洪水涨落和水位流量的相关性

2017-11-25侯超新

长江丛刊 2017年4期

关键词：水力学因数计算方法

张琪侯超新

洪水涨落和水位流量的相关性

张琪侯超新

水位流量关系的定线推流工作的顺利进行往往会受到洪水涨落因素的影响，故在水文资料整编中具有无可替代的重要意义。本文从洪水涨落与水位流量相关性分析入手，对于洪水涨落和水位流量的关系进行了判定。

洪水涨落水位流量相关性

洪水涨落和水位流量的相关性是平原型河道站定线的基础工作之一，该工作的顺利进行能够让诸如连时序法推流、临时曲线法的工作更加精确，故具有极为重要的现实意义。

一、洪水涨落与水位流量相关性分析

洪水涨落与水位流量相关性分析是一项系统性的工作，以下从相关性计算方法、基本计算原理、水位比降与断面流量间关系等方面出发，对于洪水涨落与水位流量相关性进行了分析。

（一）相关性计算方法

我们可以从水位和流量曲线之间的关系得到洪水波动，其部分情况下有显著逆时针循环表现，在这一证明过程中数据试验和单值计算以及图形分析方法的合理应用是非常有价值的。然而需要注意的是，在相关性计算过程中由于其整体的计算过程复杂，并且还存在着固定经验的影响，这导致其在实践中很少使用。因此为了能够有效地避免实验误差，本文提出了一种新的方法基础上的基本流量公式。实践证明，该方法稳定有效。并且可以使其免受多种因素影响，确保水位与水流关系计算的稳定性。

（二）基本计算原理

洪水涨落和水位流量的计算多采用流量波动重组、间隙比值法、特征河长法、指数法和序贯法等计算方法。在间隙比值法的应用过程中应为其水位流量关系不受洪水涨落影响，因此这意味着计算人员可以通过反复的测试来获得水流运动的稳定性特征，然后在此基础上推测具体的流量。在这一过程中需要注意的是，因为这些计算方法的，随机性较大，因此在部分情况下计算结果的误差也不同。鉴于此，洪水水位和流量的稳定性之间的基本关系可以通过指数法来获得更加低的计算误差。

（三）水位比降与断面流量间关系

众所周知水文资料整编的实际效果不单纯的依赖于于水文资料整编的理论、方法是否正确合理以及工作释放精细，而是还包括了其是否能够真正的发现和解决水文测验中存在的不足和问题，从而能够在此基础上提出可以显著改进水文测验工作效率的捷径。因此根据上述原理，通过计算1971～1972年的洪灾率、断面流速比、洪水波动率和稳定亮点集计算洪水灾害总数。在这一过程中通过对于间隙比值法、特征河长法、指数法和序贯法等计算方法的对比性实验，使得实验计算点的相对误差从0.95%降低至0.75%。

二、洪水涨落和水位流量关系判定

洪水涨落和水位流量关系判定是一项系统性的工作，以下从合理利用水力学原理、单值化处理、校正因数法等方面出发，对于洪水涨落和水位流量关系进行了判定。

（一）合理利用水力学原理

洪水涨落和水位流量关系判定的第一步是合理的利用水力学原理。工作人员在合理利用水力学原理时首先应当深刻地理解到水流与水位之间有着密切的关系。这多体现在当洪水发生时，由于洪水波的附加梯度致使水位与流量的初始变化非常明显。因此在这一前提下工作人员根据水力学原理可以得出河流水位以及河流中任意截面的流动函数，故可以获得良好的计算效果。

（二）单值化处理

洪水涨落和水位流量关系判定的关键是单值化处理工作。计算人员在进行单值化处理过程中首先应当清醒地认识到当水位图处于一个直线的情况下，其横截面上的斜率是不同的。所以这意味着在河流的上下段中因为存在着不同的部分的斜率变化，因此根据洪水过程的原则，水位之间的关系的影响下洪水流数据处理也较为复杂。其次，计算人员在进行单值化处理过程中为了能够比较水位和流量之间的关系，可以使用一个单一的价值流，这主要是因为其相对误差很小并且计算精度高。结果表明，水位流量计算方法简单、准确。计算过程简单、准确。因此证明了该方法对洪水波传播特性和水位站单值的相对稳定性是有效的。

（三）校正因数法

如果从有利于站在长远来看，校正因数法不仅可以用来减少测量的交通时间，其数据系列将具有重要意义。不过，这种分析普遍性较为有限，并且也有待进一步验证。该方法与修正系数法“，单一特征只要求基本数据流的层次和流程图的计算值直接比较，无须试验，易于理解，便于计算和数据存储，具有很强的适用性。使用这种方法，关键是计算水位波动的准确性。因此，最好使用水位观测记录，水位应合理布置，从而减少测量时间，所以可以得到良好的效果。