工程水文學(xué)第3章課件

第三章水文測(cè)驗(yàn)及水文資料收集

§3.1水文測(cè)站§3.2水位觀測(cè)§3.3流量觀測(cè)§3.4流量資料整編§3.5泥沙測(cè)驗(yàn)及計(jì)算§3.6水文調(diào)查§3.7水文測(cè)驗(yàn)資料的收集3.1水文測(cè)站

水文測(cè)驗(yàn)學(xué)是研究水資源中各種水文要素的測(cè)量、計(jì)算與資料整編的原理和方法的一門科學(xué)，即研究水文資料信息的搜集、處理、存貯和檢索的一門科學(xué)。水文測(cè)驗(yàn)的根本任務(wù)是根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，進(jìn)行水文站網(wǎng)的規(guī)劃，布設(shè)水文站；采用定位觀測(cè)、巡回測(cè)驗(yàn)、水文調(diào)查等方法測(cè)定各種水文要素，包括水位、流量、水溫、降水、蒸發(fā)、泥沙的觀測(cè)以及泥沙顆粒分析，水質(zhì)監(jiān)測(cè)和分析；經(jīng)分析整編，刊印成為系統(tǒng)的水文資料，如水文年鑒等。因此，水文測(cè)驗(yàn)工作也可稱水文資料搜集系統(tǒng)。3.1.1水文測(cè)站

在流域內(nèi)一定地點(diǎn)(或斷面)按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所需要的水文要素作系統(tǒng)觀測(cè)以獲取信息并進(jìn)行處理為即時(shí)觀測(cè)信息，這些指定的地點(diǎn)稱為水文測(cè)站

水文測(cè)站所觀測(cè)的項(xiàng)目有：水位、流量、泥沙、降水、蒸發(fā)、水溫、冰凌、水質(zhì)、地下水位等。只觀測(cè)上述項(xiàng)目中的一項(xiàng)或少數(shù)幾項(xiàng)的測(cè)站,則按其主要觀測(cè)項(xiàng)目而分別稱為水位站、流量站(也稱水文站)、雨量站、蒸發(fā)站等。

根據(jù)測(cè)站的性質(zhì),河流水文測(cè)站又可分為：

----基本站：是水文主管部門為全國各地的水文情況而設(shè)立的,是為國民經(jīng)濟(jì)各方面的需要服務(wù)的。

----專用站：是為某種專門目的或用途由各部門自行設(shè)立的。

這兩類測(cè)站相輔相成，專用站在面上輔助基本站，而基本站在時(shí)間系列上輔助了專用站。----實(shí)驗(yàn)站：對(duì)某種水文現(xiàn)象的變化規(guī)律或?qū)δ承┧w作深入研究，由有關(guān)科研單位設(shè)立。3.1.2水文站網(wǎng)

因?yàn)閱蝹€(gè)測(cè)站觀測(cè)到的水文要素其信息只代表了站址處的水文情況，而流域上的水文情況則須在流域內(nèi)的一些適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)布站觀測(cè)，這些測(cè)站在地理上的分布網(wǎng)稱為水文站網(wǎng)（如圖）。廣義的站網(wǎng)是指測(cè)站及其管理機(jī)構(gòu)所組成的信息采集與處理體系。

水文站網(wǎng)布站的原則是：通過所設(shè)站網(wǎng)采集到的水文信息經(jīng)過整理分析后，達(dá)到可以內(nèi)插流域內(nèi)任何地點(diǎn)水文要素的特征值，這也就是水文站網(wǎng)的作用。

水文站網(wǎng)規(guī)劃的任務(wù)：就是研究測(cè)站在地區(qū)上分布的科學(xué)性、合理性、最優(yōu)化等問題。3.1.3水文測(cè)站的設(shè)立水文測(cè)站的設(shè)立包括選擇測(cè)驗(yàn)河段和布設(shè)觀測(cè)斷面。

----測(cè)驗(yàn)河段的選擇

在站網(wǎng)規(guī)劃規(guī)定的范圍內(nèi),具體選擇測(cè)驗(yàn)河段時(shí)，主要考慮在滿足設(shè)站目的要求的前提下，保證工作安全和測(cè)驗(yàn)精度，并有利于簡(jiǎn)化水文要素的觀測(cè)和信息的整理分析工作。具體地說，就是測(cè)站的水位與流量之間呈良好的穩(wěn)定關(guān)系(單一關(guān)系)。

----觀測(cè)斷面的布設(shè)

水文測(cè)站一般應(yīng)布設(shè)基線、水準(zhǔn)點(diǎn)和各種斷面，即基本水尺斷面、流速儀測(cè)流斷面、浮標(biāo)測(cè)流斷面、比降斷面。(1)基線：通常與測(cè)流斷面垂直，起點(diǎn)在測(cè)流斷面線上。其用途是用經(jīng)緯儀或六分儀測(cè)角交會(huì)法推求垂線在斷面上的位置。基線的長(zhǎng)度視河寬B而定,一般應(yīng)為0.6B。

(2)水準(zhǔn)點(diǎn):

分為基本水準(zhǔn)點(diǎn)和校核水準(zhǔn)點(diǎn)，基本水準(zhǔn)點(diǎn)是測(cè)定測(cè)站上各種高程的基本依據(jù)，校核水準(zhǔn)點(diǎn)是經(jīng)常用來校核水尺零點(diǎn)的高程。

(3)基本水尺斷面上設(shè)立基本水尺。

用來進(jìn)行經(jīng)常的水位觀測(cè)。

(4)測(cè)流斷面應(yīng)與基本水尺斷面重合，且與斷面平均流向垂直。

(5)浮標(biāo)測(cè)流斷面有上、中、下三個(gè)斷面。

一般中斷面應(yīng)與流速儀測(cè)流斷面重合，上、下斷面之間的間距不宜太短，其距籬應(yīng)為斷面最大流速的50～80倍。

(6)比降斷面設(shè)立比降水尺。用來觀測(cè)河流的水面比降和分析河床的糙率。

3.1.4收集水文信息的基本途徑

收集水文信息的基本途徑可分為：

----駐測(cè)：

在河流或流域內(nèi)的固定點(diǎn)上對(duì)水文要素所進(jìn)行的觀測(cè)稱駐測(cè)。這是我國收集水文信息的最基本方式，但存在著用人多、站點(diǎn)不足、效益低等缺點(diǎn)。

----巡測(cè)：

觀測(cè)人員以巡回流動(dòng)的方式定期或不定期地對(duì)一地區(qū)或流域內(nèi)各觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行流量等水文要素的觀測(cè)。

----間測(cè):

中小河流水文站有10年以上資料分析證明其歷年水位流量關(guān)系穩(wěn)定，或其變化在允許誤差范圍內(nèi)，對(duì)其中一要素(如流量)停測(cè)一時(shí)期再施測(cè)的測(cè)停相間的測(cè)驗(yàn)方式。

----水文調(diào)查：

為彌補(bǔ)水文基本站網(wǎng)定位觀測(cè)的不足或其他特定目的,采用勘測(cè)、調(diào)查、考證等手段進(jìn)行收集水文信息的工作。3.2水位觀測(cè)3.2.1水位觀測(cè)基面

水位是指河流、湖泊、水庫及海洋等水體的自由水面的高程，以m計(jì)。水位與高程數(shù)值一樣，要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)基面作為起點(diǎn)，水文測(cè)驗(yàn)中采用的標(biāo)準(zhǔn)基面有下列4種：

----絕對(duì)基面：將某一海濱地點(diǎn)平均海面的高程定為0m，作為水準(zhǔn)基面。我國曾沿用過大沽、黃海、廢黃河口、吳淞、珠江等基面，現(xiàn)在統(tǒng)一規(guī)定的基面為青島黃?；?。----假定基面：

這是在水文測(cè)站附近沒有國家水準(zhǔn)點(diǎn)或還不具備接測(cè)條件的情況下暫時(shí)假定的一個(gè)水準(zhǔn)基面。----測(cè)站基面：

某些水文測(cè)站專用的一種假定基面，一般選擇在河床最低點(diǎn)或歷年最低水位以下0.5～1.0m處的水平面作為零點(diǎn)來計(jì)算水位高度。----凍結(jié)基面：

將測(cè)站第一次使用的基面凍結(jié)下來作為永久固定基面的—種基面，也屬水文測(cè)站專用的另一種假定基面。使用凍結(jié)基面可保持測(cè)站水位資料的歷史連續(xù)性。

全河上下游或相鄰測(cè)站應(yīng)盡可能采用一致的固定基面。使用水位資料時(shí)一定要查清其基面。3.2.2水位觀測(cè)（一）觀測(cè)設(shè)備

水位觀測(cè)的常用設(shè)備有水尺和自記水位計(jì)兩類。

1.水尺

按水尺的構(gòu)造形式不同可分為直立式、傾斜式、矮樁式與懸錘式4種。其中應(yīng)用最廣泛的是直立式水尺。觀測(cè)時(shí)記錄水尺讀數(shù)，水位按下式計(jì)算：

水位=水尺零點(diǎn)高程+水尺讀數(shù)

水尺零點(diǎn)高程是指水尺板上刻度起點(diǎn)的高程，可以預(yù)先測(cè)量出來。

2.自記水位計(jì)

自記水位計(jì)能將水位變化的連續(xù)過程自動(dòng)記錄下來，不遺漏任何突然的變化和轉(zhuǎn)折，有的還能將所觀測(cè)的數(shù)據(jù)以數(shù)字或圖像的形式遠(yuǎn)傳室內(nèi)，使水位觀測(cè)工作趨于自動(dòng)化和遠(yuǎn)傳化。

（二）觀測(cè)內(nèi)容

水位的觀測(cè)包括基本水尺和比降水尺的水位。

基本水尺的觀測(cè)是分段定時(shí)觀測(cè)。當(dāng)水位變化緩慢時(shí)(日變幅在0.12m以內(nèi))，每日8時(shí)和20時(shí)各觀測(cè)一次(稱2段制觀測(cè)，8時(shí)是基本時(shí))；枯水期日變幅在0.06m以內(nèi)，用1段制觀測(cè)；日變幅在0.12～0.24m時(shí)，用4段制觀測(cè)；有峰谷出現(xiàn)時(shí)，還要加測(cè)。

比降水尺觀測(cè)的目的是計(jì)算水面比降，分析河床糙率等。其觀測(cè)時(shí)間和次數(shù)，視需要而定。（三）水位觀測(cè)資料的整理計(jì)算日/月/年平均水位水位過程線日平均水位的計(jì)算：算術(shù)平均法:該法適合于水位變化緩慢或變化大但等時(shí)距觀測(cè)的情況。面積包圍法：該法適合于水位變化大且不等時(shí)距觀測(cè)的情況。3.3流量測(cè)驗(yàn)3.3.1概述

流量是單位時(shí)間內(nèi)流過江河某一橫斷面的水量，以m3/s計(jì)。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，這是我國目前使用的基本方法。此外還有水力學(xué)法、化學(xué)法、物理法、直接法等。本節(jié)主要介紹流速儀法測(cè)流。

3.3.2流速儀法測(cè)流

流速儀法是用流速儀測(cè)定水流速度，并由流速與斷面面積的乘積來推求流量的方法。它是目前國內(nèi)外廣泛使用的測(cè)流方法，也是最基本的測(cè)流方法。

在過水?dāng)嗝嫔?，流速隨水平及垂直方向的位置不同而變化。從橫斷面方向看，中間流速大，兩岸流速?。粡乃罘较蚩?，河床流速最小。用流速儀測(cè)流實(shí)際上是將過水?dāng)嗝鎰澐譃槿舾刹糠?，?jì)算出各部分面積，然后用流速儀近似地測(cè)算出各部分面積上的平均流速，兩者的乘積為通過各部分面積的流量，累積各部分面積上的流量即得全斷面的流量。因此流速儀測(cè)流工作包括斷面測(cè)量和流速測(cè)量?jī)刹糠止ぷ鳌?一)流速儀測(cè)速

----流速儀流速儀測(cè)速原理是利用水流沖動(dòng)流速儀的旋杯或旋槳，同時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在裝有信號(hào)的電路上發(fā)出訊號(hào)，便可知道在一定時(shí)間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，流速愈大，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)得愈快，流速與轉(zhuǎn)速之間有一定的關(guān)系，這種關(guān)系是由廠家在儀器出廠之前，把流速儀放在特定的檢定水槽里，通過實(shí)驗(yàn)方法來確定流速與轉(zhuǎn)速間的函數(shù)關(guān)系。關(guān)系式如下：K——儀器率定常數(shù)，每臺(tái)儀器不一樣，要定期率定

C——摩阻系數(shù)；N——總轉(zhuǎn)數(shù)；T——測(cè)速時(shí)間感應(yīng)流速的旋轉(zhuǎn)器又分為以下二種：旋杯式流速儀：轉(zhuǎn)軸垂直于水面，測(cè)速范圍：0.2～3.5m/s，適合于含沙量較少的河流。旋漿式流速儀：轉(zhuǎn)軸是水平的，測(cè)速范圍：0.04～10m/s

，適合于多沙的河流。----流速測(cè)量

流速儀只能測(cè)得某點(diǎn)的流速，為了求得斷面平均流速，首先在斷面上布設(shè)一些測(cè)速垂線（一般在測(cè)深垂線中選擇若干條同時(shí)兼作測(cè)速垂線），在每一條測(cè)速垂線上布設(shè)一定數(shù)目的測(cè)速點(diǎn)進(jìn)行測(cè)速，最后根據(jù)測(cè)點(diǎn)流速的平均值求得測(cè)線平均流速，再由測(cè)線平均流速求得部分面積平均流速，進(jìn)而推得斷面流量。

測(cè)速垂線數(shù)目，根據(jù)河寬、水深來確定。測(cè)速垂線上的測(cè)點(diǎn)數(shù)，根據(jù)垂線的水深，流速儀的懸吊方式和測(cè)量精度的要求來確定。當(dāng)水面寬度>5m,測(cè)速垂線的數(shù)目≥5測(cè)速垂線上測(cè)速點(diǎn)的布置，常有一點(diǎn)式，二點(diǎn)式，三點(diǎn)式和五點(diǎn)式。>5m數(shù)目測(cè)點(diǎn)位置適合的水深(m)一點(diǎn)0.6h或0.5h<1.5二點(diǎn)0.2、0.8h1.5~2.0三點(diǎn)0.2、0.6、0.8h2.0~3.0五點(diǎn)水面、0.2、0.6、0.8h、河底>3.0(二)斷面測(cè)量斷面測(cè)量工作包括水道斷面測(cè)量和大斷面測(cè)量?jī)煞N，水道斷面是指自由水面線與河床線之間的范圍，大斷面為歷年最高洪水位以上0.5～1.0m的水面線與岸線、河床線之間的范圍。1）水道斷面測(cè)量

水道斷面的測(cè)量，是在斷面上布設(shè)一定數(shù)量的測(cè)深垂線，施測(cè)各條垂線的水深，同時(shí)測(cè)得每條測(cè)深垂線與岸上某一固定點(diǎn)（斷面的起點(diǎn)樁，一般設(shè)在左岸）的水平距離（稱為起點(diǎn)距），并同時(shí)觀測(cè)水位，用施測(cè)時(shí)的水位減去水深，得到各測(cè)深垂線處的河底高程。水深測(cè)量測(cè)量水深的方法通常用測(cè)深桿、測(cè)深錘直接測(cè)出每根測(cè)深垂線的水深。當(dāng)水很深、流速很大時(shí)，可用回聲測(cè)深儀測(cè)量水深。

起點(diǎn)距的測(cè)定①斷面索法斷面索法是在斷面上架設(shè)鋼絲纜索，每隔適當(dāng)距離做上標(biāo)記，并事先測(cè)量好它們的位置，測(cè)量水深的同時(shí)，直接在斷面索上讀出起點(diǎn)距。這種方法適合于河寬較小、水上交通不多、有條件架設(shè)斷面索的河道測(cè)站，精度較高。②交會(huì)法

ⅰ)經(jīng)緯儀岸上交會(huì)法：水文站在布設(shè)測(cè)流斷面時(shí)，同時(shí)布設(shè)基線(AC)，并用精確方法量出基線的長(zhǎng)度L，測(cè)角時(shí)，將經(jīng)緯儀安放在基線的終點(diǎn)，測(cè)出角度，則可計(jì)算起點(diǎn)距。

ⅱ)六分儀船上交會(huì)法：當(dāng)河道較寬時(shí)，岸上與船上聯(lián)絡(luò)困難，風(fēng)浪較大時(shí)用經(jīng)緯儀瞄準(zhǔn)河中活動(dòng)的目標(biāo)，施測(cè)有些困難，此時(shí)可使用六分儀交會(huì)法，它的主要優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量時(shí)施測(cè)人員全部上船，不用支架，只需手握儀器即可測(cè)出角，也能在搖動(dòng)的船上使用，因此水文勘測(cè)中經(jīng)常使用。

2）大斷面測(cè)量

大斷面測(cè)量是單獨(dú)進(jìn)行的，一般在汛前、汛后或較大洪水過后施測(cè)，包括水上及水下兩部分，水下部分同上述水道斷面的施測(cè)方法，水上部分采用水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行。

(三)流量計(jì)算

過水?dāng)嗝婷娣e的總流量測(cè)點(diǎn)流速求垂線平均流速相鄰二垂線間面積的平均流速部分面積上的流量1求垂線平均流速按測(cè)點(diǎn)數(shù)區(qū)分的公式名稱計(jì)算公式適合的水深(m)一點(diǎn)法Vm=V0.6<1.5二點(diǎn)法Vm=(V0.2+V0.8)/21.5~2.0三點(diǎn)法Vm=(V0.2+V0.6+V0.8)/32.0~3.0五點(diǎn)法Vm=(V0.0+3V0.2+3V0.6+2V0.8+V1.0)/10>3.0

H1H2H3H4H5W2W3W4W5W1W6

b1b2b3b4b5b6Vm1Vm5Vm4Vm3Vm2斷面流量計(jì)算示意圖已知各垂線平均流速，則可繪出流速分布圖:2部分面積計(jì)算

中間部分面積按梯形面積公式計(jì)算：

岸邊的部分面積按三角形面積計(jì)算：

中間部分面積上的平均流速計(jì)算：

靠岸邊部分面積上的平均流速計(jì)算：式中，

Vm1——靠岸邊第一條測(cè)線的平均流速

——岸邊系數(shù):斜坡岸

=0.7陡坡岸

=0.8光滑坡岸

=0.9死水邊

=0.63求部分面積上的平均流速

H1H2H3H4H5W2W3W4W5W1W6

b1b2b3b4b5b6Vm1Vm5Vm4Vm3Vm2斷面流量計(jì)算示意圖已知各垂線平均流速，則可繪出流速分布圖:式中，

Wi——斷面上的部分面積(m2)5過水?dāng)嗝嫫骄魉俚挠?jì)算式中，W~過水?dāng)嗝婵偯娣e(m2)4過水?dāng)嗝媪髁康挠?jì)算——部分面積上的平均流速(m/s)3.3.3浮標(biāo)法測(cè)流

浮標(biāo)測(cè)流法是一種簡(jiǎn)便的測(cè)流方法。在洪水較大或水面漂浮物較多，特別是在使用流速儀測(cè)流有困難的情況下，浮標(biāo)法測(cè)流是一種切實(shí)可行的辦法。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)。用水面浮標(biāo)法測(cè)流時(shí)，測(cè)得的是浮標(biāo)在水面的漂移速度，這種流速稱浮標(biāo)虛流速，它不能代表斷面平均流速，將它與過水?dāng)嗝嫦嗯浜?，?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。

WiVx1繪制虛流速分布圖Vf,jVf,j-1

根據(jù)虛流速分布圖，求部分面積的虛流量：

求斷面總面積的虛流量：2計(jì)算斷面流量

Kf——浮標(biāo)系數(shù)(Kf=0.85-0.95)

浮標(biāo)系數(shù)與浮標(biāo)類型、風(fēng)力風(fēng)向及河流狀況等因素有關(guān)。可通過流速儀與浮標(biāo)測(cè)流的比測(cè)實(shí)驗(yàn)來確定，即利用同期二種方法測(cè)流的資料進(jìn)行對(duì)比，從而求出Kf。

計(jì)算過水?dāng)嗝娴钠骄髁?.4流量資料整編

水文資料整編就是將水文測(cè)站測(cè)得的原始資料，按照統(tǒng)一格式進(jìn)行整理、分析和統(tǒng)計(jì)，提煉成系統(tǒng)、完整、具有一定精度的整編成果，供國民經(jīng)濟(jì)各部門使用。

流量資料整編工作主要是根據(jù)實(shí)測(cè)水位、流量資料，建立水位流量關(guān)系曲線。

一、水位Z～流量Q關(guān)系

一個(gè)測(cè)站的水位流量關(guān)系是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)系可分為穩(wěn)定的和不穩(wěn)定的兩類?！?/p>

穩(wěn)定的水位流量關(guān)系曲線

要使水位流量關(guān)系穩(wěn)定，必須在同一水位下，A、R、I、n等因素均保持不變，或雖有變化，但對(duì)流量的影響能相互補(bǔ)償。

在天然河道里，由于河床沖淤，洪水漲落、變動(dòng)回水、結(jié)冰等影響使水位流量關(guān)系難以保持單一關(guān)系。同一水位不同時(shí)期通過斷面的流量不是定值，點(diǎn)繪出的水位流量關(guān)系曲線，其點(diǎn)據(jù)分布比較散亂，這種情況稱為不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系。可以說，天然河道的水位流量關(guān)系一般是不穩(wěn)定的。不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系曲線的處理方法很多，經(jīng)常使用的有以下兩種。★

不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系(1)臨時(shí)曲線法：若水位流量關(guān)系受不經(jīng)常的沖淤影響或比較穩(wěn)定的結(jié)冰影響，在一定時(shí)期內(nèi)關(guān)系點(diǎn)子密集成一帶狀，能符合定單一線的要求時(shí)，可以分期定出Z～Q曲線。(2)連時(shí)序法：當(dāng)測(cè)流次數(shù)較多，能控制水位流量關(guān)系變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)，一般多用連時(shí)序法。其繪制過程如下：這種情況的Z～Q曲線一般為繩套形，使用時(shí)按水位發(fā)生時(shí)間在Z～Q曲線的相應(yīng)位置查讀流量。二、水位流量關(guān)系曲線的延長(zhǎng)

測(cè)流時(shí)，本應(yīng)在整個(gè)水位變幅內(nèi)布置測(cè)次，但由于高水時(shí)歷時(shí)短、流速大，枯水時(shí)水淺、流速小施測(cè)困難，往往難以測(cè)得最大洪峰流量和最小枯水記量。這時(shí)，必須將水位流量關(guān)系曲線進(jìn)行高、低水延長(zhǎng)，方能推得全年完整的流量過程．

一般要求高水外延部分不超過當(dāng)年實(shí)測(cè)流量所占水位變幅的30％，低水外延部分不超過l0％。1.高水延長(zhǎng)方法1）根據(jù)水位面積，水位流速關(guān)系曲線進(jìn)行延長(zhǎng)延長(zhǎng)依據(jù)：當(dāng)河床比較穩(wěn)定，河槽形狀不發(fā)生很大變化的測(cè)站，在高水位時(shí)，水位～過水?dāng)嗝婷娣e，水位～流速的關(guān)系曲線常為一線性關(guān)系，而且水位～流速的關(guān)系線近似平行于縱軸。則可按此趨勢(shì)延長(zhǎng)。高水位Z~Q

的延長(zhǎng)的具體步驟：Z(m)Q/F/VZ~QZ~VQ=VFZ~F

由實(shí)測(cè)資料繪制水位－面積關(guān)系曲線；

根據(jù)水位－流速關(guān)系曲線，從上端按直線趨勢(shì)延長(zhǎng)；將延長(zhǎng)部分各級(jí)水位和相應(yīng)的過水?dāng)嗝娣e相乘，即得到延長(zhǎng)部分的流量－水位的關(guān)系曲線。BH

2）根據(jù)曼寧公式進(jìn)行延長(zhǎng)（適用于寬淺型河道）：計(jì)算斷面平均流速的曼寧公式為：

根據(jù)測(cè)站的具體情況，可按以下的二種方法進(jìn)行延長(zhǎng)：a.

求出Z(中低水位)~n(糙率)的關(guān)系，順勢(shì)延長(zhǎng)高水位段的水位Z~糙率n的關(guān)系曲線（呈直線關(guān)系），則可求到高水位的糙率n。①具有比降觀測(cè)資料的測(cè)站：已知實(shí)測(cè)的流速V-水面坡降I-F(斷面要素)的關(guān)系按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：根據(jù)公式實(shí)測(cè)段nZ高水位段高水位時(shí)，Z~n

呈直線關(guān)系c.求高水位時(shí)的斷面平均流量：注：需要高水位時(shí)實(shí)測(cè)的平均水深和比降b.按謝才公式和曼寧公式求高水位的斷面平均流速：d.得出高水位的關(guān)系曲線a.

改寫曼寧公式為下列形式：

②缺乏比降和糙率資料測(cè)站：b.繪制一般水位下的的關(guān)系曲線，即的關(guān)系曲線c.在高水位部分，近似等于常數(shù)，則可對(duì)的關(guān)系曲線按直線關(guān)系進(jìn)行趨勢(shì)延長(zhǎng)。d.根據(jù)實(shí)測(cè)資料，點(diǎn)繪關(guān)系曲線

（包括高水位的部分）e.

高水位部分，有不同水位相應(yīng)的與值，則可得到高水位時(shí)相應(yīng)的流量:f.

按此外延Z~Q的關(guān)系曲線，即得到高水位的Z~Q的關(guān)系曲線。1）趨勢(shì)法：(2)低水位延長(zhǎng)方法Z0石梁/淺灘

以斷流水位(Q=0)作為控制水位點(diǎn)，從實(shí)測(cè)部分向下延長(zhǎng)。測(cè)站下游的淺灘、石梁及基本水尺斷面的最低點(diǎn)均可作為斷流水位Z0QaQbQcZZcZbZa

假定中低水位部分的水位和流量的關(guān)系可表示為：式中，Z0

~斷流水位；n,K~經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。在實(shí)測(cè)Z–Q關(guān)系曲線上，取(Za,Qa),(Zb,Qb),(Zc,Qc)三個(gè)點(diǎn)，使?jié)M足：2）分析法QaQbQcZ0ZZcZbZa3.5泥沙測(cè)驗(yàn)及計(jì)算

河流中的泥沙,按其運(yùn)動(dòng)形式可分三類：懸移質(zhì)泥沙浮于水中并隨之運(yùn)動(dòng)；推移質(zhì)泥沙受水流沖擊沿河底移動(dòng)或滾動(dòng)；河床質(zhì)泥沙則相對(duì)靜止而停留在河床上。三者沒有嚴(yán)格的界線，隨水流條件的變化而相互轉(zhuǎn)化。一般情況，河流中泥沙以懸移質(zhì)為主。

一、懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)與計(jì)算

描述河流中懸移質(zhì)的情況，常用的兩個(gè)定量指標(biāo)是含沙量和輸沙率。單位體積渾水中所含干沙的質(zhì)量，稱為含沙量，用表示，單位為kg/m3。單位時(shí)間流過河流某斷面的干沙質(zhì)量，稱為輸沙率，以Qs表示，單位為kg/s。斷面輸沙率是通過斷面上含沙量測(cè)驗(yàn)配合斷面流量測(cè)量來推求的。

（一）含沙量的測(cè)驗(yàn)

設(shè)置測(cè)驗(yàn)垂線用采樣器在垂線上各采樣點(diǎn)上取得水樣量積、沉淀、過濾、烘干、稱重（二）輸沙率測(cè)驗(yàn)過水?dāng)嗝娴妮斏陈蕼y(cè)點(diǎn)含沙量求垂線平均含沙量部分面積上的流量斷面平均含沙量1垂線平均含沙量三點(diǎn)法五點(diǎn)法2部分面積流量3過水?dāng)嗝娴妮斏陈?斷面平均含沙量二、推移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)

推移質(zhì)輸沙率是指單位時(shí)間內(nèi)通過測(cè)驗(yàn)斷面的推移質(zhì)泥沙質(zhì)量，單位為kg/s。

推移質(zhì)取樣的方法，是將采樣器放到河底直接采集推移質(zhì)沙樣。由于推移質(zhì)粒徑不同，推移質(zhì)采樣器分為沙質(zhì)和卵石兩類。沙質(zhì)推移質(zhì)采樣器適用于平原河流，我國自制的這類儀器有黃河59型和長(zhǎng)江大型推移質(zhì)采樣器。卵石推移質(zhì)采樣器通常用來施測(cè)