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水文测验Hydrometry第五章水位、流量资料整编（CompilationofWaterLevelandFlowInformation）内容提纲①资料整编工作内容②水位资料整编③水位流量关系分析④河道流量资料整编目标一：理解掌握水位、流量资料整编目标二：理解掌握不同条件下水位流量关系教学目标难点一：不同条件下的水位流量关系差异难点二：水位流量资料整编方法学习难点第五章水位、流量资料整编（CompilationofWaterLevelandFlowInformation）第一节资料整编工作内容（CompilationofWaterLevelandFlowInformation）一、资料整编工作的意义水位、流量资料整编：将测站测获的水位、流量原始资料，按照科学的方法、统一的格式和规范的标准进行整理、分析，加工成系统、完整、可靠的水文资料。资料整编工作的意义水文站实测的水位、流量、泥沙等数据是一种离散的、片断的、不连续的原始水文资料，甚至还夹杂着记录和计算错误。整编就是检验真伪和加工制作的过程，并且还担负着发现测验问题，提出改进测验意见的任务。二、整编工作的内容第一节资料整编工作内容（CompilationofWaterLevelandFlowInformation）①搜集水位、流量等有关资料。②审核水位、流量原始资料。审核测验、计算方法是否正确。重点应放在洪水时期对不同测算方法，对缺测、插补、改正等资料，应重点检查。③确定整编方法。根据测站特性，选合理的定线，推流方法。④资料合理性检查及编制有关整编说明书。三、测站考证第一节资料整编工作内容（CompilationofWaterLevelandFlowInformation）（1）测站附近河流情况及断面布设的考证（2）基面和水准点的考证（3）测站附近水利工程基本情况的考证四、资料整编工作要求第一节资料整编工作内容（CompilationofWaterLevelandFlowInformation）（1）严格工序。原始资料都须经过三道工序：初作、一校、二校，才能进行整编。（2）要全面了解测验情况。遇到矛盾问题，要深入调查研究，认真分析，力求采用的整编推算方法正确合理，符合测站特性等。一、工作内容第二节水位资料整编（CompilationofWaterLevelInformation）①考证水尺零点高程②审核水位原始资料，计算逐日平均水位，编日平均水位表③绘制逐时水位和逐日平均水位过程线④编制洪水水位摘录表及水位资料整编说明书二、水尺零点高程的考证第二节水位资料整编（CompilationofWaterLevelInformation）水尺零点高程发生变动的主要原因有：引据水准点发生变动；水准测量过程中发生错误；水尺被浮运或船只碰撞。结合水准点考证结果，分析水尺零点高程变动原因和测量误差情况。如本次校测高程与原用的水尺零点高程相差不超过允许误差，或虽超过但小于10mm时，水尺零点高程仍采用原用高程。否则，应分析水尺变动的原因及日期。三、原始资料的审核第二节水位资料整编（CompilationofWaterLevelInformation）审核时以水位记载簿为依据，检查每支水尺使用的日期及零点高程是否正确；换读水尺时，两支水尺计算的水位是否衔接；抽检水位计算正确性；审查水位的缺测、插补、改正是否妥当；日平均水位的计算及月、年极值的挑选有无错误等。当遇到水位缺测而未插补时，整编时应予以插补，其插补方法有以下几种：（1）直线插补法:适用情况：当缺测时间内的水位变化平缓，或水位变化虽较大但涨落趋势比较均匀一致时。方法：用缺测时段两端的水位值按时间比例直线内插出缺测期的水位值。（2）水位相关插补法若缺测期间水位变化较大，跨越峰、谷，且当本站水位与邻站水位有相关关系时，可点绘水位关系线，用邻站水位插补本站水位。上Z下Z1上Z1下Z（3）水位过程线法：缺测期间水位起伏变化，上下站区间径流增减不多、水位过程大致相似时，可将本站与邻站的水位绘在同一坐标过程线纸上，缺测期间的水位参照邻近站的水位过程线趋势，勾绘出本站水位过程线，在过程线查读缺测日期的水位。上Z下ZZ1下Z1上Z四、逐日平均水位表的编制第二节水位资料整编（CompilationofWaterLevelInformation）表内数字符号填写要求要求：①表内各日平均水位数字，均从审核后的原始记录中抄入。②表下边统计栏中的月、年平均水位，分别等于1月内和1年内日平均水位之和除以相应的日总数得之。③月、年最高、最低水位分别从各月和全年逐日水位中挑选，并注明发生的日期。最高水位50.923月30日最低水位42.9312月17日平均水位45.2050.9242.93保证率水位的挑选保证率水位：在一年内有多少天数高于或等于某一水位，供航运部门使用。挑选：保证率水位从逐日平均水位表的日平均水位中挑选，从高向低排列。保证率水位分为：年最高平均水位，第15、30、90、180、270天及年最低日平均水位7个档次。①列表法将一年中日平均水位从高到低分成若干级，分别统计各月在各级水位中发生的次数，横向合计各级水位的总次数，然后再从中自高到底纵向累计，求出各水位级分界处的发生次数，再判明指定保证率是在哪一水位级中，再从这一水位级中的水位从高到低排列，直到找到所求的保证率水位为止。②日平均水位过程线法当日平均水位变化平缓，洪峰涨落缓慢的测站，可用此法。挑选时，可在绘制的日平均水位过程线上直接量取，如挑选第90天的保证率水位时，即从高到低，用试错法找一水位，作水平线，使它与水位过程线相交部分的水平长度，恰好等于90天，用同法找出其它保证率水位。③排序法对日平均水位数值，按照排序算法，由大到小进行排序，然后根据顺序选取指定的保证率水位。该方法可借助软件Excel2003、SPSS等软件实现。第三节水位流量关系（TheRelationshipBetweenWaterLevelandDischarge）水位-流量关系曲线法就是实测流量与相应水位，按照一定的水力规律定出水位-流量关系曲线；根据水位过程，在率定的水位-流量关系曲线上，推求流量过程。一、稳定的水位流量关系（人工渠道、天然河流2种）第三节水位流量关系（TheRelationshipBetweenWaterLevelandDischarge）稳定的水位流量关系用曼宁公式说明断面流量断面平均流速水力半径水流比降河道糙率水位流量关系稳定（单值关系）的条件：在同一水位下，河道糙率、断面面积、水力半径、水流比降等因素保持不变；或虽有变动，但能相互补偿。（一）人工渠道水位-流量关系（单一关系曲线）（二）天然河流水位—流量关系的分析天然河道一般属宽浅型河道，水面宽远大于水深。分析时可用宽浅人工渠道公式。1．水位—面积关系曲线具有稳定的水位—面积关系曲线的测站，应是没有明显冲淤变化的测站，稳定的水位面积关系曲线应为单一曲线。主要有以下类型：①一般河流过水断面的水面宽随水位升高而逐渐增大，关系曲线斜率即水面宽的倒数是逐渐减小的，因此曲线是一条凹向横轴的曲线。单式河槽，河宽渐变增大，曲线下凹。②复式河槽，漫滩水位处，河宽突变，曲线下凹。③矩形断面或U型断面，高水时，河宽接近常数，曲线近似直线。④上窄下宽断面，河宽随水位升高变小，曲线出现反曲。2、水位-流速关系曲线一般情况下，水位-流速关系曲线是一条渐增的凹向纵轴并以平行纵轴的某一直线为渐近线的曲线。断面出现漫滩时，由于漫滩处过水断面发生突变，断面平均流速的变化不连续，从而使水位流速关系曲线发生转折。断面发生在深潭处，因断流水位下有死水面积，当水位从断流水位处上涨时，断面平均流速比无深潭时减小很多，使断流水位以上至某一水位线范围，曲线反曲且偏小。3、水位-流量关系曲线一般情况下，水位-流量关系线是一条渐增加且凹向函数Q一边的曲线。当断面出现漫滩或深潭时，曲线出现反曲和转折。二、不稳定的水位流量关系天然河流水位-流量关系线特征：多数情况下呈现不稳定形态，具体曲线形态随着水力因素的不同而异。在同一水位下，将有多个流量值与之对应。影响因素：洪水涨落、冲淤变化、变动回水、冰凌等。受洪水涨落影响的水位-流量关系受洪水涨落的影响指断面没有其他因素影响时，同一水位下实测流量将随着附加比降的变化而变化。只受洪水涨落影响的各曲线特征：①水位-面积曲线是单一型。②水位-流量和水位-流速关系一致，偏大都偏大，偏小都偏小。③在一次洪水涨落过程中，依照时间序列连接各实测点，水位流量、水位流速关系曲线为一个逆时针绳套曲线。三、不稳定的水位流量关系曲线确定方法（1）临时曲线法若水位流量关系受不经常的冲淤影响或比较稳定的结冰影响，在一定时期内关系点密集成一带状，能符合定单一线的要求时，可以分期定出Z～Q曲线，称为临时曲线法。类型特征曲线经常性冲淤冲淤变化频繁测点分布散乱不经常性冲淤两次冲淤间有较长时间测点随时间分为几条有规律的带组。普遍冲淤冲刷前后河底坡降及断面形态基本相似冲淤前后关系线呈纵移状态局部冲淤冲淤前后断面形状，河底比降变化明显冲淤前后曲线变化大，无一定规律可遵循。Q淤Q稳Q冲ZQ冲淤受冲淤影响的水位流量关系曲线示意图（2）连时序法：当测流次数较多，能控制水位流量关系变化的转折点时，一般多用连时序法。（水位流量受多因素的影响）①根据实测资料绘出水位过程线Z=f(t)，并在过程线上按顺序注上测次号码。②根据实测流量和相应水位，点绘Z～Q相关点，并在点旁依次注明测次号码及实测日期。③参照水位过程线的起伏变化，目估依测次号码连成圆滑曲线，即为水位流量关系曲线。这种情况的Z～Q曲线一般为绳套形，使用时按水位发生时间在Z～Q曲线的相应位置查读流量。第四节河道流量资料整编（CompilationofRiverDischargeData）一、河道流量资料整编内容编制实测流量成果表和实测大断面成果表；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；整编逐日平均流量表及洪水水文要素摘录表；绘制逐时或逐日平均流量过程线；编制河道流量资料整编说明表。二、突出点的检查分析第四节河道流量资料整编（CompilationofRiverDischargeData）突出点—水位流量关系线中，一些比较突出反常的点。分析突出点的意义它是决定水位流量关系曲线和认识测站特性的重要步骤。突出点的检查分析方法：①通过水位流量、水位面积、水位流速三条关系曲线，根据三条关系曲线的一般性质，结合本站特性、测验情况，从线型、曲度、点据分布带的宽度等方面，去研究分析三条关系线的相互关系，检查偏离原因。②通过与本站水位和流量过程线对照，去检查分析，发现问题。③通过与历年水位流量关系曲线比较，如果趋势不一致，可能因突出点造成定线不当所致。原因检查：突出点的产生原因：①人为错误；②特殊水情变化。检查突出点步骤①先从点绘着手，检查是否点错；如点绘不错，再仔细复核原始记录；②检查计算方法和计算过程有无错误；③若点绘与计算都没有错误，再从测验及特殊水情方面找原因。①水位方面的原因水准点高程错误、水尺校测或计算错误；水位观测或计算错误。例：六股河某站历年水位流量关系曲线为单一线。本年水位流量关系曲线，与历年曲线不一致。原因检查：查本站水位观测记录本，发现58测次以前在P2水尺上读水位，59测次后在P1水尺读数，导致关系各成系统。②断面测量方面的原因当测深垂线过少或分布不均，陡岸边或断面形状转折处未测水深时，可使面积偏大或偏小；断面与流向不垂直，或测深悬索偏角太大，未加改正，使面积偏大；测船不在断面线上，所测垂线水深可能偏大或偏小。例：本站冲刷淤积的规律是：涨水冲刷、落水也冲刷，落水到一定程度后淤积。水位流量关系图显示：104次至105次涨水冲刷，105次至106次落实淤积，106次至107次又冲刷，107次到108次淤积。图的显示与测站特性不符合。经了解原因是：洪水期105次用悬索悬吊铅鱼测深，因偏角大而未改正所致。③流速测量方面的原因测验仪器问题及测验方法不当。用流速仪测流时，流速超过仪器性能范围或因未及时检定，而