《水文测验学》15——河道推流.ppt

《水文测验学》15——河道推流.ppt

《《水文测验学》15——河道推流.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《水文测验学》15——河道推流.ppt（67页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

概概述述一、流量数据处理方法一、流量数据处理方法水力因素型：

水力因素型：

Q=f（ZQ=f（Z，X）XX）X为水力因素为水力因素时时序序型：

型：

Q=f（ZQ=f（Z，t）t）2021/3/82021/3/811水力因素型：

单一曲线法，校正因数法，涨落比例法，特征水力因素型：

单一曲线法，校正因数法，涨落比例法，特征河长法（上游站水位法、本站水位后移法），河长法（上游站水位法、本站水位后移法），落差法（等落差法、定落差法、正常落差法、落差法（等落差法、定落差法、正常落差法、落差指数法）落差指数法）时时序序型：

连时序法，临时曲线法，改正水位法，改正系型：

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数法，连实测流量过程线法二、方法分类二、方法分类2021/3/82021/3/822第一节单一曲线线法第二节校正因数法与特征河长法第三节落差法第四节时序型五种方法第五节各方法适用条件第十一章第十一章河道站流量的推求河道站流量的推求2021/3/82021/3/833单一曲线法用于具有稳定的单一曲线法用于具有稳定的ZZQQ关系的测站，关系的测站，用单一曲线法推求流量的测站，一般不允许用单一曲线法推求流量的测站，一般不允许ZZQQ关关系点随时间或水位级有系统偏离。

系点随时间或水位级有系统偏离。

第一节第一节单一曲线法单一曲线法2021/3/82021/3/844即在水位流量关系图中，通过点群中心定出即在水位流量关系图中，通过点群中心定出ZZAA、ZZVV曲线，根据曲线，根据Q=VAQ=VA关系，定出关系，定出ZZQQ关系曲线关系曲线一、单一曲线图解法一、单一曲线图解法2021/3/82021/3/855以同一水位为纵坐标，自左向右，依次以流量、以同一水位为纵坐标，自左向右，依次以流量、面积、流速为横坐标，点绘于坐标纸上，选定适面积、流速为横坐标，点绘于坐标纸上，选定适当比例尺，使当比例尺，使ZZQQ、ZZAA、ZZVV关系曲线分别与关系曲线分别与横坐标大致呈横坐标大致呈4545、6060、6060的交角，并使三的交角，并使三条曲线互不相交。

条曲线互不相交。

ZZQQ关系曲线应绘出上年末与下年初各关系曲线应绘出上年末与下年初各3355个测个测点，以确保年头年尾流量的衔接。

点，以确保年头年尾流量的衔接。

定线要求定线要求2021/3/82021/3/866曲线两边测次分布情况曲线两边测次分布情况在中高水曲线两侧画出在中高水曲线两侧画出5%（5%（低水时为低水时为8%）8%）的外包线，的外包线，须须75%75%的测点数在外包线以内的测点数在外包线以内对外包线以外的突出点进行分析对外包线以外的突出点进行分析三条曲线相互对照，使曲线上查读的各级水位的流量，三条曲线相互对照，使曲线上查读的各级水位的流量，应等于相应的面积与流速的乘积，其偏差不超过应等于相应的面积与流速的乘积，其偏差不超过2%2%3%3%。

如低水部分的读图误差超过如低水部分的读图误差超过2.5%2.5%，应另绘低水放大图，应另绘低水放大图定线时检验定线时检验2021/3/82021/3/877初步定线初步定线Example:

onJialingRiverthehighandmediumstages75%Q=AVthelowstagesextraordinaryandabnormalpoints2021/3/82021/3/888关系曲线为单一曲线、使用时间较长的临时曲关系曲线为单一曲线、使用时间较长的临时曲线及经单值化处理的单一线，且测点数在线及经单值化处理的单一线，且测点数在1010个以上个以上者，应做符号检验、适线检验和偏离数值检验。

者，应做符号检验、适线检验和偏离数值检验。

若要判定关系曲线是否发生显著性变化，还要若要判定关系曲线是否发生显著性变化，还要进行进行tt检验。

检验。

二、单一水位流量关系曲线的检验二、单一水位流量关系曲线的检验2021/3/82021/3/899符号检验符号检验适线检验适线检验偏离数值检验偏离数值检验tt检验检验四项检验四项检验2021/3/82021/3/81010目的：

检验所定的检验所定的ZZQQ关系曲线两侧的测点分布是否关系曲线两侧的测点分布是否均衡均衡假设：

假设：

ZZQQ关系点分布在关系线两侧，若关系关系点分布在关系线两侧，若关系点在右侧为点在右侧为“+”“+”，在左侧为，在左侧为“-”（“-”（在线上，则做在线上，则做“+”“+”、“-”“-”各半分配各半分配）。

假设分布均衡，则。

假设分布均衡，则“+”“+”“-”“-”出现概率相等。

出现概率相等。

1.符号检验符号检验ZQ-+02021/3/82021/3/81111

（1）

（1）统计统计“+”“+”或或“-”“-”的点数的点数k（k（总测点数总测点数n=nn=n+n+n-）

（2）

（2）计算计算UU值值（3）（3）根据显著性水平根据显著性水平，查下表，查下表1（1（双侧检验双侧检验）得得（4）（4）比较比较UU与与UkUk，若，若UUkUUk，则假设成立；否则，重新定线，则假设成立；否则，重新定线符号检验的步骤符号检验的步骤2021/3/82021/3/81212标准正态分布图：

标准正态分布图：

常用临界值表常用临界值表11临界值表临界值表2（2（查查）tP（t）kk6688101015152020303060600.050.052.452.452.312.312.232.232.132.132.092.092.042.042.002.001.961.960.100.101.941.941.861.861.811.811.751.751.731.731.701.701.671.671.651.650.200.201.441.441.401.401.371.371.341.341.331.331.311.311.301.301.281.280.300.301.131.131.111.111.091.091.071.071.061.061.061.061.051.051.041.040.050.050.100.100.250.25UU1-/21-/21.961.961.641.641.151.15UU1-1-1.641.641.281.28-2021/3/82021/3/813132.适线检验适线检验目的：

检验各级水位曲线两侧关系点的分布情况假设：

ZQ关系点按水位级排队，若两相邻关系点同为“+”或同为“-”，记作“0”，两相邻点异号记作“1”（n-1=n0+n1）。

假设异号出现概率多，即适线性好。

ZQ-+-+-+-+-+2021/3/82021/3/81414适线检验的步骤适线检验的步骤

（1）统计“1”的次数为k

（2）计算U值（3）根据显著性水平，查表1得（注意：

单侧检验）（4）比较U与Uk，若UUk，则假设成立；否则，重新定线+-+-+-00101111002021/3/82021/3/815153.偏离数值检验偏离数值检验目的：

检验测点偏离所定的ZQ曲线的程度假设：

各测点距离所定的ZQ曲线偏离值为Pi。

假设各点偏离数值均很小。

ZQ2021/3/82021/3/81616偏离数值检验的步骤偏离数值检验的步骤

（1）

（1）计算平均相对偏离值计算平均相对偏离值

（2）

（2）计算标准差计算标准差（3）（3）计算统计量计算统计量tt（4）（4）由由和自由度和自由度k=n-1k=n-1，查，查表表22得得（双侧检验双侧检验）（5）（5）比较比较tt与与ttkk，若，若ttttkk，则假设成立；否则，重，则假设成立；否则，重新定线新定线2021/3/82021/3/817174.t检验检验目的：

检验ZQ关系曲线是否经过一段时间后发生了变化。

假设：

已知ZQ曲线在不同时间的两组数据，假设这两组数据来自于同一总体，即曲线未发生变化。

2021/3/82021/3/81818t检验的步骤检验的步骤

（1）

（1）计算两组数据各自相对偏离值计算两组数据各自相对偏离值

（2）

（2）计算平均相对偏离值计算平均相对偏离值（3）（3）计算综合标准差计算综合标准差（4）（4）计算统计量计算统计量tt（5）（5）由由和自由度和自由度k=nk=n11+n+n22-2-2，查，查表表22得得（双侧检验双侧检验）（6）（6）比较比较tt与与ttkk，若，若ttttkk，则假设成立；否则重新定线，则假设成立；否则重新定线2021/3/82021/3/81919ZZQQ关系曲线经过以上检验，合格后可以直接关系曲线经过以上检验，合格后可以直接用于推流用于推流三、单一水位流量关系曲线推流三、单一水位流量关系曲线推流2021/3/82021/3/82020第二节第二节校正因数法与特征河长法校正因数法与特征河长法两种方法均适用于受洪水涨落影响的测站两种方法均适用于受洪水涨落影响的测站均属于水力因数型方法均属于水力因数型方法2021/3/82021/3/82121此法适用于单式洪水绳套此法适用于单式洪水绳套如复式绳套，分解成单式绳套后，也可用此方法如复式绳套，分解成单式绳套后，也可用此方法根据洪水流量方程根据洪水流量方程一、校正因数法一、校正因数法2021/3/82021/3/822222021/3/82021/3/82323

（1）

（1）计算涨落率计算涨落率

（2）Z

（2）ZQQ关系曲线上，根据实测点中涨落率为关系曲线上，根据实测点中涨落率为00的点，再估的点，再估算各实测点同水位稳定流时流量的大小，拟定稳定的算各实测点同水位稳定流时流量的大小，拟定稳定的ZZQQc1c1关系曲线关系曲线（3）（3）在在ZZQQc1c1关系曲线上查得关系曲线上查得QQc1c1，计算校正因数，计算校正因数1.处理步骤处理步骤已知实测流量Qm，相应水位Z，水位过程线2021/3/82021/3/82424（4）（4）点绘点绘ZZ，通过点群中心定线，通过点群中心定线（5）（5）校正计算，在校正计算，在ZZ关系曲线上查得各相应实测点关系曲线上查得各相应实测点的的，计算，计算QQc1c1（6）Q（6）Qc1c1点到原点到原ZZQQ关系曲线上，若点密集分布原曲线两关系曲线上，若点密集分布原曲线两侧，且有侧，且有75%75%的点与关系线的相对误差不超过的点与关系线的相对误差不超过5%5%，则定，则定线成功。

若点散乱，需重新假设线成功。

若点散乱，需重新假设ZZQQcc关系曲线，若点有关系曲线，若点有局部偏离，则修改局部偏离，则修改ZZ关系曲线关系曲线1.处理步骤处理步骤（续续）2021/3/82021/3/825252021/3/82021/3/82626Z（m）ZQcQmQc02021/3/82021/3/82727由所定的由所定的ZZQQcc，ZZ关系曲线和各时关系曲线和各时刻相应水位涨率刻相应水位涨率，推得，推得2.校正因数法推流校正因数法推流2021/3/82021/3/82828二、特征河长法二、特征河长法此法适用于断面比较稳定，断面附近的上游无支流汇入，此法适用于断面比较稳定，断面附近的上游无支流汇入，受洪水涨落影响的测站受洪水涨落影响的测站分为上游站水位法和本站水位后移法分为上游站水位法和本站水位后移法2021/3/82021/3/82929天然河道中，若稳定流时，水位、流量、河槽蓄量互呈单值天然河道中，若稳定流时，水位、流量、河槽蓄量互呈单值函数关系。

函数关系。

发生不稳定流时，若河段的中断面水位发生不稳定流时，若河段的中断面水位ZZ中中，河槽蓄量，河槽蓄量WW，下，下断面流量断面流量QQ下下三者之间呈单值函数关系，则此河段的长度称为三者之间呈单值函数关系，则此河段的长度称为特征河长特征河长LL。

特征河长的概念特征河长的概念L上断面下断面1122Z中2021/3/82021/3/83030此法通过试错，找出上游水尺断面的水位与测流断面的流此法通过试错，找出上游水尺断面的水位与测流断面的流量为单一关系的上游站，建立量为单一关系的上游站，建立ZZ上上QQ关系，进行推流。

关系，进行推流。

（一一）上游站水位法上游站水位法2021/3/82021/3/83131（二二）本站水位后移法本站水位后移法此法是用本站实测流量，与本站测流时间后移一个时此法是用本站实测流量，与本站测流时间后移一个时段段TT的水位建立关系，将绳套曲线转化成为单一的的水位建立关系，将绳套曲线转化成为单一的ZZQQ关系曲线，进行推流。

关系曲线，进行推流。

TT即为洪水波经过特征河长的传播时间即为洪水波经过特征河长的传播时间的一半的一半2021/3/82021/3/83232处理步骤：

处理步骤：

（1）

（1）从从ZZtt关系曲线中，选几个涨落率较大的测点，分关系曲线中，选几个涨落率较大的测点，分别查出各实测点距离稳定的别查出各实测点距离稳定的ZZQQ曲线的水位差曲线的水位差ZZ

（2）

（2）计算计算，取几点的平均值作为初试值，取几点的平均值作为初试值Z12345671234567tQZT2021/3/82021/3/83333处理步骤：

处理步骤：

（3）（3）若若TT小于实际的小于实际的/2/2，则后移的，则后移的ZZQQ线仍为逆时针绳线仍为逆时针绳套；若套；若TT大于实际的大于实际的/2/2，则后移的，则后移的ZZQQ线为顺时针绳线为顺时针绳套。

依此规律来调整套。

依此规律来调整TT（4）（4）选几个后移时间试算，当关系点与平均关系线相对偏差的选几个后移时间试算，当关系点与平均关系线相对偏差的标准差最小时，此后移时间为最终确定的后移时间标准差最小时，此后移时间为最终确定的后移时间（5）（5）建立建立ZZt+/2t+/2QQ关系曲线，进行推流关系曲线，进行推流2021/3/82021/3/83434第三节第三节落差法落差法适用于受变动回水影响的测站，也适用于受洪水涨落影响，适用于受变动回水影响的测站，也适用于受洪水涨落影响，只要比降与落差关系较好的测站只要比降与落差关系较好的测站均属于水力因数型方法均属于水力因数型方法基本关系式基本关系式2021/3/82021/3/83535等落差法等落差法定落差法定落差法正常落差法正常落差法落差指数法落差指数法四种方法四种方法2021/3/82021/3/83636使用条件：

使用条件：

具有固定测流断面具有固定测流断面比降与落差之间关系稳定比降与落差之间关系稳定落差较大处有足够多的测次落差较大处有足够多的测次一、等落差法一、等落差法2021/3/82021/3/83737基本关系式：

建立水位落差建立水位落差流量关系图，流量关系图，进行推流进行推流ZQ0.30.40.50.62021/3/82021/3/83838适用于断面比较均匀，河底比较平坦，在不受适用于断面比较均匀，河底比较平坦，在不受回水影响时，水面比降接近河底坡度的测站回水影响时，水面比降接近河底坡度的测站基本关系式基本关系式二、定落差法二、定落差法Qm实测流量Zm实测流量时相应实测落差Qc与实测流量同水位时定落差的流量Zc定落差2021/3/82021/3/839391.用试错法定线用试错法定线已知实测流量已知实测流量QQmm，落差，落差ZZmm，相应水位，相应水位ZZ

（1）

（1）在在ZZQQmm点上注相应落差点上注相应落差ZZmm，选最大者为定落差，选最大者为定落差ZZcc，计算，计算

（2）

（2）绘出绘出ZZQQc1c1点，并定关系曲线点，并定关系曲线（3）（3）由相应水位，在由相应水位，在ZZQQc1c1关系曲线上查得关系曲线上查得QQc2c2，计算，计算（Q（Qmm/Q/Qc2c2）和和（Z（Zmm/Z/Zcc）（4）（4）点绘经过点绘经过（1,1）（1,1）的的曲线，在曲线上查得校正的曲线，在曲线上查得校正的（Q（Qmm/Q/Qcc）（5）（5）计算计算QQcc=Q=Qmm/（Q/（Qmm/Q/Qcc）（6）（6）如如ZZQQcc点密集分布在原曲线两侧，则定线成功点密集分布在原曲线两侧，则定线成功2021/3/82021/3/84040由由ZZ在在ZZQQcc曲线上查得曲线上查得QQcc，计算，计算，并在，并在曲线上查出对应的曲线上查出对应的值，则可得值，则可得ZZ对应的流量对应的流量QQmm=Q=Qcc（）2.推流推流2021/3/82021/3/84141三、正常落差法三、正常落差法适用于河段不平整，有时受到回水影响，有时适用于河段不平整，有时受到回水影响，有时又不受回水影响的测站又不受回水影响的测站基本关系式基本关系式Qn正常落差流量Zn正常落差Zm、Qm同定落差法2021/3/82021/3/84242正常落差法的正常落差不是一定值，而是随水位变化的，正常落差法的正常落差不是一定值，而是随水位变化的，因此要定出水位因此要定出水位ZZ与正常落差与正常落差ZZnn的关系曲线的关系曲线与定落差法区别：

与定落差法区别：

2021/3/82021/3/843431.用试错法定线用试错法定线已知实测流量已知实测流量QQmm，落差，落差ZZmm，相应水位，相应水位ZZ

（1）

（1）过过ZZQQmm关系图上靠右边的测点点群中心定出一条曲线，即关系图上靠右边的测点点群中心定出一条曲线，即ZZQQnn关系曲线关系曲线

（2）

（2）设设=0.5=0.5，由图上查得的，由图上查得的QQnn计算出各实测点相应计算出各实测点相应ZZnn，点绘，点绘ZZZZnn关系曲线，图上查得相应关系曲线，图上查得相应ZZnn（3）（3）计算计算，点绘，点绘关系曲线，在曲线上查得关系曲线，在曲线上查得，求出求出QQnn（4）（4）点绘点绘ZZQQnn点，若点密集分布在原曲线两侧，则定线成功点，若点密集分布在原曲线两侧，则定线成功2021/3/82021/3/844442.推流推流由水位由水位ZZ和落差和落差ZZmm在在ZZZZnn和和ZZQQnn关系曲线上关系曲线上查得查得ZZnn、QQnn，计算，计算，并在，并在曲线上曲线上查出对应的查出对应的值，则可由值，则可由QQnn计算出计算出QQmm2021/3/82021/3/84545四、落差指数法四、落差指数法适用于断面基本稳定，受变动回水或变动回水及洪水涨落综合影响的测站基本关系式值通过试算，根据方差或标准差最小的原则来优选Smin最优S2021/3/82021/3/846461.优选优选值值

（1）先假设一个“11”值，计算

（2）点绘Zmqm关系曲线，求出各关系点偏离关系曲线的标准差S1（3）再假设一“22”值，同上，求出S2，比较S1、S2（4）假设几个“”值后，优选出S值最小时对应的值为最终结果2021/3/82021/3/847472.推流推流由水位Z在Z关系曲线上推出，再由与Z计算出Qm值2021/3/82021/3/84848第四节第四节时序型五种方法时序型五种方法一、连时序法二、临时曲线法三、改正水位法四、改正系数法五、连实测流量过程线法2021/3/82021/3/84949即主要根据流量变化的连续性，按照实测流量点即主要根据流量变化的连续性，按照实测流量点的时序连成关系曲线的整编方法的时序连成关系曲线的整编方法适用于受某一因素或综合因素影响而流量连续变适用于受某一因素或综合因素影响而流量连续变化的测站，使用广泛化的测站，使用广泛要求：

测流次数较多，并能控制水位流量关系的要求：

测流次数较多，并能控制水位流量关系的转折点转折点一、连时序法一、连时序法2021/3/82021/3/85050定线时，先绘制ZA、ZV曲线，依测点时序分析，按各时段影响因素特点，定出ZQ关系曲线分析定线时，Zt过程线是必不可少的。

在水位过程线上，要醒目地注明各实测流量测次位置，特别是在峰、谷附近。

因为实测点在峰谷前后的位置，有时会对ZQ关系线有较大影响处理步骤：

处理步骤：

2021/3/82021/3/85151受断面冲淤影响受断面冲淤影响2021/3/82021/3/85252受洪水涨落影响受洪水涨落影响2021/3/82021/3/85353二、临时曲线法二、临时曲线法即在水位流量相对稳定的时段内各自定出一条曲即在水位流量相对稳定的时段内各自定出一条曲线作为临时曲线线作为临时曲线适用于不经常性冲淤，或受结冰、水草生长影响适用于不经常性冲淤，或受结冰、水草生长影响的测站的测站2021/3/82021/3/85454处理步骤：

处理步骤：

定线时，先在ZA、ZQ曲线上，依时序分析规律，结合Zt曲线，定出各稳定时段的ZQ关系曲线两条稳定的临时曲线之间的过渡期处理方法有：

自然过渡、连时序过渡和内插曲线过渡2021/3/82021/3/85555例如：

连时序过渡2021/3/82021/3/85656三、改正水位法三、改正水位法适用于受经常性冲淤但变化比较均匀缓慢的测站，适用于受经常性冲淤但变化比较均匀缓慢的测站，并用于受水草生长影响或结冰影响的时期并用于受水草生长影响或结冰影响的时期要求：

有足够多的实测流量点，影响因素变化过要求：

有足够多的实测流量点，影响因素变化过程的转折处要求有实测点加以控制程的转折处要求有实测点加以控制2021/3/82021/3/85757处理步骤：

处理步骤：

绘制标准曲线：

在点绘的ZQ关系图上，绘制一条单一的ZQ关系曲线量取各测次点的纵差，即水位改正数。

在标准曲线上方者，水位改正数为负，反之为正。

绘水位改正数过程线推求流量：

在水位改正数过程线查得水位改正数，以水位加水位改正数得改正水位后，从标准曲线上查读流量。

2021/3/82021/3/85858可根据不同情况选用不同的方法：

可根据不同情况选用不同的方法：

受普遍冲淤导向原断面法定标准线受普遍冲淤导向原断面法定标准线受局部冲淤过点群中心定线受局部冲淤过点群中心定线受水草影响以不受水草影响时的受水草影响以不受水草影响时的ZZQQ切线为标准线切线为标准线受结冰影响选用畅流期的受结冰影响选用畅流期的ZZQQ关系线关系线标准曲线的确定2021/3/82021/3/859592021/3/82021/3/86060四、改正系数法四、改正系数法适用于冰期水位流量关系不稳定，但没有冰塞、冰坝、壅适用于冰期水位流量关系不稳定，但没有冰塞、冰坝、壅水现象时，或河槽受水草生长影响时期水现象时，或河槽受水草生长影响时期方法与改正水位法相似，只是水位改正数过程线改为计算方法与改正水位法相似，只是水位改正数过程线改为计算实际流量实际流量QQmm与同水位标准曲线上查得与同水位标准曲线上查得QQcc的比值的比值KK，即，即K=QK=Qmm/Q/Qcc，绘制改正系数过程线。

推流用改正系数乘以查得，绘制改正系数过程线。

推流用改正系数乘以查得流量。

流量。

2021/3/82021/3/86161五、连实测流量过程线法五、连实测流量过程线法是一种直接连接各次实测流量点成过程线，从而是一种直接连接各次实测流量点成过程线，从而推求流量的方法推求流量的方法适用于畅流期，受断面冲淤、变动回水等因素影适用于畅流期，受断面冲淤、变动回水等因素影响的测站，或封冻期、流冰期等时期响的测站，或封冻期、流冰期等时期要求：

有足够多的实测流量点要求：

有足够多的实测流量点2021/3/82021/3/86262连绘流量过程线时，应参照水位过程线，发现突出点并插连绘流量过程线时，应参照水位过程线，发现突出点并插补出峰、谷点，必要时还应绘出缺测部分的局部补出峰、谷点，必要时还应绘出缺测部分的局部ZZQQ、ZZAA曲曲线进行分析线进行分析2021/3/8202