河道水位流量关系的分析研究水利工程专业.docx

第 页 目录 摘 要 3 Absrtact 4 第一章 绪论 5 1.1研究的目的和意义 5 1.1.1研究目的： 5 1.1.2研究意义： 5 1.2国内外现状和主要发展趋势 5 1.2.1国内现状 5 1.2.2国外现状 6 1.3本文主要工作 7 1.3.1主要内容 7 1.3.2研究方向及工作条件 7 第二章 印江站河段基本特征，流域概况研究 8 2.1自然地理 8 2.1.1自然条件 9 2.1.2地形地貌 9 2.1.3气候 9 2.1.4水文条件 9 2.2人口与社会经济环境概况 10 2.3印江站特性分析 11 2.3.1测站分析 11 第三章 水位流量关系的分析 11 3.1水位流量关系影响因素分析 11 3.1.1流量资料的选取 11 3.1.2断面冲淤变化分析 12 3.2水位流量关系变化分析 18 3.2.1评价方法 19 3.2.2　水位流量关系的建立及推算流量的方法 20 3.2.3实例应用 21 第四章 误差分析 23 4.1.1流速影响 23 4.1.2过水断面测量误差 24 4.1.3实测低水流量误差范围 24 第五章 结论 25 5.1结论 25 第六章 参考文献 26 第七章 致谢 27 第八章 附录 27 附表一： 28 河道水位流量关系的分析研究 摘 要 印江县水文站是乌江中下游河段的重要区域代表站，通过分析不同因素影响下印江水文站水位流量关系及其变化规律，印江水文站河道的水位流量关系受洪水涨落，河道断面冲淤两个主要因素的共同影响，由于所测河段属于天然河道，河道经过多年的冲刷，所测断面在测站所设立后的多年里的变化均有规律可寻。计算印江水文站在设站以来多年前后因洪水和河道冲刷导致水位流量关系变化的原因及其规律。为消除洪水涨落率和断面冲淤的综合影响，分析不同水位流量下的水位、流量、断面三者之间的关系，对于洪水期水文预报以及超额洪量分配与调度，促进区域经济及自然生态等多方面的发展具有重要的参考价值。 关键词: 水位流量关系曲线; 冲淤变化; 水文分析;印江水文站 Analysis and Research on the Relationship between Water Level and Discharge in River Absrtact The hydrological station of Yingjiang County is an important regional representative station in the middle and lower reaches of Wujiang River. By analyzing the relationship between water level and flow rate of Yinjiang hydrological station under different factors, the relationship between water level and discharge of the river station is affected by flood, Section of the main factors of erosion and sedimentation of the two main factors, due to the measured river belongs to the natural river, the river after years of erosion, the measured section in the station after the establishment of the changes in the years are regular to find. Calculate the reason and rule of the change of water level and discharge relation caused by flood and river erosion before and after the station. In order to eliminate the influence of flood fluctuation rate and scouring and siltation, the relationship between water level, flow rate and cross section of different water level flow is analyzed, and the regional economic and natural ecology is promoted for the hydrological forecast and the excess flood allocation and dispatching And other aspects of the development of an important reference value. Keywords: water level flow relationship curve; Erosion and siltation changes; hydrologic analysis; Yinjiang hydrologic Station。 第一章 绪论 1.1研究的目的和意义 1.1.1研究目的： 根据贵州省水文站的实测流量监测资料以及水位流量关系分析成果，研究在河道无水文流量监测资料条件下，利用分析研究成果来推求仅有河道断面资料的水位流量关系，并进行合理性分析。 1.1.2研究意义： ⑴课题要求学生熟悉基本的水文测验、资料整编、水文统计和水文分析计算的内容，结合国家或地区实施的防洪要求，进行分析计算和给出满足防洪要求的结论； ⑵课题的内容紧密围绕我省防洪要求，开展各项水文分析与计算，给出工程建设在满足防洪要求的结论； ⑶课题要求学生能够学习并应用相关的资料整编的方法、水文统计法、水文计算的相关方法等； ⑷课题中所涉及的方法在今后规划设计、科学研究中均有较重要的应用。 1.2国内外现状和主要发展趋势 1.2.1国内现状 （一）研究工具 上世纪八十年代以来，我国开始研究水质自动监测系统，其中大多数采用RS-232或RS-485总线，因特网和CAN总线来进行信息的联络【19】。 （二）研究方法 水位流量关系的研究，对于紊乱的河道水位-流量关系的处理，则应用模糊粗糙集理论可以对水位流量关系多个影响要素进行属性简约化处理【1】，采用单值化对流量数据进行分析获得的效果明显，通过该方法处理后的在同一水位下的流量和实测流量之间的求得的平均误差小于12%【4】。处理水位流量关系的方法多种多样，通过对照分析常用的几种方法，如单一河槽法、滩槽垂直分割法和全断面分割法三种不同形式曼宁公式在复式河段的适用性，最终成果表现为单一河槽法及滩槽垂直分割法未充分考虑滩槽水流动量交换的特点，计算流量值在平滩水位处出现跳跃现象，不符合天然复式河段水位—流量关系的变化规律，而全断面分割法将断面分割为多股水流然后分别累加各子断面流量，计算成果基本反映天然复式河段水位—流量关系的变化规律，根据因地制宜的思想，笔者在对于在处理复式河段的水位—流量关系计算中建议采用全断面分割法【5】。但为保证其精度要求，在充分利用、广泛分析实测资料的基础上，重视固定垂线水深、流速的测量，为求在原始测量中削减误差，尽可能利用多种分析方法来确定水位流量关系曲线【2】，有利于指导测验工作，提高测验精度，保证成果质量。 1.2.2国外现状 （一）研究工具 欧美发达国家的水文监测使用的方法更为先进，一直处在领先地位，如T.G艾利斯、W.G普莱斯在十九世纪末发明了旋桨式流速仪和旋杯式流速仪【19】，现代，很多地区已经大量的使用计算机网络和遥感卫星等进行监测，如GSM，GPS等【19】。 （二）研究方法 国外在现代的水信息技术方面涉及到的几种传统方法进行了论证研究，如Einstein H A．Bank Ｒ B与1950年所作的Fliud resistance of composite roughness等【3】，对单一河槽断面和复式断面都有较细致的研究。1989Eagetson教授首次对外作水文科学发展的报告，并在两年后出版专著《水文科学的机遇》【20】，对水文的发展趋势和面临的问题做了系统的总结和归纳。 使用现代高科技技术，如遥感等，研究水文在时间和空间的规律，是未来发展的趋势。随着高新技术的应用，获得的数据可以填补在常规观测中的不足之处，有利于扩大学科研究范围，将原来多变的规律量化，使其变得更加易于观测研究【20】。 1.3本文主要工作 1.3.1主要内容 在有限条件下，利用现有资料，通过分析相关河道的水位流量关系，为解决无水文资料情况下的水文地方水文预报，防洪预警及经济社会环境啊的发展建设提供参考依据。 （1）搜集贵州省不同典型区域基本水文站的实测流量资料用于水文站水文流量关系的分析； （2）利用水文统计及水文分析计算的方法分析水位-断面面积-河面宽度-平均水深-断面平均流速间的关系； （3）分析不同流域面积~不同过水面积~不同断面平均水深等同断面的流速关系。 关键问题和思路：编制实际测量的水位流量断面成果数据表，确定关系曲线，推求逐时、逐日值，合理性检查，利用掌握数据确定水位、流量、断面三者之间的关系，并绘制Z-Q、Z-A、Z-V关系曲线，并利用A=bh=K1h,V=1nR23s12,Q=AV等分析计算河道水位流量和大断面间的关系【8】。 1.3.2研究方向及工作条件 1.安装EXCEL等office软件，编制各种函数和公式，用于处理数据和编制论文。 2.利用部分实测数据，使用水位流量关系曲线法寻找Z-Q关系的变化规律，验证方法的合理性。 3.贵州大学图书馆提供较好的网络平台，有丰富的资源，提供查阅相关资料的数据门户，为论文的编制提供了坚实的基础。 4.指导老师的对论文编制的大力支持，提供了数据和各种资源。 第二章 印江站河段基本特征，流域概况研究 2.1自然地理 印江站为乌江中下游重要的区域代表站，建站于1979年，位置：东经108°23'，北纬28°01',印江水文站自1980年正式用于测量以来，主要采用流速仪（25-1）进行水文数据的测量。印江河过去又叫邛江河，是印江县的母亲河。按照流域划分，印江河属长江水系的乌江流域，该河流的流域面积达到了1245平方公里，其中有861平方公里的河段位于印江自治县县内，另外的384公里位于比邻的松桃县和德江县。印江河的干流发源于国内著名的五大佛教名山之一的梵净山，上游流经印江自治县的木黄、合水、永义、新业、郎溪、鹅岭、中坝等共计7个乡镇和37个自然行政村落，之后经县城流到德江县的一个乡镇进入到乌江干流，该段河流长度为96公里，其中82.4公里的主要河段位于印江自治县境内。印江自治县县城处在印江河段的中下游，为该县的政治、经济和文化中心，饮用水的抽取也直接来源与印江河。流域内大约有20.18万人的日常生活与该河流息息相关，其中三分之一的人口以河水为饮用水;流域内的耕地有19平方公里，的灌溉直接依赖与该河流，灌溉面积占总流域耕地面积的22.7%。 印江河是全县人民赖以生存的宝贵自然资源，清澈的河水原来是武陵山一代著名的风景观光区域。但自1988 年以后，由于人们对当地矿藏的大规模开采，且未设置有环保和污水净化设施，大量的污染源超过了当地自然环境能够净化的极限，河水被严重污染，导致下游的人民日常生活及其他动植物繁衍遭到巨大影响。近年，《印江河保护条例》的出台，明确规定禁