关于水位流量关系介绍

[拼音]：shuiwei liuliang guanxi

[外文]：stage-discharge relation

河渠中某断面的流量与其水位之间的对应状态。这项关系要根据当地的不同水流情况的多次实测流量和其相应的水位来确定，通常用经验曲线、经验方程或表格等形式表达。它是由各种水力因素（如水面宽、断面面积、水力比降、糙率等）决定的。水位流量关系有稳定的，也有不稳定的。流量测验技术比较复杂、耗资比较昂贵，难以连续进行，而连续地观读水位则容易办到，因此通常将连续的水位资料，通过水位流量关系推算、转换为连续的流量资料，供水文计算或水文预报分析使用；有时也因某种需要，由流量通过水位流量关系反推水位，如河道防汛水位，闸坝电站下游水位等。所以，水位流量关系具有重要的实用意义。

在较长时期内，某断面的实测流量与相应水位的点据呈密集带状分布，可用一条单一曲线来表示（图1）。这就是稳定的水位流量关系。水位流量关系维持稳定，必须具备下列条件之一：

（1）断面面积、水力比降和糙率等水力因素在同一水位时，维持不变；

（2）在同一水位时，上述各因素虽有变动，但其变动对水位流量关系的影响可以互相补偿。在这种条件下，同一个水位，就只有一个相应的流量，水位流量关系就成为单一的曲线。水文测站断面总是尽可能选择在那些具备基本稳定条件的地方，必要时，用人工铺设固定河床或在断面下游附近建造拦河低堰等方法来创造这种稳定条件。应用稳定的水位流量关系对于编制逐日平均流量、洪水水文要素摘录表和因工程设计或防汛需要推求各种水位或流量都十分方便。

因受一种或几种因素的影响，实测流量与相应水位的点据不能呈密集带状分布，难以用一条单一曲线表示，同一水位（或流量）具有多个流量（或水位）与之对应，这就是不稳定的水位流量关系。引起这种水位流量关系变动的因素有：

（1）河床冲淤，使同水位的断面面积发生变化，影响流量，多沙河流冲淤严重，这种变化尤为剧烈；

（2）洪水涨落，涨水与落水阶段，河道水面比降不同，流速不同导致同水位下流量不同，涨落急剧的河流，这种变化比较明显；

（3）变动回水，在河流的中下游，河渠水位受支流汇合、闸门启闭、湖水顶托等影响，使水面比降发生变化，引起水位流量关系的不稳定；

（4）结冰、水生植物等也能导致断面面积和糙率等一些水力因素的变化而影响水位流量关系。

对于不稳定的水位流量关系，必须根据其变动因素分类加以处理，这是水文资料整编中一个主要技术关键，处理方法大致有：受洪水涨落影响的，有些可以把流量看作是水位和水位变率的函数；受回水影响的，有些可以把流量看作是水位和附近河段水面落差的函数，用实测资料来定出三变量之间的关系。另外一些不稳定的情况，则只能把流量看作是水位和时间的函数来处理。有些能划定一些相对稳定的时期，分期定线，而有些则只能在水位流量关系图上按实测点时序连续绘出变动轨迹曲线（图2），或用性质类似的其他方法处理。这时要求流量测次较多，而且其分布要能够反映水位流量关系的变化情况，有时每年要多达100～200次以上。

如果因条件限制，不能测得最高、最低水位的相应流量，在无实测流量的水位幅度内，要对水位流量关系曲线作高低水的延长(图3)。对于高水，往往可以根据实测的、调查的、推估的比降和断面等资料用水力学公式推算洪峰流量，用相应水位点在图上作为控制，进行延长。对于低水，往往可以找出断流水位，以该水位与纵坐标的交点作为控制，进行延长。曲线延长是否恰当，会直接影响最大最小流量洪枯水期径流量等的正确确定，而这些重要数据有时关系到工程设计项目的规模和尺寸，因此在延长时，特别是在外延幅度较大时，必须十分慎重。

参考文章

• 流量率定曲线（水位流量关系曲线）DischargeRatingCurve地球科学