水位级划分与流量测验方式方法.docx

水位级划分与流量测验方式方法.docx

《水位级划分与流量测验方式方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水位级划分与流量测验方式方法.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

水位级划分与流量测验方式方法

水位级划分与流量测验方式方法

4．1一般规定

4．1．1水文站所选用的测验方法应是当前较为成熟且已应用于生产实践，满足一定精度要求，并应符合下列规定：

    1适合测站（断面）的水流特性和测验条件；

    2测验精度应满足资料用途的要求。

4．1．2各种方法所使用的仪器在测站正式投入使用前，应与流速仪进行比测，并应符合下列规定：

    1比测宜在水流相对平稳时进行，并应在高、中、低不同水位（或流量）级下均匀分布测次；

    2比测有效次数不应少于30次；

    3比测随机不确定度不应超过6％，比测条件较差的不应超过7％；系统误差不应超过±1％，条件较差的不应超过±2％。

4．1．3水文站应根据本站测验条件选择两种及以上测流方法，一种作为常用，其他作为备用。

4．1．4流量测验次数的布置应符合下列规定：

    1水文站一年中的测流次数，应根据高、中、低各级水位的水流特性，测站控制条件、测验精度，定线推流要求，以及需求等综合确定，能够准确掌握各个时期的水情变化、合理控制各级水位和水情变化过程转折点；当发生的洪水、枯水超出历年实测流量的相应水位时，应对超出部分增加测次；

    2潮流量测验应根据试验资料确定的各代表潮期合理布置测次。

每个潮流期内潮流量的测速次数，应根据流速变化的大小、缓急程度适当分布，能够准确掌握全潮过程中流速变化的转折点；

    3结冰河流的测验次数及分布应能够控制流量变化过程或冰期改正系数变化过程。

流冰期小于5d者，应1d～2d施测一次，超过5d者，应2d～3d施测一次。

稳定封冻期测次可较流冰期适当减少。

封冻前和解冻后可酌情加测。

对流量日变化较大的测站，应通过加密测次，进行试验分析确定一日内的代表性测次时间；

    4新设站初期的测流次数，应较本条第1款的规定测次适当增加。

4．2测验方式选择

4．2．1流量测验可根据测站水沙特性变化、测验精度、资料整编要求和交通路线等情况，采用驻测（常年驻测或汛期驻测）、巡测、间测等方式。

4．2．2集水面积在10000km2以上的一类精度站和集水面积小于10000km2，且不符合巡测、间测条件的各类精度水文站，应实行常年驻测或汛期驻测。

4．2．3集水面积小于10000km2的各类精度水文站，且符合下列条件之一，可实行巡测：

    1水位流量关系呈单一线，流量定线可达到规定精度，且不需要施测洪峰流量和洪水流量过程；

    2实行间测的测站，在停测期间实行检测；

    3枯水期、冰期水位流量关系比较稳定或流量变化平缓，采用巡测资料推算流量，年径流的误差在允许范围以内；

    4枯水期采用定期测流；

    5水位流量关系虽不呈单一线，但交通通讯方便，能按水情变化及时施测流量；

    6中小河流专用站。

4．2．4集水面积小于10000km2，有10年以上资料证明实测流量及相应水位的变幅已控制历年（包括大水、枯水年份）水位变幅的80％以上，历年水位流量关系为单一线，且符合下列条件之一的各类精度水文站，可实行间测：

    1每年的水位流量关系曲线与历年综合关系曲线之间偏离的最大相对误差不应超过下列规定：

        1）一类精度站：

高水3％，中水5％，低水10％；

        2）二类精度站：

高水5％，中水8％，低水12％；

        3）三类精度站：

高水8％，中水10％，低水15％。

    2各相邻年份水位流量关系曲线之间并线最大相对误差不超过下列规定时，可停测一年：

        1）一类精度站：

高水4％，中水5％；

        2）二类精度站：

高水6％，中水8％；

        3）三类精度站：

高水8％，中水10％。

    3在水位变幅的部分范围内，水位流量关系呈单一线且符合本条第1款规定；

    4水位流量关系呈复式绳套，但通过单值化处理，符合本条第1款或第2款的规定；

    5在枯水期内，流量变化不大，枯水径流总量占年径流总量的5％以内，不需要施测流量过程，且根据多年资料分析证明，月径流量与其前期径流量或降水量等因素能够建立较好关系；

    6多年资料证明潮汐要素与潮流量关系比较稳定的潮流站。

4．2．5实行间测的水文站，在停测期间应实行检测；间测期间发生下列情况之一时，应增加检测次数或恢复正常测流：

    1发生超出本站间测方案范围以外的洪水或枯水；

    2发现水利工程措施或其他人类活动使测站控制条件有明显改变；

    3超出本规范第4．2．4条第1款或第2款规定的允许误差。

4．3测验方法选择

4．3．1水文站可根据测验河段条件和技术水平，选择适合本站特性的测验方法。

4．3．2满足下列条件的，可采用流速仪法：

    1断面内大多数测点的流速不超过流速仪的测速范围；

    2垂线水深不应小于用一点法测速的必要水深；

    3在一次测流的起讫时间内，水位涨落差不应大于平均水深的10％；水深较小和涨落急剧的河流不应大于平均水深的20％；

    4流经测流断面的漂浮物不应影响流速仪的正常运转。

4．3．3满足下列条件的，可采用浮标法：

    1流速仪测速困难或超出流速仪测速范围和条件的高流速、低流速和小水深等情况的流量测验；

    2垂线水深小于流速仪法中一点法测速的必要水深；

    3水位涨落急剧，使用流速仪测流的水位涨落差超过本规范第4．3．2条第3款的规定；

    4水面漂浮物太多，影响流速仪的正常旋转；

    5出现分洪、溃口洪水。

4．3．4属于下列情况的，可采用比降面积法：

    1高洪期断面较为稳定，水面比降较大的测验河段；

    2水位涨落急剧，水深小、漂浮物多，不宜使用流速仪法、浮标法测流时；

    3洪水超出测站的测洪能力；

    4因洪峰漏测，需要进行洪水调查推算洪峰流量；

    5洪水超出允许水位变幅的巡测站、间测站。

4．3．5测验河段在非高含沙量或清水区域时，可采用声学多普勒法。

4．3．6测验河段内有各种坝、闸、泵站等水工建筑物，且流量与有关水力因素之间存在稳定的函数关系的，可采用水工建筑物法。

4．3．7量水建筑物法，包括各种量水堰和量水槽。

适用于水面不宽、水量不大、比降较大、含沙量较小的河段。

4．3．8含沙量较小、悬浮物较少、测验河段顺直，且无水草生长和气泡的河段，可采用时差法。

4．3．9测验河段水草丛生、漂浮物较多的，可采用电磁法。

4．3．10对于水量较小、断面不稳定、水流紊动较强的河段，可采用稀释法（又称示踪剂法）。

4．3．11因水流而引起水位及河段蓄水量的变化，且测验河段的进出口可以控制的，可采用容积法。

4．3．12超出常规手段的高洪流量测验，无固定测流设施的水量调查，可采用电波流速仪法。

4．3．13根据测站的测验条件可采用国际标准（ISO）推荐的其他测验方法。

4．4水位（流量）级划分

4．4．1水位（流量）级划分应考虑河流特性、测站测洪能力及影响水位变化的各种因素，选择适合测站特性的划分方法。

4．4．2当测站水量丰富或水位基本处于天然状态时，可采用畅流期频率水位进行水位级划分，并应符合下列规定：

    1频率可按下式计算：

    式中：

p——频率；

          m——随机变量按大小递减顺序排列的序号；

          n——随机变量的序列数，不宜少于20。

    2对一类精度的水文站，水位级的划分可采用年特征值法，并应符合下列规定：

        1）根据测站各年瞬时最高水位ZM，计算频率并绘制频率曲线，取频率p为90％所对应的水位为高水位；

        2）根据测站各年平均水位z，计算频率并绘制频率曲线，取频率p为50％所对应的水位为中水位；

        3）根据测站各年瞬时最低水位Zm，计算频率并绘制频率曲线，取频率p为10％所对应的水位为低水位。

    3对二、三类精度的水文站，水位级的划分可采用典型年法，并应符合下列规定：

        1）根据测站各年汛期总水量Wf，计算频率并绘制频率曲线，取汛期径流量频率p为10％、50％、90％所对应的径流量相近的年份为丰、平、枯水典型年；

        2）根据三个典型年的汛期逐日最高水位z′m，计算频率并绘制频率曲线，取频率p为10％、50％、90％所对应的水位为高、中、低水位。

4．4．3当测站水量较小或水位受工程影响严重时，可采用频率流量进行流量级划分，并应符合下列规定：

    1根据测站各年实测最大流量QM，计算频率并绘制频率曲线，取频率p为90％所对应的流量为高水流量；

    2根据测站各年平均流量Q，计算频率并绘制频率曲线，取频率p为50％、10％所对应的流量为中水流量和低水流量。

4．4．4根据水位（流量）级划分结果，可将测站水情特征划分为高水期、中水期、低水期、枯水期等4个时期：

    1）按水位级划分：

    水位高于或等于高水位时，为高水期；

    水位低于高水位但高于或等于中水位时，为中水期；

    水位低于中水位但高于或等于低水位时，为低水期；

    水位低于低水位时，为枯水期。

    2）按流量级划分：

    流量大于或等于高水流量时，为高水期；

    流量小于高水流量但大于或等于中水流量时，为中水期；

    流量小于中水流量但大于或等于低水流量时，为低水期；

    流量小于低水流量时，为枯水期。

4．4．5当采用频率水位或频率流量进行水位（流量）级划分结果与测站实际情况差别较大时，可根据历史资料和现实特征，分析确定分级水位（流量）。

4．4．6新设站可采用以下方法确定水位（流量）分级，待收集到一定资料后再做分析：

    1参考上下游水文站的分级水位，进行内插确定；

    2采用调查最高洪水位的百分比确定；

    3参考水文气象条件相似的水文站的水位（流量）分级。

4．5高洪流量测验

4．5．1高洪流量测验应按“安全、高效、快捷”的原则，依据本站技术条件和水情特点，制订多种测验方案。

4．5．2各种高洪流量测验方案使用前必须进行演练，确保生产安全。

4．5．3高洪测验的精度应达到仪器或方法所能达到的测验精度。

在测验条件允许的情况下，宜选择精度较高的测验方案。

4．5．4高洪流量测验可采用下列方法：

    1流速仪法；

    2浮标法；

    3比降面积法；

    4声学多普勒法；

    5电波流速仪法；

    6水工建筑物法。

4．5．5高洪流量测验方案应根据高洪期间水流特点和测站技术设备条件，缩短测流历时，选择合适的测流方法，并应符合下列规定：

    1部署高洪期测流方案时，应优先选用本站常用测流方法；

    2采用流速仪法测流时，对于暴涨暴落，或受变动回水影响而变化频繁，或冰期冰流严重而水情变化急剧等特殊水情，可采用代表线简化测流。

代表线应通过历史资料精简分析确定。

采用多线多点法实测资料分析的测站，代表线流速不确定度不应超过8％；采用少线少点法实测流量资料分析的测站，代表线流速不确定度不应超过10％；断面面积可借用近期施测资料；

    3采用流速仪法困难时，可按本规范对测流必须历时和测验精度要求的规定，选用其他常用测流方法；

    4在暴涨、暴落的中小河流上，当限于测流历时不能采用流速仪法或均匀浮标法且河段水面比降较大者，可采用比降面积法；

    5对暴涨、暴落且挟带大量漂浮物的洪水，可采用漂浮物浮标法或中泓漂浮物浮标法。

对比降较小的平原水网区河流，可采用中泓浮标法。

4．5．6当出现溃坝、分洪、泥石流、堰塞湖等特殊水情时，应急流量测验可采用电波流速仪等适合当时测验条件和水情的测验方法。

4．6枯水期流量测验

4．6．1枯水期流量测验应优先采用流速仪法。

在水深不能满足流速仪测验要求时，可采用小浮标法；当部分垂线满足流速仪法测验要求时，一次流量测验可采用流速仪法与小浮标法混合完成。

4．6．2河道水草丛生或河底石块堆积影响枯水期正常测流时，应随时清除水草，平整河底。

4．6．3当断面内水深小于流速仪一点法测速所必需的水深或流速低于仪器的正常运转范围时，可采用下列措施：

    1对河段进行整治，整治长度应大于枯水期水面宽的5倍；

    2当整治后仍不能保证测流精度时，可将河段束窄或采用壅水措施；

    3水深大流速小时，可将河段束窄。

束窄河段的长度应大于河宽的1．0倍。

测流断面应布设在束窄河段的下游河段内；

    4水浅而流速足够大时，可建立渠化的束窄河段，并应使多数垂线上的水深在0．2m以上。

束窄后河段的边坡可取1：

2～1：

4，渠化长度应大于宽度的4倍。

测流断面应设在渠化河段内的下游，距进口的长度宜为渠化段全长的60％；

    5整治河段宜离开基本水尺断面一段距离。

当枯水期基本水尺水位与整治断面的流量关系较好时，可不设立临时水尺。

当基本水尺水位与整治断面的流量没有固定关系时，应在整治河段设立临时水尺。

4．6．4枯水期经常出现断面内水深太小、流速太低或受到回水影响较大，且测验河段整治困难或通过整治无法完全消除影响时，可设立枯水期测验断面。

当出现下列情况之一时，应在枯水期测验断面设立临时水尺：

    1基本水尺断面水流散乱或有多股水流、回流等；

    2水位流量关系不好；

    3经常在枯水期测验断面测流；

    4枯水期测验断面与基本水尺断面之间有水流加入或分出。

4．6．5断面在年内短时间出现水深太小、流速太低，不能使用流速仪测速又不能采取人工整治措施时，可迁移至无水流进、出的河段内设置临时断面测流。

4．6．6为水资源管理服务的测站，宜开展枯水期流量测验精度试验，确定枯水期流量测验方案。

枯水期单次流量测验的允许误差应按表6．1．2的规定执行，并应满足水资源管理的要求。

没有开展枯水期流最测验精度试验的测站，枯水期流最测验测速垂线应按表B．12．13-1～表B．12．13-3给定的方案选择。

4．6．7采用涉水测验时，涉水人员应侧向水流方向站立，测速过程中流速仪与测流人员的距离应保持在0．5m以上。

4．7冰期流量测验

4．7．1冰期流量测验可采用流速仪法或声学多普勒法。

4．7．2采用流速仪法时应按下列规定执行：

    1凿冰孔测流时，应先将碎冰或流动冰花排除再行施测；

    2当测流断面冒水严重或断面内冰下冰花所占面积超过流水面积的25％以上时，可将测流断面迁移至无冰上冒水和冰花较少的断面；

    3封冻期冰层较厚时，宜采用专用冰钻钻孔测流；

    4测定冰下死水边界时，可将系有红、白两色轻质纤维布的测杆伸入有效水深处，或将长吸管伸入有效水深处，向管内注入与水比重相近的有色溶液，观察水流是否流动；

    5严寒天气，可采用在仪器表面涂煤油或加保温防冻罩等方法防止仪器出水后表面结冰；当仪器结冰时，应用热水融化，不得强行扭动或敲打来消除表面冰层。

    6冰层不够坚固时，宜在早上气温较低时施测流量；

    7测流断面发生层冰层水时，可采取下列措施：

        1）布设临时断面测流；

        2）当断面狭窄时，可将测流断面及附近一小段河段内冰层全部清除，按畅流期方法施测；

        3）对于较大河流，可分层施测。

当分层施测困难时，可在测流断面上钻出平行于流向的长槽冰孔。

冰槽长度应根据流速和水浸冰厚而定；

        4）当各冰层之间水道断面未被水流充满时，可在测流断面上游一定距离处钻若干穿透各冰层的冰孔，使水流经过冰层集中至最下层，待水位平稳后，再在测流断面上按正常方法施测。

4．8潮流量测验

4．8．1潮流量测验应根据测站水流特征和现有技术设备条件，采用流速仪多线同时测流、声学多普勒动船法、时差法和代表流速等方法。

部署潮流量测验方案时，应优先选用本站常用测流方法。

4．8．2采用一线代表流速的测站，断面面积可借用近期施测资料，并应符合下列规定：

    1在潮流量施测期间，应对原代表线与断面平均流速的相关关系进行校测，校测测次不少于15次，并进行t检验；

    2重新建立代表线与断面平均流速的相关关系时，率定测次不应少于30次，且定线误差总随机不确定度不应超过15％；

    3作临时潮流量测验断面的，视情况，其定线精度可适当放宽。

4．8．3采用水平式声学多普勒法的水文站，其定线精度要求应与本规范第4．8．2条相同；每年应对原关系线进行校测，且校测测次顺逆流各不少于15次。

4．8．4憩流时间应按下列方法确定：

    1用流速仪候测涨、落潮憩流出现时间的垂线和测点位置，宜由试验分析确定。

未经试验时，垂线上的憩流平均出现时间，可将流速仪放在0．4相对水深附近候测；全断面憩流平均出现时间，当采用多线逐线施测时，可将流速仪放在岸边与中泓之间的一条垂线上候测；当采用多线同时施测时，应按各垂线憩流时间的算术平均值确定；当流速仪持续180s不出现讯号时，可视作憩流。

当测出的憩流有一段持续时间时，应取平均值；

    2不用流速仪施测时，可点绘涨落潮流转向前后时段的断面平均流速过程线插补算得。