水文測(cè)驗(yàn)(水位流量關(guān)系)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、水文測(cè)站的設(shè)立（1）埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并引測(cè)其高程。水準(zhǔn)點(diǎn)分基本水準(zhǔn)點(diǎn)和校核水準(zhǔn)點(diǎn)，均應(yīng)設(shè)在基巖或穩(wěn)定的永久性建筑物上，也可埋設(shè)于土中的石柱或混凝土樁上。前者是測(cè)定測(cè)站上各種高程的基本依據(jù)，后者經(jīng)常用來(lái)校核水尺零點(diǎn)的高程。（2）測(cè)量河段地形（3）繪制地形胡和水流平面圖；（4）依據(jù)地形圖和水流平面圖確定斷面布設(shè)方向；（5）布設(shè)測(cè)驗(yàn)斷面、基線、高程基點(diǎn)、各種測(cè)量標(biāo)志。（6）設(shè)立各種觀測(cè)設(shè)備（水位、流量等）；（7）填寫測(cè)站考證簿?；€的布設(shè)：基線宜垂直于測(cè)流橫斷面，基線的起點(diǎn)應(yīng)在測(cè)流斷面線上；從測(cè)定起點(diǎn)距的精度觸發(fā)，基線的長(zhǎng)度應(yīng)使測(cè)角儀器瞄準(zhǔn)測(cè)流斷面上最遠(yuǎn)點(diǎn)的方向線與橫斷面的

2、夾角不小于30°（即基線長(zhǎng)度l不小于河寬B的0.6倍）。一 流量測(cè)量方法1、常規(guī)測(cè)流方法：過河索船側(cè)法、纜道法、橋測(cè)法、水工建筑物法、堰槽法、超聲波法、SDCP法、浮標(biāo)法、比降法和流量實(shí)時(shí)在線法。測(cè)量流量的方法很多，常用的方法為流速面積法，其中包括流速儀測(cè)流法、浮標(biāo)測(cè)流法、比降面積法等。浮標(biāo)法：是一種簡(jiǎn)便的測(cè)流方法。浮標(biāo)測(cè)流的主要工作是觀測(cè)浮標(biāo)漂移速度，測(cè)量水道橫斷面，以此來(lái)推估斷面流量。凡能漂浮在水面上的物體都可以制成浮標(biāo)。浮標(biāo)法測(cè)流原理：用水面浮標(biāo)法測(cè)流時(shí)，測(cè)得的是浮標(biāo)在水面上的漂移速度，將它與過水?dāng)嗝嫦嗯浜希?jì)算出斷面虛流量，然后乘上浮標(biāo)系數(shù)，才能得到斷面實(shí)際的流量。浮標(biāo)系數(shù)的

3、確定：1） 流速儀與浮標(biāo)同時(shí)測(cè)速，分析確定；2） 采用水位流量關(guān)系曲線上的流量與實(shí)際浮標(biāo)虛流量，分析確定3） 按河段及水流條件，選取經(jīng)驗(yàn)浮標(biāo)系數(shù)。2、水深的測(cè)量方法：直接用測(cè)深器具、間接測(cè)深、雙頻回聲測(cè)深儀直接用測(cè)深器具：1）測(cè)深桿：適用于流速、水深都比較小的情況（水深<10m（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)56m），流速<3m/s）2）測(cè)深錘：適用于水深、流速較大時(shí)，測(cè)深錘重量一般為510kg。3）測(cè)深鉛魚：有纜道或水文絞車的測(cè)站，可將鉛魚懸吊在纜道或水文絞車上測(cè)水深。水深讀書可在絞車的計(jì)數(shù)器上讀取。間接測(cè)深（超聲波測(cè)深儀）回聲測(cè)深儀。原理：超聲波自換能器A發(fā)射到達(dá)河底又反射回到換能器B，聲波所經(jīng)過

4、的距離為2L，超聲波的傳播速度為c=1410+4.21T-0.037T2+1.14s。（已知）。當(dāng)測(cè)得超聲波往返的傳播時(shí)間t時(shí)，可得單程距離：L=ct/2L，由圖可知，水深L可用下式計(jì)算。h=L2-B2+a超聲波測(cè)深儀具有精度好、功效高，且不易受天氣、潮汐、和流速大小的限制等優(yōu)點(diǎn)，但是在含沙量大或河床式淤泥質(zhì)組成時(shí)，記錄不清晰，不宜使用。雙頻回聲測(cè)深儀（簡(jiǎn)稱DFS）二、泥沙測(cè)驗(yàn)與計(jì)算1、懸移質(zhì)：懸浮于水中并隨水流移動(dòng)2、推移質(zhì)：沿河床滾動(dòng)、滑動(dòng)、跳躍。3、河床質(zhì)：組成河床活動(dòng)層并處于相對(duì)靜止而停留在河床上。4、懸移質(zhì)測(cè)驗(yàn)與計(jì)算描述懸移質(zhì)常用的定量指標(biāo)包括含沙量和輸沙率。含沙量Cs單位體積渾水內(nèi)

5、所含懸移質(zhì)干沙的質(zhì)量。Kg/m3.含沙量大小取決于地面徑流對(duì)流域表土的侵蝕，它與流域坡度、土壤、植被、季節(jié)性氣候變化、降雨強(qiáng)度以及人類活動(dòng)等因素有關(guān)。輸沙率Qs單位時(shí)間內(nèi)流過河流某斷面的干沙質(zhì)量。Kg/s斷面輸沙率可通過斷面上的含沙量測(cè)驗(yàn)配合斷面流量測(cè)量來(lái)推求。河流含沙量垂線分布均呈上小下大形式。變化梯度隨泥沙顆粒不同而異。取樣方法：若取自固定測(cè)點(diǎn)，稱積點(diǎn)式取樣；若在測(cè)線上由上到下（或上下往返）勻速移動(dòng)，稱積深式取樣，該水樣代表測(cè)深的平均情況。水樣的處理過程：量積V、沉淀、過濾、烘干、稱重Ws水樣含沙量計(jì)算：Cs=WsV當(dāng)含沙量較大時(shí)（大于20kg/m3），也可采用同位素測(cè)沙儀測(cè)量含沙量。它具

6、有及時(shí)、不取水樣等優(yōu)點(diǎn)。1）穩(wěn)定的水位流量關(guān)系曲線三 曼寧公式曼寧公式的表示：流速 V=1nR23S12流量 Q=A1nR23S12其中，v表示斷面平均流速，m/s；n為粗糙系數(shù)，糙率；R為水力半徑，m；s為洪水比降，以小數(shù)計(jì)。水力半徑指某輸水?dāng)嗝娴摹具^水面積】與【輸水?dāng)嗝婧退w接觸的邊長(zhǎng)（濕周）】之比，濕周為過水?dāng)嗝嫔纤魉鶟駶?rùn)的邊界長(zhǎng)度。與斷面形狀有關(guān)，常用于計(jì)算渠道隧道的輸水能力。斷面平均水深代替水力半徑的條件：【斷面寬深比大于100】。平均水深h=AB 其中：h為平均水深，A為過水?dāng)嗝婷娣e，B為水面寬。當(dāng)用平均水深代替水力半徑時(shí)，流量Q1表示為：Q1=A1nAB32S12兩種計(jì)算方法計(jì)

7、算流量成果的相對(duì)誤差為=Q1-Q/Q,整理得：=(XB)23-1。對(duì)于較為普遍的“U”型斷面，當(dāng)B/h>=66.3時(shí)，可采用斷面平均水深代替水力半徑進(jìn)行計(jì)算，成果的系統(tǒng)誤差不超過2%。四 河道流量數(shù)據(jù)處理包括定線和推流兩個(gè)環(huán)節(jié)，定線是指建立流量與某種或某兩種以上實(shí)測(cè)水文要素間關(guān)系的工作；推流則是根據(jù)已建立的水位或其他水文要素與流量的關(guān)系來(lái)推求流量。1、河道流量數(shù)據(jù)處理內(nèi)容編制實(shí)測(cè)流量成果表和實(shí)測(cè)大斷面成果表；繪制水位流量、水位面積、水位流速關(guān)系曲線；水位流量關(guān)系分析與檢驗(yàn)；整編逐日平均流量表及洪水要素摘錄表；繪制逐時(shí)或逐日平均流量過程線；合理性檢驗(yàn)；編制河道流量資料整編說明書。2、水位流

8、量關(guān)系曲線的確定一個(gè)測(cè)站的水位流量關(guān)系是指基本水尺斷面處的水位與通過該斷面的流量之間的關(guān)系。水位流量關(guān)系分為穩(wěn)定和不穩(wěn)定兩種3、ZA曲線：Z=K1h(>=1)【K1=B】1）河槽為矩形或U形，=1,關(guān)系曲線為一直線；2）對(duì)于其他（三角形、梯形、拋物線型等），考慮一般形式，作概化處理，為凹向下方的單調(diào)增值曲線；3）河槽為復(fù)式斷面時(shí)，當(dāng)水位漫灘時(shí)，ZA關(guān)系曲線發(fā)生突變；4）河槽處于兩岸懸崖突出處（瓶口式），ZA關(guān)系曲線發(fā)生反曲。4、ZV曲線V=k2h(0<<1)【K2=1nS12】1) 流速隨著水位的增加而增加；2) 水位流速曲線為一條凹向上方的曲線；3) 當(dāng)h趨于無(wú)窮大時(shí)，流速

9、隨水位的增加增大甚微，因此，水位流速關(guān)系曲線是一條以鉛垂線為漸近線的凹向上方的曲線。5、ZQ曲線Z=K3h(>=1)【k3=k1k2】ZQ為凹向下方的一條遞增曲線6、穩(wěn)定ZQ關(guān)系的數(shù)據(jù)處理方法-單一曲線法1）判斷單一曲線的標(biāo)準(zhǔn)：點(diǎn)繪ZQ關(guān)系點(diǎn)據(jù)密集地分布呈一狹窄帶狀，且75%以上的中高水流速儀測(cè)速點(diǎn)據(jù)與平均關(guān)系線的偏離不超過±5%，75%的低水點(diǎn)或浮標(biāo)測(cè)流點(diǎn)據(jù)偏離不超過±8%（流量很小時(shí)可以適當(dāng)放寬）；關(guān)系點(diǎn)沒有明顯偏離。2）單一曲線法的定線方法：圖解法（人工定線）和解析法（人工或計(jì)算機(jī)選配方程定線）。3）單一曲線法的定線步驟：在同一張紙上分別點(diǎn)繪ZQ,ZA,ZV關(guān)系

10、曲線【3條曲線的比例尺選擇，應(yīng)使他們與橫軸的夾角分別接近于45°、60°、60°，且互不相交；測(cè)點(diǎn)右側(cè)注明測(cè)號(hào)；3條曲線左右順序分別為ZQ,ZA,ZV?！糠治鋈龡l曲線的特征【符合單一曲線的標(biāo)準(zhǔn)；有無(wú)特殊情況出現(xiàn)】通過點(diǎn)群中心定一條單一線進(jìn)行曲線檢驗(yàn)（僅對(duì)ZQ）關(guān)系曲線；高低水延長(zhǎng)編制流率表推流。、7、水位流量關(guān)系曲線的計(jì)算機(jī)輔助率定1）利用Excel中的回歸分析功能進(jìn)行曲線擬合；2）水位流量關(guān)系曲線的自動(dòng)定線與水文數(shù)據(jù)庫(kù)建立聯(lián)系，人工摘錄節(jié)點(diǎn)輸入，水位流量關(guān)系線仍由人工在坐標(biāo)圖紙上完成描繪、檢驗(yàn)、摘錄，計(jì)算機(jī)根據(jù)人工輸入的水位、摘錄的水位流量節(jié)點(diǎn)，擬合方程，內(nèi)插計(jì)算出水位相應(yīng)的流量值