水力特性曲线绘制方法
巧用EXCEL绘制水闸水位-流量关系曲线
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『 ］ Ｇ ５ ４ ３— ０ ８开发建设项 目水土保 持技术 规范 ［ ］ ２ Ｂ ０ ３ ２０ ｓ ．北
京： 中国计划 出版社 ，０ ８ ２０． ［ ］ 中国、 ３ 加拿大水土 保持协 作组 ．广东水 土保 持研 究 ［ ． Ｍ］
北 京 ： 学 出 版 社 ，９ ９ 科 １８ ．
闸流量计 算 公式 如下 ： Ｑ ＝ｕ ｎ ／ ｇ 一ｈ ） ｅ ｂ，２ （
芦苞 水 闸位 于广 东 省 北 江 下 游 的佛 山市 三 水 区芦 苞镇 芦苞 涌 口 ， 属大 型 分 洪 闸 ， 是 北 江 大 堤 防 洪 工 程 也
式 中
＝
为流 量 系数 ， 下式 求解 ： 按
增 刊 ２１ ０ １年 ８月
广 东 水 利 水 电
ＧＵＡＮＧＤ０ＮＧ ＡＴＥＲ Ｗ ＲＥＳ ０ＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＨＹ ＤＲＯＰＯＷ ＥＲ
Ｓｕ ｌｍ ｅ ｔ ｐｐ ｅ ｎ Ａｕ ． ０１１ ｇ２
巧 用 Ｅ Ｃ Ｌ绘 制 水 闸水 位 一流量 关 系 曲线 ＸＥ
潘锦 江
（ 东省 北 江流域 管 理局 北 江 大堤 管理 处 ， 东 三水 广 广
… …
图 １ 芦 苞 水 闸 水 位一 流 量 关 系 曲线
图 １ 示 的图表 即为利 用 Ｅ Ｃ Ｌ绘制 而 成 的芦 苞 所 ＸＥ 水 闸水位 一流 量 （ ｈ～Ｑ） 系 曲线 ， 该 曲线 图 中 ， 关 在 边
水轮机的特性曲线
• 在图中常绘出下列等值线： • ①等效率η线 ：曲线上各点的效率相等。 • ②吸出高度Hs线：曲线上各点的吸出高度相等。 • ③出力限制线：有两类
• 5%（3%）出力限制线：水轮机受运行稳定影响的出力限制 • 发电机出力限制线：水轮机受发电机容量运行的出力限制
• ⑤转桨式水轮机转轮叶片等转角线：曲线上各点的转角 相等。
• 三、水轮机模型综合特性曲线 • （一）混流式水轮机模型综合特性曲线
• 等效率线上各点的效率均等于某常数，这说明等效率线 上的各点尽管工况不同，但水轮机中的诸损失之和相等。
• 等开度线则表示模型水轮机导水叶开度为某常数时水轮 机的单位流量随单位转速的改变而发生变化的特性。
• 4、不标注等空化系数线。冲击式水轮机也有空蚀破坏 现象，但其空化机理与反击式水轮机不同，很难用空化 系数的形式表达冲击式水轮机的空化性能。
• 各种类型水轮机模型综合特性曲线范围的比较：
• 模型综合特性曲线的重要意义：
• 水轮机模型综合特性曲线．综合表达了水轮机的各种主 要性能，如n11、Q11、σ、η等能量和汽蚀特性。
• C、在最小水头和最大水头范围内进行分段，一般可取 4~5个水头，其中包括Hmax、Hr和Hmin，并分别计算各 水头对应应的单位转速n11。
第一节 水轮机特性曲线
贵州天生桥水电站
一、水轮机特性曲线的类型 二、水轮机线性特性曲线 三、水轮机模型综合特性曲线 四、水轮机运转综合特性曲线及其绘制
• 一、水轮机特性曲线的类型
• 水轮机的特性曲线用于表达水轮机不同工况下 对水流的能量转换、空化等方面的水力性能、 力特性及其他性能。
• 目前主要通过模型试验，将各种水轮机的性能 参数整理并绘制成不同形式的曲线，即获得水 轮机的特性曲线图。
离心泵特性曲线
离心泵特性曲线
离心泵特性曲线是衡量离心泵性能总体效率的一种重要标准，从它可以了解离心泵的流量、压力、运行电流强度之间的关系。
根据离心泵的结构，可以区分水力性能和电气性能，他们各自的特性曲线不完全一样。
离心泵的水力特性曲线，正输出量随压力的变化构成，是衡量特定离心泵的水力效率的基本依据。
水力特性曲线表明离心泵在静态工作条件下，输出流量与压力之间的变化关系，且一般情况下压力越高，可输出流量越低。
另一方面，电气性能特性曲线，它表述的是当离心泵输出流量变化时，所需的电功率的变化。
电气性能特性曲线表明，一般情况下，当输出液体流量增加，电功率也会增加。
离心泵特性曲线提供了对离心泵功能表现的观察和分析，有帮助于检查污染排放，故障排除，优化设计及宣传技术，运行状态查看等，所以它对于查验离心泵性能非常重要和实用。
此外，离心泵特性曲线也常常被用来研究离心泵的可靠性以及未来配置的升级，如加入变频器，以节约能源。
水位流量关系曲线 绘制
水位流量关系曲线绘制水位流量关系曲线是描述水流在不同水位下的流量变化的曲线图。
它是水文学中常用的图表之一，有助于了解河流、湖泊等水体的水动力特征和水力计算。
水位流量关系曲线的绘制是基于一系列水位和相应流量的测量数据。
在绘制过程中，通常将水位作为横轴，流量作为纵轴，并使用合适的比例来确保曲线图的准确性和可读性。
在开始绘制之前，首先需要收集所需的水位和流量数据。
这些数据可以通过水文测站、水位计、流量计等设备进行实时监测，也可以通过历史记录或其他现有的水文数据进行获取。
收集到的数据应包含水位和相应的流量数值。
绘制水位流量关系曲线可以使用各种工具，如电子表格软件、数学绘图软件或手工绘图等。
下面是一种常见的绘制方法：1.数据整理与处理：将收集到的水位和流量数据整理成适合绘图的格式。
通常可以将数据按照水位从小到大的顺序排列，并将相应的流量数值对应在纵轴上。
2.绘制坐标轴：在绘图纸上绘制横轴（水位轴）和纵轴（流量轴）。
根据数据的范围和数量，确定合适的刻度和轴标签，以确保曲线图的准确性和可读性。
3.绘制数据点：使用收集到的水位和流量数据，在坐标轴上标记相应的数据点。
一般情况下，可以使用点、圆圈或十字等符号来表示数据点，并在每个数据点上标注相应的数值。
4.连接数据点：使用光滑曲线或折线等方法，将所有的数据点连接起来。
连接的方式可以根据实际情况进行选择，一般来说，使用光滑曲线可以更好地反映水位和流量之间的关系。
5.添加辅助信息：为了增加曲线图的可读性和准确性，可以添加一些辅助信息。
例如，可以添加曲线图的标题、坐标轴的标签、单位等。
此外，还可以添加水位流量关系的特征点或断面示意图等。
完成以上步骤后，就可以得到一条水位流量关系曲线。
通过曲线图的观察和分析，可以了解水位和流量之间的关系，进一步研究水体的水力特性和水文变化。
绘制水位流量关系曲线在水文学研究和水资源管理中具有重要的应用价值。
它可以帮助工程师和研究人员了解河流、湖泊等水体的水动力特性，评估洪水风险和水资源利用，优化水流调控和水利工程的设计等。
第四章特性曲线及选型讲解
（沿程损失，局部损失）
第三节 水轮机的效率换算与单位参数修正
二、水轮机效率换算经验公式
1、最优工况下的效率修正
1963年国际电工委员会推荐的公式：
混流：max 1 (1 M max)5
D1M D1
4-33
轴流：max
当H一定时： ns ↑→N↑→n↑。机组尺寸缩小，投 资减少，因此提高比转速可以降低造价。
当H和N一定时，ns越高，空蚀系数越大，需要增 加厂房开挖。
比转速增加，单位流量增加，b0/D1增大，叶片数 目减少。
第三节 水轮机的效率换算与单位参数修正
一、为什么效率换算 1. 单位参数公式假定在相似工况下，η=ηM， 2.实际上η>ηM(约2%～7%)。 原因：原、模型不能做到完全相似
n1 n10 n10M n10M (
max M max
1)
其他工况时：
Q1 Q1M Q1
n1 n1M n1
在工程实践中，当 n1 0.03n10M 时，单位转速不必修正 单位流量修正值与单位流量的比值较小，一般可不修正
第四节 水轮机的主要综合特性曲线
n n H D1
N1
N D12 H 3/ 2
N N1D12 H 3/ 2
单位参数是同轮系水轮机的“代表”参数，Q1'，n1' 表示水轮机的运行工况
同型号的水轮机在相似工况下的单位参数为常数，不 同工况下单位参数分别为一常数(工况不同，单 位参数不同)
在最优工况下的单位参数——最优单位参数， (Q‘10, n’10, N‘10)，代表该轮系水轮机的工作性能。
土壤水分特征曲线测定
土壤水分特征曲线测定实验一、实验原理土壤水分特征曲线（又称持水曲线，见图1）是土壤含水量与土壤水吸力的关系曲线，该曲线能够间接反映土壤孔隙大小的分布，分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性等，在水文学、土壤学等学科的研究与实践中都具有重要作用。
目前，负压计法是测量土壤水吸力最简单、最直观的方法，而时域反射仪（TDR）是测量土壤体积含水率的最常用、最便捷的方法之一。
图1 土壤水分特征曲线（一）负压计负压计由陶土头、腔体、集气管和真空（负压）表等部件组成（见图2）。
陶土头是仪器的感应部件，具有许多微小而均匀的孔隙，被水浸润后会在孔隙中形成一层水膜。
当陶土头中的孔隙全部充水后，孔隙中水就具有张力，这种张力能保证水在一定压力下通过陶土头，但阻止空气通过。
将充满水且密封的负压计插入不饱和土样时，水膜就与土壤水连接起来，产生水力上的联系。
土壤系统的水势不相等时，水便由水势高处通过陶土头向水势低处流动，直至两个的系统的水势平衡为止。
总土水势包括基质势、压力势、溶质势和重力势。
由于陶土头为多孔透水材料，溶质也能通过，因此内外溶质势相等，陶土头内外重力势也相等。
非饱和土壤水的压力势为零，仪器中无基质，基质势为零。
因此，土壤水的基质势便可由仪器所示的压力（差）来量度。
非饱和土壤水的基质势抵于仪器里的压力势，土壤就透过陶土头向仪器吸水，直到平衡为止。
因为仪器是密封的，仪器中就产生真空，这样仪器内负压表的读数这就是土壤的吸力。
土壤水吸力与土壤水基质势在数值上是相等的，只是符号相反，在非饱和土壤中，基质势为负值，吸力为正值。
图2 负压计结构图（二）TDR土壤水分对土壤介电特性的影响很大。
自然水的介电常数为80.36，空气介电常数为1，干燥土壤为3~7之间。
这种巨大差异表明，可以通过测量土壤介电性质来推测土壤含水量。
时域反射仪以一对平行棒（也叫探针）作为导体，土壤作为电介质，输出的高频电磁波信号从探针的始端传播到终端，由于终端处于开路状态，脉冲信号被反射回来。
工程水文水力学思考题和计算题详细解答(25题思考问答题,20题计算题)
（2）当考虑水库兴利调节研究枯水问题时，设计频率 P＞50％，则: 千年一遇洪水是指在长时期内平均 1000 年出现一次的洪水情况，换句话
说，大于等于这样的洪水平均 1000 年可能出现一次； 95％的年径流其重现期 T=20 年；P=90%的枯水年，其重现期 T=10 年，在长时期内平均 10 年出现一次 的枯水情况，若以 P=90%的枯水年为设计依据，其安全率和风险率分别为 90％ 和 10％】
采用同频率法放大典型洪水过程线时，对洪峰流量和各个时段的洪量采用不 同倍比，使得放大以后的过程线洪峰流量以及各时段的洪量可分别等于设计洪峰 流量和设计洪量值。】
13、某流域下游有一个较大的湖泊与河流连通，后经人工围垦湖面缩小很多。 试定性地分析围垦措施对正常年径流量、径流年际变化和年内变化有何影响？
主管部门根据工程的规模、工程在国民经济中的地位以及工程失事后果等因 素，在各种工程设计规范中规定各种水文特征值的设计频率(或重现期)作为工程 设计标准。各地工程业务部门，根据当地实测的水文资料，通过水文分析计算， 求出对应于设计频率的水文特征值，作为工程设计的依据。】
7、经验频率曲线的绘制方法 【根据实测水文资料，按从大到小的顺序排列，如下左图所示，然后用经验
【频率曲线绘制后，就可在频率曲线上求出指定频率 p 的设计值 xp。由于" 频率"较为抽象，水文上常用"重现期"来代替"频率"。所谓重现期是指某随机变量 的取值在长时期内平均多少年出现一次，又称多少年一遇。根据研究问题的性质 不同，频率 P 与重现期 T 的关系有两种表示方法。
1、当为了防洪研究暴雨洪水问题时，一般设计频率 P＜50％，则:
11、若年径流量与年降水量之间的回归线近似为幂函数，试以分析法为例说 明推求其回归方程的方法步骤？
水力学知识点
知识点 第0章 绪论1. 连续介质2.实际流体模型由质点组成的连续体,具有：易流动性、粘滞性、不可压缩性、不计表面张力的性质.3.粘滞性：牛顿内摩擦定律 dydu μτ= 4.理想流体模型：不考虑粘滞性。
5.作用在液体上的力：质量力、表面力例：1.在静水中取一六面体，分析其所受的外力：作用在该六面体上的力有 （ ）（a ）切向力、正压力 (b) 正压力(c) 正压力、重力 (d) 正压力、切向力、重力2.在明渠均匀流中取一六面体，其所受的外力：作用在该六面体上有 （ ）（a ）切向力、正压力 (b) 正压力(c) 正压力、重力 (d) 正压力、切向力、重力3. 理想流体与实际流体的区别仅在于，理想流体具有不可压缩性。
（ ）第1章 水静力学1.静压强的特性(1)垂直指向受压面。
(2)在同一点各方向的静压强大小与受压面方位无关. 2.等压面：等压面是水平面的条件 3.水静力学基本方程2. 基本概念位置水头、压强水头、测压管水头 、绝对压强、相对压强、真空压强。
C gpz =+ρghp p ρ+=03. 静压强分布图 5.点压强的计算利用：等压面、静压强基本方程。
解题思路：① 找等压面② 找已知点压强③利用静压强基本方程推求。
6 作用在平面上的静水总压力图解法：Ω=b P解析法：A gh Pc ρ= 7. 作用在曲面上的静水总压力关键：压力体画法以曲面为底面，向自由液面（自由液面延长面）投影，曲面、铅锤面、自由液面所包围的水体为压力体。
压力体与水在同一侧为实压力体，铅锤分力方向向下。
反之，为虚压力体，铅锤分力方向向上。
例 1. 流体内部某点存在真空，是指 （ ）（a ）该点的绝对压强为正值 （b ）该点的相对压强为正值 （c ）该点的绝对压强为负值 （d ）该点的相对压强为负值2. 流体内部某点压强为2个大气压，用液柱高度为 （ ）a) 10米水柱 b) 22米水柱 c)20米水柱 d)25米水柱3. 无论流体作何种运动，流体内任何一个水平面都是等压面。
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图3
图4
图5
4、选中Y轴，双击，得到图6界面，修改坐标轴长度和起点（X、Y轴都可以一起改）、线条粗细、线条样式等，然后确定，得到你想要的图片尺寸，如图7。
图6
图7
5、点击左上角的“文件”，选择“导出”，进入界面如图8，选择保存路径、输入文件名、选择保存类型（文件名要加后缀“.dxf”，即将导出的图形为DXF格式），点击“确定”，进入如图9界面，选择“保存”“二进制”，单击“确定”。完成图形的导出过程。重复上面的方法，得到所有你需要的曲线。
1、将需要绘制的数据列入excel表格中（如图1）。
图1
2、然后打开Grapher，进入界面（如图2）。
图2
3、点击左上角工具栏的“折线/散点图”，并进入如图3界面，找到你需要绘制的工作表（我的工作表就是Book1），打开，然后进入图4界面，选择你需要绘制的两列数据（一次只能绘制一条曲线），点击确定就可以得到一条曲线了（如图5）。
图8
图9
6、找到你CAD图里面。移动曲线和Y轴，画上箭头，写好文字，调整好格式，如图10。然后选中调整好的图形，点击“文件”选择“输出”，进入如图11界面，选择保存路径、输入文件名后点击“确定”。图像的输出完成。
图10
图11
7、在word里面插入你保存的图像就，修改图片大小，ok了！
进入word，点击“插入”，然后选择“图片”，然后选择“来自文件”，找到你CAD输出的图像，就完成插入过程了。图片大小的修改用图片工具修改哈（选中图片，右键，选择“显示图片工具栏”）。
8、好，大功告成了哈！