河道流量及水位流量关系
考虑回水影响的河道水位流量关系确定方法
考虑回水影响的河道水位流量关系确定方法
河道水位流量关系确定的方法是指在确定河道水位时，根据河道水位流量的实际关系，确定拟合模型，以此来拟合河道水位流量关系。
考虑回水影响的河道水位流量关系确定方法主要包括以下步骤：
一、收集控制断面水位和流量的实测数据，根据回水影响，确定河道水位与流量的实际关系，将河道水位-流量关系曲线绘制出来。
二、利用回归分析方法确定河道水位与流量的实际关系模型，以此拟合河道水位流量的关系曲线。
三、根据不同的洪水百分位数以及洪水量计算河道水位流量曲线，根据实际汇流需要，加以平均混合，获得最优拟合曲线。
四、根据河道水位流量关系拟合模型，确定回水影响下的河道水位流量关系，利用实测河道水位数据，计算水位流量曲线上每一点对应的洪水量。
以上就是考虑回水影响的河道水位流量关系确定方法，本文提供了四个确定步骤，以获得最优拟合的河道水位流量曲线，并从而确定回水影响下的河道水位流量关系。
借此，将可以准确确定洪水量，为洪水管理提供可靠的理论基础和实际标准。
珠江流域主要水文站设计洪水、设计潮位及水位~流量关系
2.1 流域暴雨洪水特性2.1.1 暴雨特性珠江流域地处我国南部低纬度地带，多属亚热带季风区气候，水汽丰沛，暴雨频繁。
由于流域广阔，东部与西部、南部与北部以及上、下游之间的地面高程差异较大，地形、地貌变化复杂，气候及降雨、暴雨量级的差异和沿程变化极为明显。
1）暴雨时程分布流域暴雨主要由地面冷锋或静止锋、高空切变线、低涡和热带气旋等天气系统形成，强度大、次数多、历时长。
暴雨多出现在4月～10月（约占全年暴雨次数的58.0%），大暴雨或特大暴雨也多出现在此期间。
一次流域性的暴雨过程一般历时7天左右，而雨量主要集中在3天，3天雨量占7天雨量的80%～85%、暴雨中心地区可达90%。
2）暴雨空间分布暴雨空间分布差别明显，雨量通常由东向西递减，一般山地降水多，平原河谷降水少，降水高值区多分布在较大山脉的迎风坡。
一年中日雨量在50mm以上的天数，东江、北江中下游平均为9天～13天，桂北和桂南为4天～8天，滇、黔为2天～5天，滇东南为1天～2天。
3）暴雨强度暴雨强度的地区分布一般是沿海大、内陆小，东部大、西部小。
由于特定的自然环境和地形条件，流域暴雨的强度、历时皆居于全国各大流域的前列。
绝大部分地区的24小时暴雨极值都在200mm以上，暴雨高值区最大24小时雨量可达600mm以上，最大3天降雨量可超过1000mm。
如柳江“96.7”大暴雨，其中心最大24小时降雨量达779mm（再老站），最大3天降雨量达1336mm。
2.1.2 洪水特性流域洪水由暴雨形成，按其影响范围的不同，可分为流域性洪水和地区性洪水。
流域性洪水主要由大面积、连续的暴雨形成，洪水量级及影响区域较大，如珠江流域的1915年洪水和1994年洪水等。
地区性洪水由局部性暴雨形成，暴雨持续时间短，笼罩面积较小，相应洪水具有峰高、历时短的特点，破坏性较大，但影响范围相对较小，如1988年8月的柳江洪水、1982年5月的北江洪水等。
流域洪水的出现时间与暴雨一致，多集中在4月～10月，根据形成暴雨洪水的天气系统的差异，可将洪水期分为前汛期（4月～7月）和后汛期（7月底～10月）。
水位—流量关系的定线方法和技巧
水位—流量关系的定线方法与技巧河道流量资料整编工作主要包括以下内容：1.编制实测流量成果表和实测大断面成果表；2.绘制水位流量、水位面积、水位流速关系曲线；3.水位流量关系曲线分析和检验；4.数据整理；5.整编逐日平均流量表及洪水水文要素摘录表；6.绘制逐时或逐日平均流量过程线；7.单站合理性检查；8.编制河道流量资料整编说明书。
流量资料整编工作主要包括以上内容，这也是在没有实现水位—流量关系应用软件定线前，进行流量资料整编必须要做好的主要环节。
并且这些环节在进行过程中是相互关联，交叉进行的。
在应用南方片整汇编软件进行资料整编后，绘制水位流量、水位面积、水位流速关系曲线、水位流量关系曲线分析和检验、数据整理都有程序完成。
经转换和入库，就可自动完成流量资料整编的数据加工、数据输入、整编计算、合理性检查和成果输出等众多环节。
所以说，南方片整汇编软件的应用是水文资料整编工作的一次质的飞跃。
流量资料整编工作的主要有以上8个步骤。
在这里要强调一下，在进行流量资料整编前：1、要认真学习该站的《水文测验任务书》，熟悉了解该站的测站特性、测验方法及高、中、低水位级的划分标准。
2、了解当年的水情及洪水过程，了解是否发生特殊水情，了解是否有特殊的测验要求。
3、在了解的基础上，作为负责初制的人，一定要认真审查单次流量资料，在确定单次流量资料准确无误的前提下，再开展工作，这样才能保证实测流量成果表和实测大断面成果表正确，确保定线的正确性。
在编制完实测流量成果表和实测大断面成果表后，就可以要着手进行水位流量、水位面积、水位流速关系曲线的绘制、定线工作。
在讲这个内容之前，先谈谈水位流量关系，受我所接触的限制，在这里我主要讲天然河道的水位流量关系。
天然河道的水位流量关系总的来讲可分为两种，即稳定和不稳定。
稳定的又分为两种，一种是：测站控制和河槽控制较好的稳定的水位流量关系。
即同一水位只有一个流量。
其关系是单一曲线，并能满足曼宁公式：式中：Q——流量sm/3A——断面面积2mm/V——断面平均流速sn——河床糙率无量纲R——水力半径mS——水面比降这一类型的水位流量关系的特征主要表现为：测站控制较好，影响水位流量关系的因素随水位变化，保持稳定。
水文信息学-第八章水位流量关系
一个测站的水位流量关系是指基本水尺断面处的 水位与通过该断面的流量之间的关系。但有时由 于各种条件的限制，测流断面与基本水尺断面不 在同一处，若相距较近，一般不会影响水位流量 关系的建立。若相距较远，但中间无大支流汇入， 两断面处的流量基本相等，则基本水尺断面处的 水位与测流断面的流量仍可建立关系。
1 dZ
QK
Sc
Udt
K
Sc
1 ScU dt
Q Qc
1 1 dZ ScU dt
式中 Qc 为稳定流的流量。 因数。
1 1 dZ 称为校正
ScU dt
二、洪水绳套曲线的特征
1. 洪水绳套曲线为一逆时针的绳套
洪水上涨时，其涨落率为正，附加比降为正，涨水的校正 因数大于1，因此其流量大于同水位的稳定流流量。同理， 落水的涨落率为负，其流量小于同水位的稳定流流量。这 样，一次洪水涨落过程的水位流量关系曲线为一逆时针绳 套曲线。
别为
d
dd
K 2 d 1
d 2
2
K2(
2
1)d
dd
由于 为小于1的正数，所以 d d d 为正数，即流速随水深 的增加而增大；又由于 1 为负数，所以 d 2 / d d 2为负数， 表示水位流量关系曲线为一条凹向上方的曲线。当水深逐 渐增大达一定深度时，流速随水深的增大，增加甚微，所 以高水位时流速近于常数。因此，水位流速关系曲线为一 条以垂直线为渐近线的凹向上方的曲线。当断面有漫滩和 深潭时，水位流速关系曲线发生反曲，这是因为水位流速 关系中的流速是指断面平均流速。漫滩和深潭时，由于过 水断面面积随水深发生变化，合断面平均流速的变化不连 续。
n
Q 1 • B • d 5 3S 1 2nS n
流速和水位计算公式是什么
流速和水位计算公式是什么在水文学和水资源管理中，流速和水位是两个重要的参数。
流速是指单位时间内水流通过的距离，通常用米/秒或立方米/秒来表示。
水位是指水面相对于一个固定点的高度，通常用米来表示。
在实际的水文观测和数据分析中，经常需要计算流速和水位，以便了解水流的情况和水位的变化。
计算流速和水位的公式是基于水文学和流体力学的原理推导而来的。
在不同的情况下，可以采用不同的公式来计算流速和水位。
下面将介绍一些常用的计算公式。
首先是计算流速的公式。
在自由流情况下，可以使用曼宁公式来计算流速。
曼宁公式的表达式为：V = (1/n) R^(2/3) S^(1/2)。
其中，V表示流速，n表示曼宁系数，R表示河道的湿周，S表示水面坡度。
曼宁系数是一个经验参数，通常根据实测数据和经验值来确定。
湿周是指单位宽度的河道周长，是一个描述河道形态的参数。
水面坡度是指单位长度的水面高差，是描述水流速度的重要参数。
通过曼宁公式，可以计算出不同水文条件下的流速，从而了解水流的情况。
其次是计算水位的公式。
在河流或水库中，可以使用水位流量关系公式来计算水位。
水位流量关系公式的表达式为：Q = C A (2gH)^(1/2)。
其中，Q表示流量，C表示流量系数，A表示流通面积，g表示重力加速度，H 表示水位。
流量系数是一个经验参数，通常根据实测数据和经验值来确定。
流通面积是指水流通过的横截面积，是描述水流量的重要参数。
通过水位流量关系公式，可以计算出不同水位下的流量，从而了解水位的变化。
除了上述的两个公式，还有一些其他的计算公式可以用来计算流速和水位。
例如，在水文测验中，可以通过测量水位和流速，利用流速水位关系公式来计算流速和水位。
流速水位关系公式是描述流速和水位之间的关系的数学表达式，通过实测数据和曲线拟合，可以得到相应的计算公式。
另外，在水力学中，还有一些复杂的数学模型和计算方法，可以用来计算流速和水位。
这些方法通常需要借助计算机和专业软件来进行模拟和计算。
流量水位对应关系表
0.92
0.08
1.0
13
1.20
0.60
0.23
1.92
1.800
1.203
1.50
0.92
0.08
1.0
14
1.50
0.60
0.23
2.28
1.95
1.303
1.80
0.92
0.08
1.0
15
1.80
0.60
0.23
2.64
2.10
1.399
2.10
0.92
0.08
1.0
16
2.10
0.60
9.14
1.83
0.686
12.31
7.93
3.785
10.57
4.27
0.305
2.13
24
12.19
1.83
0.686
15.48
8.23
4.785
13.82
4.88
0.305
2.13
25
15.24
1.83
0.686
18.53
8.23
5.776
17.27
6.10
0.305
2.13
附录二、巴歇尔槽水位-流量公式
230.0
25040
0.8
21
6.10
14450ha1.6
0.09
1.83
310.0
37970
0.8
22
7.62
17940ha1.6
0.09
1.83
380.0
47160
0.8
23
9.14
21440ha1.6
水位～流量关系曲线拟合实例分析
水位～流量关系曲线拟合实例分析作者：刘桂桂巩轶欧刘丙贺来源：《科技创新与应用》2015年第31期摘要：文章以永翠河带岭站实测流量资料为例，对该站水位～流量关系曲线进行了函数模型公式拟合分析。
分别采用线性回归和一元图解分析的方法对该站2014年水位～流量关系线进行了公式拟合，得出了拟合关系式并对不同关系类型函数进行了拟合精度对比分析，提出了计算机拟合曲线方程与人工定线推算流量的优缺点及实际工作中对拟合公式的使用建议。
关键词：永翠河带岭站；水位～流量关系曲线；曲线拟合方程；人工定线；对比分析1 水位～流量关系曲线介绍流域流量资料在各类水利工程和水资源规划设计工作中发挥着不可替代的重要作用。
水文站测到的流量值是针对某一水位级的瞬时流量，因单次流量测验工作量较大，历时较长，而水位观测简单快捷，为了准确地获得河流任一水位下的实时流量值，往往采用测站水位～流量关系曲线来间接查得瞬时流量。
这种利用测站畅流期各实测流量数据与其同时对应的水位来建立的相关线就称为水位～流量关系曲线。
传统的水位～流量关系曲线定线方法为人工绘图，按相关规范要求首先分别绘制水位～流速、水位～面积曲线，然后据此绘制水位～流量曲线，根据曲线上不同水位级来查读流量。
这种方法虽然得到的流量数值精度较高，但也存在工作量大，效率较低的问题，尤其在一些临时性推算河道流量数据时这种方法非常不便。
文章利用计算机来拟合分析水位～流量函数关系公式，利用关系式可以立即算出某个水位下的河道流量，应用时非常方便快捷。
2 曲线拟合实例应用分析2.1 应用条件分析对水位～流量关系曲线进行公式拟合分析的基本要求是河道横断面必须相对稳定，同一水位级下年内、年际断面面积变化较小，河床冲刷现象不显著，年内水位～流量关系曲线呈单一线型，这样才能使拟合公式具有较长时段的使用性。
实例流域水文站多年断面和水位～流量关系曲线变化情况见表1、图1和图2。
由表1可知，各级水位下断面面积、流量平均偏差分别为4.9%和8.6%，可以说明测站断面年际间变化程度较小，满足水位～流量关系线公式拟合的条件要求。
浅谈水闸下游河道水位流量关系推算
浅谈水闸下游河道水位流量关系推算作者：瞿勇来源：《建材发展导向》2015年第02期摘要：70年代新建的水闸建筑物限于当时的经济条件以及技术管理水平，很多水闸都没有下游河道的水位流量观测设施。
70年代新建的水闸经过几十年的运行，需要进行除险加固，由于观测资料以及水文资料等的缺乏，很多水闸都没有下游河道的水位流量观测资料。
以阳东县红江拦河闸为例简单介绍没有观测资料地区水闸推求下游河道水位流量关系的方法。
关键词：水闸；水位流量关系；明渠非均匀流；起推水位1 概述红江拦河闸位于阳东县合山镇北部，在漠阳江那龙河水系中下游。
那龙河全长67km，红江拦河闸距下游漠阳江干流入口约30km。
该拦河闸工程包括主闸（红江拦河闸）、左闸（断庄山闸）、右闸（三山闸）三座水闸。
由于该水闸没有实测的下游水位流量资料，只能根据河道断面推求下游水位流量关系。
由于阳东城防工程加固的堤防长度为11.618km，位于那龙河的下游。
本次红江拦河闸下游水面线推求的起始断面选为阳东城防加固工程上游的一个实测断面，此断面距红江拦河闸下游距离约15km。
此15km的河道内没有大的支流汇入，推求水面线需要的基本资料包括：1.1 断面资料阳东县水利局提供了11个实测那龙河河道横断面。
其中红江拦河闸主闸以及三山闸下游河道2.5km内测了5个断面，每个断面间距500m；断桩山闸下游河道2km内测了4个断面，每个断面间距500m；主闸及三山闸下游河道与断桩山闸下游河道汇合处测了1个断面，此汇合断面距主闸及三山闸约3km，距断桩山闸约2.5km；阳东城防加固工程上游测了1个断面，此断面距主闸及三山闸与断桩山闸汇合处的断面距离约12km，为了提高计算的精度在此12km 的河道内根据实测断面及坡降每隔1km内插断面进行计算。
本次计算，每个计算断面为一个计算控制点，相邻断面间为一段。
图1 红江拦河闸下游水面线推求各断面位置示意图计算起始断面为阳东城防上游的实测段面（即示意图中的0+000断面），终点断面为相应水闸的下游断面（及示意图中相应水闸下的右15+000断面及左14+500断面。
冲刷、稳定河宽、水位流量关系计算表格
河相系数 ζ 造床流量 Q 河道比降 j 综合糙率 n 计算河段河宽 计算河段水深
冲刷深度 计算
断面编号
起点距 （m）
CS6 CS5 CS4 CS3 CS2
河底 （m）
断面宽
（m）
45 30 26 35 35
最大水深
（m）
54 2.82 3.12 2.36 2.36
流速
（m/s）
2.10 5.77 6.02 5.91 5.91
设计洪水位 高程(P=2%)
(m)
备注 桥
水位（m）
2.52
2.52
2.36 2.36 3.12 2.82 2.82
流量Q
488
3.72 3.42 3.42 0.6
稳定河宽 计算
用阿尔图宁 公式
稳定河宽系数 A
1.3
造床流量 Q 河道比降 i 稳定河床 B
23 0.0016 22.5934875
水流阻力 公式、水 流连续方 程及河相 关系式联 立求解
局部冲刷深度
（m） 0.66 0.85 0.99 0.73 0.73
CS1
30.13
2.52
6.43
CS0
30
2.52
6.46
试调水深
0
平均值
33.02
54
5.51
不冲流速
2
平顺段冲 刷深度计 算 桩号
CS6 CS5 CS4 CS3 CS2 CS1 CS0
设计河床水深 2.82 2.82 3.12 2.36 2.36 2.52 2.52
弯道凹岸
冲刷深度
采用水流
斜冲计算
交角 a
局部冲刷 流速 Vj
29
河道水位流量预报方法研究
河道水位流量预报方法研究【摘要】本文结合洪水波的运动波近似值, 建立了河道洪水流量和水位预报方法。
为河道的规划设计和防洪调度提供了决策依据。
【关键词】河道水位流量预报方法变特征河长琼斯公式中图分类号： p332.3 文献标识码： a 文章编号：一．前言流量和水位是河道预报中最主要的水文要素。
为了研究建成后河段中河道流量和水位的变化过程, 本文对河道洪水流量和水位预报方法进行研究。
二．河道水位流量关系水位流量关系河渠中某断面的流量与其水位之间的对应状态。
这项关系要根据当地的不同水流情况的多次实测流量和其相应的水位来确定，通常用经验曲线、经验方程或表格等形式表达。
它是由各种水力因素（如水面宽、断面面积、水力比降、糙率等）决定的。
水位流量关系有稳定的，也有不稳定的。
流量测验技术比较复杂、耗资比较昂贵，难以连续进行,而连续地观读水位则容易办到,因此通常将连续的水位资料，通过水位流量关系推算、转换为连续的流量资料，供水文计算或水文预报分析使用；有时也因某种需要，由流量通过水位流量关系反推水位，如河道防汛水位，闸坝电站下游水位等。
所以，水位流量关系具有重要的实用意义。
1.稳定的水位流量关系。
在较长时期内，某断面的实测流量与相应水位的点据呈密集带状分布，可用一条单一曲线来表示。
这就是稳定的水位流量关系。
水位流量关系维持稳定，必须具备下列条件之一：（一）断面面积、水力比降和糙率等水力因素在同一水位时,维持不变。
（二）在同一水位时，上述各因素虽有变动，但其变动对水位流量关系的影响可以互相补偿。
在这种条件下，同一个水位，就只有一个相应的流量，水位流量关系就成为单一的曲线。
水文测站断面总是尽可能选择在那些具备基本稳定条件的地方，必要时，用人工铺设固定河床或在断面下游附近建造拦河低堰等方法来创造这种稳定条件。
应用稳定的水位流量关系对于编制逐日平均流量、洪水水文要素摘录表和因工程设计或防汛需要推求各种水位或流量都十分方便。
【关系】河道流量资料整编
【关键字】关系河道流量资料整编第一节流量资料整编的工作内容一、编制实测流量成果表二、编制实测大断面成果表三、绘制和分析Z~Q、Z~A、Z~V关系曲线并按规定作曲线检查和标准差计算及三种检验。
四、确定推流时段表，推求逐时、逐日平均流量。
五、编制逐日平均流量表，水文要素摘录表此项计算现在均有计算机输出，特征值均从瞬间值中挑选。
六、绘制逐时或逐日平均流量过程线（用红色铅笔绘）第二节水位~流量关系的绘制一、水位~流量关系曲线作用及绘制目的我们经常说水文站的水位~流量关系，一般指基本水尺处的水位与通过断面的流量之间的关系。
作用及绘制目的：由于流量的实测比较复杂，又不能逐时施测，在水势平稳时期是隔几天测一次，所以流量整编工作是借助于已建立的水位—流量关系，由逐时或逐日的水位来推流量。
二、实测流量成果表的编制本表编制目的是：一年内各次实测流量的主要指标，它是一项刊布成果，编制本表主要的目的是：（1）用以审查和分析实测流量资料，由表中编列的全部各项实测流量的测法，应用系数以及水面宽、比降、糙率等指标，可以系统地了解测验中是否存在较大问题，如全年流量测次共多少，各月或洪、枯水测次分布情况，流速仪、浮标或其它方法的测次各多少，全年用过多少几架流速仪，中间在什么时候更换的，浮标系数或流速仪水面一点法流速系数等。
这些情况都有助于检查和分析突出的Z~Q关系点子。
（2）据以点绘Z~Q、Z~A、Z~V关系曲线，从流量测验记录中将全年各测次的水位、流量、面积、流速编制成表以后，可使点绘工作方便，并可减少点绘的错误。
（3）刊布后作为了解测站断面的面积，流速，水面宽，水深，水面比降和糙率等断面特性及实测资料情况之用，表中所列实测项目，为规划设计时的常用参考数字，故需刊布，有时为深入了解测站水文特性，也要应用这些资料来分析。
三、水位流量关系曲线的绘制在绘制Z~Q关系曲线时，一般需同时点绘Z~A、Z~V关系点子，以便互相对照分析，定出合理的Z~Q关系曲线，绘制Z~Q关系曲线，应注意以下几点：1.以同一水位为纵坐标，自左至右，依次以Q、A、V为横坐标点绘于普通坐标纸上，根据变幅选定适当比例尺。
最新11水文信息学-第八章水位流量关系讲解
dd
dQ
流量是随水深的增大而增加， d d 也随着水深的增 大而增大，水位流量关系的斜率（ dZ/dQ）随着水 深的增大而减少，即稳定的水位流量关系曲线是 一条凹向下方的增值曲线。
一般情况下水位流量关系是不会出现反曲的，这是因为一 般天然河道断面开关是开敞的，即随着水位的增大而水面 宽增大。在极少数情况下，由于水位流速、水位面积关系 曲线的反曲也会造成水位流量关系的反曲。
当测站控制有变 化时，水位流速 关系在测站控制 的过渡段内有时 也会发生反曲。
因流速与比降和糙 率等因素有关， 当这些因素随水位 有突变时，有时也 会造成水位流速关 系曲线的反曲。
3.水位流量关系曲线
天然河道稳定的水位流量关系的一阶导数和二阶 导数分别为：
dQ dd
K2
d
1
d2Q2 K.3(
2
1)d
别为
d
dd
K2d1
d22 K2(1)d2
dd
由于 为小于1的正数，所以 d d d 为正数，即流速随水深 的增加而增大；又由于 1 为负数，所以 d2/dd2为负数， 表示水位流量关系曲线为一条凹向上方的曲线。当水深逐 渐增大达一定深度时，流速随水深的增大，增加甚微，所 以高水位时流速近于常数。因此，水位流速关系曲线为一 条以垂直线为渐近线的凹向上方的曲线。当断面有漫滩和 深潭时，水位流速关系曲线发生反曲，这是因为水位流速 关系中的流速是指断面平均流速。漫滩和深潭时，由于过 水断面面积随水深发生变化，合断面平均流速的变化不连 续。
第二节 受洪水涨落影响的水位流量关系分析 在洪水涨落过程中，由于洪水波传播所引起的附加比降
的不同，使断面上的流量与同水位稳定的流量相比产生有 规律的增大或减小，反映在水位流量关系上，曲线呈逆时 针的绳套曲线。这种因洪水涨落而产生的同水位下流量的 增减，称作洪水涨落影响，因洪水涨落影响而形成的水位 流量关系曲线称为洪水绳套曲线。 一、洪水涨落影响下的流量公式 洪水波在河道比较顺直、断面比较匀整的河流中传播，属 于渐变的不稳定流，其运动方程为：
11水文信息学-第八章水位流量关系讲解
3.洪水绳套曲线与水位过程线关系密切。 洪水流量的大小与涨落率（即水位过程线的斜率）密切相 关。在水位过程线较陡的时段中，因附加比降较大，使洪 水绳套曲线偏离稳定水位流量关系曲线的程度也较大。对 同一测站的各次洪水而言，水位涨落急剧者，所形成的绳 套曲线较胖。对于水位过程线的峰、谷点，因其涨落率为 零，故其流量应与同水位下稳定流的流量相同。 4.复式绳套中后一个绳套较前一个绳套稍为偏左。通常把 单次洪水所形成的绳套曲线称为单式绳套曲线。若一次洪 水上涨后尚未退完，另一次洪水又接踵而至，形成连续洪 峰，与此同相应的洪水绳套曲线称为复式绳套曲线。
由于连续洪水的后一次洪水除受洪水涨落影响外，还因河 槽蓄量对测流断面的比降产生影响。因此，有时对连续洪 水分析时作为洪水涨落与变动回水的混合影响。
第三节
一、 一般概念 现象:测流断面下游水体水位的变化，使该断面的比降发 生变化，继而引起流量的变化，使水位流量关系点分布散 乱。在水位流量关系图上，同水位下比降或落差大的关系 点偏右，小的关系点偏左，下游水体对水位流量关系的这 种影响称为变动回水影响。 原因:产生变动回水的原因一般有支流测站受干流涨水的 顶托；干流测站受下游支流涨水的顶托；下游水库、湖泊 和海洋等水体水位的变化引起的顶托；下游渠道闸门的启
2.洪水绳套曲线上各水力因素极值的出现顺序有一定的规 律
1）最大流量出现在最高水位之前
Q A 0 L t
2）最大流速出现在最大流量之前。由可得
dQdAAd
dt dt dt
3）最大比降（最大涨率）出现在最大流速之前
C dS
2 C2dS
2dC2ddSC2Sdd
dt
dt
dt
综上所述，各水力因素极值出现的顺序是：最大 比降（最大涨率）、最大流速、最大流量和最高 水位。
河道流量及水位流量关系
河道流量及水位流量关系C.1 河道流量及水位流量关系C.1.1 河道流量指单位时间内通过河渠某一过水断面的水体体积。
河道流量资料整编是水文资料整编的一项重要工作。
要完整、准确推算河道流量，必须结合测站特性，在分析河道水位流量关系的基础上，选择适宜的流量推算方法。
C.1.2水位流量关系指河渠中某断面的实测流量与其相应水位之间所建立的相关关系，是推算河道流量的主要依据，相应水位一般指基本水尺断面水位。
C.1.3天然河道上，水位流量关系受各种不同水力因素的影响，关系及变化是复杂的。
主要分稳定的，不稳定的两类。
稳定的水位流量关系为单一线，断面稳定、控制良好；不稳定的水位流量关系指水位与流量间关系不呈单值函数关系，断面不稳定，受断面冲淤、洪水涨落、变动回水或其他因素的个别或综合影响。
C.1.4 稳定的水位流量关系a ）稳定的水位流量关系应是同一水位只有一个相应流量，其关系呈单一曲线，并应满足曼宁公式。
R23s12（C.1）V=1nQ=AV?（C.2）式中Q——流量，m3/s；A——断面面积，m2；— V?—断面平均流速，m/s；n——河床糙率；R——水力半径，m，通常用平均水深d代替；s——水面比降。
b）水位流量关系维持稳定，必须具备下列条件之一：1) 断面面积、水力比降和糙率等水力因素在同一水位时，维持不变；2) 在同一水位时，上述各因素虽有变动，但其变动对水位流量关系的影响可以互相补偿。
c ）对于测站控制良好，各级水位流量关系都保持稳定的测站，且定线允许误差符合本标准要求的，可采用单一曲线法定线推流。
C.1.5 受冲淤影响的水位流量关系a ）水位流量关系受到冲淤变化的影响，使过水断面面积发生变化，从而影响水位流量关系。
冲淤现象是复杂的，从冲淤发生时间的持续性分为经常性冲淤和不经常性冲淤；从冲淤前后过水断面面积变化情况分为普遍冲淤和局部冲淤。
受经常性冲淤影响，测点分布散乱；受不经常性冲淤影响，测点随时间分布成几个相对稳定的带组；受普遍冲淤影响，测点分布呈纵向平移；受局部冲淤影响测点分布无规律。
水文流量资料分析及处理
附录 C（资料性附录）流量资料分析及处理C.1 河道流量及水位流量关系C.1.1 河道流量指单位时间内通过河渠某一过水断面的水体体积。
河道流量资料整编是水文资料整编的一项重要工作。
要完整、准确推算河道流量，必须结合测站特性，在分析河道水位流量关系的基础上，选择适宜的流量推算方法。
C.1.2水位流量关系指河渠中某断面的实测流量与其相应水位之间所建立的相关关系，是推算河道流量的主要依据，相应水位一般指基本水尺断面水位。
C.1.3天然河道上，水位流量关系受各种不同水力因素的影响，关系及变化是复杂的。
主要分稳定的，不稳定的两类。
稳定的水位流量关系为单一线，断面稳定、控制良好；不稳定的水位流量关系指水位与流量间关系不呈单值函数关系，断面不稳定，受断面冲淤、洪水涨落、变动回水或其他因素的个别或综合影响。
C.1.4 稳定的水位流量关系a ）稳定的水位流量关系应是同一水位只有一个相应流量，其关系呈单一曲线，并应满足曼宁公式。
V̅̅̅=1R23s12（C.1）nQ=AV̅（C.2）式中Q——流量，m3/s；A——断面面积，m2；— V̅—断面平均流速，m/s；n——河床糙率；R——水力半径，m，通常用平均水深d代替；s——水面比降。
b）水位流量关系维持稳定，必须具备下列条件之一：1) 断面面积、水力比降和糙率等水力因素在同一水位时，维持不变；2) 在同一水位时，上述各因素虽有变动，但其变动对水位流量关系的影响可以互相补偿。
c ）对于测站控制良好，各级水位流量关系都保持稳定的测站，且定线允许误差符合本标准要求的，可采用单一曲线法定线推流。
C.1.5 受冲淤影响的水位流量关系a ）水位流量关系受到冲淤变化的影响，使过水断面面积发生变化，从而影响水位流量关系。
冲淤现象是复杂的，从冲淤发生时间的持续性分为经常性冲淤和不经常性冲淤；从冲淤前后过水断面面积变化情况分为普遍冲淤和局部冲淤。
受经常性冲淤影响，测点分布散乱；受不经常性冲淤影响，测点随时间分布成几个相对稳定的带组；受普遍冲淤影响，测点分布呈纵向平移；受局部冲淤影响测点分布无规律。
水文信息学第八章水位流量关系
02
合理配置
根据水位流量关系，合理配置水资源，满足生活、生产和生态用水的需求。
水资源管理
预警系统
利用水位流量关系构建洪水预警系统，及时发现洪水隐患，提前采取应对措施。
灾情评估
根据洪水发生时的水位流量数据，评估灾情影响范围和程度，为抢险救灾提供决策支持。
避险指引
发布洪水预警信息，指导公众及时避险，减少人员伤亡和财产损失。
概述
自动测量方法是通过安装在水域的自动测量设备进行实时监测和记录水位和流量的数据。
操作方式
在水域设置自动测量设备，如水位计、流量计等，通过传感器和传输设备实时监测和记录数据，并将数据传输至数据处理中心进行分析。
优点
能够实现实时监测，自动化程度高，测量精度和可靠性较高。
自动测量方法
遥感测量方法是通过卫星、飞机等遥感平台获取水域的水位和流量的数据。
应用性
水位流量关系的研究有助于深入了解河流的水文特征和变化规律，为水资源的可持续利用提供科学依据。
科学性
水位流量关系的重要性
早期研究
古代人们通过观察和记录水位、流量等水文数据，积累了大量宝贵的水文资料。
近代发展
随着科学技术的进步，水文学研究逐渐深入，水位流量关系的理论和方法不断完善。
现代应用
随着遥感、GIS等技术的发展，水位流量关系的监测和数据分析更加精准和便捷，应用领域不断拓展。
洪水预警
污染源追踪
利用水位流量关系，追踪污染源的排放路径，为污染治理提供依据。
水生态保护
根据水质监测结果，采取措施保护水生态，维护水体的健康状态。
水质评价
通过水位流量数据的分析，结合水质监测结果，评价水体的水质状况。
水质监测
水位、流量资料整编
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Q b
Qa Qc
因三点在曲线上，可知：
Qa K Za Z0
Qb K Zb Z0
Qc K Zc Z0
三点方程代入 Q b
Qa Qc
可解出
Z0
ZaZc Zb2 Za Zc 2Zb
断流水位
Z
取显著水平为 则在置信水平1 下，如果有
U U1 / 2
则拒绝原假设，即拒绝正号（或负号）服从二项式分
布的假设，这就意味着定线不合理，反之合理。 检验方法：实例说明（见教材） 。
（二）适线检验 作用：检验曲线两侧点据分布是否有系统偏离。 原理：如果所定曲线两侧点据分布没有系统偏离
，实测点按水位递增，其偏离曲线正负符号的排列情 况应均等。
第六章 水位、流量 资料整编
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。
系点是否可以定为同一根关系曲线？
假设样本 X1, X 2,, X n1 和Y1,Y2,,Yn1
是抽取自同一正
态N(总, 2)
x1
体
S1 的S2两个样本，其平均值分别
，y2
；标准差
分别为 ， ；则可证明统计量
珠江流域主要水文站设计洪水设计潮位及水位~流量关系资料
珠江流域主要⽔⽂站设计洪⽔设计潮位及⽔位~流量关系资料2.1 流域暴⾬洪⽔特性2.1.1 暴⾬特性珠江流域地处我国南部低纬度地带，多属亚热带季风区⽓候，⽔汽丰沛，暴⾬频繁。
由于流域⼴阔，东部与西部、南部与北部以及上、下游之间的地⾯⾼程差异较⼤，地形、地貌变化复杂，⽓候及降⾬、暴⾬量级的差异和沿程变化极为明显。
1）暴⾬时程分布流域暴⾬主要由地⾯冷锋或静⽌锋、⾼空切变线、低涡和热带⽓旋等天⽓系统形成，强度⼤、次数多、历时长。
暴⾬多出现在4⽉～10⽉（约占全年暴⾬次数的58.0%），⼤暴⾬或特⼤暴⾬也多出现在此期间。
⼀次流域性的暴⾬过程⼀般历时7天左右，⽽⾬量主要集中在3天，3天⾬量占7天⾬量的80%～85%、暴⾬中⼼地区可达90%。
2）暴⾬空间分布暴⾬空间分布差别明显，⾬量通常由东向西递减，⼀般⼭地降⽔多，平原河⾕降⽔少，降⽔⾼值区多分布在较⼤⼭脉的迎风坡。
⼀年中⽇⾬量在50mm以上的天数，东江、北江中下游平均为9天～13天，桂北和桂南为4天～8天，滇、黔为2天～5天，滇东南为1天～2天。
3）暴⾬强度暴⾬强度的地区分布⼀般是沿海⼤、内陆⼩，东部⼤、西部⼩。
由于特定的⾃然环境和地形条件，流域暴⾬的强度、历时皆居于全国各⼤流域的前列。
绝⼤部分地区的24⼩时暴⾬极值都在200mm以上，暴⾬⾼值区最⼤24⼩时⾬量可达600mm以上，最⼤3天降⾬量可超过1000mm。
如柳江“96.7”⼤暴⾬，其中⼼最⼤24⼩时降⾬量达779mm（再⽼站），最⼤3天降⾬量达1336mm。
2.1.2 洪⽔特性流域洪⽔由暴⾬形成，按其影响范围的不同，可分为流域性洪⽔和地区性洪⽔。
流域性洪⽔主要由⼤⾯积、连续的暴⾬形成，洪⽔量级及影响区域较⼤，如珠江流域的1915年洪⽔和1994年洪⽔等。
地区性洪⽔由局部性暴⾬形成，暴⾬持续时间短，笼罩⾯积较⼩，相应洪⽔具有峰⾼、历时短的特点，破坏性较⼤，但影响范围相对较⼩，如1988年8⽉的柳江洪⽔、1982年5⽉的北江洪⽔等。
水位～流量关系曲线拟合实例分析
水位～流量关系曲线拟合实例分析文章以永翠河带岭站实测流量资料为例，对该站水位～流量关系曲线进行了函数模型公式拟合分析。
分别采用线性回归和一元图解分析的方法对该站2014年水位～流量关系线进行了公式拟合，得出了拟合关系式并对不同关系类型函数进行了拟合精度对比分析，提出了计算机拟合曲线方程与人工定线推算流量的优缺点及实际工作中对拟合公式的使用建议。
标签：永翠河带岭站；水位～流量关系曲线；曲线拟合方程；人工定线；对比分析1 水位～流量关系曲线介绍流域流量资料在各类水利工程和水资源规划设计工作中发挥着不可替代的重要作用。
水文站测到的流量值是针对某一水位级的瞬时流量，因单次流量测验工作量较大，历时较长，而水位观测简单快捷，为了准确地获得河流任一水位下的实时流量值，往往采用测站水位～流量关系曲线来间接查得瞬时流量。
这种利用测站畅流期各实测流量数据与其同时对应的水位来建立的相关线就称为水位～流量关系曲线。
传统的水位～流量关系曲线定线方法为人工绘图，按相关规范要求首先分别绘制水位～流速、水位～面积曲线，然后据此绘制水位～流量曲线，根据曲线上不同水位级来查读流量。
这种方法虽然得到的流量数值精度较高，但也存在工作量大，效率较低的问题，尤其在一些临时性推算河道流量数据时这种方法非常不便。
文章利用计算机来拟合分析水位～流量函数关系公式，利用关系式可以立即算出某个水位下的河道流量，应用时非常方便快捷。
2 曲线拟合实例应用分析2.1 应用条件分析对水位～流量关系曲线进行公式拟合分析的基本要求是河道横断面必须相对稳定，同一水位级下年内、年际断面面积变化较小，河床冲刷现象不显著，年内水位～流量关系曲线呈单一线型，这样才能使拟合公式具有较长时段的使用性。
实例流域水文站多年断面和水位～流量关系曲线变化情况见表1、图1和图2。
由表1可知，各级水位下断面面积、流量平均偏差分别为4.9%和8.6%，可以说明测站断面年际间变化程度较小，满足水位～流量关系线公式拟合的条件要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
C.1 河道流量及水位流量关系
C.1.1 河道流量指单位时间内通过河渠某一过水断面的水体体积。
河道流量资料整编是水文资料整编的一项重要工作。
要完整、准确推算河道流量，必须结合测站特性，在分析河道水位流量关系的基础上，选择适宜的流量推算方法。
C.1.2水位流量关系指河渠中某断面的实测流量与其相应水位之间所建立的相关关系，是推算河道流量的主要依据，相应水位一般指基本水尺断面水位。
C.1.3天然河道上，水位流量关系受各种不同水力因素的影响，关系及变化是复杂的。
主要分稳定的，不稳定的两类。
稳定的水位流量关系为单一线，断面稳定、控制良好；不稳定的水位流量关系指水位与流量间关系不呈单值函数关系，断面不稳定，受断面冲淤、洪水涨落、变动回水或其他因素的个别或综合影响。
C.1.4 稳定的水位流量关系
a ）稳定的水位流量关系应是同一水位只有一个相应流量，其关系呈单一曲线，并应满足曼宁公式。
R23s12（C.1）
V̅̅̅=1
n
Q=AV̅（C.2）
式中Q——流量，m3/s；
A——断面面积，m2；
— V̅—断面平均流速，m/s；
n——河床糙率；
R——水力半径，m，通常用平均水深d代替；
s——水面比降。
b）水位流量关系维持稳定，必须具备下列条件之一：
1) 断面面积、水力比降和糙率等水力因素在同一水位时，维持不变；
2) 在同一水位时，上述各因素虽有变动，但其变动对水位流量关系的影响可以互相补偿。
c ）对于测站控制良好，各级水位流量关系都保持稳定的测站，且定线允许误差符合本标准要求的，可采用单一曲线法定线推流。
C.1.5 受冲淤影响的水位流量关系
a ）水位流量关系受到冲淤变化的影响，使过水断面面积发生变化，从而影响水位流量关系。
冲淤现象是复杂的，从冲淤发生时间的持续性分为经常性冲淤和不经常性冲淤；从冲
淤前后过水断面面积变化情况分为普遍冲淤和局部冲淤。
受经常性冲淤影响，测点分布散乱；受不经常性冲淤影响，测点随时间分布成几个相对稳定的带组；受普遍冲淤影响，测点分布呈纵向平移；受局部冲淤影响测点分布无规律。
b ）受冲淤影响的测站，定线推流前应进行断面分析工作。
c ）受冲淤影响的测站可采用临时曲线法、改正水位法、连时序法等定线推流。
C.1.6 受变动回水影响的水位流量关系
a ）由于测流断面下游水体水位的变化，使测流断面的比降发生变化，继而引起流量的变化，使水文流量关系点分布散乱。
与不受回水顶托影响比较，同水位下的流量偏小。
受变动回水的测站应重点关注河段上下游落差及水面比降变化，作为分析水位流量关系的主要因素。
产生回水变动的原因一般有：支流测站受干流涨水的顶托；干流测站受下游支流涨水的顶托；下游水库、湖泊和海洋等水体水位的变化引起的顶托；下游渠道闸门的启闭；下游河道壅水或水草丛生的阻力及冰凌壅塞等。
b ）受冲淤影响的测站一般采用落差法、临时曲线法、连时序法、连实测流量过程线法等定线推流。
C.1.7 受洪水涨落影响的水位流量关系
a）受洪水涨落影响时，由于洪水波产生附加比降的影响。
使洪水过程的流速与同水位下稳定流时的流速相比，涨水时流速增大，流量也增大；落水时，则相反。
即涨水点偏右，落水点偏左，峰、谷点居中间。
若依时序连接各点，则形成以峰、谷点连线为轴线的逆时针方向的绳套曲线。
孤立的洪峰形成单式绳套；出现连续洪峰时，形成复式绳套。
洪水的涨落率是分析水位流量关系的主要因素。
b）受洪水涨落影响的测站一般可采用绳套法、校正因素法等定线推流。
C.1.8 受混合因素影响的水位流量关系
a）受冲淤、变动回水、洪水涨落等混合影响的水位流量关系是较为复杂的。
由于各种因素影响的作用不同，随时间和水情的变化，影响的程度也会发生变化，影响因素还可能相互转换。
因此，水位流量、水位面积、水位流速关系均不稳定，关系点的分布是散乱的。
b）一般可采用连时序法、连实测流量过程线法定线推流。