浅谈手工绘制水文“三关”图

2020-11-19靳云霞

陕西水利 2020年9期

靳云霞

（黄河水利委员会天水水文水资源勘测局，甘肃天水 741020）

今天借助各种软件绘制一张水文三关图，已经被广泛采纳应用，然而手工绘制“三关”（水位～流量、面积、流速）图，依然是基础。掌握水位～流量、面积、流速之间的关系和测算方法以及明晰合理性特征是基本性通识性常识，而应用快捷工具只是技能的转变。尤其对于小支流上建立的水文站，由于来水情况不同水文数据变化较大，相对软件应用难度较大，手工绘制仍是最稳定、最可靠、必备的技能。

1 绘制方法

1）图幅尺寸统一，图名按“××河××站××××年水位～流量、面积、流速关系曲线图”名称填写，在每张图名的右上角按时间顺序，用分数形式注明每张图的排列序号（分母为全年绘图总张数、分子为每张图的序号），如：全年共绘图5 张，第一张为1/5、第二张为2/5 等，推流范围：×××～×××m3/s，推流时间：××月××日××时～××月××日××时；测验使用方法的图例；○为流速仪精、常测法；关系图中还应绘制推流时段表和绘制说明表，图中字体、字号等均按《水文资料整编规范》（SL 247-2012）填写。

2）比例尺的选用应为1、2、5 或10 的整倍数。以同一水位为纵坐标，自左至右，依次以流量、面积、流速为横坐标，分别与横坐标大致成450、600、600 的夹角，并使三关线互不交叉。

3）根据《水文资料整编规范》要求，在测验中使用不同的测验方法应在图中按规范规定的标识符表示，如测验方法在图纸上用以下符号表示：○为流速仪精、常测法（实测断面）；●为流速仪常测法（借用断面）；◎为流速仪简测法；△为全断面浮标法（实测断面）；▲为全断面浮标法（借用断面）；▼为中泓浮标法或浮冰、漂浮物法；×为比降- 面积法；*为ADCP；#为电波流速仪（实测断面）；@为电波流速仪（借用断面）；所用符号应在图中注明。要保持图面整洁、清晰、不影响读数，做到点清线细。

4）关系图上应绘出上年末与下年初各3 个～5 个测点,以确保年头年尾流量的衔接。各点应有一定的变幅，接头误差应≤2.5%。

5）对于测站控制良好,各级水位～流量关系都保持稳定的测站,可采用单一曲线法定线绘制。

6）受冲淤影响的水位～流量关系，由于同水位的面积增大或减小，使水位- 流量关系受到断面冲淤变化的影响。过水断面面积发生变化，从而影响水位- 流量关系。受经常性和局部性冲淤影响，测点分布散乱无规律，应根据本站特性绘制。受不经常性冲淤影响，测点随时间分布成几个相对稳定的带组；受普遍冲淤影响，测点分布呈纵向平移。

7）水位- 流量关系受洪水涨落影响时，在一次洪水过程中，由于洪水波产生附加比降的影响，洪水过程的流速与同水位下稳定流时的流速相比，涨水时流速增大，流量也增大；落水时，则相反。即涨水点偏右，落水点偏左，峰、谷点居中间，水位- 流量关系测点分布为带状。若依时序连接各点，则形成以峰、谷点连线为轴的逆时针方向的绳套曲线，绳套的宽窄，由洪水特性所决定。孤立的洪峰形成单式绳套，出现连续洪峰时，形成复式绳套，由于河槽壅水影响，后到洪峰对应的绳套略向左移。

8）定线要考虑趋势的合理性，避免不加分析的见点连线，曲线的上下部分基本为平滑的直线，低水时水流归槽，冲淤变化很小，高水时流速变小，河槽已基本稳定，中间部分是相互平行的光滑曲线（多线条时在无特殊水情的情况下走势是一致的，基本为相互平行的光滑曲线）。定线时首先考虑测站特性，确定关系点点群中心，曲线板渐渐上下移动，直至连绘出平滑的关系图，避免盲目连线，绘出的关系图出现上挑或下勾情况或是不合理现象。

9）一场洪水过程都是渐变的，绘制关系图时应欲考虑，不能从渐变过程中随意切开定线绘图，也就是《水文资料整编规范》中提到的连时序过渡，中间分开定线，会使流量突然变小，显然是不合理的；突出反常的控制性、关键性点要进行分析，并套绘相邻测次的流速与断面图等辅助性图表，对于分析结果和处理方法，要在单站整编说明书中说明。

点绘水位- 流量、水位- 面积、水位- 流速关系，通过点群中心，分别绘出相应的三条平滑的关系曲线，控制条件无特殊变化，水位- 流量关系曲线不得有反曲。所绘的三条关系曲线，应互相对照，使在曲线上查读的各级水位的流量应等于相应的面积与流速的乘积，其偏差不应超过《水文资料整编规范》（SL 247-2012）规定的±3%。

10）绘制关系图时曲线的高水延长线一律采用虚线；低水放大：水位- 流量关系曲线下部，读数误差超过2.5%的部分，应另绘放大图；另外在限差之内，估读数值超过两位，也应绘制放大图。