科学试表明当流向偏角较水流壅水及紊动更为增加了流水深测量的困本条是根据向交通铁道部有关部门及省交通厅的大量调查资料和有关设计手册等文并收集了全国水文系统个属于防汛重点河段的水文站附近可用于桥上测流的桥梁的调查材进行综合概化而作出的规要求桥面离河底最低点距离超过不宜布置桥上这是根据目前桥测技术和设备条为了保证必要的测验精度和测验安全作出的最低限否因偏角引起测速误差将难以估计但使用不接触水体仪器测速不受此例如电波流速由于桥测断面的水流受建筑物的及桥上测流所采用的特定方使得桥测流量与天然河道常规方法测得的流量有出试验资料证明两者存在一定的系统偏故规定桥上测流应经过率定检验方能投产使对建桥上测流站当无条件进行率定检验的涵系因新建桥上测流站尚无成熟的率定检故可暂借用桥墩断面形状及水流条件等相似的桥上测流站的流量改正系数当通过实践探讨到可行的率定检验方法再进行本站流量系数的率桥测河段勘察确定勘察河段的范主要应考虑下列影响因桥梁上游至壅水影响距离以下游至水流波动影响消恢复天然河道正常水面线状态后一定的距上下游的碍水建筑或地貌足以影响桥测断面水流的河段临时性采用比降面积浮标或其他测流方法所必须具备的河段长本条规定的内容应该向当地桥梁主管部门仔细并商得该主管部门同意进行桥上测流方可规划部署桥上测流措以保障流量测验工作的安全和正常在同交通部门商妥最好形成书面意见以免因时间久远人事变迁而发生异影响测验工作断面布设本条对桥测断面水尺当其不能布设在测流断面上要求通过试验比较确定适宜的水尺断面是因为受桥前壅激浪的影响水位与水位与流量等关系较正常情况当受地形条件限制或其他特殊原因不能在测流断面上布设水尺宜自桥前附近至上游壅水范围选择数处合适的断面设立水尺同步观测水位经过试验资料分析比较选择水位代表性较水位与流量关系较为稳定合理者作为测流断面水本条规定桥上测流断面宜选在墩上游布是根据多处野外试验站多年试验研究和室内模型试验得到的一致认其目的是使桥上测流站的断面平均流速在以上时的流量测验能达到必要的至于在范围内如何具体确定测流断面位置则需要根据桥墩类桥梁孔流量改正系数等因素的影响作用及桥测设备条件等综合分析关于压缩比它反映了桥梁孔数桥墩类的根据国内外铁交通部门的研究它对桥梁上游段的壅压缩段的水流结构和建筑物下游的冲刷等都有一定的引用的式是一种简化形因为这里只是用它作为影响因素无需选用某些桥梁设计中的繁琐公式中的获取方便起规定采用桥梁设计洪水位的水面宽度未细计及高洪水位变幅范围内的变桥梁的设计洪水标准是根据公路等桥跨大小而定故当建站初调查到的历史洪水高于桥梁设计洪或建站及实际发生的洪水超过桥梁设或高洪水时的流速超出桥测设备能力等无论可能出现哪一种情况均应事先布设好比降断面及水位观作好比降面积法测洪测流方案布置河床不稳定的每次测流都用实测水才能保证流量测验但遇洪水落特别或暴风骤雨的恶劣天气下夜间出现洪峰等特殊水情测深有困难或在这种情况因测深延长测流历时反致降低相应瞬时流量的则可在测流后水情较稳定的时期补测水根据国内外关于桥下及其附近的水流的试验表明水流结构极其其流速分布不同于天然河道因此测流方案的布置不能照搬常规测流的规这里是根据国内大量野外及室内模型试验成综合分析所得规律而作的规如在天然河道里用水深处一点法测速可视作垂线平均流误差在允许范围但桥上测流用水深处一点法测速代替垂线平均流将会引入较大采用其他一点法测速水深处一点法的垂线平均流速系数的标准差较水面一点法为从测速精度和测速方便综合考虑本规范规定采用水深处一点法测本条所提洪是泛指其重现期约为数十年或上百年的大洪此种洪水峰量流速易使河河床发生重大变化故要求发生稀遇洪水河断面有重大变化时对原测流方案重新审查桥上测流主要设备配置桥上测流是一种新近成熟起无论在方法上或技术设备上都有待继续探索和完既要试验研究新新仪器的应用又要强调坚持严肃的科学态保证测验的必要所以本条规定对新新仪器一定要经过实地比测试精度符合要求方可正流量计算表的编制是以野外桥测试验和室内桥测模型试验的低水试验资料为基础并根据室内桥测模型试验的高水试验资料野外试验站没有收集到高水的试对变化趋进行综合分析确定表内的变化范应用表时应明确本表的适用范围是低水有比测试高水当断面平均流速缺乏比测试按照表内范围低水水位流量关系的变化趋势分析选定本站采用的桥测精度要求与误差控制为确定桥测断面的测速垂线布设规定在建站初期选取典型桥加密布置测速垂这里的型桥是指当桥位与水流成正交时选取中泓桥孔和近岸边桥如果桥位与水流成斜交还应考虑因斜交造成桥孔水流差异的其他特殊情况下的重大影响因均应加以最后综合各项因素选取典型桥本规范规定当桥梁的孔数较少时测流的测速垂线数可每孔布设但测速垂线的布设位置要由加密测速垂线后优化组分析对典型桥孔布设测速垂线的加密数可根据桥孔单跨宽度及流速横向分布的不均匀程度综合一般每孔可布设测速垂线泥沙测验一般规定河流泥沙测验应包括悬移推移床沙及各类泥沙的颗粒级配由于悬移质泥沙通常是河流泥沙的主要部凡国家基都必须进行悬移质在本规范中主要是依据国家标准流悬移质作一些必要的补充性规对于推移床沙及泥沙颗粒级配只原则提出如何确定测验其他应按有关行业标准的规定进行测验未作补充性规本条规定也具有河流泥沙测验的完整概不能理解为仅仅是悬移质由于悬移质泥沙测验与流量测验有密切联在巡测条件悬移质泥沙测验的方需要尽可能的与流量测验方案协调一致因此本条规定根据测站条件和流量测验方来选择悬移质泥沙测验方本条规定的理由有二第流量间测是经过资料分析论证确定的不应受悬移质输沙率测验制约而不能实行流量间凡能够实行流量间其测站控制条件及河床是较稳定因而悬移质泥沙横向分布及经资料分析确定的单断沙一般比较稳历年综合的单断沙关系线较稳定具有与流量测验实行同步间测的条鉴于改进和利用输沙率关系是能否实行泥沙巡测的关键技术问在一般河流洪水期输沙率由于与降下垫面条件及季节洪水来源区等因素有关而复杂多变如不经资料分析将主要影响因素考虑进建立较稳定的经验就不能有效地减少输沙率测本条规定的各种关系曲线法定线主要参照现行有关标准中关于单断沙关系的曲线定线允许误差并按随机误差符合正态分布转换而对一类站稍对三类站适当放非汛期悬移质测验本条规系根据我国部分测站在非汛期已实行定期巡测并用过程线法整编资料的多年实践经验制定由于非汛一般河流的悬移质泥沙主要来自河床补流量输沙率关系比较稳而采用水位流量关系推是采用流量输沙率关系法的前提条本条对巡测结合的泥沙站采用精简后的测次分布和新的资料整编方法求得的整编成与未精简测次的整编成果比非汛期输沙量的允许相对误差的指标有一是不超过多年平均年输沙量的与本规范第条关于停测泥沙的允许相对误差指标相一致二与同年非汛期输沙量比较其允许相对误按表的规定根据非汛期输沙量占当年输沙量百分数来当占年输沙量百分数在其允许相对误差可按线性内插汛期悬移质测验本条规定了流量已实行巡测的有人值守其悬移质测验在不同条件下可供选择的几种首先如果经过采用改进后的流量输沙率关系线法整编资料能满足精度要求以采用流量输沙率关系线法为最测次最少此时可不测单输沙率测验只在施测流量时其次可选择单断沙关系线留守的测站人须进行单样含当发生含沙量有较大变化用全断面混合法增加输沙率测再具有良好的缆道测沙设备的站当采用适合本站条件的全断面混合法进行输沙率与单样含沙量测验所需测验历时相差不多时可选用断沙过程线这时只用全断面混合法直接测量断沙不测单在汛流量已实行巡测而又无人值守输沙率测验只如无可靠的测沙自记或自动取样仪器设备只有采用流量输沙率关系线必须进行资料分析研究和提高流量输沙率关系线法的悬移质测验仪器和方法本条规定可根据河流水沙特精度要求和测站条件等实际情况来选用自动测沙为了自动采集三类站的洪水涨坡过程水样可采用一组取样瓶取样瓶的构造见图在洪水前将各个取样瓶分级牢固地安装在木桩或桥墩上使其进水管嘴正对上测定各取样瓶进水管当河水上升到进水管嘴高水样开始进入管当水面升高到点水便漫过虹吸管顶开始虹吸并在水头的压力下向瓶内灌水一直到瓶内水面到处为同时迫使排气管内的水面上升到高度当河水上涨到空气被阻挡在排气管只要管内保留有足够的空水就不能进入瓶内与水样进行交但当取样瓶的淹没深度继续增加瓶内空气被有少量额外的水样进入瓶从而可在预定的水位自动采集水但该仪器成果准确性较人工取且不能采集洪水落坡的水本款规定洪水落坡的含沙量变化过可根据资料分析建立的经验关系自动抽水式采样器的种类繁多比较简单的泵式采样是由一个小型水泵和一根带有进水管嘴的软管进水管嘴固定在铅鱼以调整取抽水式采样器要经常调整水泵的负压使其进水管嘴的流速与天然流速一抽水式采样器结构组成如图自记式的现场测沙仪主要有同位素测沙振动式测沙超声波测沙仪光电浑浊度测沙仪这些设备必须用积时式采样器进行率。
水库泥沙冲淤分析计算
水库泥沙冲淤分析计算引言：水库是水资源调配、水能利用和洪水防治的重要工程，但是由于水库上游的河流携带大量的泥沙，常常造成水库的冲淤问题。
因此，对水库的泥沙冲淤进行分析和计算，对于合理设计水库以及有效防止泥沙淤积具有重要意义。
一、水库泥沙冲淤分析水库泥沙主要来自上游河流的冲刷、侵蚀和自然沉积等过程。
通过对上游河流的泥沙输沙率、输沙浓度、输沙密度等参数的测量和分析，可以预测水库的泥沙输入量。
2.泥沙输移分析：泥沙在水库中的输移过程是一个复杂的动力学过程。
通过建立泥沙输移模型，考虑水库的流动、湍流、沉积、悬移负荷等因素，可以分析泥沙在水库中的输移规律。
3.水库冲淤分析：水库的冲淤是指由于泥沙的淤积和冲刷作用，导致水库内部水深的变化。
通过对水库的水位和泥沙淤积的监测和分析，可以计算水库的冲淤量。
二、水库泥沙冲淤计算1.泥沙输入计算：根据上游河流的泥沙输沙率和水库上游面积，可以计算出每年输入水库的泥沙量。
泥沙输沙率的计算可以通过现场测量或者借助河流流量和泥沙浓度的关系公式进行计算。
2.泥沙输移计算：根据泥沙输移模型，考虑水库的流动特性、悬移负荷、沉积速率等因素，可以计算出泥沙在水库中的输移量。
输移过程可以采用数值模拟方法，结合实际数据进行计算和验证。
3.冲淤量计算：根据水库的水位和泥沙淤积的测量数据，可以计算出水库的冲淤量。
冲淤量可以通过净淤积量和淤积面积的乘积来计算，也可以通过冲淤前后水位和底床标高的差值来计算。
三、水库泥沙冲淤分析计算的应用水库泥沙冲淤分析计算在水库设计、建设和运营中具有重要的应用价值。
通过对泥沙输入和输移的分析，可以合理设计水库的泥沙过闸设施，有效控制泥沙的进入。
通过对冲淤量的计算，可以及时采取清淤措施，避免泥沙淤积对水库堆养生态环境和水能利用带来的影响。
结论：水库泥沙冲淤分析计算是水库设计和管理的重要内容，通过该分析和计算可以对水库的冲淤问题进行预测和控制，保证水库的正常运行和安全性。
海洋技术 交流 水下地形冲淤变化对比分析的方法
技术交流▏水下地形冲淤变化对比分析的方法目前，根据水深图对比分析水下地形的冲淤情况所使用的方法在相关规范中没有明确的规定，在相关教材中也没有系统的指导，平常所使用的方法都比较零散单一，没有综合性的对比分析方法可遵循，在进行冲淤对比分析的时候常常很难找到参考资料。
本文结合某港区定期测量工程项目及其专题冲淤分析报告，通过对每期测绘成果数据的再编辑、统计、计算和绘图，总结出根据水深测量图进行水下地形冲淤变化对比分析所常用的几种方法。
一、资料来源在某港区相同测量范围内，2006年4月至2017年4月11年内完成的16次定期水深测量图及其成图数据（全部为数字测图）。
其中测量数据包括重点水域的多波束全覆盖扫测数据（测点间距为1m）、1:500比例尺测图数据、港区周边水域1:2000和1:5000比例尺测图数据。
测图数据全部使用GPS RTK定位（三维水深数据可做校核），每期测量断面线布设方向和位置相同，水位站位置布设相同，测量设备、测绘软件和测量方法保持相同，测量精度较高，测绘资料的可比较性比较好。
二、分析方法利用上述已有的水深测量图及其成图数据，经过多年的逐步完善和总结，分别采用多种方法对港区的整体和重点区域进行冲淤变化对比分析，分析方法只针对冲淤的变化和结果，不针对冲淤变化的成因。
共总结出六种常用的水下地形冲淤变化对比分析方法。
这些方法分别从整体地貌动态变化到局部地形细微变化，从纵横面变化展示到具体冲淤变化数量显示，贯穿整个分析区域的时空变化，体现了冲淤变化的速率及强度。
具体分析方法为：绘制冲淤变化图法、制表统计法、绘制等深线变化图法、绘制固定断面变化图法、绘制冲淤变化速度图法、地貌变化对比图法。
⒈绘制冲淤变化图法顾名思义，冲淤变化图就是任意两次测量的地形变化量图。
使用冲淤变化图可以从总体直观地描述出两次水下地形测量间地形冲淤变化的位置、范围和冲淤变化量。
冲淤变化图最主要的图形要素就是冲淤变化的位置和冲淤变化量。
清淤工程量计算
4对冲淤变化较大的内河清淤，当无法用平均水深测量方法确定工程量时，可根据经验估算或采取舱载土方管线土方的方法计算或者以吹填实测方来计算。
5对回淤严重需常年维护的航道，其清淤工程量可采用多年以测图计算的清淤工程量的平均值或分析值计算。
清淤工程量计算
4.5.1清淤工程量的测量和计算方法，应根据现场的具体条件和清淤设备的类型予以确定，可参考JTS181-5的相关规定。清淤工程量测算方法可按下列原则确定：
1对无回淤或回淤量很小的工程，应采用平均水深测量方法计算清淤工程量。
2对土质情况变化较大的工程，应根据测图和地质剖面图计算不同土质的工程量。
6对于河流和狭长形湖泊，也可采用断面面积法计算。
4.5.2清淤工程量宜采用水深测量法测量水下地形，并按开挖设计断面进行计算。
4.5.3清淤工程量应包括设计工程量、计算平均超宽和超深工程量。超宽和超深值参照表5.6.1。
图4.5.3-1环保清淤工程河道横剖面示意图
ABCD-设计断面；abcd-工程量计算断面；ΔB-计算超宽；ΔH-计算超深；
（m）；
Ll、Lr——分别为挖槽左、右计算底边线的长度（m）；
(ΔL-m×ΔH)——实际底边线超长值（m），如挖槽只一端有端坡时，只需加一个（ΔL-m×ΔH）；
Bu、B0——分别为上、下两端计算底端线的宽度（m）；
Du、D0——分别为上、下两端计算底端线的平均清淤厚度（m）。端坡两侧边角处各点的泥层厚度按该底端线上的平均泥层厚度计算。
3）挖槽内图上有孤立的1~2个水深点超过计算深度时，按计算水深值计算平均水深；当图上有连续出现两个以上水深点超过计算深度时，这些水深值不参与计算平均水深，其占有的大于计算深度的面积从挖槽面积中扣除。
水库淤积年限计算方法介绍
水库淤积年限计算方法介绍
水库淤积年限是指水库滞后淤积过程中，一定期间内所积累的淤积物量，其计
算方法主要有三种：
一、损失量法，即根据池库出入水实测量资料，计算每月、每季度或每年入池
库水量减去出池库水量所形成的损失量，以此计算淤积年限；
二、侵蚀增量法，即根据池库在时间上的变化，以区域侵蚀的增量代替水库淤
积的增量，在一定年限内累计，以此计算淤积年限；
三、池库淤积模拟法，即在建立池库水淤积模型的基础上，计算淤积物的累积量，以此计算淤积年限。
上述三种方法都可以用来计算水库淤积年限，但其精确性取决于计算资料的真
实性。
因此，在计算水库淤积年限时，必须结合实际情况，综合应用多种计算方法，以便取得更准确的结果。
水库泥沙冲淤分析计算
水库泥沙冲淤分析计算抽水蓄能电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1996年10月抽水蓄能电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:勘测设计研究院年月目次1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3. 基本资料 (4)4. 水库泥沙冲淤计算 (6)5. 专题研究 (9)6. 应提供的设计成果 (9)附件A (10)附件B (11)附件C (14)1 前言项目概况抽水蓄能电站位于省县乡境内，总装机 MW。
抽水蓄能电站由上水库、水道系统、厂房及下水库组成。
水库泥沙冲淤分析计算2 设计依据文件和规范2.1 有关本工程(或专业)的文件(1) 可行性研究报告;(2) 可行性研究报告审批文件;(3) 初步设计任务书和项目卷册任务书，以及其它专业对本专业的要求;(4) 泥沙专题报告。
2.2 设计规范(1) DL 5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程；(2) SDJ 11-77 水利水电工程水利动能设计规范(试行);(3) SDJ 214-83 水利水电工程水文计算规范(试行);(4) SL 104-95 水利工程水利计算规范;(5) 水库水文泥沙观测试行办法。
2.3 主要参考资料(1) 水利水电工程泥沙设计规范(报批稿)[echidi1][1]；(2) 《泥沙手册》(中国水利学会泥沙专业委员会主编)；(3) 《水库泥沙》(陕西省水利科学研究所河渠研究室、清华大学水利工程系泥沙研究室合编)；(4) 《河流泥沙工程学》(武汉水利电力学院)。
3 基本资料3.1 水库概况(1) 水库地形图，施测时间；(2) 库区纵、横断面表，需要时给出横断面特征线；(3) 水库水位容积、面积曲线图及表(包括总库容与干支流库容)。
表 1 水库水位容积、面积表抽水蓄能电站装机容量 MW(共台)，一般每日发电 h( 点至点)；每日抽水 h( 点至点)。
金塘水道冲淤变化分析
纪 ７ 代 中期 开 始筹 建 北 仑 矿 石 中转 码 头 以来 ， ０年 有 些学者 就 曾对金塘 水 道南岸 的 冲淤变化 做过 调查 和分 析 。邱 建立 等 利 用 １７－ １８ 年 北 仑 港 区矿 ９８ ９１
２０ ０ ４年 ４个典 型 年 份 的 海 图或 水 深 地形 图 ，这 些
图 件 的数 据基 准 面均 为理 论 最低 潮 面 。利用 Ｍａ — Ｄ
Ｉｆ 软件对其进行数字化处理 ，在大地坐标系统和 ｎ ｏ
投 影方 式统 一 的基础 上 ，将 各 年份水 深点 和边界 线 信 息 导 人 Ｓｆｒ ｕｅ 软件 ，采用 Ｋｉｇｎ ｒ ｉｇ插值 方 法 把 离 ｎ
西面 与杭 州湾 和 甬江 口相通 ，东 面与 册子水 道 和螺
波港北 仑港 区的初期建设 和后期 发展提供 了重要 的科 学依 据 ，但 局 限于水 道 南岸 北仑 山 以东约 ３ｋ ｍ范 围 内的岸 段 海 域 ，缺 乏 对 水 道 整体 冲 淤特
性 的分 析 。 因此 ，开展该 水 道 的整体 冲淤 变化 规律 研 究对 宁 波港北 仑 港 区深水 岸线 资源 开发 管理 和可 持续 利用 具有 现实 意 义。
宁波 ３５ ０ ） １ ８０
杭州
３０ １ ； １０ ２
２ 宁 波 港 股份 有 限公 司 ，浙 江 ．
摘
要 ：利用 １３ 年 、１６ 年 、１８ 年和 ２０ 年 ４ 典型年份的水深地形资料 ，通过 建立这些年份金塘水 道的数字高程 ９５ ９２ ９７ ０４ 个
模型 ，定量计算了不同时段海床平面 冲淤和特征等深线位移的变化 ，并结合实测水文泥沙资料和南北两岸 的水利水运 工程 布 局 ，初步分析 了冲淤变化的原 因。结果表 明，在 １３ － ２ ０ 年 的 ６ 年 中，金塘水道 的海 床平 面整体 上以轻微 冲刷 为主 ，冲 ９ ５ ０４ ９
水下地形冲淤变化及对比分析方法
技术应用ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴＶｏｌ．２８，Ｎｏ．４，２０２１水下地形冲淤变化及对比分析方法陈娜日苏（集宁师范学院地理科学学院，内蒙古乌兰察布０１２０００）摘 要：水下地形变化直接影响河道冲蚀等动力因素以及河道下游土壤和生态环境。
针对水下地形冲淤变化进行探讨与研究，提出新的分析方法，有助于合理利用水库资源。
通过实际河道周期性测量的水深图，应用多种方法对水域进行区域化对比分析。
关键词：水下地形；冲淤变化；对比分析ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０２１．０４．０５４ 引言水下地形冲淤一直是河道下蚀的主要内容，由于不同地形的地理环境差异，可能产生的冲淤类型也有所不同。
为了进一步做好河道河流管控，科学地利用各种水资源，通过水深图结合多种分析方法，对水域进行区域性对比分析非常有必要。
水深图的概念及应用范围水深图反映水的深度，通过河道的实际测量中水的深度周期性变化从而反映河道的水流量及其他水力性质。
随着近年来世界极端天气发生频率越来越高，海洋河流的水流量受降雨天气的影响变得极其不稳定，我国某些城市常年受洪涝灾害的影响，损失惨重，在这种背景下，不同时间的水深图，经过分层设色后，可以较为形象地反映出水下地形的基本概况，以及河流蓄水量的变化，从而进一步分析水下地形冲淤的基本状况。
水深图是进行水下地形冲淤分析的基础数据，因此水深图被广泛应用于城乡河道及海洋资源开发等众多工程中，为水利管理、农田用水作出了重大贡献。
水深图的测量与绘制水深图的数据来源主要是水深测量。
水深图的测量与基本的地形测量的步骤类似，所采用的测量软件与测量设备也符合基本地形测量的测绘需求，而水深图作业由于在水下作业，所以测量的环境与一般的地形测绘不同。
其具体测量步骤是借助测量仪器、水准仪、卫星等，测定水底点到水面的高度和点的平面位置。
在实际操作的过程中，主要有以下３个步骤。
１）深度测量。
即沿测深线的延长方向，按一定间隔测量待测深度点的深度。
一种水库冲刷淤积计算方法
一种水库冲刷淤积计算方法1、引言水库冲刷淤积是影响水库安全运行的重要因素之一，它是指在水文调度过程中发生的淤泥及其他悬浮物物质随水体切割运动而被带走的现象，对水体运动的分析和控制有着重要的意义。
随着水库发展利用的不断深化，许多水库的安全生存岁月已经受到了冲刷淤积的影响，严重影响了水库的有效利用。
因此，对水库冲刷淤积的研究具有重要的实际意义，为了准确研究冲刷淤积，就需要研究一种更好的计算方法。
本文就为此研究一种水库冲刷淤积计算方法，分析水库淤泥分布特征，根据积蓄计算计算淤泥流量，构建出更好的淤泥模拟模型，以此来更准确的计算冲刷淤积。
2、水库冲刷淤积计算方法综述水库冲刷淤积计算方法有很多，从机械模型、数学模型和集合模型等不同的模型进行模拟流体运动和淤泥运移。
1）机械模型机械模型是以水文参数作为模型参数，建立冲刷模型，依据实验数据计算淤泥运动的方法，其优点是直观性强，简单易行，但缺点是受水文参数影响大，对模型参数依赖性大，不能反映淤泥的变化特征，无法准确表征淤泥的积累和冲刷过程。
2）数学模型数学模型是以水文参数为模型参数，建立淤泥模型，根据计算流体力与淤泥力相互作用，计算淤泥运动的方法，其优点是模型简单，且对模型参数的影响不大，能够较好地表征淤泥的变化特征，但缺点是受水文参数影响大，无法给出淤泥运动的精确计算结果。
3）集合模型集合模型是以淤泥、水文参数和水体流动规律为模型参数，建立淤泥模型，根据淤泥与水体流动直接作用，计算淤泥运动的方法，其优点是对模型参数不敏感，可以给出淤泥运动的准确计算结果，但缺点是模型计算复杂，难以实施。
3、一种水库冲刷淤积计算方法本文研究一种水库冲刷淤积计算方法，其思路是建立一个集合模型，结合机械模型和数学模型的优点，利用水体流动规律和淤泥力来给出淤泥流量的计算方法，具体如下：1）分析水库淤泥分布特征根据水库库容曲线及淤泥深度分布特征，确定水体流动方向，以及淤泥的积蓄和冲刷特征。
回淤量计算公式
回淤量计算公式回淤量是指在港口、航道、水利工程等水域中，由于泥沙的淤积而导致的底部淤积物的增加量。
计算回淤量对于评估水域的淤积情况、规划疏浚工程以及保障航道和港口的正常运行都具有重要意义。
咱们先来说说回淤量计算公式的重要性哈。
就拿我曾经参与的一个港口建设项目来说吧。
那时候，港口刚建成没多久，可是船只进出却变得越来越困难。
一检查才发现，底部淤积得厉害。
这可把大家急坏了，如果不能准确算出回淤量，就没法制定有效的疏浚方案，港口的运营就会大受影响。
常见的回淤量计算公式有很多种，每种都有其适用的条件和范围。
比如说，最简单的一种是通过测量前后两次的水深差来估算回淤量。
假设第一次测量的水深为 H1，一段时间后再次测量的水深为 H2，那么回淤量 V 就可以大致计算为：V = S × (H1 - H2) ，其中 S 是测量的面积。
但是这种方法比较粗糙，只适用于淤积情况相对均匀的区域。
如果水域的水流情况复杂，泥沙淤积不均匀，那就得用更复杂的公式了。
比如考虑水流速度、泥沙颗粒大小、淤积时间等多个因素的公式。
还有一种常用的方法是基于泥沙输运模型来计算回淤量。
这就像是给水域里的泥沙流动建立一个“数学画像”。
通过输入水流速度、泥沙浓度、地形等数据，模型就能模拟出泥沙的淤积过程，从而计算出回淤量。
不过，这些公式在实际应用中可不是那么简单的。
就说那次港口的事儿吧，我们测量水深的时候，天气不太好，海浪有点大，这就导致测量的数据有一定的误差。
而且港口附近的水流受到潮汐的影响，变化很大，这让选择合适的计算公式都变得特别头疼。
另外，在计算回淤量的时候，还得考虑到周边环境的变化。
比如上游有没有新建的水利工程，会不会导致更多的泥沙下来；或者附近有没有大规模的填海造陆活动，改变了水流的走向。
总之，回淤量计算公式虽然看起来就是几个数字和符号的组合，但背后涉及的因素可多了去了。
要想准确计算回淤量，不仅要熟悉各种公式，还要对实际的水域情况有深入的了解，更要有耐心和细心，不放过任何一个可能影响结果的细节。
水库库容和淤积量精密测量及计算方法研究
收稿日期:2002-01-07作者简介:张红梅(1970-),女,山东曹县人,讲师,主要从事检测技术、计算机应用等方面教学与科研.文章编号:1671-8844(2003)05-026-04水库库容和淤积量精密测量及计算方法研究张红梅1,赵建虎2(1.武汉大学动机学院,湖北武汉 430072; 2.武汉大学测绘学院,湖北武汉 430079)摘要:针对传统库区容量和淤积量测量及计算方法的缺陷,依靠现代高精度GP S 定位技术、回声测深技术,借助水下地形测量方法对库区实施测量,根据水下地形变化的复杂程度,用等间距、高密度的测点对测区水域进行覆盖.建立在高精度、高密度测点的基础上,利用地形图绘制中的三角形构网方法,对整个测区以三角网进行覆盖,计算每个三角柱的水柱体积和淤积体积,并对所有三角柱的水柱体积和淤积体积进行叠加,便可获得库区库容和淤积量的精密计算结果.关键词:G PS;回声测深技术;库容;三角柱法中图分类号:T V145 文献标识码:AResearch on determination of high accuracy reservoirstorage and sedimentation amountZHANG Hong -mei 1,ZHAO Jian -hu2(1.School of Pow er and M echanical Engineering,Wuhan University ,Wuhan 430072,China;2.School of G eodesy and Geomatics,Wuhan U niversity ,W uhan,430079,China)Abstract:With the development of technology of GPS position and echo sounding ,the traditional method of surveying and calculation of reservoir storage and sedimentation amount can .t meet the acquirement of reser -voir governor.In order to improve the calculating accuracy ,high precision technology of GPS position and e -cho sounding is used for surveying.The hydrographic method is adopted.According to the change situation of bottom topog raphy,the equal distance planning line is laid in the reservoir area.T he w hole reservoir area is covered by the equal distance and high density surveying points.Based on practical surveying points and method of hydrography,a kind of rigorous calculation model is pre ing surveying points and method of triangle c onstructing net,the w hole reservoir area is laid by all of puting each of volume of triangular prism above the surface of alluvium and terrene,the sum of each of volume above the surface of alluvium is named water volume.The difference betw een the sum of each of volume above the sur -face of terrene and water volume is named sedimentation amount.During practical survey ing and calculation.T he curve of w ater is needed by reservoir govern for control in all kinds of use.The hydrography is alone.The land information betw een tw o sides of reservoir is needed too.T he land DT M (Digital Terrain Model)is got by two ways,one is practical survey by RT K (Real Time Kinematic)in GPS.The other is transferred by used topography map or DT M.Water level is needed in sur -vey and calculation.The plan position and heig ht system must be consistent in position inform ation betw een land and bottom w ater.Key words:GPS;echo sounding;storag e;method of triangular prism第36卷第5期2003年10月武汉大学学报(工学版)Eng ineering Journal of W uhan U niversity Vo l.36N o.5Oct.2003水库是人类蓄水发电、灌溉和防洪调度的重要设施,解放以来,全国各地修建了众多水库.水库工程在防御洪水调节径流合理利用水资源等方面发挥了巨大的效益,水库库容和淤积量的变化是水利电力部门十分关心的问题.正确快速的库容和淤积量的测定对保证库区、大坝的安全和计划调度发电起着重要的作用.常规的库容计算方法一般采用断面法.在需要计算的库区设立一定数量的断面,按照计算精度的要求,每隔一定间距测定水深,则库区的容量为V=E n i=1V iV i=L i(S i+S i+12)S i=E m j=1(h i+h i+1)d/2(1)式中:V i,L i为第i个断面到第i+1个断面间的库容和距离;n为分段个数;S i,m,d,h i为第i个断面的面积、测点个数、点间距和每个测点的深度测量值.断面法计算库容延续了很长时间,虽然其操作和计算起来比较简单方便,但由式(1)可以看出,其前提假设是断面间距能够正确的测定,断面间水底地形和河床变化规则,而且无支流,然而实际地形的变化错综复杂,河床参差不齐,这种情况下用该法计算出的库容精度就无法保证.由于淤积量是根据前后2次测得的库容的差获得,若库容测量不准确,则淤积量的计算精度将无从谈起.随着人们环境保护意识的提高和抗洪工作的严峻性,获得准确的库容和淤积量具有重要的现实和长远意义,为此本文提出了一种库容和淤积量精密测量及计算的方法.1GPS载波相位差分定位技术和回声测深技术随着GPS技术的发展,GPS日益广泛的应用在水利工程的各个方面.为了提高定位精度,一般均采用差分技术.在众多的差分技术中,伪距差分和载波相位差分是最为常用的2种测量模式,由于前者的定位精度一般为1~3m,后者为cm级,所以载波相位差分测量模式通常用于高精度的测量工程和研究中.载波相位差分测量的定位精度很大程度上依赖于整周模糊度能否在航精确确定.整周模糊度在航解算(OTF)是一种动态环境下的模糊度确定方法,它可省去在精密动态定位中的静态初始化过程.常规精密定位中复杂的整周跳变问题也因OTF的引入变得十分简单.载波相位差分测量整周模糊度的确定模型为X k=5k-1X k-1+#k-1W k-1Z k,<=H k,<X k+V k,<W k~N(0,Q k)V k,<~N(0,R k,<)(2)式中:X k=(d x d y d z x y z d n0d n1,d nn)为状态向量;5k-1为状态转移矩阵;H k,<为载波相位的测量矩阵;R k,<为载波相位的方差阵;Q k为系数阵.Q-1N=CC TQ k=f f T=minf=C T(DN-DN^)(3)由式(3)计算得到整周模糊度N后,代入载波相位观测方程,便可以获得cm级甚至mm级的平面定位精度.回声测深仪是一种单波束测深设备,其测深原理是h=CT/2(4)式中:h为深度;C为声速;T为波束往返传播时间.根据声波传播理论,不同频率的声波对于介质的穿透能力不同;为了探测淤积层的厚度,测深仪设计了2个频率f1、f2,f1频段的波束刚好打到淤积层表面返回,f2频段的波束则穿透淤积层打到水下基岩上,二者根据式(4)计算所得深度差便是测点处的淤积层厚度.2高精度水下地形测量方法库容和淤积量的精密测量采用现代水下地形测量方法[1],为了保证库容和淤积量的计算精度,需要对库区进行测线设计,GPS和测深采样也要按照水下地形测量规范等间隔或等时间采样.设测量比例尺为1B S,测量船的平均速度为V,则测线间距d和时间间隔$t为d=S@10-4$t=d/ V(5)为了提高测量精度,在测线布设时,还应该考虑水下地形的变化趋势,若地形变化相对比较平坦,则测线间距可以适当放宽,否则,需要加密测线.这有利于使测点均匀分布于整个测区,同时在测区水下地形变化复杂的地区加密测点,使测点深27第5期张红梅等:水库库容和淤积量精密测量及计算方法研究度或高程能更好地反映水下地形的变化趋势.3 容量和淤积量的精密计算方法高精度的库容和淤积量计算方法是建立在实际测点的基础上,根据图1,相邻3个测点可构成图1 相邻3个测点构成的三角柱的三角柱体积为V k =S (h 1+h 2+h 33)(6)a ij =(x i -x j )2+(y i -y j )2S =(l -a 12)(l -a 23)(l -a 31)l =a 12+a 23+a 312式中:a ij 为三角形的边长;S 为三角柱的截面面积.则整个库区的库容为V =E nk=1V k(7)式中,n 代表整个库区构成的三角形个数.图2 相邻3个测点构成的淤积三角柱淤积量的计算方法同库容相似.设相邻3个测点在淤积层表面测得的深度分别为h 1,h 2和h 3,在对应点基岩上测得的深度分别为h 1c ,h 2c 和h 3c ,则淤积量为V k c =S c ($h 1+$h 2+$h 33)(8)式中,S c 为三角柱的截面积,计算方法同前.则整个库区的淤积量为V c =Eni=1V k c (9)库区淤积量也可通过式(10)获得:V c =V f 2-V f 1(10)式中,V f 1,V f 2分别代表根据f 1,f 2测得的淤积表面和基岩表面上的深度计算得到的体积.4 精密测量和计算方法的优点和一些问题的解决4.1 精密测量和计算方法的优点(1)采用了现代高精度的GPS 定位和回声测深技术.许多文献[1,2]已经证明了GPS 载波相位差分测量的定位精度一般情况下可以达到cm 级甚至mm 级,因而从定位角度讲,完全可以满足库容和淤积量测量的精度要求;回声测深仪的测深技术指标可以达到10cm 以内,因而测深也能满足其计算要求.(2)从计算方法角度讲,库容和淤积量计算是完全建立在高精度、高密度测量数据的基础上,而且是根据每一个小三角柱单元计算所得体积的叠加来获得最终计算结果的.三角柱单元的体积计算在数学上是严密的,因而计算所得结果几乎不损失精度.(3)用于库容和淤积量计算的数据,还可用于水下地形图的绘制、DTM 的建立等其他方面的用途.4.2 精密测量和计算方法的一些问题的解决诚然,相对传统的库容和淤积量确定方法,本文所述方法自然增大了测量和计算技术上的复杂度,但这些均可通过计算机编程来自动化实现.下面就数据处理中的几个难点进行讨论如下:(1)根据文中的测量和计算原理可以看出,对于比较大的库区,如江河形成的自然库区,数据量会随水域面积的增加而急剧增大.在利用这些数据构造库区三角形时会因存储量和搜索范围过大,占用过多的计算机内存,可能会导致计算速度过慢或者死机.为了克服这个问题,在三角形构造中可采用一种快速的三角形构网方法,即局域搜索法.根据测区范围和测点的数量,可事先对整个区域根据坐标进行划分,然后在结合拓展三角形的范围索引各个分割区,在小区域内实现快速搜索.这样可以大大的节28武汉大学学报(工学版)2003约计算机内存,提高三角形的构网速度[3].(2)对于水库调度而言,最希望得到的是库区的库容曲线.根据前面所述的高精度库容确定方法,计算出不同水位面下的相应的库容,就可绘出库容曲线.由于水下地形测量仅仅给出了水面以下的深度,并根据水面下的实测结果计算水底到水面高程变化的库容曲线,而对高于当前水面的水位面曲线无法进行计算.为了得到一个全面反映库区容量变化的库容曲线,需要将库区边缘数字高程信息引入库容计算中.库区边缘陆地的数字高程信息可通过两种途径获得.一种是利用GPS载波相位差分技术获得;另一种方法是通过已有的地形图或DTM获得.(3)若利用GPS载波相位差分测量技术获得陆地数字信息,则GPS天线相位中心的平面位置即为陆地测点的平面位置,相位中心的高程减去天线高便是陆地高程.根据文献[1,2],GPS载波相位差分测量获得的点位高程可达到cm级,只要测量时测杆保持垂直,反算陆地高程的精度远高于水深测量的精度.(4)利用陆地和水下点位信息联合计算库容曲线时,陆地和水下的平面坐标系统和高程系统必须统一.这就需要在进行水下地形测量的同时,还要进行水位观测,获取水位面高程.当测区的水位面随时间(或距离)变化较大时,要定期(或定距离)的进行水位观测,并利用观测所得时间(或距离)与潮位的对应关系,拟合出每一时刻(或每一位置)的水位面高程[2].水位面高程确定下来后,便可以对水深进行水位改正,获取同陆地高程基准系统一致的高程.水下地形测量的平面坐标系统在测量时可设置为同一系统;若不是同一系统,还需要进行坐标转换.5结论综上所述,可得出如下结论和建议:(1)本文所述测量和计算方法具有常规方法所无法比拟的优点.经实践验证,在理论上是正确的,在实际上是可行的.(2)本文所述测量方法建立在现代高精度定位和测深的基础上,因而实测成果在技术和精度上是保证的.(3)所述库容和淤积量的计算方法,在数学上是严密的,保证了计算成果的高精度.(4)为了提高计算速度,在三角形构网时可采用优化的分区域搜索法.(5)为了得到一个比较全面反映库区变化的库容曲线,需要将陆地和水下测点的坐标系统归化于同一系统中,这就需要对测量时的水位面进行连续的监测或内插.参考文献:[1]赵建虎,张红梅.水下地形测量技术探讨[J].测绘信息与工程,1999,88(4):22-26.[2]赵建虎,刘经南,周丰年.GPS测定船体姿态方法研究[J].武汉测绘科技大学学报,2000,25(4):253-257.[3]张红梅,基于G IS的河床冲淤演变可视化系统研究[D].武汉:武汉大学,2003.29第5期张红梅等:水库库容和淤积量精密测量及计算方法研究。
河道整治规划河流冲淤计算规定.doc
河道整治规划河流冲淤计算规定
1.对多沙河流或冲淤变化较大的河流进行河道整治设计，宜采用河流动床数学模型分析计算河床的冲淤变化。
2.采用河流动床数学模型进行分析计算应符合本规范规定。
3.数学模型计算范围应包括河道整治工程可能影响的范围和模型进出口边界稳定所需的河道范围。
4.数学模型应采用实测典型资料进行率定和验证。
5.受资料条件限制的河段，也可采用经验法、类比法进行河流冲淤计算。
6.河道冲淤计算的水沙系列，根据计算要求和资料条件，可选用长系列或代表系列或代表年。
采用代表系列的多年平均年输沙量、含沙量，采用代表年的平均年输沙量、含沙量均应接近多年平均值。
7.应根据河道冲淤计算成果对河道整治方案的冲淤影响情况作出综合评价。
水库库容与淤积量的精密测量及计算
水库库容与淤积量的精密测量及计算刘国强（广东省水利电力勘测设计研究院，广东广州510170）摘要:针对传统的水库库容、淤积量的测量及计算方法的缺陷，采用现代高精度（GNSS）全球定位技术、回声测深技术及三角形的构网方法，对水库库容和淤积进行测量研究，经实际运用取得令人满意的效果。
关键词：水库库容；淤积监测水库，是在山沟或河流的狭口处建造拦河坝等水利工程建筑物而形成的人工湖泊，在人类的生活中它发挥着重要的作用，如蓄水发电、航运、水产、灌溉以及防洪调度等，是人类不可或缺的一下重要措施，并且其在人类生活中的作用也越来越大，为人类带来了巨大的社会效益和经济效益。
但是我国目前有很多水库是在上世纪五、六十年代建成的，运行至今已有五、六十年，水库淤积严重及库容受损，产生的社会效益和经济效益越来越少。
水库调度的参数有很多，但其中水库库容和淤积量的精度可以对水库的防洪安全与徐水兴利产生影响，所以传统库区容量及淤积量测量精度难以保障，但随着现代测控技术的迅速成长，依靠高精度（GNSS）全球定位技术和回声测深技术，测量精度得到了很大提高和保障。
我们对高州水库、公平水库、雁田水库及长龙水库进行了水下地形测量，准确测量出了水库的库容和淤积量，其测量的方法是三角形构网，主要利用了“三角柱”的水珠体积和淤积体积进而测量出水库的库容和淤积量，在实际应用中取得了比较满意的效果。
1 常规库容及淤积量的确定以前，人们对常规的库容和淤积量的计算方法主要是断面法。
计算库容的模型是：式中：Vi、Li为第i个断面到第i+1个断面间的库容和距离；n为分段个数；Si、m、d、hi 分别为第i个断面的面积、测点个数、点间距和每个测点的深度测量值。
断面法的操作方式很简单，但其会受到前提假设的约束，所以很难保证测量结果的精度。
而淤积量的获得是依据前后两次库容的较差，所以导致库容的精度不准确，进而导致无法测量淤积量的精度。
2 高精度水下地形测量技术2.1 水下地形测量：水下地形测量是利用了测量仪器来对水底点的三维坐标确定的一个过程。
利用MATLAB进行冲淤变化分析计算
利用MATLAB进行冲淤变化分析计算王岩;苗润杰;苏锡寰【摘要】Matlab作为高级计算机语言，在数据可视化、数据分析以及数值计算等方面具有独特的优势。
本文利用Matlab这些特点，编写程序对某特定海域进行冲淤变化分析计算，及时地掌握特定海域的冲淤情况，更好地为港口疏浚决策服务。
%As an advanced computer language, Matlab possesses the distinctive advantages of data visualization,data analysis and data calculation. Based on the above characteristics,a program will be completed to analyze and calculate the scour-and-fill variation within a specific sea area,and its scour-and-fill state can be grasped in time,which will serve the decision of port dredging better.【期刊名称】《港工技术》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P69-71)【关键词】数据插值;冲淤计算;效果图;方案优化【作者】王岩;苗润杰;苏锡寰【作者单位】中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222;中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222;中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222【正文语种】中文【中图分类】TV148前言港口冲淤分析的方法是采用不同期的地形（水深）资料进行比对。
用人工比对的方法效率低，往往不能满足港口维护、疏浚快速决策的需要。
本文以Matlab语言为基础，自行开发冲淤分析计算程序，用以分析2011年国投京唐港3000万t煤炭泊位相对2010年的冲淤情况。
水库泥沙冲淤分析计算大纲
FCD 12010FCD 水利水电工程初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1996年3月1水电站初步设计阶段水库泥沙冲淤分析计算大纲主编单位:主编单位总工程师:参编单位:主要编写人员:软件开发单位:软件编写人员:勘测设计研究院年月2目次1. 引言 (4)2. 设计依据文件和规范 (4)3. 基本资料 (4)4. 设计原则和设计内容 (6)5.专题研究 (7)6.应提供的设计成果 (8)31 引言工程概况本工程位于省市(县)的江(河)上，是河流(段)梯级水库的第个水库。
该工程以为主，兼有任务的综合利用效益。
本枢纽主要由等建筑物组成，水库正常蓄水位m，最大坝高m，总库容亿m3，电站装机容量MW，保证出力MW，多年平均发电量万kW h，灌溉面积万km2，供水流量m3/s。
2 设计依据2.1 本工程的文件(1) 工程可行性研究报告及其审查意见；(2) 工程初步设计阶段设计任务书或项目设计大纲；(3) 需方的技术要求。
2.2 设计规范(1) DL 5021—93 水利水电工程初步设计报告编制规程；(2) SDJ 214—83 水利水电工程水文计算规范(试行)；(3) SD 130—84 水利水电工程水库淹没处理设计规范(试行)。
2.3 主要参考资料(1) 水利水电工程动能设计规范(报批稿)；(2) 水电工程水利计算规范；(3) 水利水电工程库区泥沙淤积计算规范(报批稿)。
3 基本资料3.1 地形资料(1) 库区地形图；(2) 库区纵横剖面图；(3) 水库库容曲线(总库容及干、支流库容)。
表1 水库库容曲线453.2 水文泥沙资料(1) 设计依据站的历年逐月平均流量、年径流量及多年平均年径流的月分配。
(2) 设计依据站的历年逐月悬移质输沙量(率)及年内分配，年、汛期平均含沙量及实测最大断面平均含沙量。
(4) 代表河段的床沙级配曲线。
(5)推移质输沙率(量)。
(6) 河道水面线测量或调查资料。
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据导入 其他 软件 时有 信 息 损失 。鉴 于此 ， 们研 究 我
开发 了水下 地形 数据 分 析 程 序 ， 根 据 多 期 的数 据 能
进 行插 值计算 进 而得 出 同一 区域 的 冲淤变 化量 。
（ ）一
∑ｚ （） ｘ．
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２ 数 学 模 型
第 ３ ３卷 第 ２期 ２１ ０ ０年 Ｏ ３月
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多 期 水 深 测 量 数 据 的 冲 淤 分 析 定 量 计 算
鞠海建， 张英明
（ 通市江海测绘院有限公 司， 苏 南通 ２６０） 南 江 ２ ０ ３ 摘 要 由于受 水流 等 因素影 响 ， 下地 形 常发 生冲 淤剧 烈 变化 ， 江海 沿岸水 工设 施 的 安全 运 营 和航 道 的 畅 通产 生举 水 对
足轻 重 的影 响 ， 因此研 究水 下地 形 的变化 幅度 和 变化规 律 尤 为重 要 。传 统 的地 形 变化 分 析 借 助人 工切 断 面进 行 计 算 ， 工
乏ｚ） （ 一∑ ・（ ） ∑ 一１ 。 ｚ
；
１
ｔ ｌ
式 中 ， 重系数 由函数 （ ｚ， ） 权 （ ｚ ）计算 ， 要求 当 一 ０ 时 （ ） １一般取倒 数或 负指数 形式 ｄ ，＿。 。 一 ， ｅ 。ｅ ，
其 中 ｐ ｄ ｘ ） 最 常 见 的形 式 是 距 离 倒 数 加 权 函 （（ ， ）
值 。我们 所 研 究 的插 值 法 就 是 根 据 已 知 离 散 点 的 高程 通过 各 种 插 值 算 法 来 得 到 离 散 点 所 在 区 域 内 任意 一点 的高 程 。现 阶段 插 值 的方 法 有 多 种 ， 国 美
科 技 进 步 使 得 测 绘 技 术 发 生 了 巨 变 ， ＧＰ 在 Ｓ Ｒ Ｋ、 Ｔ 数字 化测 图等成 熟 的测 量 技术 和先 进 的 测量
数 据插值 是数 据 可 视 化 使用 的重 要 手 段 之 一 ， 在许 多科 学 和 工程 领 域 被 广 泛 的使 用 。对 于 离 散
数据 ， 有 函 数 能 表 示 它 们 之 间存 在 一 定 的关 系 ， 均 但是 通 常得不 到公 式 表 达 ， 有 一些 情 况 虽 然 有解 还 析式 ， 比较 复 杂 ， 算 上 不 经 济 。借 助 计 算 机 我 但 计 们 可以通 过 有 限 个 离 散 数 据 用 多 项 式 来 表 示 这 个
关 键 词 冲 淤 计 算 中 图 分 类 号 ：２ ９ Ｐ ２ 插值方法 Ｄ ｌ ｎ ｙ三 角剖 分 ｅｕａ ａ 程 序 编 制 文献标识码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：６ ２ ４ ９ （ ＯＯ Ｏ —０ ４ 一Ｏ １ ７ — Ｏ７ ２ １ ）２ ０ ３ ３
１ 引
言
函数 ， 用得 到 的多 项式 来 求 该 函数 在 其 它 点处 的 利
算法 ， 这是 最常 用 的插 值 方 法 之 一 。此 方 法 认 为 与 未 采样 点 距 离 最 近 的若 干 个 参 照 点 对 待 估 点 值 的 贡 献最 大 ， 贡 献 与距 离成 反 比 。这 是 一 个 加权 平 其 均 插值 法 ， 可用 下式表 示 ：
计算 机 等技术 的发 展 ， 水 下 地 貌 的研 究 已经 由定 对
性 的描述 向定 量 化 的 研 究 发 展 。通 过 对 不 同 时 期
的数 据进 行叠 加分 析 ， 用 一 定 的算 法 模 型 均 能 得 采 出不 同时期 同一 区域 的高 程 变化 值 ， 至 对 河 床 淤 乃 积量 的宏 Ｓ Ｍａ Ｇ Ｓ等大 型 Ｇ Ｓ软件 都 能 实现 这 一 功 能 ， 这 ｐＩ Ｉ 但 些大 型软件 前 期 投 资 费 用 大 ， 护 困难 ， 作 亦 比 维 操 较繁琐 ， 同时 这 些 软 件 都 有 自己 的文 件 格 式 ， 数 在
仪器 的辅 助 下 我 们 实 现 了水 深 测 量 自动 化 和 测 量 数据 自动采 集 、 自动 处 理 ， 同时 采 集 的数 据 规 范 、 完
ＧＯ Ｄ Ｎ 软件 公 司 的 Ｓ ｒｅ 软 件 就 提供 了 十二 种 Ｌ Ｅ ｕｆｒ
插值 方法 供用 户 选 用 。在 实 际 开 发 系统 的过 程 中， 我们 尝试 过多种 插 值 算 法 ， 后 根 据水 下 地 形 的特 最
整、 精确 ， 大 缩 短 了 成 图周 期 ， 证 了成 图 质 量 。 大 保 但 是我 们 平 时 看 到 的 水 下 地 形 图只 是 在 某 一 高 程 系统下 的 河床 地 面 高 程 在 数 据 显 示 载 体 上 的 普 通
表 现 ， 图者 看到 的是 枯 燥 无 味 的孤立 的 阿拉 伯 数 用
字， 特别 是要 比较 不 同 时 期 的水 下 地 形 变 化 时 ， 面 对 不 同时期 的 纸 质 水 深 图就 显 得 无 能 为 力 。随 着
点确定 比较好 的插 值 方 法 是 反距 离 加 权 插 值 、 里 克
金插值 法插 值法 和 三角 网线性 插值 法 。
２ １ 距 离反 比加权 插值 法 ． １ ７ 年 ， 国 国家 天气 局 开发 了距 离反 比插值 ９２ 美
作繁杂量大、 精度难以得到保证 ， 一般也只限于局部 区域的分析 ， 究大范围冲淤变化难度较大。文章首先重点分析和解 研
决如 何利 用计 算机 对 多期 水深 测量 的 大量 离散 点采 用科 学 的方 法进 行 定 量 计 算 ， 以 此 为理 论依 据 编 制 了相 关 的程 序 ， 并
满足 了水下地形分析中诸如 两期冲淤等值分析， 冲淤土方计算等实际生产需要， 得到 了生产实践的验证 。