径流量的测定方法
如何进行河流流量的测绘与分析
如何进行河流流量的测绘与分析河流是自然界中流动的水体，承载着无穷的生命力和丰富的资源。
了解和分析河流的流量对于探究水资源的分布、规划水资源的合理利用以及防洪和治理水患等方面具有重要意义。
本文将论述如何进行河流流量的测绘与分析。
一、河流流量的测量方法及仪器1.1 漂浮物法漂浮物法是一种常用的测量河流流量的方法，即利用河流中的漂浮物（如树枝、浮球等）在一定时间内通过固定断面的数量来计算流量。
该方法操作简便，成本低廉，尤其适用于中小型河流的流量测量。
1.2 流速法流速法是通过测量河流中流速来计算流量的方法。
常用的流速测量仪器有激光测流仪和电磁流速仪等。
在选择测流仪器时，需要考虑河流的深度、宽度和流速等因素，以确保测量的准确性。
1.3 流量计流量计是一种利用物理或化学原理进行流量测量的仪器。
常用的流量计有涡街流量计、电磁流量计和超声波流量计等。
这些流量计具有精度高、稳定性强等特点，适用于对河流流量进行精确测量和长期监测。
二、河流流量的测绘方法2.1 激光雷达技术激光雷达技术是一种非接触式的测绘方法，通过发射激光束并接收反射回来的信号来获取河流的地形信息。
借助激光雷达技术，可以实现对河床的三维测绘，从而计算出河流的截面积和水位高程等参数，进而得到流量的数据。
2.2 GPS测量全球定位系统（GPS）是一种基于卫星导航的测量技术，可以用于确定河流的地理位置和流速分布等信息。
通过在船只或浮标上安装GPS接收器，可以实时记录船只或浮标的位置信息，再结合时间参数，计算出河流的流速和流量。
三、河流流量的数据分析3.1 统计学方法统计学方法是对河流流量数据进行分析和预测的常用手段。
可以利用统计学方法计算河流流量的平均值、极值、波动系数等统计指标，从而了解河流水量的变化趋势和规律。
3.2 水文模型水文模型是通过对河流的水量、输沙和水质等方面进行建模和模拟，以预测河流未来变化趋势的方法。
常用的水文模型有HEC-HMS、SWAT等。
河川径流和水文测验
河槽调蓄作用是对净雨在时程上进行的第二次再分配。
主要内容：
1. 河川径流基本概念 2. 径流的形成过程 3. 径流的表示方法和度量单位 4. 水文测验的基本概念 5. 水文测站的设立 6. 水文测验的方式 7. 水位观测 8. 流量测验 9. 水文调查与水文遥感 10. 水文资料处理(水位流量关系曲线的确定)
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河川径流基本概念
径流 指降水所形成的，沿着流域地面和地下向河川、湖 泊、水库、洼地等流动的水流。
地面径流（地表径流） 沿着地面流动的水流。
地下径流 沿土壤岩石孔隙流动的水流称为地下径流。
河川径流 汇集到河流后，在重力作用下沿河床流动的水流。
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径流的形成过程
流域内，自降雨开始到 水流汇集到流域出口断 面的整个物理过程，称 为径流形成过程。它是 一个极为复杂的过程， 为了便于认识，一般把 它概化为产流阶段和 汇流阶段。
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净雨
降雨经植物截留、下渗、填洼、蒸发等损失过程，降雨 扣除这些损失后，剩余的部分为净雨。净雨在数量上等于它 所形成的径流量。
产流阶段
当降雨满足了植物截留、洼地蓄水和表层土壤储存后，后 续降雨强度又超过下渗强度、其超过下渗强度的雨量，降到 地面以后，开始沿地表坡面流动称为坡面漫流，是产流的开 始。如果雨量继续增大，漫流的范围也就增大，形成全面漫 流，这种超渗雨沿坡面流动注入河槽，称为坡面径流。地面 漫流的过程，即为产流阶段。
设计径流量计算
设计径流量计算径流量是指某一水域（河流、湖泊或湿地等）的流出量，是水文研究的重要内容，也是水利工程设计中的基础。
径流测量在水文研究以及水利工程设计中有其独特的地位，了解水文研究和水利设计中径流量计算的原理和方法，对设计工程师来说至关重要。
一、径流量计算的基本原理径流量表示水域某一时刻流出量，它可以从物理属性、社会和经济状况等方面考虑。
简单地说，径流量计算涉及从恒定排放口到期望流出口的水分控制及水的流动的过程。
径流量计算根据水文因子或期望的结果来进行，其计算公式为：Q=A*H*U，其中，Q表示径流量，A表示排放口到期望流出口径流流域面积，H表示径流流域平均水面高度，U表示径流流域平均流速。
二、径流量计算的方法1、水力学方法水力学方法是一种均一的计算方法，根据围堰空腔或围堰贯流液体的动力水力学定律计算径流量，采用Bernouli定律、能量定律、动量定律等水力学定律和方程来确定流量。
2、排深法排深法是一种变化的计算方法，它利用从恒定排放口到期望流出口的水深计算径流量，采用洪水形成洪水库的计算公式U=C*H^1.5，其中，U表示流速，C表示排深系数，H表示河道水深。
3、液体轻液位高度计算法液体轻液位高度计算法是一种最常用的计算方法，它利用从恒定排放口到期望流出口的液位高度计算径流量，其计算公式为：Q=K*H^2，其中，Q表示流量，H表示液位高度，K表示液位高度计算系数。
三、径流量计算的优缺点1、优点（1）径流量计算简单、方法简单，不需要繁杂的仪器设备，可以快速准确地计算出径流量。
（2）可以从排深或液位高度的结果准确地反映河流中水力状况，据此计算出径流量，可以更好地控制水力。
2、缺点（1）径流量计算的结果容易受水力特征及水文因子影响，若排深受特定水力要素的影响较大，则径流量计算结果可能产生偏差。
（2）径流量计算的误差还受河道的水文、地质、社会等影响较大，这些因素都可能导致计算结果的偏差。
四、总结径流量计算是水文研究和水利设计中重要的内容，它涉及从恒定排放口到期望流出口的水分控制及水的流动的过程。
径流量的计算方法
径流量的计算方法
1. 嘿，你知道不，径流量可以通过测量河流的横断面面积再乘以平均流速来计算呀！就好比说一条河，横断面面积超大，水流速度也超快，那径流量肯定就大得惊人啦！想想看，要是咱能准确算出径流量，那对很多事情可都太重要啦。
2. 或者可以用降水总量减去蒸发量和下渗量来算径流量哦！你想想下雨的时候，水不是都往地上流嘛，但是会有一部分蒸发掉，还有一部分渗到地下，剩下的就是径流量啦。
就像你端了一盆水，倒出去一些，蒸发掉一些，剩下的你就知道有多少啦，是不是很好理解呀！
3. 还有一种方法嘞，就是根据流域的特性和相关数据来估算径流量呀。
哎呀，这就好像你了解一个人的性格特点，就能大概猜到他会怎么做一样。
比如某个流域常年降水丰富，那径流量大概率就不会小呀，对吧？
4. 用多年平均径流量来推测当下的径流量也是个办法哟！这就好像你参考过去你考试的平均分来估计这次考试的成绩嘛。
如果过去一直都挺多，那现在也应该不会少到哪里去呀，是不是这个道理？
5. 咱还可以通过模型来计算径流量呢！这就跟搭积木一样，把各种数据放进去，就能搭建出径流量的大致情况啦。
是不是感觉超神奇的呀！
6. 另外呀，结合地理信息系统来精准确定径流量也是很牛的方法呢。
这就好像给径流量画上了精确的地图，每个地方都能看得清清楚楚。
哇塞，科
技的力量可真强大呀！总之呢，径流量的计算方法有好多，每一种都可能给我们带来新发现呢！。
第四章设计年径流量的计算gao
第一节 河流与流域 三、流域特征 1. 流域地形特征
（1）流域平均高度 （2）流域平均坡度 又称地面平均坡度，是坡地漫流过程 的一个影响因素，在小流域洪水汇流 计算时，是一个重要参数。流域平均 坡度按下式计算： J=(a1J1+ a2J2＋...+ anJn)/A 式中：J——流域平均坡度 Ji——相邻两等高线间的平均坡度 ai——相邻两等高线间的面积，km2 A——流域面积，km2
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第二节 正常径流量的计算
一、基本概念及其特点 1. 年径流量
是指相应于某一设计频率 的年径流量。 —— 设计年径流是水库、塘坝 设计确定有效库容的一个 重要水文依据。
年径流量的多年平均 值称为多年平均径流 量 Q n。
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2. 年径流量的变化特点
3. 设计年径流量 4. 多年平均径流量 5. 正常年径流量
（2）河流横比降： 河流横断面的水面，一般是横 向倾斜或凹凸不平的，这种河 流表面横向的水面倾斜称为横 比降。 山东农业大学林学院
第一节 河流与流域 三、流域特征 1. 流域几何特征
（1）流域面积 ② 测量面积方法：一般可
用求积仪法、数方格法、 权重法等进行测定。
①流域面积：流域分水线和出流 断面所包围的面积称流域面积， 单位为km2。
在气候和下垫面基本稳定的条件下，随着观 测年数的增加，Qn趋向于一个稳定数值，这
个稳定数值称为正常年径流量Q0。
第二节 正常径流量的计算
二、正常年径流量的推算方法(三种)
1.有长期实测资料时正常年径流量的计算 （1）长期实测资料条件 ①实测系列长度：根据我国 河流的特点和资料条件，一 般具有二三十年以上可作为 有长期资料处理。 ②代表性：一般是指在观测 系列中应包含有特大丰水年 ，特小枯水年及大致相同的 丰水年群和枯水年群。
第三章流量测验
第三章流量测验第一讲流量是单位时间内流过江河某一横断面的水量，单位m3/s。
流量是反映水资源和江河、湖泊、水库等水量变化的基本资料，也是河流最重要的水文要素之一。
流量测验的目的是取得天然河流以及水利工程调节控制后的各种径流资料。
由此可见，天然河流的流量大小悬殊，如我国北方河流旱季常有断流现象，受自然条件和其它因素的影响，使得江河的流量变化错综复杂。
为了研究掌握江河流量变化的规律，为国民经济发展服务，必须积累不同地区、不同时间的流量资料。
因此，要求在设立的水文站上，根据河流水情变化的特点，采用适当的测流方法进行流量测验。
一、流量测验方法的分类目前，国内外采用的测流方法和手段很多，按测流的工作原理，可分为下列几种类型：1．流速面积法常用的有流速仪测流法、浮标测流法、航空摄影测流法、遥感测流法、动船法、比降法等。
2．水力学法包括量水建筑物测流和水工建筑测流。
3．化学法化学法又称溶液法、稀释法、混合法等。
4．物理法这类方法有超声波法、电磁法和光学法测流等。
5．直接法测流容积法和重量法都是属于直接测量流量的方法，适用于流量极小的山涧小沟和实验室模型测流。
实际测流时，在保证资料精度和测验安全的前提下，根据具体情况，因时因地选用不同的测流方法。
二 、 流速分布和流量模型研究流速脉动现象及流速分布的目的是为了掌握流速随时间和空间分布的规律。
它对于进行流量测验具有重大的意义，由此合理布置测速点及控制测速历时等。
（一）流速脉动水体在河槽中运动，受到许多因素影响，如河道断面形状、坡度、糙率、水深、弯道以及风、气压和潮汐等，使的天然河流中的水流大多呈紊流状态。
从水力学知，紊流中水质点的流速，不论其大小、方向都是随时间不断变化着的，这种现象称为流速脉动现象。
水流中某一点的瞬时流速 v 是时间的函数，即 )(t f v =。
流速随时间不断变化着，但它的时段平均值是稳定的，这也是流速脉动的重要特性。
即在足够长的时间T 内有一个固定的平均值，称为时段平均流速或时均流速 ，可用下式表示：⎰=TvdtT v 01于是任一点的瞬时流速为：v v v ∆+=式中： v 、 v ——分别为瞬时流速和时均流速，m/s ；v ∆ ——脉动流速，m/s 。
【CN109975578A】径流流速实时测量方法、系统及控制装置【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910282560.3(22)申请日 2019.04.09(71)申请人 武汉新烽光电股份有限公司地址 430074 湖北省武汉市东湖开发区关山大道特一号光谷软件园C3栋11楼申请人 武汉工程大学(72)发明人 潘凌 武治国 李立青 张家铨 沈海超 陈银 游政园 徐锦峰 (74)专利代理机构 深圳市世纪恒程知识产权代理事务所 44287代理人 胡海国 关向兰(51)Int.Cl.G01P 5/24(2006.01)(54)发明名称径流流速实时测量方法、系统及控制装置(57)摘要本发明公开一种径流流速实时测量方法、系统及控制装置，其中，径流流速实时测量方法包括：接收在同一时刻测得至少一检测点组内多个检测点的瞬时流速值以及液位值，其中，每一所述检测点组内的多个检测点沿径流宽度方向上间隔分布；根据所述至少一检测点组内多个检测点的瞬时流速值以及液位值，分别计算出所述至少一检测点组内多个检测点处的平均流速；根据所述至少一检测点组内多个检测点处的平均流速，计算出所述径流的流速，实现了实时在线对所述径流流速的测量，减少了测量过程中参与的人员以及设备，大幅减少测量工作，节约测量成本。
权利要求书2页 说明书9页 附图6页CN 109975578 A 2019.07.05C N 109975578A权 利 要 求 书1/2页CN 109975578 A1.一种径流流速实时测量方法，其特征在于，包括以下步骤：接收在同一时刻测得至少一检测点组内多个检测点的瞬时流速值以及液位值，其中，每一所述检测点组内的多个检测点沿径流宽度方向上间隔分布；根据所述至少一检测点组内多个检测点的瞬时流速值以及液位值，分别计算出所述至少一检测点组内多个检测点处的平均流速；根据所述至少一检测点组内多个检测点处的平均流速，计算出所述径流的流速。
无实测资料时正常年径流量的推求
无实测资料时正常年径流量的推求在实际工作中常常遇到的小流域，根本没有径流量的观测资料，甚至连降雨资料也没有。
因此，在计算正常年径流量时，需要利用一些特殊的方法，常用的方法有等值线图法、水文比拟法、径流系数法和水文查勘法。
1.等值线图法把相同数值的点连接起来的线叫等值线。
在地图上把观测到的水文特征值标记出来，然后把相同数值的各点连成等值线，即可构成该特征值的等值线图。
水文特征值的等值线图表示水文特征值的地理分布规律。
闭合流域多年径流量的主要影响因素是气候因素，而气候因素有地区性，即降雨量与蒸发量具有地理分布规律。
因此，受降雨量和蒸发量影响的多年平均年径流量也具有地理分布规律。
所以说我们利用这一特点绘制多年平均年径流量的等值线图，并用它来推算无实测资料地区的多年平均年径流量。
由于径流量的多寡与流域面积的大小有直接关系，为了消除这项影响，多年平均年径流量等值线图一般以径流深或径流模数为度量单位。
河川任一断面的径流量是由该断面以上流域面积上各点的径流汇集而成，所以不能将多年平均年径流深值点绘在该观测断面处，而应点绘在与多年平均年径流深最接近流域平均值的那一点。
在实际工作中，一般点绘在流域面积的形心处（可作不同方向平分流域的直线，其交点即为形心）。
在山区，径流量有随高程增加而增大的趋势，因此应将多年平均年径流深值点绘在流域平均高程处。
目前，各省（区）编制的水文手册一般都绘有本省（区）的多年平均年径流深和各种频率的年径流深等值线图。
应用等值线图推求多年平均年径流深时，先在图上勾绘出研究流域的分水线，再找出流域的形心，而后根据等值线内插读出形心处的多年平均年径流深值。
如果流域面积较大或地形复杂，等值线分布不均匀，也可用加权平均法推算，即：Y0=(y1f1+ y2f2+.... ynfn)/F式中yi——相邻两径流深等值线的平均值，fi——相邻两等值线间面积；F——流域面积，Y0——多年平均年径流深。
等值线图法一般对大流域查算的结果精度高一些。
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径流量的测定方法
径流是指地表水在流域内汇集成河流、湖泊或水库的流量。
在水资源管理和水文学研究中，径流量是一个重要的指标。
测定径流量的方法有很多种，下面将介绍 10 种常用的方法并进行详细描述：
1. 浮标法
浮标法是一种非常简单的径流测定方法，因此在野外测量中非常常见。
该方法需要安装一个浮标在水面上，并标记其位置，然后测量时间内浮标移动的距离和水流速度。
这两个参数可以根据浮标的位置和途中标志物的距离来计算。
2. 平面数据测法
平面数据解决了利用现有的地图和空气照片进行水文学研究的可能性。
这些数据允许定量测量水体表面的面积、河流流速和水位高度。
现代的平面数据技术还可以计算径流总量。
3. 冲洗法
在冲洗法中，先预测水库中的污染物总量，然后将所有来自流域内各个水流径流的河水冲洗到水库中。
这些流量将被分析和计算，以测算径流总量。
4. 土壤墒情法
土壤墒情分析法依赖于土壤的含水量和含量来估计水域的大小。
这可以通过多个土壤数据点进行计算。
这些数据点会提供一个比较准确的记录，可以用于计算径流量。
5. 含氧量法
含氧方法依赖于测量水中的含氧量来评估流域的大小。
测量表示水体质量。
这项技术需要一些高级仪器。
6. 河道梯度法
河道梯度法结构清晰，原理简单，比较准确，可应用于河流上、中、下游流量测定。
它的缺点是比较麻烦。
7. 堰闸法
堰闸法是将河道某处建堰或闸门，通过测量来往流量的差值，来估计下游径流量的方法。
它的优点是简单易行，测量精度高。
8. 水位计测法
水位计的测量原理是大气压力测量水位。
水位计需要安装在测量点附近，可以自动或
手动获取水位数据。
此方法适用于小型水体测量，也适用于跟踪水位的变化。
9. 原位置比较法
原位置比较法是在同一点进行两次水流测量，以便比较。
第一次标记测量点，第二次
测量时，对比两次测量数据计算径流量。
原位置比较法简单易行，但是需要多次重复测量，以提高准确性。
10. 水理模型法
水理模型法使用流量模型来预测径流量。
该方法需要输入一些流量、水位和其他参数。
水理模型法的优点是可以预测不同时间段的径流量，缺点是需要计算机学习和水文学习的
基础知识。
测定径流量有很多种方法，如浮标法、平面数据测法、冲洗法、土壤墒情法、含氧量法、河道梯度法、堰闸法、水位计测法、原位置比较法和水理模型法。
每种方法都有其优
缺点和适用场景。
正确选择和精准测定径流量，对水资源管理和水文学研究具有重要的价
值和意义。