第6章-水位、流量資料整編2課件

第六章水位、流量資料整編第六章水位、流量資料整編1概述一、整編工作的意義

水文資料整編工作的含義：

實(shí)測(cè)水位、流量、泥沙等資料是一種不連續(xù)的原始水文資料，一般不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門對(duì)資料使用的要求。資料整編就是對(duì)原始資料按科學(xué)的方法和統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與格式進(jìn)行整理、分析、統(tǒng)計(jì)、審查、匯編和刊印的全部技術(shù)工作，以便得到具有足夠精度的、系統(tǒng)的、連續(xù)的水文資料。水文資料整編工作的意義：

見教材。二、整編工作的內(nèi)容（見教材）概述2三、測(cè)站考證

考證就是考察證實(shí)。測(cè)站考證的具體內(nèi)容見教材。四、對(duì)整編工作的要求

⑴原始資料須經(jīng)過三道工序才能進(jìn)行整編

初作，一校，二校。不同工序由不同的人完成。⑵整編必須執(zhí)行水文資料整編規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。參見《水文資料整編規(guī)范》SL244-1999。水位資料整編一、工作內(nèi)容

水位資料是《水文年鑒》刊印的項(xiàng)目之一，同時(shí)又是流量和泥沙資料整編的基礎(chǔ)。水位資料整編的主要工作內(nèi)容包括：三、測(cè)站考證3⑴考證水尺零點(diǎn)高程。⑵審核水位原始資料，校核原始逐時(shí)觀測(cè)水位，復(fù)核逐日平均水位，編制逐日平均水位表（表中包括水位月、年特征值統(tǒng)計(jì)）⑶繪制逐時(shí)水位、逐日平均水位過程線。⑷編制洪水水位摘錄表及水位資料整編說明書。二、水尺零點(diǎn)高程的考證

具體過程見教材。三、原始資料的審核在水尺零點(diǎn)高程考證無誤的基礎(chǔ)上，校核原始水位觀測(cè)記錄的逐時(shí)水位、逐日平均水位、各月和全年的最高、最低水位及其發(fā)生日期、以及備注的河干、斷流、冰情的起止日期等是否正確。尤其應(yīng)對(duì)水情變化急劇⑴考證水尺零點(diǎn)高程。4、更換水尺和水尺零高變動(dòng)時(shí)的水位值作重點(diǎn)校核，對(duì)水位特征值和日平均水位進(jìn)行逐個(gè)校核，以保證全部水位記錄和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不發(fā)生差錯(cuò)。對(duì)缺測(cè)水位應(yīng)插補(bǔ)，插補(bǔ)方法有：

1.直線插補(bǔ)法適用情況：當(dāng)缺測(cè)時(shí)間內(nèi)的水位變化平緩，或水位變化雖然較大但漲落趨勢(shì)比較均勻一致時(shí)。用缺測(cè)時(shí)段兩端的水位值按時(shí)間比例直線內(nèi)插出缺測(cè)期的水位值。

、更換水尺和水尺零高變動(dòng)時(shí)的水位值作重點(diǎn)校核，對(duì)5

2.水位相關(guān)插補(bǔ)法：適用情況：缺測(cè)期較長(zhǎng)，水位漲落交替發(fā)生，且河道無較大沖淤變化時(shí)。建立本站與鄰站的同時(shí)水位或相應(yīng)水位的相關(guān)曲線，據(jù)此進(jìn)行插補(bǔ)。

2.水位相關(guān)插補(bǔ)法：6

3.連過程線插補(bǔ)法：

適用情況：缺測(cè)期水位有起伏變化，而上下游站區(qū)間徑流增減不多，沖淤變化不大，兩地水位過程線大致相似時(shí)，可參照上下游站水位變化趨勢(shì)，連繪出本站缺測(cè)期的水位過程線進(jìn)行插補(bǔ)。四、逐日平均水位表的編制

1.表內(nèi)數(shù)字符號(hào)的填寫

要注明水位采用的基面。

2.各種保證率水位的挑選

保證率水位：指1年內(nèi)有多少天數(shù)的水位高于等于某水位，該水位就稱為與該天數(shù)相應(yīng)的保證率水位。規(guī)定要填寫年最高水位、15、30、90、180、270天的保證率水位。3.連過程線插補(bǔ)法：7

將年內(nèi)日平均水位從大至小排位，即可找出該年各保證率水位。五、水位單站合理性檢查

水位過程線直觀檢查有無不合理的地方。水位過程線與降雨過程對(duì)照檢查有無不合理的地方。水位流量關(guān)系分析一、穩(wěn)定的水位流量關(guān)系

由曼寧公式知，水位流量關(guān)系穩(wěn)定的條件是：在同一水位下，、將年內(nèi)日平均水位從大至小排位，即可找出該年各8

、、等因素保持不變，或雖有變化，但能相互補(bǔ)償。

（一）人工渠道水位流量關(guān)系均為穩(wěn)定的水位流量關(guān)系。不同斷面形狀的水位～斷面、水位～流速、水位～流量關(guān)系可歸納為（6－3）～（6－5）式。

（二）天然河流水位流量關(guān)系的分析天然河道一般屬寬淺型河道，水面寬遠(yuǎn)大于水深。

1．水位面積關(guān)系曲線沒有明顯沖淤變化的測(cè)站，穩(wěn)定的水位面積關(guān)系曲線應(yīng)為單一曲線。對(duì)于寬淺型河道有：、、等因素保持不變，或雖有變化，但能相互補(bǔ)9可知，穩(wěn)定的水位面積關(guān)系曲線的重要特征是：曲線的斜率是河寬的倒數(shù)。

第6章-水位、流量資料整編2課件10隨斷面形狀的不同，水位面積曲線如下性質(zhì)：⑴單式河槽，河寬漸變?cè)龃?，曲線下凹。⑵復(fù)式河槽，漫灘水位處，河寬突變，曲線下凹。⑶矩形斷面或U型斷面，高水時(shí)，河寬接近常數(shù)，曲線近似直線。⑷上窄下寬斷面，河寬隨水位升高變小，曲線出現(xiàn)反曲。隨斷面形狀的不同，水位面積曲線如下性質(zhì)：11第6章-水位、流量資料整編2課件12

2.水位流速關(guān)系曲線

（6－4）式對(duì)水深求導(dǎo)：因，所以故：即，曲線上凹。又故：曲線的漸近線與縱軸平行。當(dāng)斷面出現(xiàn)漫灘或有深潭時(shí)，由于漫灘或潭頂處過水?dāng)嗝姘l(fā)生突變，斷面平均流速的變化不連續(xù)，從而使水位流速關(guān)系曲線發(fā)生反曲。2.水位流速關(guān)系曲線13第6章-水位、流量資料整編2課件143.水位流量關(guān)系曲線

（6－5）式對(duì)水深求導(dǎo)：因故即，曲線下凹。二、不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系，是指測(cè)驗(yàn)河段受斷而沖淤、洪水漲落、變動(dòng)回水或其它因素的個(gè)別或綜合影響，使水位與流量間的關(guān)系不呈單值函數(shù)關(guān)系。分析這種水位流量關(guān)系的特征，是流量資料整編中的基本課題之一。3.水位流量關(guān)系曲線15

1.受洪水漲落影響的水位流量關(guān)系洪水漲落影響，是指在漲落水過程中因洪水波傳播引起不同的附加比降，使斷面流量與同水位下穩(wěn)定流流量相比，呈現(xiàn)有規(guī)律的增大或減小的現(xiàn)象。對(duì)應(yīng)的水位流量關(guān)系呈逆時(shí)針繩套曲線。1.受洪水漲落影響的水位流量關(guān)系16

⑴基本流量公式由曼寧公式：注意同水位下為定值，故有：稱為漲落率，稱為校正因素。

⑵關(guān)系曲線特征

水位～面積關(guān)系曲線為單一線，水位～流速、水位～流量關(guān)系曲線為逆時(shí)針繩套曲線。(6-12)⑴基本流量公式(6-12)17這是因?yàn)橥槐容^：漲水時(shí)，落水時(shí)，

⑶各水力要素極值出現(xiàn)順序

1）最高水位出現(xiàn)在最大流量之后證：取微小河段AB,因洪水波在運(yùn)動(dòng)中發(fā)生展開與扭曲變形，使下游斷面流量過程線變胖。漲水時(shí)上斷面A的流量大于下斷面B的流量，A斷面峰點(diǎn)過后開始落水，B斷面仍在漲水。在時(shí)刻將會(huì)有，如圖6-11(b)所示。這是因?yàn)橥槐容^：18考慮到在微小河段，流量的沿程變化可以忽略，即認(rèn)為在時(shí)刻有由非恒定流連續(xù)方程：知即，在時(shí)刻B斷面出現(xiàn)了最高水位。由于AB是微小河段，在宏觀上可看作同一斷面，故最高水位出現(xiàn)在最大流量之后?？紤]到在微小河段，流量19

2）最大流速出現(xiàn)在最大流量之前證：因最大流量出現(xiàn)時(shí)，，可知由于此時(shí)最高水位尚未出現(xiàn)，仍屬漲水段，故說明最大流量出現(xiàn)之前流速已經(jīng)開始減小，即最大流速已經(jīng)出現(xiàn)過了。

3）最大比降(最大漲率)出現(xiàn)在最大流速之前借用明渠均勻流公式2）最大流速出現(xiàn)在最大流量之前20考慮到天然河道屬寬淺型明渠，水力半徑近似為水深，又河段較順直，非恒定流時(shí)，流線近似平行，水流屬漸變流。故表達(dá)河道中的非恒定流流速時(shí)誤差不大，由此可得當(dāng)最大流速出現(xiàn)時(shí)故最大流速出現(xiàn)時(shí)最高水位尚未出現(xiàn)，仍在漲水必有說明比降已經(jīng)開始減小，最大比降已經(jīng)出考慮到天然河道屬寬淺型明渠，水力半徑近似為水深21現(xiàn)過了。結(jié)論：洪水期各水力因素出現(xiàn)順序?yàn)椋?/p>

⑷復(fù)式繩套中后一個(gè)繩套較前一個(gè)繩套偏左通常，把單次洪水所形成的繩套線稱為單式繩套曲線。若一次洪水上漲后尚未退完，另一次洪水又接踵而至，形成連續(xù)洪峰，與此相應(yīng)的洪水繩套曲線稱復(fù)式繩套曲線。出現(xiàn)連續(xù)洪水時(shí)，因河道調(diào)蓄作用使河谷蓄水，導(dǎo)致后一次洪水的比降減小。因此，同水位的流量也較前一次洪水時(shí)小，這便使復(fù)式繩套中的后一繩套曲線較前一繩套位置偏左，如圖現(xiàn)過了。22圖

2.受沖淤影響的水位流量關(guān)系

⑴沖淤情況分類

1）不經(jīng)常性沖淤

沖淤變化只發(fā)生在幾次較短時(shí)段以內(nèi)，而兩次沖淤變化之間的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)水位流量關(guān)系保持穩(wěn)定，這種短時(shí)段內(nèi)的沖淤稱為不經(jīng)常性沖淤。反映在水位圖23流量、水位面積關(guān)系圖上，其基本持點(diǎn)是關(guān)系點(diǎn)明顯成為隨時(shí)間分布的幾個(gè)組帶，沖淤期即為由一個(gè)組帶向另一個(gè)組帶的過渡時(shí)期，如圖所示。

2）經(jīng)常性沖淤

各次沖淤程度不同，沒有比較確定的穩(wěn)定階段、這種沖淤便是經(jīng)常性沖淤。反映在水位流量、水位面積關(guān)系圖上，關(guān)系點(diǎn)分布非常散亂。

3）普遍沖淤

控制斷面或控制河段出現(xiàn)均勻一致的沖淤，稱為普流量、水位面積關(guān)系圖24遍沖淤。它的基本特點(diǎn)是沖淤前后橫斷面的形狀相似，縱斷面比降也基本一致。

4）局部沖淤

橫斷面形狀在沖淤前后劇烈改變，或者縱斷面沖淤變化交替出現(xiàn)，改變了河道的縱比降，稱為局部沖淤。遍沖淤。它的基本特點(diǎn)是沖淤前后橫斷面的形狀相似，25在水位流量、水位面積關(guān)系圖上，曲線趨勢(shì)在沖淤前后有所改變，其變動(dòng)程度與沖淤嚴(yán)重程度有關(guān)。若沖淤不嚴(yán)重，即沖淤增減的面積占全斷面比例較小，高水時(shí)有良好控制條件，則水位流量、水位面積關(guān)系曲線呈現(xiàn)掃帚形，若沖淤嚴(yán)重．則沖淤前后曲線形狀可能有較大變化。

⑵沖淤情況分析

1）切線比較法穩(wěn)定的水位面積關(guān)系曲線的斜率是水面寬的倒數(shù)，對(duì)于有沖淤發(fā)生的斷面，此關(guān)系并不成立。在圖6－14中,當(dāng)水位增加在水位流量、水位面積關(guān)系圖上，曲線趨勢(shì)在沖淤前后26，引起面積增加，若這時(shí)斷面發(fā)生沖刷，沖刷引起的面積增量為，此時(shí)水位面積關(guān)系線的斜率為反之，淤積時(shí)面積增量為落水情況分析類似，水位下降引起的面積增量為沖刷時(shí)面積增量為淤積時(shí)面積增量為漲沖漲淤落淤落沖，引起面積增加，若這時(shí)斷面發(fā)生沖刷，沖刷引起漲沖漲淤落27第6章-水位、流量資料整編2課件28

2）沖淤過程線法a.平均河底高程過程線法

b.同水位面積過程線法

將水位和對(duì)應(yīng)的斷面移動(dòng)到水位處，再計(jì)算面積，此即同水位面積的含義。2）沖淤過程線法將水位和對(duì)應(yīng)的斷293）橫斷面圖比較法

3.受變動(dòng)回水影響的水位流量關(guān)系

測(cè)流斷面下游水體水位的變化，將導(dǎo)致該斷面水面比降和流量的變化，在水位流量關(guān)系圖上使同水位下比降或落差大的關(guān)系點(diǎn)偏右、小的偏左，下游水體水位的變化對(duì)水位流量量關(guān)系的這種影響，稱為變動(dòng)回水影響。天然河流中，產(chǎn)生變動(dòng)回水的原因一般有：洪水期干、支流的相互頂托，下游湖、庫(kù)或海洋等水體水位的的變化，下游渠道閘門的啟3）橫斷面圖比較法30閉，下游河道壅水或水草叢生與冰凌阻塞等。閉，下游河道壅水或水草叢生與冰凌阻塞等。31受變動(dòng)回水影響的流量公式由曼寧公式同水位下兩流量比值或公式意義：同水位下比較，落差大，流量大。

基本水尺斷面位于兩比降斷面中間基本水尺斷面不位于兩比降斷面中間受變動(dòng)回水影響的流量公式基本水尺斷面位于兩比降斷面中間基本水32

4.受水草及結(jié)冰水位流量關(guān)系水草生長(zhǎng)的主要影響．是使過水面積減小，而糙