水位与流量关系曲线作业
白石水库尾水渠水位-流量关系曲线率定与分析
第 3 期2021 年 6 月水利信息化Water Resources InformatizationNO.3Jun .,2021白石水库尾水渠水位-流量关系曲线率定与分析高 峰（辽宁江海水利工程有限公司，辽宁 沈阳 110003）收稿日期：2021-01-26作者简介：高峰（1983-），男，辽宁沈阳人，高级工程师，研究方向为水利信息化与自动化。
E -mail:139****************摘 要：为率定白石水库尾水渠水位-流量关系曲线，以白石水库尾水渠为研究对象，利用实测数据计算出渠道的断面尺寸，根据渠道的实际情况选定理论流量计算公式和比降、糙率等系数，经过计算得出水位-流量关系理论曲线，再通过对水库渠道内低、中、高水位下测流方法的选择，确定在低水位和高水位下采用浮标法，在中水位下采用流速仪法，并将多次实测结果与理论值进行比较，发现两者差值均在误差范围内，吻合度非常高，最终验证所绘制的白石水库尾水渠水位-流量理论关系曲线采用的理论公式和参数准确、合理，曲线精确度符合水库的实际需求，以此为水库流量测验提供可靠的技术支持，同时也为同类型水库的尾水渠计算下泄流量提供宝贵经验，可用于今后的泄洪流量测算。
关键词：白石水库；水位-流量关系曲线；流速仪法；浮标法中图分类号：TV697；P333 文献标志码：A 文章编号：1674-9405(2021)03-0021-04DOI: 10.19364/j.1674-9405.2021.03.005根据实测水位在水位-流量关系曲线上得出相应流量是水库计算下泄流量重要的手段之一。
尤其是在汛期，往往时间紧，流量大，通过常规方法测流具有非常大的难度和危险性，所以水位-流量关系曲线对于水库来说是非常实用和重要的工具，为保证水位-流量关系曲线的准确性，对水位-流量关系曲线的率定是十分紧迫和必要的。
以白石水库尾水渠水位-流量关系曲线率定为研究背景，在下泄渠道内低、中、高水位下采用不同的流量测验方法进行流量率定，通过分析与研究，最终得到适合白石水库尾水渠的水位-流量关系曲线，从而为今后的相关工作提供可靠的技术支持和宝贵经验。
利用Excel规划拟合水位流量关系曲线
“水位－流量”关系近似函数为：Ｈ＝ 0.61Ｑ0.48＋96.45
3、Excel 规划求解的H-Q 拟合曲线
根据Excel 规划求解得到 的水位-流量关系近似函 数H=0.61Q0.48+96.45，我 们就可以利用Excel的绘 图功能， 方便地绘制的 出该河流在此测站的水 位-流量关系拟合曲线了， 如图
分析根据散点图人工拟合的“水位－流量”关系曲线，我们可 以看出其线型符合幂函数的曲线类型，因此我们可以利用幂函 数来描述“水位－流量”的关系。用近似的函数表达“水位－ 流量”关系，便于利用计算机进行相关的水文分析与计算，具 有统一性和推广性。
（1）加载“规划求解”
规划求解加载宏是一个Excel中的加载项程序，在用Excel作“规划求解”之前，必 须先进行加载。加载“规划求解”的方法如下：
结语
大量的实践已证明，通过Excel 规划求解得到水位 -流量关系拟合曲线相当切合实际河流的水位-流 量关系，拟合结果可以广泛地应用于水文工作的 各个方面，极具推广价值，值得深入研究。Excel 规划求解方法不仅仅能够用于水位-流量关系曲线 （H—Q）的拟合，还可以拟合诸如水位-流速关 系曲线（H-V）、水位-库容关系曲线（H-F）、河 道基面曲线(Z-F)、泄流曲线（H-q）等许多类似曲 线。
11水文 张超嘉
Excel规划求解水位-流量关系曲线
水位-流量关系曲线拟合是河流水文预报中的最重要的工作 之一。研究Excel 规划求解水位-流量关系曲线拟合方法， 可以极大地提高河流水文预报的质量、精度和效率，加快 水文预报科技进步的步伐。 以2009 年某河流水位-流量关系曲线拟合为实例， 详细阐 述水位-流量关系曲线拟合的Excel 规划求解的方法和步骤。
ａ．在“工具”菜单上，单击“加载宏”； ｂ．在“可用加载宏”框中，选中“规划求解”旁边的复选框，然后单击“确 定”； ｃ．如果出现一条消息，指出您的计算机上当前没有安装规划求解，请单击“是” 进行安装。加载规划求解后，“规划求解”命令就会添加到“工具”菜单中。
石大自然地理实验指导05绘制水位与流量关系曲线图
实验五绘制水位/流量关系曲线图
（一）目的要求
掌握水位/流量关系曲线图的绘制和使用方法。
加深对课堂学习理论知识的理解。
（二）实验准备
坐标纸、铅笔、彩色铅笔、实验教材等。
（三）主要内容
1、绘制水位/流量关系曲线图；
2、分析在一次涨落水过程中，水位/流量关系点的分布及其原因；
3、用水位推求其流量。
（四）实验步骤
1、取用一次涨落水过程的水位和相应的流量资料，以纵坐标为水位（H），横坐标为流量（Q），把水位和对应流量点绘在坐标纸上，再经过点群中心画出一条平滑的曲线，并写上图的名称。
2、分析在涨落水的过程中，水位相同时，水位/流量关系点子分布的情况及其原因。
3、用水位值73m、74m、75m，在已绘制的水位/流量关系曲线图上，推求流量的相应数值。
（五）思考问题
1）用给定的水位、流量资料绘制水位/流量关系曲线图。
2）分析所绘曲线图，说明在涨落水的过程中，关系点子分布的不同及其原因。
3）在所绘曲线图上，用已知水位推求流量。
表1 1960年8月9日—13日广州牛心岭站水位流量资料。
水位流量关系曲线绘制方法实例分析
2019年21期方法创新科技创新与应用Technology Innovation and Application1概述水文资料整编工作中，流量资料整编是重中之重，流量资料整编的前提是水位流量关系曲线的绘制和确定。
曲线质量决定了流量资料的精度，准确定线是用水位资料推算连续流量资料的基础。
随着信息化技术在水文资料整编领域的普及应用，目前水位流量关系曲线绘制可通过多种水位流量关系曲线绘制方法实例分析胡艳娇1，黄琦1，田长涛2（1.黑龙江省大兴安岭水文局，黑龙江大兴安岭165000；2.黑龙江省伊春水文局，黑龙江伊春153000）摘要：针对水位流量关系曲线不同定线方法，以实例测站数据为基础，结合工作实际，分别采用手工方法定线、CAD 软件法和水文资料整编软件三种方式进行了对比分析。
从工作方式繁琐程度、工作效率和成果精度等方面，提出了三种方法的优越性和实用中的注意事项。
关键词：水位流量关系；定线分析；系统拟合；误差评定；对比分析中图分类号:P333文献标志码:A文章编号:2095-2945(2019)21-0132-02Abstract ：According to the different alignment methods of the relationship curve of water level and discharge ,based on the da ⁃ta of an example station ,combined with the working practice ,the manual alignment method ,CAD software method and hydrological data compilation software are adopted to make a comparative analysis.From the aspects of tedious working mode ,work efficiencyand result accuracy ,the superiority of the three methods and the matters needing attention in practice are put forward.Keywords ：relationship between water level and discharge;alignment analysis;system fitting;error evaluation;comparative analy ⁃sis作者简介：胡艳娇（1980-），女，黑龙江大兴安岭人，工程师，主要从事水文测验分析工作;黄琦（1978-），男，黑龙江大兴安岭人，工程师，主要从事水文预报和水文分析工作。
EXCEL在绘制水闸水位—开度—流量关系曲线中的应用
EXCEL在绘制水闸水位—开度—流量关系曲线中的应用摘要：通过闸门启闭来控制水位和流量，是水库调度运用的一项基本内容。
为了使运行管理人员做好水闸的调度工作，科学调配水量，利用EXCEL软件绘制水位—开度—流量关系曲线，解决了人工绘制复杂工程图表的问题。
关键词：EXCEL；水位—流量关系曲线Abstract: through the gate crane to control water level and flow, is the use of the reservoir regulation a basic content. In order to make the operation management personnel do the damages to the scheduling, scientific allocation of water, use of EXCEL software draw water level-the opening-flow relation curves, solve the artificial drawing complex engineering graphs problems.Keywords: EXCEL; Water level-flow relation curves前言MICROSOFT EXCEL 2007是美国微软公司发布的Office系列办公软件之一，是一个功能强大的电子表格软件，具有数据计算、统计分析、图表制作等多种功能。
EXCEL在表格中输入公式、函数，可自动计算出结果；利用表格中的数据，可生成各种柱状图、拆线图、区域图、饼图、环形图、雷达图、组合图等图形。
用EXCEL软件绘制的图表，图形随着数据的改变而改变，具有成图速度快、容易操作的特点。
工程技术人员掌握EXCEL的基本命令和操作技巧，将EXCEL与水利理论知识相结合，应用于水利工程计算之中，起到事半功倍的效果。
水位流量关系曲线绘制方法实例分析
水位流量关系曲线绘制方法实例分析作者：胡艳娇黄琦田长涛来源：《科技创新与应用》2019年第21期摘要：针对水位流量关系曲线不同定线方法，以实例测站数据为基础，结合工作实际，分别采用手工方法定线、CAD软件法和水文资料整编软件三种方式进行了对比分析。
从工作方式繁琐程度、工作效率和成果精度等方面，提出了三种方法的优越性和实用中的注意事项。
关键词：水位流量关系；定线分析；系统拟合；误差评定；对比分析中图分类号：P333 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）21-0132-02Abstract： According to the different alignment methods of the relationship curve of water level and discharge， based on the data of an example station， combined with the working practice， the manual alignment method， CAD software method and hydrological data compilation software are adopted to make a comparative analysis. From the aspects of tedious working mode， work efficiency and result accuracy， the superiority of the three methods and the matters needing attention in practice are put forward.Keywords： relationship between water level and discharge； alignment analysis； system fitting； error evaluation； comparative analysis1 概述水文資料整编工作中，流量资料整编是重中之重，流量资料整编的前提是水位流量关系曲线的绘制和确定。
水位流量关系曲线拟定作业指导书
水位流量关系曲线拟定作业指导书目录1 目的 (2)2 范围 (2)3 职责 (2)4 水位流量关系曲线拟定的主要依据 (2)5 作业实施程序 (2)5.1编写工作大纲和生产计划 (2)5.2基本资料的搜集与复核 (2)5.3关系的拟定 (2)5.4高、低水部分的外延 (2)5.5成果合理性分析 (2)5.6验证与修改 (2)5.7审查 (3)5.8编写设计断面水位流量关系报告 (3)5.9审查上报 (3)1 目的为了统一水位流量关系曲线拟定的作业要求，使成果质量符合GB/T19001-2008和长江委水文局《质量手册》和《程序文件》的要求，特编写本作业指导书。
2 范围本作业指导书适用于水利水电工程各阶段设计断面的水位流量关系分析拟定。
3 职责按“水文水资源处各类人员岗位职责、权限”执行。
4 水位流量关系曲线拟定的主要依据4.1 上级主管部门批复下达的任务书或与业主签定的合同书。
4.2 有关规程规范，如《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-2006、《水利水电工程水文计算规范》SL278-2002、《水文测验规范》等。
5 作业实施程序5.1 编写工作大纲和生产计划设计负责人接受任务后，在长江委内、外搜集设计断面及设计站的基本资料，上阶段分析成果及有关文件等，编写工作大纲和生产计划，并报专业负责人审批后执行。
5.2 基本资料的搜集与复核搜集并按"水文水资源处基本资料作业指导书"对设计依据站、参证站的实测资料进行审查、复核，对设计河段进行洪、枯水进行调查。
5.3 关系的拟定根据资料条件和设计断面河段特点，选择合适的方案拟定天然河道情况下设计断面的水位流量关系。
5.4 高、低水部分的外延水位流量关系高、低水部分的外延。
5.5 成果合理性分析5.6 验证与修改进一步收集实测资料，对提供的水位流量关系进行验证、修改。
5.7 审查设计负责人将水位流量关系成果报专业负责人组织审查，并根据审查意见组织生产设计人员进行修改、补充。
XXX水库坝下水位流量关系曲线
0.163 29.554 3.351
0.286 32.477 4.886
设计流量 Q
1.193 4.026
渠底高程
432.9 432.9
水位H
433.100 433.300
0.394 0.493 0.587 0.678 0.767 0.854 0.941 1.026 1.111 1.195 0.966 0.676
1.50
1.40
1.50
1.40
1.50
1.40
1.50
1.40
1.50
1.40
1.50
1.40
1.50
1.40
1.50
1.40
1.50
1.40
1.50
1.40
1.50
1.40
1.50
1.40
设计流量Q 水位H
1.193
433.10
4.026
433.30
8.482
433.50
14.703
433.70
R
C
0.151 29.179
0.264 32.047
0.368 33.857
0.467 35.227
0.563 36.348
0.658 37.307
0.753 38.149
0.846 38.903
0.940 39.588
设计流速 V
2.058 2.994 3.730 4.371 4.955 5.498 6.012 6.502 6.971
设计流量 Q
0.683 2.539 5.774 10.630 17.342 26.129 37.202 50.764 67.008
渠底高程
427.8 427.8 427.8 427.8 427.8 427.8 427.8 427.8 427.8
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工程水文学第一次作业
题目：原始数据如下表：
水位H/m 流量Q/(m³/s) 断面面积A/㎡水面宽度B/m 256.48 2690 3650 449 258.12 5120 4720 458 259.84 7640 5080 469 260.93 10700 5760 478 262.16 12900 6360 488 262.61 14400 6550 490
263.7 17600 7050 500 264.66 19800 7480 505 266.79 26300 8250 519 267.71 32100 9290 525
270.8 所求？10800 555
解：
一）用MATLAB编程算得下表：
水位H/m
流量
Q/(m³/s)
断面面积
A/㎡
水面宽度
B/m
平均水深
ha(m) ha^(1/2) A*sqrt(ha)
256.48 2690 3650 449 8.13
2.85 10406.77
258.12 5120 4720 458 10.31 3.21 15152.36 259.84 7640 5080 469 10.83 3.29 16718.96 260.93 10700 5760 478 12.05 3.47 19994.92 262.16 12900 6360 488 13.03 3.61 22960.21 262.61 14400 6550 490 13.37 3.66 23947.71 263.7 17600 7050 500 14.1 3.75 26472.73 264.66 19800 7480 505 14.81 3.85 28787.68 266.79 26300 8250 519 15.90 3.97 32892.53 267.71 32100 9290 525 17.70 4.21 39079.04 270.8 ？10800 555 19.46 4.41 47641.91
H=270.8m时，
水力学公式法算得：Q=44112 m³/s
史蒂文森法（Q-A*R2/1延长法）算得：Q=47692m³/s
二）水力学公式延长法：
用MATLAB编程绘图如下：
三）史蒂文森法（Q-A*R2/1延长法）：
用MATLAB编程绘图如下：
附（MATLAB编程代码）：
H=[256.48 258.12 259.84 260.93 262.16 ...
262.61 263.7 264.66 266.79 267.71 270.8]'; %水位H Q=[2690 5120 7640 10700 12900 ...
14400 17600 19800 26300 32100 0]'; %流量Q A=[3650 4720 5080 5760 6360 ...
6550 7050 7480 8250 9290 10800]'; %断面面积A
B=[449 458 469 478 488 490 500 505 519 525 555]'; %水面宽度B
ha=A./B; %平均水深ha
h1=sqrt(ha); %sqrt(平均水深)---h1
h2=A.*h1; %A*sqrt(平均水深）-----h2
n=length(H); %j计数变量n，存储H、A等的长度
m=[H Q A B ha h1 h2]; %m矩阵用于存储计算过程中所需的数据
v=Q./A; %v是流速
R=A./(2*(B+ha)); %书中道，对于宽浅型天然河道，R=ha（平均水深）
%************************************************************************* %以下为水力学公式延长法
x=v.*R.^(-2/3); %x为1/n*I^(1/2),是水力学中一个公式:1/n*I^(1/2)=v*R^(-2/3)
plot(H(1:n-1),x(1:n-1),'r*');
hold on; %描绘H--1/n*I^(1/2)的离散点分布
P=polyfit(H(1:n-1),x(1:n-1),2);
x1=255:0.5:271;
y1=polyval(P,x1);
plot(x1,y1,'-');
hold on; %拟合并绘出H--1/n*I^(1/2)的关系曲线
%************************************************************************* %以下计算延长水位上的流量-----H=270.80m处
x1=H(11);
y1=polyval(P,x1); %延长线拟合曲线函数
v11=y1.*R(11)^(2/3); %H=270.80m处的流速
Q(11)=v11.*A(11); %H=270.80m处的流量
%************************************************************************* %以下为史蒂文森延长法
E=polyfit(Q(1:n-1),H(1:n-1),3);
x2=0:2000:50000;
y2=polyval(E,x2);
D=polyfit(Q(1:n-1),h2(1:n-1),3);
y3=polyval(D,Q(1:n-1));
C=polyfit(H(1:n-1),h2(1:n-1),3);
y4=polyval(C,H(1:n-1));
plotyy(x2,y2,H(1:n-1)./280*50000,y4',@plot,@plot);
hold on;
E1=polyfit(H(1:n-1),Q(1:n-1),3);
x2=270.80;
y2=polyval(E1,x2);
%y41=polyval(C,270.80/280*50000);
Q(11)=y2;
D1=polyfit(Q(1:n),h2,3);
y3=polyval(D1,Q(1:n));
plotyy(x2,y2,Q(1:n),y3,@plot,@plot);。