河道流量资料整编分析.pdf
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1、1 河道流量资料整编 第一节流量资料整编的工作内容 一、编制实测流量成果表 二、编制实测大断面成果表 三、绘制和分析ZQ、 ZA、ZV 关系曲线 并按规定作曲线检查和标准差计算及三种检验。 四、确定推流时段表,推求逐时、逐日平均流量。 五、编制逐日平均流量表,水文要素摘录表 此项计算现在均有计算机输出,特征值均从瞬间值中挑选。 六、绘制逐时或逐日平均流量过程线(用红色铅笔绘) 第二节水位流量关系的绘制 一、水位 流量关系曲线作用及绘制目的 我们经常说水文站的水位流量关系,一般指基本水尺处的水位与通过断面 的流量之间的关系。 作用及绘制目的: 由于流量的实测比较复杂,又不能逐时施测,在水势平稳
2、时期是隔几天测一次, 所以流量整编工作是借助于已建立的水位流量关系,由 逐时或逐日的水位来推流量。 二、实测流量成果表的编制 本表编制目的是: 一年内各次实测流量的主要指标,它是一项刊布成果,编 制本表主要的目的是: (1)用以审查和分析实测流量资料,由表中编列的全部各项实测流量的测 法,应用系数以及水面宽、比降、糙率等指标,可以系统地了解测验中是否存在 较大问题,如全年流量测次共多少,各月或洪、枯水测次分布情况,流速仪、浮 标或其它方法的测次各多少, 全年用过多少几架流速仪, 中间在什么时候更换的, 浮标系数或流速仪水面一点法流速系数等。这些情况都有助于检查和分析突出的 ZQ 关系点子。 (
3、2)据以点绘 ZQ、ZA、ZV 关系曲线,从流量测验记录中将全年各测 次的水位、流量、面积、流速编制成表以后,可使点绘工作方便,并可减少点绘 的错误。 (3)刊布后作为了解测站断面的面积,流速,水面宽,水深,水面比降和糙 率等断面特性及实测资料情况之用,表中所列实测项目, 为规划设计时的常用参 考数字,故需刊布,有时为深入了解测站水文特性,也要应用这些资料来分析。 三、水位流量关系曲线的绘制 在绘制 ZQ 关系曲线时,一般需同时点绘ZA、ZV 关系点子,以便互相 对照分析,定出合理的ZQ 关系曲线,绘制ZQ 关系曲线,应注意以下几点: 1.以同一水位为纵坐标,自左至右,依次以Q、 A、V 为横
4、坐标点绘于普通 坐标纸上,根据变幅选定适当比例尺。最好取1、2、5 的倍数。以便查读。使 ZQ、ZA、ZV 关系曲线分别与横坐标大致成45o 、60o 、60o的交角。并使三 条曲线互不交叉。测次多、点子散乱,可分期绘几张图,最后绘一张总图。 2.点绘关系点子时,不同的测流方法,用不同的符号表示。为了保证前后年 资料衔接,在图中应绘出上年末和下年初的点子,用不同符号或颜色表明。需点 绘 35个点子。 3.ZQ 关系曲线的低水部分,最大读数误差不得超过2.5% 否则,应加绘放 2 大图,流量很小或点子很少时,可适当放宽5.0%。 4.点绘流量时,应用实测流量成果表资料点绘,校核点子时,用原始资料
5、进 行校核。以便检查实测流量成果表填制是否正确。 5.图中涉及到的量的名称均用相应的国标符号表示。 水位 Z 、流量 Q、面积 A 、流速 V 其单位用相应的计量单位表示。 6.图名按照“ XXXX 年 XX 河 XX 站 ZQ、 ZA、ZV 关系曲线图”名 称填写,在每张图名的右侧按时序, 用分数形势注明每张图的排列序号(分母为 全年总张数,分子为每张图序号) ,图中字体,字形要统一。 7.关系图中列出推流时段表和绘制说明表,其格式如下。 推流时段表 推流止时曲 线 号 数 流量 测次 最高 水位 最低 水位月日时分 绘制说明表 工作内容姓名日期 点绘 校核 定线 审查 8.在测验中使用不同
6、测验方法应在图中按以下标识符表示。 流速仪精、常测法(实测断面) 流速仪常测法(借用断面) 流速仪简测法 全断面浮标法(实测断面) 全断面浮标法(借用断面) 中泓浮标法或漂浮物法 X比降面积法 *ADCP 所用符号应在图中注明 9.流量定线应根据测验情况和关系点分布所受的主要影响因素,确定曲线走 向, 定线要考虑趋势的合理性, 避免不加分析的见点连线和任意舍弃点子的现象。 10.曲线的高水延长采用虚线,低水放大:流量大于10m3 /S 时,读数误差超 过 2.5%的部分,应另绘放大图。 流量等于或小于 10m3 /S 时,读数误差超过 5.0% 的部分,应另绘放大图,流量小于等于0.1m3 /
7、S,不再进行放大。估读数值不能 超过两位,否则也应绘放大图。 11.曲线接头测点数及误差 3 水位流量关系曲线年头,年尾应分别绘出年末和下年初各35 个测点, 接头误差应 2.5% 第三节水位流量关系的类型 一、稳定的水位流量关系 1.稳定的条件:水位流量关系是否稳定,主要取决于影响流量的水力因素。 可用曼宁公式来说明。 V = n 1 R 3/2 I 2/1 Q=A V = n 1 A R 3/2 I 2/1 Q流量 A面积 V 断面平均流速 n河床糙率 R水利半径R= A /P P湿周宽浅河道 =水深 I水面比降 要使水位 流量关系保持稳定,必须在同一水位下,A、R、n、I 等因素均保 持
8、不变,或者虽各因素有变化,但其之间的变化能相互补偿。这样,同一个水位 就只对应一个流量。 ZQ 就成为单一曲线。 在天然河道里, ZQ 关系能长期地维持稳定的情况是很少的,只是变动程度 有大有小而已。 因为各个河流各个断面的水力因素各不相同的,因此每一个测站的ZQ 关 系曲线都不相同。同时,这些水力因素也可能随时间的转移而发生变化。因此, 同一测站的 ZQ 关系也会因时而异。 2.稳定的 ZQ 关系点的分布 关系点子密集,分布成一带状,75%以上的关系点子不超过允许误差,关系 点子没有明显系统偏离。 二、不稳定水位流量关系的几种形式与影响因素。 天然河道里,水位流量关系能保持长期稳定的很少。当
9、测站控制条件较差, (河槽控制,断面控制)各水力因素因时发生改变,又不能互相补偿,则形成不 稳定的 ZQ 关系。根据影响因素不同,分析以下几种: 1、受冲淤影响的水位流量关系 测站控制发生冲淤变化时,由于同水位的面积增大或减少,使水位流量 关系受到相应的影响,在多少河流中,这种现象尤其显著。 (1) 从冲淤发生时间持续分为:经常性冲淤和不经常性冲淤 (2) 从冲淤范围分为:普遍冲淤和局部冲淤 a、经常性冲淤,水位面积、水位流量关系点子分布散乱。 b、不经常性冲淤,水位流量、水位面积关系点子随时间分布成几个带组, 而且在某一时段从一个带组过渡向另一个带组。 c、普遍冲淤:水位流量,水位面积关系点
10、子纵向平移。 d、局部冲淤:冲淤前后,水位流量关系曲线趋势改变与水位面积关系 变化不一定相应。 z、受变动回水影响的水位流量关系 4 受变动回水影响的测站,在回水影响,由于下游水位抬高,水面比降减小, 相同水位下,与不受回水影响的流量减小,流量也减小。 形成变动回水的原因,主要来自下游,如支流顶托,拦河坝蓄水、水塞、冰 坝等。 受变动回水影响的测站,ZQ、ZV 关系点子的分布很散乱,ZA 关系, 呈带状分布。 3.受洪水涨落影响的水位流量关系 洪水波在河道中传播,上游涨水早于下游,故河段中比降较同水位下稳定 流时的比降为大,落水也是上游先于下游。故同水位的比降较稳定流时为小,涨 水时的流速,较
11、同水位下稳定流时的流速增大,落水时的流速, 则比同水位下稳 定流时的流速小。 受洪水波的影响的测站, 水位与面积关系点子分布为带状,水位流量,水 位流速关系点子的分布相应为逆时针方向的绳套曲线。 4.受水生物影响的水位流量关系 河床生长水生植物的测站, 当水生植物逐渐繁茂时,由于过水面积减小,糙 率增大,使 ZQ 关系点子逐渐左移,等到水生植物衰死,ZQ 关系点子又逐渐 右移, ZQ、ZV 关系点子散乱偏于左侧。 5.结冰影响的水位流量关系 有效过水面积减小,摩阻增大,水位流量关系点子的分布,总的趋势是 结冰期的点子偏在畅流期水位流量关系曲线的左边。 6.受混合影响的水位流量关系 5 ZQ 关
12、系受到两种以上因素的影响, 且其影响都比较显著时, 称为受混合影 响,常见的有:受洪水涨落与冲淤变化,冲淤与回水等等。 在混合影响下, ZA、ZV 、ZQ 关系点子的分布常常比较散乱,要仔细 分析,不同时期,主要因素的变化的规律性。 第四节水位流量关系分析注意的事项 上面分析了不同因素影响下的水位流量关系特性。但在水位流量关系图上, 关系点子的分布还受测验误差、测验问题的影响,甚至会造成假象。譬如,一个 时期测流借用同一个断面资料, 可能将有冲淤变化的站造成断面稳定假象;反之, 测量误差很大, 又可能将稳定的站造成不稳定的假象。水力因素的变化和测验的 误差或问题,都会造成关系点子的散乱,但整编
13、时对两类问题的处理, 却有本质 的不同。因此,在进行水位流量关系分析时,要力求将水力因素的变化和测验的 误差或问题的影响分辨清楚。为要作到这一点,在分析时, 要很好地了解测站河 流特性和测验工作情况、误差幅度,实事求是的深入细致地进行分析。盲目信任 每个测点,顺点连线,会使一些可以消除的偶然误差消除不了;反之,若把水力 因素影响的偏离也看成是测验误差,也会歪曲实际情况。 两者都会降低整编成果 的精度,都要注意避免。 1. 要把水利因素的变化与测验误差分辨清楚。 2. 不要盲目相信每个测点,顺点连线,这样无法消除偶然误差。 3. 不要把水利因素影响看成是测验误差,这样会歪曲实际。 第五节 突出点
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