流量數(shù)據(jù)處理

第9章流量數(shù)據(jù)處理

9.1概述1.問題提出2.定義：對原始水文信息數(shù)據(jù)按科學的方法和統(tǒng)一的技術(shù)標準與格式進行整理、分析、統(tǒng)計、審查、匯編和刊印的全部技術(shù)。3.目的：

利用少數(shù)的實測數(shù)據(jù)，確定Z~Q關(guān)系變化規(guī)律，借以推求逐時流量資料。得到系統(tǒng)的、連續(xù)的水文信息資料。工作要求：(1)嚴格工序:原始資料都須經(jīng)過三道工序：計算、一校、二校，才能進行整編。考證、定線、推算、制表及計算機整編的數(shù)據(jù)加工表，錄入數(shù)據(jù)文件等也必須經(jīng)過三道工序。(2)全面了解測驗情況，整編方法正確合理。4.流量數(shù)據(jù)處理的一般方法處理方法：根本方法和輔助方法。根本方法:水位流量關(guān)系曲線法:通過實測資料建立水位與流量之間的關(guān)系曲線，用水位變化過程來推求流量變化過程。輔助方法:流量過程線法、上下游測站水文要素相關(guān)法、降雨徑流相關(guān)法等。河道流量數(shù)據(jù)處理兩個環(huán)節(jié):定線:指建立流量與某種或兩種以上實測水文要素間的關(guān)系.推流:根據(jù)已建立的水位(其它要素)與流量的關(guān)系來推求流量.5.工作內(nèi)容內(nèi)容：(1)搜集水位、流量及有關(guān)資料。(2)審核原始資料。(3)編制實測成果表(4)確定整編方法。(5)合理性檢查〔6〕編制有關(guān)數(shù)據(jù)處理說明書6.水位流量關(guān)系分析穩(wěn)定Z~Q關(guān)系：不穩(wěn)定Z~Q關(guān)系：水位流量關(guān)系，是指測站根本水尺斷面處的水位與通過該斷面的流量之間的關(guān)系。穩(wěn)定的水位流量關(guān)系：指同一水位只有一個相應流量，其關(guān)系呈單一的曲線.應滿足曼寧公式：9.2穩(wěn)定的水位流量關(guān)系及處理方法

9.2.1人工渠道水位流量關(guān)系1.寬淺矩形河道2.三角形、梯形、拋物線形9.2.2天然河道穩(wěn)定的水位流量關(guān)系1.關(guān)系線分析(1)水位面積關(guān)系線(2)水位流速關(guān)系線(3)水位流量2.水位流量關(guān)系線點繪(1)列出實測水位、面積、流速和流量成果表。(2)點繪水位、面積、流速和流量關(guān)系曲線。(3)檢查水位流量關(guān)系圖。注意:作圖時選定適當比例尺，使水位流量、水位面積、水位流速關(guān)系曲線分別與橫坐標大致成45。、60。、60。的交角，并使三曲線互不相交。推流時在穩(wěn)定的水位流量關(guān)系曲線上，由的水位過程便可求得相應的流量過程。9.2.3水位流量關(guān)系數(shù)據(jù)處理單一曲線圖解法步驟：1.在一張圖上依次點繪Z~QZ~AZ~V關(guān)系曲線?！沧⒁猓赫f明各測次序號〕2.分析各關(guān)系特征〔參照水位過程線對突出點分析處理〕3.通過點群中心定一條單一線。4.進行曲線檢驗5.上下水延長6.編制流率表7.推流：直接在流率表上有實測水位查讀流量。單一曲線解析法解析法就是用數(shù)學模型來擬合曲線，常用的數(shù)學模型有以下幾種：比方：指數(shù)方程：Q=CZne或lnQ=lnC+nlnZe對數(shù)方程和多項式方程等9.2.4水位流量關(guān)系曲線檢驗偏離符號檢驗:判定關(guān)系曲線兩測點分布是否均衡,即兩側(cè)測點數(shù)目是否大致相等,二者之差不應超過允許范圍.適線檢驗:是對實測點與關(guān)系線正負偏離值排列情況的檢驗,即檢驗關(guān)系線是否有系統(tǒng)偏離的情況.偏離數(shù)值檢驗；檢驗實測點對所定關(guān)系曲線的平均偏離情況,即用測點對關(guān)系線的平均相對誤差進行檢驗.學生氏t檢驗:對原定曲線的檢驗.是否適合其它年份.顯著性水平a值的選用與臨界值確實定應符合以下規(guī)定：符號檢驗，a位采用025，臨界值按表確定。適線檢驗，a值采用0.05～0.10，臨界值按表確定。偏離數(shù)值檢驗，a值采用0.10～020顯著水平a0.050.100.25置信水平1-a0.950.900.75u1-a/21.961.640.75u1-a1.641.28臨界值u1-a/2與u1-a9.2.5水位流量關(guān)系曲線的延長和插補

一、水位流量關(guān)系曲線的高水延長主要依據(jù):實測大斷面資料。斷面比較穩(wěn)定時:用水位面積、水位流速關(guān)系曲線法及水力學公式法延長；歷年水位流量關(guān)系比較穩(wěn)定時:參考鄰近年份的曲線趨勢延長；有歷史洪水調(diào)查資料時:參考歷史資料進行延長；斷面變化劇烈時:借用上下游站的實測流量資料來延長。(一)根據(jù)水位面積、水位流速關(guān)系曲線延長1.根據(jù)實測大斷面資料，將中、低水實測的Z—A曲線延長至所需的最高水位。2.水位流速曲線為一條以縱軸為漸近線的曲線，順趨勢延長實測的Z—V關(guān)系曲線，3.由水位在Z—A、Z—V曲線上查出面積和流速，兩者相乘得流量，點繪在Z—Q關(guān)系曲線圖上，依據(jù)這些測點向上延長水位流量關(guān)系曲線.(二)曼寧公式法延長(三)用謝才公式延長

Q=CA(RS)1/2=CS1/2AR1/2=K.Ad1/2

二、水位流量關(guān)系曲線的低水延長關(guān)鍵:確定斷流水位。斷流水位確實定方法如下(一)根據(jù)測站縱橫斷面圖確定假設下游淺灘或石梁時,根據(jù)淺灘或石梁頂部高程作為斷流水位控制；假設下游較長距離內(nèi)河底平坦時，則用根本水尺斷面的最低點高程作為斷流水位。(二)分析法確定斷流水位當測驗河段受斷面沖淤、洪水漲落、變動回水或其它因素的個別或綜合影響時，水位流量關(guān)系不呈單一關(guān)系。影響天然河道的水位流量關(guān)系因素:河槽沖淤影響洪水漲落人工采沙變動回水影響水生植物影響結(jié)冰影響等等。9.3不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系9.3.1受洪水漲落影響的水位流量關(guān)系分析1.流量公式—校正因數(shù)法:以洪水流量方程為根底，通過試算法(或稱試錯法)建立z～Qc和z～1/Scu兩條關(guān)系曲線來整編流量資料的一種方法。Scu—校正因素(2)洪水繩套曲線法:用實測流量資料點關(guān)系線,用逐時水位直接在繩套線上查流量.(3)抵償河長法:用中斷面的水位與下斷面的流量建立關(guān)系。能使中斷面的水位與下斷面的流量呈單一關(guān)系的河長，稱為抵償河長。方法特點：理論性較強，要求的測點少。受變動回水影響Z～Q關(guān)系落差指數(shù)法:以落差作參數(shù),繪制水位流量關(guān)系曲線,并據(jù)以進行推流的一種整編方法.等落差法、定落差法和落差開方根法根本假定是：斷面穩(wěn)定，用上下落差水尺計算的比降能代表根本水尺斷面的水面比降。流量可表示為水位落差的函數(shù)：Q=f(Z,ΔZ)9.3.3受沖淤影響(1)臨時曲線法:(不經(jīng)常性沖淤和結(jié)冰影響下河道)在水位流量關(guān)系的各個相對穩(wěn)定時段內(nèi),定出各自的單一關(guān)系曲線,稱為臨時曲線.(2)改正水位法:(經(jīng)常性沖淤河道,水草影響比較大的)制定出一條標準的水位流量關(guān)系曲線，逐時水位通過改正，建立水位改正數(shù)過程線，在標準曲線上直接推流。(3)改正系數(shù)法:(下游有水壩壅水,水草影響比較大的)各實測流量與對應水位在標準曲線上查得的流量的比值,定出一條標準水位流量關(guān)系曲線。以該系數(shù)為縱坐標，時間為橫坐標，繪制的過程線。9.3.4混合因素影響連時序法:按照實測流量點的先后順序,勾繪關(guān)系曲線的方法.目前各水文站多用。不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系曲線確實定及推流方法時序型和水力因素型流量數(shù)據(jù)處理方法時序型：混合因素影響：連時序法，連實測流量過程線法沖淤影響：臨時曲線法和改正水位法漲落影響：洪水繩套曲線法水力因素型：漲落影響：校正因素法，特征河長法變動回水影響：落差指數(shù)法9.3.5時序型流量數(shù)據(jù)處理方法一、連時序型：1.方法原理：水流的連續(xù)性為根底，按照實測流量點的先后順序，勾繪關(guān)系曲線的方法。2.特點:要求測點多且準確，能控制流量的變化轉(zhuǎn)折。適用范圍較廣，時間性強.3.定線推流方法(1)根據(jù)測點順序、走向及變化規(guī)律，點繪水位流量,水位面積,水位流速關(guān)系線。(2)點繪逐時水位過程線。將實測點按平均時間及相應水位，點繪在水位過程線上。(3)定線:參照水位過程線,勾繪連時序曲線。注意:特殊點,散亂點處理.推流:由實測水位并以時間為參數(shù)在相應時段的曲線上查讀流量。

二、臨時曲線法在水位流量關(guān)系的各個相對穩(wěn)定時段內(nèi),定出個自的單一關(guān)系曲線,稱為臨時曲線.定線:在水位面積,水位流量關(guān)系圖上,按時序分析并確定相對穩(wěn)定時段的水位流量關(guān)系線.關(guān)鍵:各單一線的過渡處理.過渡區(qū)處理方法:1．自然過渡2.連時序過渡3.內(nèi)插曲線過渡。在兩條臨時曲線之間，均勻平行地繪假設干條趨勢相同的短線。三、改正水位法將復雜的水位流量關(guān)系曲線，進行單值化處理。制定出一條標準的水位流量關(guān)系曲線，逐時水位通過改正，即可在標準曲線上直接推流。

1.定線推流方法(1)繪制標準曲線:

(2)求水位改正數(shù):ΔZ=Z-Zm(3)點繪水位改正數(shù)過程線。(4)推流。技術(shù)關(guān)鍵:標準曲線確實定導向原斷面法:直接定線法:四、洪水繩套曲線法用實測的水位流量資料點繪關(guān)系線.1.要求：測點多，漲落水局部均有測點控制，適用于單式、復式和連續(xù)起伏的洪峰。配合洪峰水位過程線定線。最大流量出現(xiàn)在最高水位之前；最高水位處，繩套曲線與正常曲線相交；繩套曲線在最高水位轉(zhuǎn)彎處，應光滑連續(xù)，不應有陡彎、陡尖和突變型態(tài)；注意：特殊點處理2.推流：用逐時水位直接在繩套曲線上查讀流量。3.繩套曲線特性:(1)洪水繩套為一逆時針繩套.(2)洪水繩套上各水力因素的極值出現(xiàn)順序依此為:最大比降(最大漲落率)、最大流速、最大流量、最高水位。(3)洪水繩套曲線與水位過程線關(guān)系密切.(4)復式繩套中后一個繩套較前一個繩套偏左.五、連實測流量過程線法1.方法特點用實測流量點，繪制流量過程線(縱坐標為流量，橫坐標為時間)，任何時刻的流量，都可在此流量過程線上查讀。要求:測點多，測點準確，能根本上控制流量的變化過程。2.定線推流方法．根據(jù)流量的變幅，選定縱坐標比例，將所有實測流量點，按流量的數(shù)值及平均時間點繪過程線,推流時可根據(jù)時間直接在過程線上查讀.9.3.6水力因素型流量數(shù)據(jù)處理方法一、校正因數(shù)法:原理：以洪水流量方程為根底，通過試算法(或稱試錯法)建立z～Qc和z～1/Scu兩條關(guān)系曲線來整編流量資料的一種方法。Scu—校正因素二、特征河長法用中斷面的水位與下斷面的流量建立關(guān)系。

抵償河長：使中斷面的水位與下斷面的流量呈單一關(guān)系的河長，稱為抵償河長。1.L確實定：2.定線推流方法(1)上游站水位法。(2)本站水位后移法。用實測流量平均時間后移不同時段的水位與實測流量建立關(guān)系，進行試錯。9.4堰閘、電站流量的推算方法1.判別流態(tài),選擇流量計算公式.2.計算流量系數(shù),建立流量系數(shù)與某一相關(guān)因素的關(guān)系曲線.3.繪制查算流量工作曲線即水位流量關(guān)系線.4.推流:由實測水位在工作曲線上查讀流量.9.5流量資料移用及合理性檢查一、單站合理性檢查(一)歷年水位流量關(guān)系曲線的對照(二)流量、水位過程線對照二、綜合合理性檢查(一)上下游洪峰流量過程線及洪水總量對照(二)上下游日平均流量過程線對照．(三)上下游月、年平均流量對照表檢查(四)月、年最大、最小流量對照檢查(五)水庫水量平衡檢查9.6流量資料統(tǒng)計和洪水水文要素摘錄

一、流量資料統(tǒng)計內(nèi)容日平均流量的計算逐日平均流量表的編制。

二、逐日平均流量的計算〔一〕日平均流量的推求1.用日平均水位推求日平均流量當水位流量關(guān)系曲線較為平直、水位及其它有關(guān)水力因素在一日內(nèi)變化平緩時，可根據(jù)日平均水位直接推求日平均流量。2.用逐時水位推求逐時流量，再計算日平均流量計算逐日平均流量可選用算術(shù)平均法或面積包圍法。具體計算方法與日平均水位推求方法相同。(二)編制逐日平均流量表列表要求：全年的逐日平均流量各月與全年的平均流量和最大、最小流量及其發(fā)生日期統(tǒng)計年徑流量徑流模數(shù)徑流深度最大1、3、7、15、30、60日洪量。＼月份日數(shù)一月

二月

三月

四月

五月

六月

七月

八月

九月

十月

十一月

十二月

2728293031

月統(tǒng)計

平均最高日期最低日期

年統(tǒng)計

最大流量：m3／s月日最小流量：m3／s月日平均流量：m3／s

徑流量：104(108)m。徑流模數(shù)：10-3m3/s·km2徑流深度：mm洪量lO4(108)m3洪量日期

最大1日：3日：7日：15日：30日：60日：月日月日月日月日月日月日附注

××河××站逐日平均流量表

年份：測站編碼：流量：〔m3/s〕集水面積：〔km2〕1．月(年)平均流量的計算2．各月與全年內(nèi)的最高、最低流量及其發(fā)生日期3．徑流的表示方法和度量單位(1)流量：單位時間內(nèi)通過河流某一斷面的水量，記為Q，以m3／s計。(2)徑流量：徑流量是指時段T內(nèi)通過河流某一斷面的總水量.記為W，以m3.W=Q均T(3)徑流深