工程水文与水利计算(武大版教材)03(6)

高水延长的结果,对洪水期流量过程的主要部分,包括洪峰流量在内,有重大的影响。低水流量虽小,但如延长不当,相对误差可能较大且影响历时较长。因此延长均需慎重。高水部分的延长幅度一般不应超过当年实测流量所占水位变幅的30%,低水部分延长的幅度一般不应超过10%。

对稳定的水位流量关系进行高低水延长常用的方法有以下几种。 （一）水位面积与水位流速关系高水延长

适用于河床稳定,水位面积、水位流速关系点集中,曲线趋势明显的测站。其中,高水时的水位面积关系曲线可以根据实测大断面资料确定,高水时水位流速关系曲线常趋近于常数,可按趋势延长。可是,某一高水位下的流量,便可由该水位的断面面积和流速的乘积来确定。这样,可延长水位流量关系曲线,见图3-15。

(二)用水力学公式高水延长

此法可避免水位面积与水位流速关系高水延长中水位流速顺趋势延长的任意性,用水力学公式计算出外延部分的流速值来辅助定线。 (1)曼宁公式外延:

根据曼宁公式

v?12/31/2RS （3-35） n延长时,用上式计算流速,用实测大断面资料延长水位面积关系曲线,从而达到延长水位流量关系的目的。

计算流速时,因水力半径R可用大断面资料求得,故关键在于确定水面比降S和糙率n值。根据实际资料,如S、n均有资料时,直接由公式计算并延

长;当二者缺一时,通过点绘Z~n(或Z~S)关系曲线并延长之,再算出v来;如两者都没有时,则将R2/3看成一个未知数,因R2/3=Q/（AR2/3）,依据实测资料的流量、面积、水力半径计算出R2/3,点绘Z~R2/3曲线,因高水部分

12/3R接近于常数,故可按趋势延长,见图3-16。 n1n1n1n1n(2)斯蒂文斯(Stevens)法:

由谢才流速公式导出流量为

Q?CARS (3-36)

式中C一一谢才系数;其余符号同前。

对断面无明显冲淤、水深不大但水面较宽的河槽,以断面平均水深h代替R,则式(3-36)可改写为:

Q?CARS?KAh?1/2

式中，K?CS,高水时其值接近常数。故高水时Q~Ah1/2呈线性关系,据此外延。由大断面资料计算A h并点绘不同高水位Z在Z~A h曲线上查得A h值,并以Q~A h曲线上查得Q值,根据对应的(Z,Q)点据,便可实现水位与流量关系曲线的高水延长。见图3-17。

?1/2?1/2?1/2?1/2(三)水位流量关系曲线的低水延长法'

低水延长一般是以断流水位作控制进行水位流量关系曲线向断流水位方向所作的延长。断流水位是指流量为零时的相应水位。假定关系曲线的低水部分用以下的方程式来表示: Q=K(Z-Zo)n （3-37) 式中Zo--断流水位;

n,K一一分别为固定的指数和系数。

在水位流量曲线的中、低水弯曲部分,依次选取a、b、c三点,它们的水位和流量分别为Za、Zb、Zc及Q。、Qb、Qc。若Qb=Qa Qc,代人式〈3-21〉,求解得断流水位为:

ZaZc?Zb2 (3-38) ZO?Za?Zc?2Zb求得断流水位Zo后,以坐标(Zo，o)为控制点,将关系曲线向下延长至当年最低水位即可。

三、水位流量关系曲线的移用

规划设计工作中,常常遇到设计断面处缺乏实测数据。这时就需要将邻近水文站的水位流量关系移用到设计断面上。

当设计断面与水文站相距不远且两断面间的区间流域面积不大,河段内无明显的出流与人流的情况下,在设计断面设立临时水尺,与水文站同步观测水位。因两断面中、低水时同一时刻的流量大致相等,所以可用设计断面的水位与水文站断面同时刻水位所得的流量点绘关系曲线,再将高水部分进行延长,即得设计断面的水位流量关系曲线。

当设计断面距水文站较远,且区间入流、出流近乎为零,则必须采用水位变化中位相相同的水位来移用。

若设计断面的水位观测数据不足,或甚至等不及设立临时水尺进行观测后再推求其水位流量关系,则用计算水面曲线的方法来移用。方法是在设计断面和水文站之间选择若平个计算断面,假定若干个流量,分别从水文站基本水尺断面起计算水面曲线,从而求出各个计算流量相对应的设计断面水位。.

而当设计断面与水文站的河道有出流或人流时,则主要依靠水力学的办法来推算设计断面的水位流量关系。 四、日平均流量计算及合理性检查.

逐日平均流量的计算:当流量变化平稳时,可用日平均水位在水位流量关系线上推求日平均流量;当一日内流量变化较大时,则用逐时水位推求得逐时流量,再按算术平均法或面积包围法求得日平均流量。据此计算逐月平均流量和年平均流量。

合理性检查:单站检查可用历年水位流量关系对照检查;综合性检查以水量平衡为基,础,对上、下游或干、支流上的测站与本站流量数据处理成果进行对照分析,以提高流量数据处理成果的可靠性。本站成果经检查确认无误后,才能作为正式资料提供使用。 五、悬移质输沙率资料整编

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