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1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

2二、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；z3三、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。4四、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。5五、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。6第二节稳定～关系及处理方法

一、人工渠道～关系

人工渠道，其断面规则，～关系满足曼宁公式：天然河道不规则，～、～和～关系较为复杂。天然河道的～关系一般可分为稳定、不稳定的两种。7二、天然河道稳定～关系

关系线向下凹。1、～关系曲线形成条件：测站控制良好、河床稳定。因则82、～关系线关系线向上凹。高水时，流速近似为常数。93、～关系线关系线向下凹。10三、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。112、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。123、单一线图解法步骤点绘(、

)、(、)、(、)关系点。13分析(、

)、(、)、(、

)关系点的特点。初步绘制

～

、

～

关系曲线。14通过

～、

～

关系线绘制

～

关系曲线。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%。15推流。

～

关系曲线的检验。

～

关系曲线的高、低水延长。164、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：指数函数方程某一常数水位（1）单一线的线型17多项式方程 对数函数方程18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。19四、～关系曲线的检验检验项目：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20五、～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。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。21原理1、根据～，～关系对～关系曲线高水延长

～关系曲线用大断面资料作出；～关系曲线的特点（高水时，变化很小）。22方法232、用水力学公式对～关系曲线高水延长

曼宁公式法原理式

方法由计算不同水位下的。～关系曲线用大断面资料作出；24两种情况（高水时，变化很小）

再点绘～关系曲线，并延长它。②若无、资料，用公式求，①若有、资料，由求。snVSRnV321=25利用～

关系曲线延长原理式高水时，变化很小，近于常数，此时～近似呈直线关系。

26方法由大断面测量资料作出～

关系曲线；再延长它；由以上两条关系曲线作出～关系曲线，由实测水位流量资料作出～

关系曲线；27由～关系曲线及～关系曲线确定高水时的。

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%。283、～关系曲线的低水延长

stageofzeroflow

以断流水位为控制，按～关系曲线的趋势向下延长。

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%。29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。测流断面基本水尺断面30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。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=31a、b、c三点在关系曲线上，则再结合，即可得到断流水位推导：

32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。33第三节不稳定Z～Q关系的分析

34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：稳定流时的比降校正因素水位涨率稳定流时的流量洪水波的传播速度一、受洪水涨落影响的～关系

352、受洪水涨落影响的～关系分析涨洪时，落洪时，因此，一次洪水过程的～关系为逆时针的绳套曲线。

36逆时针的绳套曲线37逆时针的绳套曲线水位过程线1234123438二、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。下游水体、的变化，对上游测站的～关系产生影响的现象。39干流站受支流涨水的顶托4041变动回水影响下的流量当水面比降用落差表示时，不同水位下，或或同一水位下，42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43442、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。45变动回水影响下的水位流量关系曲线46受河槽冲淤影响的水位流量关系分析

474849三、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。

～、～关系点分布较散乱。50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。

～、～关系点随时间明显分组，冲淤期为组间的过渡点。51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。稳定稳定淤积冲刷淤积冲刷52局部冲淤冲淤前后断面形状变化不一致。稳定淤积冲刷局部冲淤只是对～关系曲线的低水影响较大。Z532、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54红线（对应冲刷发生前）的斜率蓝线（对应冲刷发生后）的斜率结论：涨水时，若实测斜率小于河宽的倒数，则意味着发生了冲刷。55红线（对应冲刷发生前）的斜率蓝线（对应冲刷发生后）的斜率结论：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，561253476B淤积淤积冲刷冲刷冲刷冲刷淤积2点处，淤积达到最大5点处，冲刷达到最大57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

初始平均高程淤积冲刷58同水位下面积的过程线法

淤积冲刷同水位下初始面积同水位下面积59横断面图比较法

河底高程起点距淤积60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？61六、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

受洪水涨落影响的测站。资料条件

62已知资料：实测点（、），～过程线。未知：、而只有一个方程取代中的，另有及未知。分析：根据～过程线，计算，用实测流量故需要采用试错法。63人工定线步骤

初定一条～

关系线。方法：由～

过程线中相应的实测点（、）初定一条～关系线。64初定一条～

关系线。用初定的～

过程线，结合计算各实测点相应的，由此试定一条～关系线。tzUsQQccDD+=1165校正初定的～

关系线和～关系线。

同样的方法调整～关系线。由～

关系线查算各的，代入～关系线，与初定的～关系线比较，计算各相应的，由此点绘调整初定的～关系线。tzUsQQccDD+=1166推流方法：已知和由已定的～

关系线和～

关系线结合计算。tzUsQQccDD+=1167计算机定线步骤

再假定一条～

关系线，按上述同样的方法计算第二个标准差。得到许多个标准差后，以其中标准差最小相应的～关系点拟合出的单一线为定线的结果。假定一条～

关系线，由计算各实测相应的，由关系点（、）拟合一条单一线，并计算各关系点（、）偏离该关系线的标准差；tzUsQQccDD+=11682、涨落比例法

fluctuatingratemethodtzUsQQccDD+=11在中，取为常数，再与校正因素法类似的方法进行定线与推流。理由：中高水时，变化较小。69703、特征河长法characteristicriverlengthmethod

洪水发生时，各水力因素之间因果关系：比降变化引起流速变化，进而引起流量变化，再引起水位变化。例如，河道涨水时，附加比降大于零，使得下断面流速增大，此时，即使下断面水位不增加，断面流量也增大。下断面中断面

71因下断面流量先于水位增大，导致同水位下流量大于稳定流流量，水位与流量不为单一关系。下断面中断面

涨水时，从下断面往上游走，水位逐渐增大，因此，总可以在上游找到一个断面（中断面），使得该断面的水位与下断面流量成单一关系，这就是上游站水位法。72另一方面，随着时间的推移，本站的水位会上涨，因此，可用本站流量与本站后移一个时段（1/2特征河长的传播时间）的水位建立单一关系，这就是本站水位后移法。适用条件

受洪水涨落影响的测站。73上游站水位法（本站水位在空间上的上移）建立～

单一关系线，再以推求。下断面中断面74试错法确定中断面的位置：在上游方向的不同位置处设立水尺，寻找其水位与成单一关系的断面。下断面中断面

75本站水位后移法（本站水位在时间上的后移）寻找与后移一个时段的本站水位，使～呈单一关系。

7677试错法确定后移时间：在～关系线上，找几个涨落率大的测点，如1、2点，其相应的后移时间为、，取78有了后，根据～关系线、～关系线，查得一系列关系点（、），并由此拟合出～关系线。79推流方法：水位为，在～过程线上对应的时刻为，后移后，在～过程线上查出。由在率定的～上查。8081七、时序型流量数据处理的方法连时序法

临时曲线法

改正水位法

改正系数法

连实测流量过程线法

821、连实测流量过程线法受断面冲淤、变动回水、水草生长和结冰等多种因素影响，水位流量关系紊乱的测站。适用情况资料要求要求测次较多，能控制流量变化过程。83定线推流方法根据测站特性，将实测流量点连成光滑的过程线。以推流时间，在过程线上查读流量。在～过程线上，用合适比例点绘实测流量点。比较～过程线与实测流量点的趋势，分析～、～、～关系曲线。842、连时序法chronologicalmethod适用情况资料要求受一个或多个因素混合影响的测站。流量测次应较多，并能控制水位流量关系变化的转折点。85定线推流方法分析各时段影响因素，点绘水位流量、水位面积、水位流速关系图；依测点时序分析，并参照水位过程线，根据主要影响因素划分定线时段。根据各时段的主要影响因素，分析水位面积、水位流速关系变化趋势，依实测流量点的顺序连绘水位流量关系曲线。连绘的水位流量关系曲线为绳套型曲线时，其绳套顶部或底部应分别与相应洪水峰顶或谷底水位相切。86用瞬时水位直接在相应时段的曲线上推算流量。在一次洪水的涨落过程中应通过测点中心定线。873、临时曲线法temporary-curvemethod测站控制条件和河床在一定时期内基本稳定，但在局部时段内有变化，或受结冰影响的测站。