不同因素影响条件下的水位流量关系

冯 持，张红艳，孙建儒

（吉林省水文水资源局白城分局，吉林 白城 137000）

水文资料整编成果的质量，不但取决于水文资料整编的理论、方法是否正确合理，工作是否认真细致，同时可以检验水文测验成果的质量，发现和解决水文测验中存在的不足和问题，提出改进水文测验工作的好途径和好方法。通过水文测验又能检验水文资料整编的方法和成果是否合理。由此可见水文测验和水文资料整编工作是既对立又统一的。水位流量关系的确定也同样是水文资料整编中的一个重要环节，受不同影响的水位流量关系，其确定方法也有所不同。现对连时序法水位流量关系加以探讨，以解决特殊水文条件下的水位流量资料整编问题。

1 连时序法水位流量关系适应条件

连时序法水位流量关系适用于（回水顶托）变动回水、洪水涨落、断面冲淤、不稳定的结冰、水草生长等因素。使用该法的先决条件是流量的测次应较多，并能控制水位流量变化的转折点。

2 不同影响条件对水位流量关系的影响

1）受（回水顶托）变动回水影响的测站，对水位面积关系没有影响，只是由于流速受（回水顶托）变动回水影不同程度的减小，而使水位流量关系点分布变得散乱，却均位于正常关系的左侧。也就是说水位高流量比正常情况下要小，水位流量关系则呈多线型或不规则的绳套状。

2）受洪水涨落影响的站，水位面积关系不变，但涨水阶段，流速和流量较正常情况偏大，落水阶段则偏小，水位流量关系是围绕稳定曲线逆时针方向变化的绳套型曲线。

3）受冲淤影响的测站，由于面积的变化，水位流量关系点子分布散乱，则水位流量关系呈多线型或绳套状。

4）受结冰或水草生长影响的测站，与正常情况相比，面积和流速都有不同程度的减小，水位流量关系十分散乱，常呈多线型或不规则的绳套状变化。

3 确定连时序法水位流量关系的具体方法

3.1 水位流量关系图的绘制

先点绘水位流量、水位面积、水位流速关系图，并以测点时序进行分析，找出各个时期的主要因素，然后以各种因素的变化作参考，绘制水位流量关系曲线。

3.2 以各种因素作参考

1）绘制水位流量关系曲线时，不论受哪一种因素的影响，都要参照水位过程线涨落趋势绘制，并根据主要影响因素划分定线时段，确定曲线使用时间。

2）受（回水顶托）变动回水或洪水涨落影响时，流量主要是受流速（也就是比降或落差）变化的影响，应参照水位流速关系曲线变化趋势（或者用水位与比降、水位与落差关系曲线）参考绘制流量曲线。

3）受断面冲淤影响时，还应参考用连时序法绘出水位面积关系曲线变化趋势，参考绘制水位流量关系曲线。如高水时缺测断面面积，须结合测站特性，分析冲淤变化规律，先对面积曲线的缺测部分加以插补，再根据插补的面积曲线与实测的流速曲线，绘制流量曲线。

4）受结冰、水草生长因素影响时，则应选其主要的一种因素，同时也要考虑其它次要因素变化趋势以做参考。在这种情况下，曲线的变化会更加复杂，绘制曲线时，要进行深入分析，按实际情况进行处理。

3.3 定线注意事项

1）连时序法所绘的绳套形曲线，其绳套顶部须与该次洪峰水位相切，绳套底部亦应与谷底水位相切。过渡线与临时曲线或稳定曲线衔接时，亦应相切。

2）在一次洪水涨落过程中，影响因素无明显变化的较稳定时段，可通过测点中心定线，不要勉强通过每一个实测点，这样可以消除一部分测验误差，但其定线精度应符合《水文资料整编规范》中合并定线精度指标规定。

3）如果测点控制不够，应借助主要因素变化趋势，按测点顺序绘制水位流量关系曲线。由于流量变化是连续的，所绘制的关系曲线仍为逆时针方向的绳套形，故绘制的曲线应平滑如带状，不应成为折线。

4）曲线编号。连时序法所绘制的曲线，是由一些大小不等、趋势不一的绳套曲线所组成，曲线也应根据测点的时序（也是推流的时间）编号。每一个绳套应以顶端或底部为分界，按顺序编为两个线号，并在图中适当位置标出曲线使用时间表。

5）如测点较多，曲线较复杂时，可分时段点图定线，但必须使各图曲线之间互相衔接。

6）低水放大。按《水文资料整编规范》水位流量关系曲线下部，读数误差超过2.5%的部分，另绘放大图，流量很小时可适当放宽。各放大图的衔接部分，都应把关系点和曲线重复点绘，不能从放大界限截然分开，以避免同一曲线在各级图幅上不衔接或出现突然转折的现象。

3.4 推求流量

根据各曲线使用时间，用瞬时水位由低到高直接在相应曲线上查读流量，填制在电算加工（水位流量关系节点）表中。最大最小流量亦用实测水位推求，不必在曲线上插补水位推求最大最小流量。如果峰顶（或峰谷）流量出现邻近时间观测的相同水位时，峰顶（或峰谷）流量应摘录相同水位的中间流量为宜，不能摘录同水位的开始与终了流量。

受洪水涨落影响的水位流量关系曲线，当洪水波通过断面时，各个水力因素极值依次出现是：最大比降、最大流速、最大流量、最高水位。由此可见，最大流量在水位流量关系曲线的涨水支线上，自该点之后，流量随水位增高开始递减。最高水位时涨落率为零，该点在水位流量关系曲线上平行于横轴，也就是说最高水位不一定是最大流量。

如果实测点没有测到洪水的最大、最小流量，还需要做曲线高、低水延长，在插补转折和绘制曲线都比较困难时，可根据趋势进行绘制，绘制曲线任意性特别大，一般情况下连时序曲线为上胖下瘦。绘制时要根据水流特性、洪水涨落程度；还必须有实测水位，否则曲线不能凸出最大、最小流量。

4 结语

水文资料整编工作就是对水文原始资料去粗取精、去伪存真，由此及彼、由表及里的分析研究和加工整理。因此必须细致地进行分析研究，从中找出它的规律性，整理好原始资料，掌握测站特性和正确的运用水文资料整编理论、方法，按照《水文资料整编规范》和科学的工作程序，根据不同影响条件下，对水文资料整编方法的要求，整编出符合水文行业技术要求的水文资料成果。