水文日常基本工作原理培训课件

水文基本原理2020年5月1•水文循环2•河流3•流域4•径流5•流量6•流量资料整编目录1.水文循环降水下渗径流蒸发2.河流河流一般可以分为五段：河源、上游、中游、下游、河口。河流的断面：横断面：河流某处垂直于流向的断面。纵断面：河流最深点的连线为溪线或中泓线。河流的比降：河流纵比降、河流横比降2.河流河流纵比降：也称为坡度，是指单位河长上的落差。落差：河底落差、水面落差总落差：河底总落差、水面总落差当河段纵断面或水面近似于直线时（我们最常用的）：LZLZZJ212.河流平均纵比降L0ZL4l3l2l1l1Z2Z3Z4ZABC3.流域流域是指河流某一控制断面以上汇集地面水和地下水的区域称为河流在该断面以上的流域。集水面积、流域面积分水线：相邻流域的分界线。地面分水线、地下分水线流域：闭合流域、非闭合流域4.径流径流形成过程从降雨(或融雪)开始到水流流经流域(或河流)出口断面终止的整个物理过程。降雨P植物截留In填洼D植物散发ET下渗f蒸发E下渗f在该阶段，不产生径流的那部分降水称为损失量。降雨量--损失量=产流量。4.径流河网汇流过程tQ洪峰流量Qm洪水历时洪水总量W涨水段退水段峰段tQ4.径流流量过程线及其组成4.径流河流水源补给雨水补给、冰雪补给、地下水补给河川径流在一年内和多年期间的变化特性称为径流情势。年内变化（年内分配）、年际变化系列1,冰雪融水,36.40%,36%系列1,降水径流,42%,42%系列1,地下水,21.60%,22%冰雪融水降水径流地下水XX沟河径流的组成4.径流径流的计量单位流量Q(m3/s)径流总量W径流模数M(l/s/km2)径流深R(mm)R(mm)=W(m3)/1000/A(km2)径流系数径流深度R与产生它的降水深度P之比。=R/P4.径流实例XX站断面以上集水面积481km2，2019年平均流量为1.89m3/s，2019年流域平均降水量为310mm（非水文站），求该站2019年年径流量、径流深和径流模数。年径流量W=365*24*3600*1.89=0.5960*108m3径流深R=0.5960*108/1000/481=123.9mm径流系数=123.9/310=0.40径流模数M=1.89/481=3.93*10-3m3/（s*km2）流量是指单位时间内通过某一过水断面的液体体积。常用单位m3/s，以符号Q表示。单位时间通过该微小面积的流量△Q＝u△A单位时间通过该过水断面的流量Q＝∑△QiiAuQ5.流量质量守恒定律1122AVAV12QQ231QQQ321QQQ223311VAVAVA332211VAVAVA5.流量过水断面及断面水力要素断面水力要素及计算过水面积A湿周χ水力半径RAR水力半径反映了过水断面的过流能力或通畅率5.流量谢才—曼宁公式VCRJ断面平均流速谢才系数水力半径水面坡降或底坡161CRn粗糙系数，或糙率水力半径单位均采用米比降面积法测流21321JARnRJACAVQ5.流量梯形断面水力要素的计算bh1αmB底宽水深边坡系数水面宽2Bbmh过水断面面积()Abmhh湿周221bhm水力半径2()21AbmhhRbhm5.流量单式断面:根据某河道洪水调查资料知道，在相距为1000m的一顺直河段上，其过水断面形状近似为宽浅的矩形断面，河段上下游断面洪痕高程分别是z1＝58.5m，z2＝58.0m，断面平均水深，水面宽B＝200m，根据河段情况采用糙率n＝0.04，求通过河道的洪峰流量。3.2hm5.流量解：过水面积22003.2640ABhm湿周200Bm3.2ARhm水力半径水面坡降1258.558.00.00051000zzJL213221332116403.20.0005776.4/0.04QARJnms洪水流量Bh5.流量5.流量Bh糙率0.040糙率0.032糙率0.040糙率计算：ii2ixxnn2.32.32002.30.0402.30.0400020.0322220.032aabbⅠⅡⅢ分别计算：iRCAQⅠⅠⅠⅠiRCAQⅡⅡⅡⅡiRCAQⅢⅢⅢⅢiQQ1325.流量复式断面某顺直河段的平均断面，形状、尺寸如图所示，边坡近似为零，河底底坡i=0.0004，试估算此河段的流量。解：对于河槽22290615mhBAcmhhBhc8.25)2.16(156)(1222mARccc49.38.2590smRnCcc/05.4149.303.0115.061612smiRACQcccc/1380004.049.39005.4135.流量例：某顺直河段的平均断面，形状、尺寸如图所示，边坡近似为零，河底底坡i=0.0004，试估算此河段的流量。解：对于河滩211602.150mhBAtmBht2.51502.111mARttt17.12.5160smRnCtt/66.2517.104.0115.061611smiRACQtttt/330004.017.16066.253smQQQtc/1713313835.流量6.流量资料整编（1）关系曲线的绘制在同一张方格纸上，以水位为纵坐标，自左至右，依次以流量、面积、流速为横坐标，点绘实测点：纵横比例尺要选取1、2、5的10的n次方倍，以便方便地读图；要使水位流量、水位面积、水位流速关系曲线，分别与横轴大致成450、600、600的交角，并使三条关系线互不相交。6.流量资料整编（2）低水放大图的绘制在一般情况下，水位流量关系曲线的低水部分，都要另绘放大图，其目的是为保证读图精度。按照规范标准规定：读图的最大误差应小于或等于2.5%，不论流量比例如何，放大界限一律位于从零点算起的20毫米处。其根据如下：在推流时，一般读图误差不超过方格图纸的半个小格（1小格为1毫米），设放大界限为X格，则读数相对误差为0.5/x，为满足精度要求，应有解得：%5.25.0x20%5.25.0x6.流量资料整编（3）编制推流时段表全年各个时期水位流量关系曲线定好后，要按顺序注上线号，并在图内适当空挡处，编写推流时段表，推流时段表如下表所示。线号推流时段依据测次接头附注起止水位流量月日时分月日时分1110：002812：00①～⑧112.1135.622812:003420:00⑨～14113.3243.233420:0051823:0015～26113.5650.56.流量资料整编（4）水位流量关系曲线不确定度及系统误差估算1）测点标准差的计算——第次实测流量（作为单值化处理的单一线中第次校正流量或校正流量因素）；——第次实测流量相应的曲线上的流量（或作为单值化处理的单一线中第次校正流量或校正流量因素相应的曲线上的校正流量或校正流量因素）；——测点总数。niciciieQQQnS1221iQciQniiiiiQ6.流量资料整编2）随机不确定度的计算3）水位流量关系定线系统误差估算实测关系点据与关系线无明显系统偏离时，系统误差可采用测点（或校正点）对关系线相对误差的平均值。eQSX2/6.流量资料整编水位流量关系定线精度指标表站类定线方法定线精度指标系统误差(±%)随机不确定度(%)一类精度的水文站单一曲线法18水力因素法210二类精度的水文站单一曲线法110水力因素法212三类精度的水文站单一曲线法211水力因素法3156.流量资料整编（5）水位流量关系曲线定线检验1）符号检验判断两个随机变量X和Y的概率分布是否存在显著性差异。公式：K为正号或负号的个数当u小于临界值，则原假定成立，说明关系线合理。0.50.50.5Knun--＝12ua－6.流量资料整编2）适线检验适线检验是对实测点与关系线正负偏离值排列情况的检验，即检验关系曲线是否有系统偏差。检验方法：将实测点按水位递增顺序排列统计出每个实测点偏离曲线的正负号，再从最低水位第2点起，依次与前一个符号相比，同符号记为“0”，不同符号记为“1”，然后统计出“1”的个数。出现“1”的个数越多，曲线就越合理；否则，说明测点有系统偏差。6.流量资料整编6.流量资料整编3）偏离数值检验检查测点偏离关系线的平均偏离值（即平均相对误差）是否在合理范围以内，借以数据论证关系曲线定得是否合理。6.流量资料整编（6）水位流量关系曲线的延长水位流量关系曲线延长的范围，一般要求高水部分延长不应超过当年实测流量所占水位变幅的30%；低水部分不超过15%。高水延长是指将关系曲线向当年最高洪水位或调查洪水位方向的延长。低水延长是指将关系曲线向断流水位方向所作的延长。6.流量资料整编（7）编制水位流量关系表（流率表）流量水位（cm）（m3/s）水位级（m）0123456789流量差30.0022.924.025.126.227.328.429.430.531.632.710.91033.835.236.638.039.440.842.143.544.946.313.92047.749.351.052.654.355.957.559.260.862.516.43064.166.268.370.372.474.576.678.780.782.86.流量资料整编