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工程水文学 (Engineering Hydrology) 一、测站与站网 2)计算部分面积。 岸边部分:由岸和距岸第一条测速垂线所构成的岸边部分(两个,左岸和右岸)面积,至少包括一个岸边块。 中间部分:以相邻两条测速垂线划分部分、将各个部分内的测深垂线间的断面积(块面积)相加,得出各个部分的部分面积;若两条测速垂线(同时也是测深垂线)间无另外的测深垂线,则该部分面积就是这两条测深(同时是测速垂线)间的面积(即块面积) 。 图5-15 部分面积计算示意 3)计算部分平均流速 岸边部分:由距岸第一条测速垂线所构成的岸边部分(两个,左岸和右岸,多为三角形) 。式中: 为岸边流速系数,其值视岸边情况而定。斜坡岸边a=0.67~0.75,一般取0.70,陡岸a=0.80~0.90,死水边=0.60。 中间部分:由相邻两条测速垂线与河底及水面所组成的部分,部分平均流速为相邻两垂线平均流速的平均值,即 4)计算部分流量。各部分的部分平均流速与部分面积之积得到部分流量,即 5)断面流量及其他水力要素的计算 3.浮标法测流 (1)测流原理 将流速的指数分布关系式 代入到流量计算公式为 式中: 为浮标虚流量; 为浮标系数;其余符号意义同前。 (2)测定 图5-20 各类浮标示意 (1)施放浮标。 (2)观测浮标流速 ,并确定其在测流断面上的位置。 (3)施测浮标测流断面面积。 (4)观测水位。 (5)图解法计算浮标虚流量 (如图5-21) 。 图5-21 图解法计算浮标虚流量 (3)推求 有实验比测法、经验公式法和水位流量关系曲线法等,在未取得数据之前,选用浮标系数:一般湿润地区可取0.85~0.90,小河取0.75 ~ 0.85;干旱地区大、中河流可取0.80 ~ 0.85,小河取o.7~0.80。 (4)计算流量 该法主要适用于水面漂浮物多,流速仪无法施测的情况。 六.水文信息处理 各种水文侧站测得的原始数据,都要按科学的方法和统一的格式整理、分析、统计、提炼成为系统、完整,有一定精度的水文资料,供水文水资源计算、科学和有关国民经济部门应用。这个水文数据的加工、处理过程,称为水文数据处理。 水文数据处理的工作内容包括: 收集校核原始数据,编制实侧成果表,确定关系曲线,推求逐时、逐日值,编制逐日表及洪水水文要素摘录表,合理性检查;编制处理说明书. 1.水位流量关系曲线的确定 (1)稳定Z~Q关系曲线 稳定的水位流量关系,是指在一定条件下水位和流量之间呈单值函数关系,简称为单一关系。 在普通方格纸上,纵坐标是水位,横坐标是流量,点绘的水位流量关系点据密集,分布成一带状,75%以上的中高水流速仪测流点据与平均关系线的偏离不超过±5%,75%的低水点或浮标测流点据偏离不超过± 8%(流量很小时可适当放宽),且关系点没有明显的系统偏离,这时即可通过点群中心定一条单一线(供推流)。 点图时在同一张图纸上依次点绘水位流量、水位面积、水位流速关系曲线,并用同一水位下的面积与流速的乘积,校核水位流量关系曲线中的流量,使误差控制在± 2%~ ± 3%。以上三条曲线比例尺的选择,应使它们与横轴的夹角分别近似为45℃、60℃、60℃,且互不相交。 【注意】所定的单一水位流量关系还要进行符号检验、适线检验、偏离数值检验,进行检验均通过才能用此单一曲线推流。此外,两条曲线(或两列数组)需要合并定线时,还要进行t检验。 (2)不稳定的水位流量关系 不稳定的水位流量关系,是指测验河段受断面冲淤、洪水涨落、变动回水或其他因素的个别或综合影响,使水位与流量间的关系不呈单值函数关系,如图所示。 表3-6给出了各种整编方法及其适用情况。这些方法归纳起来分为两种类型。 一种是水力因素型,这一类型的方法均可表示为Q=f(z, x)的形式,x为某一水力因素。其方法的原理都来自于水力学的推导,故理论性强,所要求的测点少,且适于计算机作单值化处理。 另一类型称时序型,表示为Q=f(z,t),t为时间。时序型的方法其原理是以水流的连续性为基础,因而要求测点多且准确,能控制流量的变化转折。方法适用范围较广,但有时间性。 当满足时序型的要求条件时,连时序法是按实测流量点子的时间顺序来连接水位流量关系曲线,故应用范围较广。 连线时,应参照水位过程线起伏变动的情况定线,有时还应参照其他的辅助曲线如落差过程线、冲淤过程线等定线。 受洪水涨落影响的水位流里关系线用连时序法定线往往成逆时针绳套
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