流量数据处理.

本章内容稳定的水位流量关系处理方法受断面冲淤影响的水位流量关系第九章流量数据处理水力因素型流量数据处理方法时序型流量数据处理方法受变动回水影响的水位流量关系受洪水涨落影响的水位流量关系第一节概述一、流量数据处理的含义对原始流量资料，按科学方法、统一的技术标准和格式进行整编、分析、统计、审核、汇编、刊印的工作。《水文年鉴汇编刊印规范》SL460-2009《水文资料整编规范》SL247-1999二、流量数据处理的目的•形成足够精度、系统、连续的流量资料，供其它部门使用。•寻求～关系的变化规律，并借此，用水位推求流量；Qz三、流量数据处理的方法基本方法basicmethod•连实测流量过程线法；辅助方法auxiliarymethod水位流量关系曲线法，即建立水位流量关系，并由水位推求流量。•上、下游测站水文要素相关法；•降水径流相关法，等。四、流量数据处理的两个主要工作推流reductionofflow定线determinationofrelationcurve根据定线的结果，由水位及其他水文要素来推求流量。根据实测资料，建立水文要素值之间的关系曲线。五、流量数据处理的主要内容对原始资料进行审核。水位流量关系曲线的分析与检验。整编逐日平均流量表、洪水水文要素摘录表。绘制水位流量、水位面积、水位流速关系曲线。编制实测流量成果表和实测大断面成果表。绘制逐时或逐日平均流量过程线。合理性检查。编制河道流量资料整编说明表。第二节稳定～关系及处理方法AVQQz一、人工渠道～关系Qz人工渠道，其断面规则，～关系满足曼宁公式：zQ天然河道不规则，～、～和～关系较为复杂。AQzzzV21321SRnV天然河道的～关系一般可分为稳定、不稳定的两种。zQ二、天然河道稳定～关系关系线向下凹。1、～关系曲线zAzQ形成条件：测站控制良好、河床稳定。dzBdA因BdAdz1则BdAdzzA2、～关系线关系线向上凹。zVzV高水时，流速近似为常数。10,khV3、～关系线关系线向下凹。zQzQ1,khQ三、单一线法single-curvemethod1、单一线法定线应符合的要求•关系点分布呈狭窄带状；•点子密集；•75%以上的中高水流速仪点与平均关系线偏离不超过5%；•75%以上的低水点或浮标测流点与平均关系线偏离不超过8%；•关系点无明显系统偏离。2、单一线定线的方法解析法图解法单纯采用作图的一种人工定线的方法。采用具有一定数学表达式的计算机定线的方法。3、单一线图解法步骤点绘(、)、(、)、(、)关系点。AzzzQVzQAVzVQA分析(、)、(、)、(、)关系点的特点。AzzzQV初步绘制～、～关系曲线。zAzV通过～、～关系线绘制～关系曲线。zzQAzVzVQAAVVA绘制三条关系线时，应互相对照，使在～曲线上查得的各水位的流量与相应的面积与流速乘积的偏差不超过±3%。zQ推流。～关系曲线的检验。zQ～关系曲线的高、低水延长。zQ4、单一线的解析法先拟定水位流量关系曲线的线型，再用数学方法确定线型中的参数。常用的线型有：mZZcQ)(0指数函数方程0Z某一常数水位（1）单一线的线型多项式方程mmZZbZZbZZbbQ)()()(0202010对数函数方程)(ln)(ln)ln(ln0022010ZZbZZbZZbbQmk习题191、流量数据处理的含义、目的、方法。2、流量数据处理的两个主要工作。3、单一的水位面积、水位流速、水位流量三条曲线的特点。5、单一线图解法的步骤。4、单一线定线的两类方法。四、～关系曲线的检验检验项目：zQ关系曲线为单一曲线、使用时间较长的临时曲线、单值化处理得到的单一线，且测点在10个以上者，应进行关系曲线的检验。•符号检验•适线检验•偏离数值检验•检验t五、～关系曲线的延长、插补意义规划设计需要洪峰流量、洪量时，要对水位流量关系曲线高水延长；灌溉、水力发电需要枯水流量时，要对水位流量关系曲线低水延长。适用条件稳定的水位流量关系。zQ若因施测条件限制，遗漏了高、低水流量，可通过～关系曲线外延获得。如资料发生缺测、中断，则依据～关系曲线进行插补。zQzQ原理VAQ1、根据～，～关系对～关系曲线高水延长zQzzVA～关系曲线用大断面资料作出；zA～关系曲线的特点（高水时，变化很小）。zVVQZAVAVVAZ方法2、用水力学公式对～关系曲线高水延长曼宁公式法VAQ6/11RnC原理式方法RSCVzQ由计算不同水位下的。SRnV321V～关系曲线用大断面资料作出；zAsn1Z两种情况（高水时，变化很小）Sn1再点绘～ZSn1关系曲线，并延长它。②若无、资料，用公式求，3/21RAQSnSn1sn①若有、资料，由求。snVSRnV321利用～关系曲线延长QRA原理式RASCSRCAQ高水时，变化很小，近于常数，此时SCQRA～近似呈直线关系。QRA方法由大断面测量资料作出～关系曲线；RAZ再延长它；由以上两条关系曲线作出～关系曲线，QRAZQRAZRAQ由实测水位流量资料作出～关系曲线；QZZ由～关系曲线及～关系曲线确定ZRAQRAQ高水时的。注：高水部分延长不应超过当年实测流量所占水位变幅的30%。QRAZRAZQ3、～关系曲线的低水延长ZQ0ZstageofzeroflowQz以断流水位为控制，按～关系曲线的趋势向下延长。0ZQz注：低水部分延长不应超过当年实测流量所占水位变幅的10%。确定断流水位的方法：根据测站纵横断面图确定查看测站下游有无浅滩或石梁，若有，则以其顶部高程作为断流水位；若无浅滩、石梁，但下游较长距离内河底平坦，则用基本水尺断面的最低点高程作为断流水位。测流断面0Z基本水尺断面0Z0Z0Z分析法为了减小图解法延长低水段水位流量关系的随意性，采用分析法。bcabcaZZZZZZZ220ZQabc设水位流量关系低水段符合，在关系曲线的中低水部分取三点a、b、c，并使得，则nzzkQ)(0cabQQQnaaZZKQ)(0nbbZZKQ)(0nccZZKQ)(0a、b、c三点在关系曲线上，则cabQQQ再结合，即可得到断流水位推导：bcabcaZZZZZZZ220习题211、水位流量关系曲线延长、插补适用的条件。2、水位流量关系曲线高水延长的两种方法，如何延长？3、水位流量关系曲线低水延长的两种方法。第三节不稳定Z～Q关系的分析第三节不稳定～关系的分析1、流量公式对平原河流中的洪水，运动方程为：ccccssQtzUsQQ111稳定流时的比降cs校正因素Usc1水位涨率tz稳定流时的流量cQ洪水波的传播速度U一、受洪水涨落影响的～关系QzQz2、受洪水涨落影响的～关系分析涨洪时，落洪时，0tzcQQtzUsQQcc110tzcQQQz因此，一次洪水过程的～关系为逆时针的绳套曲线。QzcQQQQZ逆时针的绳套曲线QZ逆时针的绳套曲线tZ水位过程线12341234二、受变动回水影响的～关系1、一般概念变动回水如：支流站受干流涨水的顶托；干流站受支流涨水的顶托；下游水库、湖泊、海洋水位的变化引起的顶托等。Qz下游水体、的变化，对上游测站的～关系产生影响的现象。QzQz干流站受支流涨水的顶托变动回水影响下的流量2121SSQQSZ当水面比降用落差表示时，2121ZZQQ)()(2211ZQZQ不同水位下，),(ZZfQ)()(ZfZQ或或同一水位下，洪水和回水影响分析相同点分析变动回水影响与洪水涨落影响的水位流量关系曲线，就会发现两者都是通过对流速的影响来影响流量的，而对流速的影响都是因水面比降的变化而引起的。因此，有时有些水位流量关系既可当成洪水涨落影响，也可当成变动回水影响，特别是因河槽的调蓄作用而引起的变动回水影响与洪水涨落影响就更难区分。因此，整编变动回水影响的落差法，有时也可用作整编受洪水涨落影响的流量资料2、受变动回水影响的～关系分析受变动回水影响的水位流量关系，不仅与本测站的水情有关，还受到下游水体水位变化的影响，因而，水位流量关系比受洪水涨落影响的水位流量关系更复杂，有顺时针、逆时针的绳套曲线，有正8、反8字形。Qz变动回水影响下的水位流量关系曲线受河槽冲淤影响的水位流量关系分析三、受河槽冲淤影响的～关系1、冲淤情况分类经常性冲淤测站控制易于变化，无比较确定的稳定期。Qz～、～关系点分布较散乱。AzQzAZQZ不经常性冲淤测站控制比较稳定，～关系在相当长的时间内是稳定的，除了几次较短的冲淤期内。Qz～、～关系点随时间明显分组，冲淤期为组间的过渡点。QzAzQZ普遍冲淤冲淤前后断面形状变化相似。～、～关系曲线在冲淤前后成水平平移特点。QzAzZA稳定QZ稳定淤积冲刷淤积冲刷局部冲淤冲淤前后断面形状变化不一致。QZ稳定淤积冲刷局部冲淤只是对～关系曲线的低水影响较大。QZ2、冲淤情况分析切线比较法适用于河槽底部冲淤情况。对冲淤情况的分析，有三种方法：•切线比较法•冲淤过程线法•横断面图比较法AZZ1A1AAA2A2AZ涨水红线（对应冲刷发生前）的斜率BAzk11标蓝线（对应冲刷发生后）的斜率21AAzk测Bkk1标测结论：涨水时，若实测斜率小于河宽的倒数，则意味着发生了冲刷。ZAZ1A1AAA2A2AZ落水红线（对应冲刷发生前）的斜率BAzk11标蓝线（对应冲刷发生后）的斜率21AAzk测结论：落水时，若实测斜率大于河宽的倒数，则意味着发生了冲刷。当时，Bk1测21AAZA1253476B冲刷冲刷2点处，淤积达到最大5点处，冲刷达到最大冲淤过程线法选定反映冲淤的某一指标（如河底高程、同水位下的面积），绘制其随时间的变化过程，用以分析冲淤情况。冲淤过程线法分两种：平均河底高程过程线法0Zt初始平均高程淤积冲刷同水位下面积的过程线法淤积冲刷同水位下初始面积At同水位下面积横断面图比较法河底高程起点距淤积习题221、受洪水涨落影响，水位流量关系曲线呈现什么样的特点？2、变动回水的概念。3、何谓实测比降的代表性？2、变动回水的概念。3、何谓实测比降的代表性？4、河槽冲淤的四种类型及各自特点。5、应用切线比较法，如何判别冲淤情况？六、水力因素型流量数据处理方法1、校正因素法adjustingfactormethod适用情况水位流量关系宜呈单式绳套。对复式绳套，应分割后分别进行校正。依据方程tzUSQQcc11受洪水涨落影响的测站。资料条件已知资料：实测点（、），～过程线。mQzzt未知：、cQUSc1tzUSQQcc11而只有一个方程tz取代中的，另有及未知。分析：根据～过程线，计算，用实测流量mQQztcQUSc1故需要采用试错法。tzUSQQcc11人工定线步骤初定一条～关系线。ZcQzcQ方法：由～过程线中相应的实测Zt点（、）初定一条～关系线。0itZiQZcQiZzt初定一条～关系线。ZUSc1zUSc1用初定的～过程线，结合计算各实测点相应的，由此试定一条ZZcQicUS1～关系线。USc1tzUsQQcc11校正初定的～关系线和～关系线。cQUSc1同样的方法调整～关系线。ZUSc1ZZ由～关系线查算各的，代入CSc1iZicUS1Z～关系线，与初定的～关系线比较，计算各相应的，由此点绘cQ调整初定的～关系线。iZciQcQZcQZZtzUsQQcc11推流方法：已知和ZtZzUSc1zcQUSc1由已定的～关系线和～关系线结合ZZcQ计算。QtzUsQQcc11USc1cQZ计算机定线步骤再假定一条～关系线，按上述同样的方法ZUS