SL 195-1997(条文说明) 水文巡测规范.pdf
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1、中华人民共和国行业标准水文巡测规范SL 195-97 条文说明目次1 总则312 流量测验部署.33 3 测流设备与流量测验方法选择.36 4 流量资料分析整理与允许误差指标.38 5 桥上测流.41 6 泥抄测验.46 7 水文调查.50 30 1 总则1. O. 1 根据已实施水文勘测站队结合的情况和发展形势要求,为进一步促进以巡测为主的水文改革的深入开展,亟须有一部统一的技术规范。因此近年来,本规范编制组在总结执行水文勘测站队结合试行办法经验的基础上,开展了很多专题研究。对具有安全、简便又很适用于巡测的桥上测流,为确定其为一种常用测流方法做了大量野外试验和室内模型试验,从而为规范编制提供
2、了科学依据。1. O. 2 单次流量测验已在河流流量测验规范中作出规定。本规范对适用于全年或分时期巡测的测区的测验部署,测验设备与测流方法选择以及水文调查等方面进行统一规定。有些测站经分析具备巡测性质,但受条件(如道路、设备等)限制,则可在满足同等精度情况下采用其他方式。本条提到的资料分析与整理,有别于资料整编,前者为采用历史资料分析误差并定出允许误差指标。1. O. 3 本条的自然地理条件是指巡测区内流域面积、流域地形、河道断面形式、河床组成、河床比降、天气现象以及降雨,等等。问流水文特征可包括径流特性、洪水特性、水面比降、洪水涨落性质及洪峰历时等内容。已有水文站、点布局则指把站队结合测验的
3、一个巡测区作为一个整体来考虑,并应探讨测区各水文站的特性之间的关系,及其与测验布署的各项内容的关系。关于测站特性,通常应分析高、中、低水的控制,测站控制与水位流量的关系,以及年内和历年水位流量关系的变化规律。但以上各项与测验部署的关系是较为宏观的,具体部署于本条各款中规定。1. O. 3.1 巡测为巡回测验,间测为停测几年测一年,巡测和间测是重要的测验方式。关于确定测验方式应依据不同任务要求和技术条件,按河流流量测验规范对水文站精度类别划分的有关31 规定执行。1.0.3.2 因不同的测验方式对测验项目、测次、测验方法有不同的部署,巡测区内测验方案是巡测区内各站点的测次、单次流量测验方法选择及
4、巡测、间测方案之间的合理配置,所以对以上各项应予统筹部署。1.0.3.3 由于开展巡测、间测可以提高工效,节省财力、物力,因而创造了增设辅助站和调查点的条件。这样,就可以扩大水文资料收集范围和增强水文资料的完整性。1.0.4 参加编制组的各省及流域机构对各类测站从水文资料实际出发,对各测验方式的定线、并线、时段总量的推求和低枯水期等各项误差作了大量分析计算工作,规定了允许误差班围。本条的规定是在此基础上作出的。32 2 流量测验部署2. 1 基本情况调查2. 1. 1 本条所规定的基本情况调查,即为水文勘测的基本内容。它是开展水文巡测,进行测验部署时,巡测区在天然条件下和水工程影响条件下的自然
5、地理和水文方面需要收集的技术基础资料。因此,为了了解对巡测区实行巡测的各种影响因素,本条对巡测区水文特征,测站水文特性,以及从点面结合探求在不同时期的水文情势的差异和选择好巡测路线与关键性流量测次等方面的调查,作出了相应的规定。2.1.3 本条关于在平原水网和人类经济活动影响程度较高的地区,应进行专门调查的内容的规定,是为了把定位观测和面上水量巡测适当地结合起来,有效地控制巡测区水量,以满足水量平衡和径流还原分析计算的需要。2.2 巡测条件与要求2.2.1.3 关于采用巡测资料推算流量,其年总量的误差应符合本规范表4.3.3的规定。意即使用巡测资料,计算低、枯水总量占年总量的比值,确定低枯水期
6、的相对误差之后,从本规范表4.3.5所查得的年总量误差,按测站精度类别应在表4.3.3的允许范围以内。凡低枯水期符合本款规定的可继续实行巡测。2.2.2 水文站实行巡测,与测站特性、水位流量关系的形式、交通通讯条件以及巡测方案有关。因此,对现有水文站是否有条件实行巡测,应对本条规定的各项内容进行分析论证。对于测站控制条件及其转移,系指测站在高、中、低水时期是哪一种控制,如河槽控制、断面控制等,各种控制的转移在水位流量关系上有什么反映。对水位流量关系的分析则着重于水位33 流量关系的处理是否符合测站特性,以及年际之间的变化规律。并应在此基础上按本规范有关章、节的规定,对本条(3) (5)的关于巡
7、测允许误差和巡测规定的内容予以研究确定。2.2.5 本条规定需要有10年以上资料来论证控制实测流量的水位变幅达到的程度,这是由于实践证明,资料年限短难于包括大、中、小水及各种特殊水情的年份,对其所确定的各种特征值,不确定性较大,也难于掌握应用。2.2.6 本条对水文调查的基本项目的规定,是根据当前水文站已进行的工作情况和承受能力编制的。本条(4)规定,应对现有水工程变化对水文测验的影响程度进行调查,其影响程度用测区内蓄水工程总集水面积(当水库上游有水库时,下游水库的集水面棋为两水库间的区间集水面积)与测区集水面积之比值来衡量。2.3 流量测验方票都喜2.3.2 本条的流量测验次数布置适用于水位
8、流量关系可定成单一线的情况。根据包括有大、中、小水年份的历年综合水位流量关系曲线,以高、中、低水位级分组按需要精筒的测次数,从各组中随机抽取实测关系点据,并定成水位流量关系曲线。如此随机抽取30次则可定成30条水位流量关系曲线,然后用这些水位流量关系曲线推算各种时段量,与由精简前历年综合水位流量关系曲线推算的各种相应时段量相比,即可求得该精简测次数各种时段量的随机数据系列,井算出不确定度。对精简测次数布置的检验可参考表2.3.2,当实行精简测次后推算的各时段量对按精简测次前的历年综合水位流量关系推算的各时段量的相对误差,在表2.3.2规定的起围以内时,可按已选择的测次继续施测流量。2.3.5
9、本条规定实行检测的测验方案必须用较高精度的测验方案。较高精度的测验方案是指按国家标准河流流量测验规范的有关规定选择的测验方案。34 褒2.3.2单一线流量测磁次被选择允许误.元过!洪峰一次洪汛期洪年总量流量水总量水总量7 6.0 3.5 3.5 3.0 10 5.0 3.0 3.0 2.5 15 4.0 1. 5 1.5 1.0 注:系统误差应控制在土1%范围内。不确定度的置信水平为95%。35 3 泯u流设备与流量测验方法选择3. 1 测流设备3.1.1 实行巡测的水文站应无人驻站值守,因此本条对于巡测水文站的水位、雨量等,必须每天定时观测或在某一时期实时观测的基本项目,规定其观测设备,应按
10、不同情况实现自记和长期自记。3.1.2 本条是对实行巡测的水文站关于流量测验设备、设施所作的原则性规定,用以作为实行巡测的配备设备、设施的依据。其目的是提高流量测验设备的技术性能、可靠性和利用率,并节约经费开支。3.1.3 流量实行巡测,要及时测报巡测区的水情、雨情,.对巡测设备、交通工具和通信设备等提出了新的要求,所以本条规定应配备较先进的仪器设备和交通工具。3.2 流量测验方法选择3.2.1 流量测验方法的选择是保证单次流量测验精度的关键之-。本规范是根据各测流方法的基本原理、适用条件和精度,结合流量巡测的特点,对流量测验方法选择所作出的规定。测区各测站应根据各自的实际情况认真分析研究,确
11、定本站测流的方法。3.2.1.1 流速仪法是国家标准河流流量测验规范中规定的首选测流方法。在其适用条件下,测流精度较高,本款所作规定,其目的是为了提高和核定其他方法的单次测流精度,或准确推求其他方法的修正系数和流量系数。3.2.1.2 本款提到的流速仪测流困难,是指向流中漂浮物多,水位涨落急剧已超过流量测验国家标准的有关规定,水面风浪大,以及危及测流人员生命与测流设备安全,等等。提到的超过流速仪36 测速性能,是指向流流速超过了厂家规定的低流速与高流速。使用浮标法测流的站,应严格执行河流流量测验规范有关条款的规定,例如对浮标系数的确定,应进行流速仪法与浮标法的比测,并应充分积累浮标系数比测资料
12、。3.2.1.6 本款的其他方法为前述未提及的方法(如动船法、示踪法、一线一能坡法等)。这些方法,当达到流速仪法测流精度时,可在流速仪法的使用范围采用;当达到浮标法测流精度时,可在浮标法使用的范围内使用。余此类推。3.2.3 本条规定应根据测区的雨情、水情预报和所确定巡测方案,选择测流方法。3.2.4 检测是对实行间测的水文站的水位流量关系线进行校验,以判断水位流量关系的偏离程度,检测的测流精度应有较高的要求,因此本条规定必须采用流速仪法测流。37 4 流量资料分析整理与允许误差指标4.1 -般规定4. 1. 1 开展巡测、间测,流量测验就不再象以往驻站那样部署。因此,在实行巡测、间测之前,必
13、须根据已有水文资料进行测次精简和布设以及定线允许误差的综合分析研究,确定实行巡测、间测的流量测验方案。由于根据已有水文资料经综合分析确定的各项定线允许误差指标,属于下限指标,为了协调本规范与整编规范之间的关系,所以规定在进行己实行巡测的测区各水文站的流量资料整编时,其各项流量定线允许误差指标不得大于本章规定。4.1.3 我国对水位流量关系定线误差的表示方法,以往采用经验频率统计方法表示,现在本规范按照国际标准的表示方法,以概率论为基础,取用置信水平为95%的相对随机不确定度表示。对于水位流量关系线间的并线误差、偏离误差、时段总量误差和系统误差,考虑到分析资料的现状,则采用相对误差表示。4.2
14、误差分析方法4.2.1 本条规定的水位流量关系线分析处理方法,是针对将实行巡测的各水文站,在对其以往各年的水文资料己做整编的基础上,进行多年综合分析处理的特点,由编制组成员单位,通过大量的试点工作,并加以概括总结而提出的。本条4.2.1.3款本着把水位流量关系尽可能按单一线处理的原则,因而规定可以从各类精度的水文站的实际出发,在可能达到精度范围内,根据不同的影响水位流量关系的因素,定成多条单一线,例如,受洪水涨落影响的水位流量关系,可分涨落水面38 定成涨、落支单一线。受定期冲淤变化影响的可分时段定成多条单一线。关于过夜段时间的长短及过被段的处理方法,可根据测站特性和受不同因素影响的线间水位流
15、量关系变化的可能趋势,进行综合分析确定。4.2.2 本规范根据按高、中、低水位级,对各类精度的水文站可能达到精度和需要精度之间的综合分析研究,为适应开展巡测的需要,流量资料的分析整理可分为:点对线的定线误差和各种时段总量误差两个层次,控制允许误差范围。所以本条4.2.2.4款把各种时段总量的误差规定为应进行分析的项目。4.2.6 本条提到的分析简化的关系线,是指在水文站以往已整编的水位流量关系基础上,对其进行精简测次,单值化处理,分影响因素定线,历年综合定线或并线等定线处理后,重新定成的关系线。4.3 允许误差指标4.3.1 本条对各类精度的水文站的允许系统误差指标所做规定,是根据国家标准河流
16、流量测验规范单次流量测验的系统误差确定的。4.3.3 本条是对分两个层次控制允许误差范围进行定线推流的规定。复杂的关系曲线,可在某一定范围内定成单一线,这样便有多条单一线。每一单一线可按以上两个层次控制。4.3.3.1款为第一层次,4.3.3.2款为第二层次。凡能按第一层次控制的应按第一层次控制。4.3.5 本条表4.3.5的低枯水期允许误差指标,即为巡测的低枯水水位流量关系的定线误差指标。当已知某类精度的水文站定单线或合并定线前的低枯水总量W枯与年总量W年比值,其年总量相对误差符合本规范表4.3.3的规定时,按本条表4.3.5即可确定该站低枯水期的允许误差指标。本条表4.3.5是根据各类精度
17、的水文站的大量水文资料,按测站水文特性和低、枯水径流的重要程度进行综合分析后,加以概括总结而成。39 4.3.7 编制本规范各项允许误差指标的水文资料,多取自湿润地区,部分取自半干旱地区的水文站,故不能适用于受变动河床影响和干旱地区实行巡测的水文站。因此规定,可根据测站特性,采用符合本规范第4.3.1条规定的资料,参照本规范有关规定,予以分析研究确定。4.3.8 流量实行间测,对水位流量关系线在年际间变化的稳定性要求较高。所以对高水水位级的关系曲线偏离允许误差,规定了较高的要求。40 5 桥上测流5. 1 一般规定5.1.2.1 要求桥上测流河段水流较集中,且无回流、死水。因为如果测验河段发生
18、分流、岔流,将增加流量测验工作的复杂性,尤其对回流、死水边界的确定,是随水位和洪水情势而变动的,且变动范围较大,易导致流量成果产生较大误差。5.1.2.2 对水流流向与桥轴线的垂直线夹角的要求有两层涵义:首先,流向偏角过大,会导致较大的流量误差,当流向偏角在10。以内时引起的流量误差,一般认可在流量测验允许误差范围内。但当流向偏角达18。时,投影于测流断面垂向的流量测验误差已达5%.所以即使在很困难的特殊情况下,流向偏角也不宜超过180。其次,桥前水流因阻水影响,水流结构极为复杂,为探求桥上测流方案的科学依据,曾在野外试验站及室内模拟试验进行了各种墩形、水流条件和各种测流方案的科学试验,表明当
19、流向偏角较大时,水流重水及紊动更为复杂,增加了流速、水深测量的困难。5.1.3 本条是根据向交通部、铁道部有关部门及省交通厅的大量调查资料和有关设计规范、手册等文献,并收集了全国水文系统197个属于防泪重点问段的水文站附近,可用于桥上测流的桥梁的调查材料,进行综合概化而作出的规定。5.1.4.1 要求桥面离河底最低点距离超过20ni时,不宜布置桥上测流,这是根据目前桥测技术和设备条件,为了保证必要的测验精度和测验安全作出的最低限制。否则,因偏角引起的测深、测速误差将难以估计修正。但使用不接触水体仪器测速不受此限,例如电波流速仪。5.1.5 由于桥测断面的水流受建筑物的影响,及桥上测流所采用的特
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