百图天然河道水面线推算电子教案.docx

1、百图天然河道水面线推算电子教案百图天然河道水面线推算第一章 天然河道水面线推算百图软件既可以处理一个糙率的单式断面天然河道，又可以处理二个或任意多个糙率的复式断面天然河道，也可以处理河道某处出现江心洲或分叉情况，还可以处理整条河道上，支流汇入或流出、过桥水头跌差等情况。缓坡河道应从下游向上游推算，根据经验及水力学教材的介绍，当最下游断面的起始水位无法确定时，可用该断面附近的正常水深对应的水位作为起始水位。陡坡河道应从上游向下游推算，根据经验，当最上游断面的起始水位无法确定时，可用该断面的临界水深或略小于临界水深对应的水位作为起始水位。实际工程中，一条长距离的河道可能是缓、陡坡交替变化的情况，此

2、时应先画出河底的纵断面图。根据纵断面图，当人工能够分辨出缓、陡坡的分界点，可人工划分成单一的缓坡或陡坡分别进行推算。当人工不能够分辨出缓、陡坡的分界点时，可假定该整条河道为缓坡，选择整条河道从下游向上游推算，若软件一直能进行推算，说明该段为缓坡；若软件不能进行推算，说明该段为陡坡。软件运行终止的断面，即为缓、陡坡的分界点，按此方法判断出整条河道上的所有缓、陡坡的分界点，把整条河道划分成单一的缓坡或陡坡分别进行推算。第一节 一个糙率天然河道水面线推算一、现状天然河道水面线推算根据下式，即华东水利学院编水力学（1999年版）式9.9，采用分段试算法，精确推算水位。-+=+gvgvKlQgvzgvz

3、2222212222222211第一步、准备现状横断面数据文件数据文件为txt格式，在excel中整理数据时必须另存为文本文件（制表符分隔）类型的txt文件。原始横断面测量成果表的内容格式如下：断面1桩号 起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释断面2桩号 起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释横断测量成果表中，桩号允许带“+”或“-”，但不允许有其它非数字文本，程序通过加减号来识别桩号。起点距即是累距，零点桩的起点距为0。每个点的数据占一行，包括“起点距”、“高程”和“点注释”三项，中间用空格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”

4、可以省略。 横断测量成果表举例如下：15+350 -16.75 43.63-10 41.130 41.136.56 41.4111.12 41.5614.68 41.5622.38 40.724.23 39.2828.22 38.5735.63 38.5743.9 37.853.02 3857.01 40.4260.29 41.2766.99 41.5671.98 41.5677.25 41.1380.38 41.1388.38 41.1394.88 43.6315+300 -16.6 43.61-10 41.110 41.115.04 40.9911.46 41.1114.61 41.491

5、6.75 41.3619.52 40.7323.05 40.2330.54 39.24实际推算时，应保证横断数据顺序与推算方向一致，注意选择使用水面线推算对话框上的“横断数据顺序颠倒”核选框进行倒换。第二步、批量绘制横断面图用批量绘制现状横断面功能，读入第一步准备的数据，画出河道横断面图，根据图形校核数据文件的正确性。第三步、对断面测量数据进行删减因为测量数据，可能包含两岸堤防背坡的数据，堤顶及堤背坡的数据无用，须把该部分数据删除，只保留两岸堤防迎水坡及河道的数据。再一次用“批量绘制现状横断面”功能画出断面图。第四步、生成河道糙率要素文件图1-1 单式断面河道（一个糙率）示意图软件按照断面上端

6、点编号来确定不同糙率的范围，端点编号从左到右，按0、1、2、3、4的顺序编排。假设15+350断面上共有15个端点，河道糙率要素文件的前三列可以写成：桩号 左滩槽分界点(点号) 右滩槽分界点(点号) 15+350 0 14 也可写成：桩号 左滩槽分界点(点号) 右滩槽分界点(点号) 15+350 0 999 即右分界点可以是大于总点数的一个很大的数字。点菜单“水力计算”“单一糙率天然河道水面线”“统计生成一糙率河道要素文件”，弹出对话框，在对话框中点取“横断数据文件名”按钮，在浏览方式下，选择第三步生成的数据文件，软件会自动生成糙率要素文件名，点确定按钮后，软件生成一个糙率的河道糙率要素文件，

7、内容如下： 桩号 左滩槽分界点(点号) 右滩槽分界点(点号) 15+350 0 999 15+300 0 999 15+250 0 999 15+200 0 999 15+150 0 999 15+100 0 999 15+050 0 999 15+000 0 999 第五步、用记事本或excel打开第四步生成的文件，加入断面流量和过桥水位跌差值，构成以下内容，这就是推算河道水面线时需要的河道糙率要素文件，保存该文件为文本文件。h为水流流经桥梁断面时，水头变化的数值，不管具体推算方向如何，顺着水流方向，水头增加者h为正值，水头降低者h为负值。所以在实际推算时，h均为负值。桩号 左滩槽分界点(点

8、号) 右滩槽分界点(点号) 流量(m3/s) 过桥水位跌差值h (m)15+350 0 999 200 015+300 0 999 200 -0.1515+250 0 999 200 015+200 0 999 180 015+150 0 999 150 015+100 0 999 150 -0.1515+050 0 999 150 015+000 0 999 150 0第六步、推算水面线从“水力计算”菜单栏点取“单一糙率天然河道水面线”“单一糙率天然河道水面线推算”菜单项，弹出图1-2所示的对话框，输入有关参数，按“原始数据文件名”按键，在浏览方式下指定记录原始横断面数据的文件名；按“河道要

9、素文件名”按键，在浏览方式下指定记录河道要素信息的文件名，软件会自动计算书文件名和推算成果文件名（用户可以再行修改）。设置完有关参数，点“推算”按钮，系统会生成推算成果文件。成果文件为纯文本表格格式，可用Excel、记事本（notepad）、写字板（wordpad）等软件打开，以便进一步编辑、打印。图1-2 单一糙率河道水面线推算对话框二、设计断面河道水面线推算一般先确定河底的开挖高程，再假定填筑堤顶高程（堤顶高程假设的高低没有太大关系），按横断面模板的要求制作河道的设计要素文件，再用横断模板的功能批量绘制整条河道的横断面图，包括现状线和设计线，软件会自动生成设计断面对应的过水内轮廓数据（湿周

10、断面数据），用来推算设计断面河道水面线推算，重复第一部分的步骤即可完成。第二节 二个糙率天然河道水面线推算一、现状天然河道水面线推算指一个断面上有二个糙率值，一般河槽取一个糙率，左滩地和右滩地取另一个糙率，一般河槽糙率值较小，滩地糙率值较大。根据下式，采用分段试算法，精确推算水位。()-+=+gvgvKKKlQgvzgvz2222212223212222211其中：K1 为左滩地的平均流量模数，K2 为河槽的平均流量模数，K3 为右滩地的平均流量模数。第一步、准备现状横断面数据文件数据文件为txt格式，在excel中整理数据时必须另存为文本文件（制表符分隔）类型的txt文件。原始横断面测量成果

11、表的内容格式如下：断面1桩号 起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释断面2桩号 起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释横断测量成果表中，桩号允许带“+”或“-”，但不允许有其它非数字文本，程序通过加减号来识别桩号。起点距即是累距，零点桩的起点距为0。每个点的数据占一行，包括“起点距”、“高程”和“点注释”三项，中间用空格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”可以省略。15+350 -16.75 43.63-10 41.130 41.136.56 41.4111.12 41.5614.68 41.5622.38 40.724.23

12、39.2828.22 38.5735.63 38.5743.9 37.853.02 3857.01 40.4260.29 41.2766.99 41.5671.98 41.5677.25 41.1380.38 41.1388.38 41.1394.88 43.6315+300 -16.6 43.61-10 41.110 41.115.04 40.9911.46 41.1114.61 41.4916.75 41.3619.52 40.7323.05 40.2330.54 39.24 横断测量成果表举例如下：实际推算时，应保证横断数据顺序与推算方向一致，注意选择使用水面线推算对话框上的“横断数据顺

13、序颠倒”核选框进行倒换。第二步、批量绘制横断面图用批量绘制现状横断面功能，读入第一步准备的数据，画出河道横断面图，根据图形校核数据文件的正确性。再一次用“批量绘制现状横断面”功能画出断面图。第三步、对断面测量数据进行删减因为测量数据，可能包含两岸堤防背坡的数据，堤顶及堤背坡的数据无用，须把该部分数据删除，只保留两岸堤防迎水坡及河道的数据。第四步、生成河道糙率要素文件图2-1 复式断面河道示意图滩槽分界点见图2-1示意，滩槽分界点编号为河道测量断面线的端点编号。端点编号规则为：从左到右，按0、1、2、3、4的顺序。点菜单“水力计算”“二个糙率天然河道水面线”“统计生成二个糙率河道要素文件”，在软

14、件提示下，由用户在横断面图上，用鼠标点取左滩槽分界点和右滩槽分界点，软件会生成二个糙率的河道糙率要素文件，内容如下： 桩号 左滩槽分界点(点号) 右滩槽分界点(点号) 15+350 5 13 15+300 5 14 15+250 6 15 15+200 7 17 15+150 6 16 15+100 5 12 15+050 8 20 15+000 6 17 第五步、用记事本或excel打开第四步生成的文件，加入断面流量和过桥水位跌差值，构成以下内容，这就是推算河道水面线时需要的河道糙率要素文件，保存该文件为文本文件。h为水流流经桥梁断面时，水头变化的数值，不管具体推算方向如何，顺着水流方向，水

15、头增加者h为正值，水头降低者h为负值。所以在实际推算时，h均为负值。桩号 左滩槽分界点(点号) 右滩槽分界点(点号) 流量(m3/s) 过桥水位跌差值h (m)15+350 5 13 200 015+300 5 14 200 -0.1015+250 6 15 200 015+200 7 17 180 015+150 6 16 150 015+100 5 12 150 -0.1015+050 8 20 150 015+000 6 17 150 0第六步、推算水面线从“水力计算”菜单栏点取“二个糙率天然河道水面线”“二个糙率天然河道水面线推算”菜单项，弹出图2-2所示的对话框，输入有关参数，按“原

16、始数据文件名”按键，在浏览方式下指定记录原始横断面数据的文件名；按“河道要素文件名”按键，在浏览方式下指定记录河道要素信息的文件名，软件会自动计算书文件名和推算成果文件名（用户可以再行修改）。设置完有关参数，点“推算”按钮，系统会生成推算成果文件。成果文件为纯文本表格格式，可用Excel、记事本（notepad）、写字板（wordpad）等软件打开，以便进一步编辑、打印。图2-2 二个糙率河道水面线推算对话框二、设计断面河道水面线推算一般先确定河底的开挖高程，再假定填筑堤顶高程（堤顶高程假设的高低没有太大关系），按横断面模板的要求制作河道的设计要素文件，再用横断模板的功能批量绘制整条河道的横断

17、面图，包括现状线和设计线，软件会自动生成设计断面对应的过水内轮廓数据（湿周断面数据），用来推算设计断面河道水面线推算，重复第一部分的步骤即可完成。第三节 多个糙率天然河道水面线推算一、现状天然河道水面线推算指一个断面上有多级滩地的情况，可以取多个糙率值，也可适用一段河道上下游各个断面取不同糙率的情况。根据下式，采用分段试算法，精确推算水位。()-+.+=+gvgvKKKlQgvzgvz222221222n212222211其中：K1 为断面第一分块的平均流量模数，K2为断面第二分块的平均流量模数，Kn 为断面第n分块的平均流量模数。第一步、准备现状横断面数据文件数据文件为txt格式，在exce

18、l中整理数据时必须另存为文本文件（制表符分隔）类型的txt文件。原始横断面测量成果表的内容格式如下：断面1桩号 起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释断面2桩号 起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释起点距 高程 点注释横断测量成果表中，桩号允许带“+”或“-”，但不允许有其它非数字文本，程序通过加减号来识别桩号。起点距即是累距，零点桩的起点距为0。每个点的数据占一行，包括“起点距”、“高程”和“点注释”三项，中间用空格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”可以省略。15+350 -16.75 43.63-10 41.130 41.136.56 41

19、.4111.12 41.5614.68 41.5622.38 40.724.23 39.2828.22 38.5735.63 38.5743.9 37.853.02 3857.01 40.4260.29 41.2766.99 41.5671.98 41.5677.25 41.1380.38 41.1388.38 41.1394.88 43.6315+300 -16.6 43.61-10 41.110 41.115.04 40.9911.46 41.1114.61 41.4916.75 41.3619.52 40.7323.05 40.2330.54 39.24 横断测量成果表举例如下：实际推算

20、时，应保证横断数据顺序与推算方向一致，注意选择使用水面线推算对话框上的“横断数据顺序颠倒”核选框进行倒换。第二步、批量绘制横断面图用批量绘制现状横断面功能，读入第一步准备的数据，画出河道横断面图，根据图形校核数据文件的正确性。第三步、对断面测量数据进行删减因为测量数据，可能包含两岸堤防背坡的数据，堤顶及堤背坡的数据无用，须把该部分数据删除，只保留两岸堤防迎水坡及河道的数据。再一次用“批量绘制现状横断面”功能画出断面图。第四步、生成河道糙率要素文件图3-1 多级滩地河道断面示意图软件按照断面上端点编号来确定不同糙率的范围，端点编号从左到右，按0、1、2、3、4的顺序编排。点菜单“水力计算”“多个

21、糙率天然河道水面线”“统计生成多个糙率河道要素文件”，在软件提示下，由用户在横断面图上，用鼠标点取不同糙率的分界点，软件会生成多个糙率的河道糙率要素文件，内容如下： 15+350 0 5 0.065 13 0.027513 18 0.0318 25 0.0715+300 0 5 0.065 13 0.027513 18 0.0318 27 0.0715+250 0 5 0.065 13 0.027513 18 0.0318 29 0.0715+200 0 5 0.065 13 0.027513 18 0.0318 33 0.07第五步、用记事本或excel编辑生成流量要素文件流量要素文件中包含

22、流量和过桥跌差h项，过桥跌差h为水流流经桥梁断面时，水头变化的数值，不管具体推算方向如何，顺着水流方向，水头增加者h为正值，水头降低者h为负值。所以在实际推算时，h均为负值。流量要素文件举例如下：桩号 流量(m3/s) 过桥水位跌差值(m)15+350 200 015+300 200 -0.1515+250 200 015+200 180 015+150 150 015+100 150 -0.1515+050 150 015+000 150 0第六步、推算水面线从“水力计算”菜单栏点取“多个糙率天然河道水面线”“多个糙率天然河道水面线推算”菜单项，弹出图3-2所示的对话框，输入有关参数，按“原

23、始数据文件名”按键，在浏览方式下指定记录原始横断面数据的文件名；按“河道要素文件名”按键，在浏览方式下指定记录河道要素信息的文件名，软件会自动计算书文件名和推算成果文件名（用户可以再行修改）。设置完有关参数，点“推算”按钮，系统会生成推算成果文件。成果文件为纯文本表格格式，可用Excel、记事本（notepad）、写字板（wordpad）等软件打开，以便进一步编辑、打印。图3-2 多个糙率河道水面线推算对话框二、设计断面河道水面线推算一般先确定河底的开挖高程，再假定填筑堤顶高程（堤顶高程假设的高低没有太大关系），按横断面模板的要求制作河道的设计要素文件，再用横断模板的功能批量绘制整条河道的横断面图，包括现状线和设计线，软件会自动生成设计断面对应的过水内轮廓数据（湿周断面数据），用来推算设计断面河道水面线推算，重复第一部分的步骤即可完成。