水文测验学——河道推流学习教案

1、会计学1水文测验学水文测验学河道河道(hdo)推流推流第一页，共66页。n第一节 单一曲线线法n第二节 校正因数法与特征河长法n第三节 落差法n第四节 时序型五种方法(fngf)n第五节 各方法(fngf)适用条件第十一章第十一章 河道站流量河道站流量(liling)(liling)的推求的推求第2页/共66页第二页，共66页。 单一曲线法用于具有稳定的ZQ关系的测站，用单一曲线法推求流量的测站，一般(ybn)不允许ZQ关系点随时间或水位级有系统偏离。第一节第一节 单一单一(dny)(dny)曲线法曲线法第3页/共66页第三页，共66页。一、单一一、单一(dny)(dny)曲线图解法曲线图解法

2、第4页/共66页第四页，共66页。n以同一水位为纵坐标，自左向右，依次以流量、面积、流速(li s)为横坐标，点绘于坐标纸上，选定适当比例尺，使ZQ、ZA、ZV关系曲线分别与横坐标大致呈45、60、60的交角，并使三条曲线互不相交。nZQ关系曲线应绘出上年末与下年初各35个测点，以确保年头年尾流量的衔接。定线要求定线要求(yoqi)(yoqi)第5页/共66页第五页，共66页。n曲线两边测次分布情况n在中高水曲线两侧画出5%(低水时为8%)的外包线，须75%的测点数在外包线以内n对外包线以外的突出点进行分析n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

3、超过(chogu)2%3%。n如低水部分的读图误差超过(chogu)2.5%，应另绘低水放大图定线时检验定线时检验(jinyn)(jinyn)第6页/共66页第六页，共66页。初步初步(chb)(chb)定线定线Example: on Jialing River456060the high and medium stages%875%Q=AVthe low stagesextraordinary and abnormal points第7页/共66页第七页，共66页。 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10个以上者，应做符号检验、适线检验和偏离数值检验

4、。 若要判定关系曲线是否(sh fu)发生显著性变化，还要进行 t 检验。二、单一水位流量二、单一水位流量(liling)(liling)关关系曲线的检验系曲线的检验第8页/共66页第八页，共66页。n符号检验n适线检验n偏离(pinl)数值检验nt 检验四项检验四项检验(jinyn)第9页/共66页第九页，共66页。n目的：n 检验所定的ZQ关系(gun x)曲线两侧的测点分布是否均衡n 假设：ZQ关系(gun x)点分布在关系(gun x)线两侧，若关系(gun x)点在右侧为“+”，在左侧为“-”(在线上，则做“+”、 “-”各半分配)。假设分布均衡，则“+” “-”出现概率相等。1.

5、符号检验符号检验ZQ-+0第10页/共66页第十页，共66页。(1)统计(tngj)“+”或“-”的点数k(总测点数n=n+n-)(2)计算U值(3)根据显著性水平，查下表1(双侧检验)得(4)比较U与Uk，若UUk，则假设成立；否则，重新定线n5.05.0n5.0ku符号检验的步骤符号检验的步骤(bzhu)21kuu第11页/共66页第十一页，共66页。n标准(biozhn)正态分布图：n常用临界值表1n临界值表2(查 )t2221t21tP(t) k 6810152030600.05 2.45 2.31 2.23 2.13 2.09 2.04 2.00 1.960.10 1.94 1.86

6、 1.81 1.75 1.73 1.70 1.67 1.650.20 1.44 1.40 1.37 1.34 1.33 1.31 1.30 1.280.30 1.13 1.11 1.09 1.07 1.06 1.06 1.05 1.040.050.100.25U1-/21.961.641.15U1-1.641.28-21t第12页/共66页第十二页，共66页。2. 适线检验适线检验(jinyn)n目的：n 检验各级水位曲线两侧关系点的分布情况n 假设(jish)：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(j

7、ish)异号出现概率多，即适线性好。ZQ-+-+-+-+-+第13页/共66页第十三页，共66页。适线检验适线检验(jinyn)的步骤的步骤(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(zh y)：单侧检验)(4)比较U与Uk，若UUk，则假设成立；否则，重新定线1n5 . 05 . 0k) 1n(5 . 0u+ + + - - + - + - - - 0 0 1 0 1 1 1 1 0 01kuu第14页/共66页第十四页，共66页。3. 偏离偏离(pinl)数值检验数值检验n目的：n 检验测点偏离所定的ZQ曲线的程度n 假设(jish)：各测点距离所定的

8、ZQ曲线偏离值为Pi。假设(jish)各点偏离数值均很小。ZQ第15页/共66页第十五页，共66页。偏离数值检验偏离数值检验(jinyn)的步骤的步骤(1)计算平均相对偏离值(2)计算标准差(3)计算统计(tngj)量t(4)由和自由度k=n-1，查表2得 (双侧检验)(5)比较t与t k，若 t t k，则假设成立；否则，重新定线iPn1PnSSP1nPPS2iPSPt 21ktt第16页/共66页第十六页，共66页。4. t 检验检验(jinyn)n目的：n 检验ZQ关系曲线是否经过一段时间后发生了变化。n 假设：已知ZQ曲线在不同时间的两组数据(shj)，假设这两组数据(shj)来自于同

9、一总体，即曲线未发生变化。第17页/共66页第十七页，共66页。t 检验检验(jinyn)的步骤的步骤(1)计算两组数据各自相对偏离值(2)计算平均相对偏离值(3)计算综合标准差(4)计算统计(tngj)量t(5)由和自由度k=n1+n2-2，查表2得 (双侧检验)(6)比较t与t k，若 t t k，则假设成立；否则重新定线1n1ii 111Xn1XCiCii 1i 1QQQXCjCjj2j2QQQX2n1jj222Xn1X2nnXXXXS21n1in1j22j221i1122121n1n1SXXt21ktt第18页/共66页第十八页，共66页。 ZQ关系(gun x)曲线经过以上检验，合格

10、后可以直接用于推流三、单一水位三、单一水位(shuwi)流量关系曲流量关系曲线推流线推流第19页/共66页第十九页，共66页。第二节第二节 校正因数校正因数(ynsh)法与特征法与特征河长法河长法n两种方法均适用于受洪水涨落影响的测站n均属于水力(shul)因数型方法第20页/共66页第二十页，共66页。n此法适用于单式洪水绳套n如复式绳套，分解成单式绳套后，也可用此方法n根据(gnj)洪水流量方程一、校正一、校正(jiozhng)因数法因数法dtdZUS11QQCCm第21页/共66页第二十一页，共66页。cmcmcmQQ:0tZQQ:0tZQQ:0tZ落水：峰谷：涨水：第22页/共66页第

11、二十二页，共66页。(1)计算涨落(zhn lu)率(2)ZQ关系曲线上，根据实测点中涨落(zhn lu)率为0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 ZQc1关系曲线(3)在ZQc1关系曲线上查得Qc1 ，计算校正因数dtdZ1. 处理处理(chl)步骤步骤dtdZ1QQUS121CmC 已知实测流量Qm，相应(xingyng)水位Z，水位过程线第23页/共66页第二十三页，共66页。(4)点绘Z ，通过点群中心定线(5)校正计算，在 Z 关系曲线上查得各相应实测点 的 ，计算Qc1(6)Qc1点到原ZQ关系曲线上，若点密集分布(fnb)原曲线两 侧，且有75%的点与关系

12、线的相对误差不超过5%，则定 线成功。若点散乱，需重新假设ZQc关系曲线，若点有 局部偏离，则修改Z 关系曲线US1CUS1CUS1CUS1C1. 处理处理(chl)步骤步骤(续续)第24页/共66页第二十四页，共66页。第25页/共66页第二十五页，共66页。cuS1Z(m)0tZ0tZZQc) s /m(Q3 Qm Qc0第26页/共66页第二十六页，共66页。 由所定的ZQc，Z 关系(gun x)曲线和各时刻相应水位涨率 ，推得US1C2. 校正校正(jiozhng)因数法推流因数法推流dtdZdtdZUS11QQCCm第27页/共66页第二十七页，共66页。二、特征二、特征(tzhn

13、g)河长法河长法n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(zhn lu)影响的测站n分为上游站水位法和本站水位后移法第28页/共66页第二十八页，共66页。n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。n发生(fshng)不稳定流时，若河段的中断面水位Z中，河槽蓄量W，下断面流量Q下三者之间呈单值函数关系，则此河段的长度称为特征河长L。特征特征(tzhng)河长的概念河长的概念L上断面下断面1122Z中第29页/共66页第二十九页，共66页。n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(gun x)的上游站，建立Z上Q关系(gun x

14、)，进行推流。(一一)上游上游(shngyu)站水位法站水位法第30页/共66页第三十页，共66页。(二二)本站水位本站水位(shuwi)后移法后移法n此法是用本站实测流量，与本站测流时间后移一个时段T的水位建立关系，将绳套曲线转化成为单一的ZQ关系曲线，进行推流。nT即为洪水波经过特征(tzhng)河长的传播时间的一半2T第31页/共66页第三十一页，共66页。处理处理(chl)步骤：步骤：(1)从Zt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(wndng)的ZQ曲线的水位差Z(2)计算 ，取几点的平均值作为初试值Z12345671234567tQZTdtdZZT第32页

15、/共66页第三十二页，共66页。处理处理(chl)步骤：步骤：(3)若T小于实际的/2，则后移的ZQ线仍为逆时针绳 套；若T大于实际的/2，则后移的ZQ线为顺时针绳 套。依此规律来调整T(4)选几个后移时间试算，当关系点与平均(pngjn)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(5)建立Zt+/2Q关系曲线，进行推流 第33页/共66页第三十三页，共66页。第三节第三节 落差落差(luch)法法n适用于受变动回水影响(yngxing)的测站，也适用于受洪水涨落影响(yngxing)，n 只要比降与落差关系较好的测站n均属于水力因数型方法n基本关系式2121ZZQQ)Z,

16、Z(fQ第34页/共66页第三十四页，共66页。n等落差(luch)法n定落差(luch)法n正常落差(luch)法n落差(luch)指数法四种四种(s zhn)方法方法第35页/共66页第三十五页，共66页。使用条件：具有固定测流断面比降(b jin)与落差之间关系稳定落差较大处有足够多的测次一、等落差一、等落差(luch)法法第36页/共66页第三十六页，共66页。基本关系式：建立(jinl)水位落差 流量关系图，进行推流),(ZZfQ下上落差ZZZ:ZZQZ0.30.40.50.6第37页/共66页第三十七页，共66页。n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(shu

17、min)比降接近河底坡度的测站n基本关系式二、定落差二、定落差(luch)法法cmcmZZQQ Qm 实测流量Zm 实测流量时相应实测落差(luch) Qc 与实测流量同水位时定落差(luch)的流量Zc 定落差(luch)第38页/共66页第三十八页，共66页。1. 用试错法定用试错法定(fdng)线线 已知实测流量Qm，落差Zm，相应水位Z(1)在ZQm点上注相应落差Zm，选最大者为定落差Zc，计算(2)绘出ZQc1点，并定关系曲线(3)由相应水位，在ZQc1关系曲线上查得Qc2 ，计算(Qm/Qc2)和 (Zm/Zc )(4)点绘经过(jnggu)(1,1)的 曲线，在曲线上查得校正的

18、(Qm/Qc )(5)计算Qc=Qm /(Qm/Qc)(6)如Z Qc点密集分布在原曲线两侧，则定线成功Cmm1CZ/ZQQNoImageCmCmQQZZ第39页/共66页第三十九页，共66页。n由Z在ZQc曲线(qxin)上查得Qc，计算 ，并在 曲线(qxin)上查出对应的 值，则可得Z对应的流量Qm= Qc( )CmCmQQZZ2. 推流推流CmZZCmQQCmQQ第40页/共66页第四十页，共66页。三、正常三、正常(zhngchng)落差法落差法n适用于河段(h dun)不平整，有时受到回水影响，有时又不受回水影响的测站n基本关系式nmnmZZQQ Qn 正常落差(luch)流量Zn

19、 正常落差(luch)Zm、Qm 同定落差(luch)法第41页/共66页第四十一页，共66页。n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(ync)要定出水位Z与正常落差Zn的关系曲线与定落差与定落差(luch)法区别：法区别：第42页/共66页第四十二页，共66页。1. 用试错法定用试错法定(fdng)线线 已知实测流量Qm，落差Zm，相应水位Z(1)过ZQm关系图上靠右边的测点点群中心定出一条曲线(qxin)，即ZQn关系曲线(qxin)(2)设=0.5，由图上查得的Qn计算出各实测点相应Zn，点绘ZZn关系曲线(qxin)，图上查得相应Zn(3)计算 ，点绘 关系曲线(qx

20、in)，在曲线(qxin)上查得 ，求出Qn(4)点绘ZQn点，若点密集分布在原曲线(qxin)两侧，则定线成功nmnmQQZZ和nmnmQQZZnmQQ第43页/共66页第四十三页，共66页。2. 推流推流n由水位Z和落差(luch)Zm在ZZn和ZQn关系曲线上查得Zn、Qn ，计算 ，并在 曲线上查出对应的 值，则可由Qn计算出QmnmnmQQZZnmQQnmZZ第44页/共66页第四十四页，共66页。四、落差四、落差(luch)指数法指数法n适用于断面基本稳定，受变动(bindng)回水或变动(bindng)回水及洪水涨落综合影响的测站n基本关系式ZQ)Z(f值通过(tnggu)试算，

21、根据方差或标准差最小的原则来优选Smin最优S1i第45页/共66页第四十五页，共66页。1. 优选优选值值(1)先假设一个“1”值，计算 (2)点绘Zmqm关系(gun x)曲线，求出各关系(gun x)点偏离关系(gun x)曲线的标准差S1(3)再假设一“2”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1ZQqmm1nQQQSn1i2mim1第46页/共66页第四十六页，共66页。2. 推流推流n由水位(shuwi)Z在Z 关系曲线上推出 ，再由与Z计算出Qm值ZQmZQm第47页/共66页第四十七页，共66页。第四节第四节 时序型五种时

22、序型五种(w zhn)方方法法一、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(sh c)流量过程线法第48页/共66页第四十八页，共66页。n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n适用于受某一因素或综合(zngh)因素影响而流量连续变化的测站，使用广泛n要求：测流次数较多，并能控制水位流量关系的转折点一、连时序一、连时序(sh x)法法第49页/共66页第四十九页，共66页。 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

23、，特别是在峰、谷附近。因为实测点在峰谷前后(qinhu)的位置，有时会对ZQ关系线有较大影响处理处理(chl)步骤：步骤：第50页/共66页第五十页，共66页。受断面受断面(dun min)冲淤影响冲淤影响第51页/共66页第五十一页，共66页。受洪水受洪水(hngshu)涨落影响涨落影响第52页/共66页第五十二页，共66页。二、临时二、临时(ln sh)曲线法曲线法n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(ln sh)曲线n适用于不经常性冲淤，或受结冰、水草生长影响的测站第53页/共66页第五十三页，共66页。处理处理(chl)步骤：步骤： 定线时，先在ZA、ZQ曲线上，依时

24、序分析规律，结合Zt曲线，定出各稳定(wndng)时段的ZQ关系曲线 两条稳定(wndng)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第54页/共66页第五十四页，共66页。例如(lr)：连时序过渡第55页/共66页第五十五页，共66页。三、改正三、改正(gizhng)水位法水位法n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n要求(yoqi)：有足够多的实测流量点，影响因素变化过程的转折处要求(yoqi)有实测点加以控制第56页/共66页第五十六页，共66页。处理处理(chl)步骤：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(gizhng)数。在标准曲线上方者，水位改正(gizhng)数为负，反之为正。绘水位改正(gizhng)数过程线 推求流量：在水位改正(gizhng)数过程线查得水位改正(gizhng)数，以水位加水位改正(gizhng)数得改正(gizhng)水位后，从标准曲线上查读流量。第57页/共66页第五十七页，共66页。可根据不同(b tn)情况选用不同(b