SL 247-1999(条文说明) 水文资料整编规范.pdf
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1、中华人民共和国行业标准水文资料整编规范SL247-1999 条文说明2000年北京目次1 总则2232 整编内容与定线精度及检验.225 3 整编方法.227 4 数据结构与文件名.236 5 审查.238 6 复审、汇编.241 7 存储.242 222 1总则1.1.1 近年来,我国水文资料整编在技术上有了较大发展,特别是应用计算机整编在方法、数据整理、成果存储及应用软件各方面已经成熟。20世纪90年代初,全国已全部实现计算机整编。事实证明,应用计算机整编水文资料不仅提高工作效率,还能保证整编成果质量,并为水文资料服务开辟了更广阔的道路。水利电力部1988年颁发的水文年鉴编印规范虽然纳入了
2、部分应用计算机整编的内容,但不能适应新技术发展的需要。水利部水文司根据全国水文资料整编的实际情况,委托长江水利委员会水文局牵头,会同部分省市有关人员,在大量调查研究和充分总结新技术、新方法的基础上,制定了本规范。1.1.2 本规范的规定不仅适用于国家基本站网(包括列入国家站网的气象站),而且适用于包括水文部门及其它部门设立的专用站、实验站等测站。小河站、实验站、专用站等资料整编可参照执行。1. 1.3 (水文年鉴编印规范对水文年鉴中内容,根据资料来源、成果质量,将整编成果分为正文资料和附录资料。由于整编成果存储方式已经发生变化,其分类名称虽不再适用,但分类原则仍然可取,因此本规范的分类名称虽有
3、改变,但仍采用其分类原则。1. 1. 4 (中华人民共和国水文年鉴的卷册划分是根据流域水系确定的,划分科学实用,并沿用多年。为方便整编成果的查找和应用,由计算机打印输出的整编成果和其它介质成果数据文件的编排顺序仍应沿用水文年鉴卷册划分规定。1.1.5 省、自治区、直辖市和流域机构的水文主管单位指机构名称更改前各省、自治区、直辖市的水文总站或流域机构水文局(处h省、自治区、直辖市和流域机构的水文三级单位指机构名称更改前各省、自治区、直辖市的水文分站和流域机构的下属223 总站。对于长江、黄河等大流域资料的汇编,应由流域机构与有关省区协商,根据需要组织实施,本规范未作具体规定。1.1.6 整编软件
4、指用于资料整编的计算机应用软件。1.2.1 由于各水文主管单位对整编工作组织实施的方式不同,各整编阶段的工作内容可能相互交叉。各单位可根据实际情况,灵活安排各阶段工作内容,但四个工作阶段不可简化或省略。1.2.2 本规范将其它数字错简化为一个标准,便于统计。其它数字错是指1、2两项之外的数字错误,不包括符号、规格及说明文字等错误。符号仅指观测物、流向符号或整编符号,数字的负号应与数字视为一体。为了全面衡量整编成果质量,六个方面的要求应同等对待,不能只注重成果表面的数字质量。224 2 整编内容与定线精度及检验2.1.1 各项目的整编工作内容,视项目的水文特性、测验情况、工作方式而不尽相同。本条
5、主要就其共同的内容作了规定,第2. 1. 1. 1款规定在整编工作开始前要校核原始资料,第2.1. 1. 2 款又规定审核原始资料。似有重复,但侧重不同。整编工作开始前对原始资料的校核强调作齐三道工序,而审核原始资料则是在上述基础上的再审查,包括对水位流量关系有较大影响的测次及容易出现问题的环节,如垂线布设、流速系数、断面借用、浮标系数等的检查。原始资料是整编成果质量的基础,本规范强调校审原始资料,旨在保证整编成果质量。本条第2.1. 1. 5款的整理数据指依照计算机整编软件对数据输入格式的要求,将原始资料整理成符合要求的过程。2.1.3.2 本条流量测验断面迁移,可由区间集水面积或水抄量变化
6、反映,若增减数不明显则仍可作为同一断面整编。2.2.1 本条侧重从资料内容和形式对资料进行分类,与第1.1.3条并不矛盾。依照第1.1. 3条的原则,本条规定的说明资料属于基本资料。2.2.1.2 实测流量成果表选编部分测次的原则是z水位流量关系稳定的测站按水位级均匀选取有代表性的测次;关系不稳定的测站选各主要洪水过程对水位流量关系起控制作用的测次。选编的测次应包括年最高(低)水位和年最大(小)流量以及年初年末的测次。2.3 目前,国家现行标准中站类最早规定的是行业标准(SL3492) (水文站网规划技术导则),将天然河道上的流量站根据控制面积大小及作用区分为大河控制站、区域代表站和小河站。国
7、家标准(GB50179-93)(河流流量测验规范在编制过程中,贯彻不同测站其测验精度应不同对待的要求,把国家基本水文站划分225 为一类、二类、三类精度的水文站。根据行业标准与国家标准的关系原则,从技术标准系列看,本规范中站类划分采用现行国家标准河流流量测验规范中的站类划分办法。针对过去一贯采用75%以上的测点与关系线偏离误差不超过某一限度,存在超限误差大与小等同对待的弊端,而采用国际标准统一的以置信水平为95%的随机不确定度表示。在拟定定线精度指标时,克分考虑原规范误差指标的适用性,对不适应部分作了调整,定线精度指标总体略有放宽。关于开展巡测的定线精度指标,本规范规定其随机不确定度可增大2%
8、,基本注意了与现行行业标准(SL195-97)(水文巡测规范之间的协调。悬移质泥沙关系曲线定线精度与流量的各种关系曲线一样,也采用不确定度作为指标,与过去定线精度比较,总体也略有放宽。2.4.1-2.4.2 这四种检验是国际标准IS01102/2中,对水位流量关系曲线推荐的四种检验。符号检验是检验所定水位流量关系曲线两侧测点的数目均衡分布的合理性,如水位变幅大,各级水位都有足够实测点,可以分2级(高水与中、低水)检验s造线检验是检验测点按水位序列偏离关系曲线正负符号的排序情况p偏离数值检验是检验测点与关系线间平均偏离数值;学生氏t检验是检验原定水位流量关系曲线有没有发生变化,从而判别继续使用还
9、是重新确定水位流量关系曲线。这些检验都是对随机变量来作的假设检验,即先作一定的假设,通过样本资料来检验这个假定是否成立。经统计计算,其计算值小于临界值者,认为接受假设,即所定水位流量关系曲线是合理的p反之,拒绝假设,应对所定水位流量关系曲线进行修正。226 3整编方法3.1.4 本年如果因水准网复测、平差或变换绝对基面,使引据水准点高程数值变动时,则本站水准点的绝对高程和冻结基面与绝对基面间的高差应作相应的改变;而水准点用冻结基面表示的高程仍保持不变。3.1.6 本条中测站以上(区间)主要水利工程基本情况主要包括工程的名称、类别、标准和个数;有哪些新建或冲毁、废弃工程等。3.2.6 换用水尺、
10、年初年末水位的衔接,以及冰期、平枯水期及洪水期的水位变化趋势应符合本站特性,对水位过程线有不合理或反常现象,应分析其原因。3.3.1 摘录逐潮高低潮位及出现时分,包括上一年末和下一年初需参与本年潮差、历时计算的低潮位及出现时分。个别需要整编逐时潮位的测站,则摘录逐时潮位。其摘录值按计算机整编软件要求进行数据整理。各类潮沙站都必须编制逐潮高低潮位表和潮位月年统计表。在此基础上,可根据需要编制适合应用的其它表类。一月中受洪水或其它因素(如结冰等)影响,其潮沙现象消失时间超过半个月以上,则该月可不编制逐潮高低潮位表,而只在月年统计表中相应月份填写最高和最低水位及其出现时分、农历月日等。3.3.3 日
11、潮不等现象,由不显著到显著,再由显著到不显著,大致每14天半为一个周期。相差约半月的高低潮位和出现时间大致相同,相隔半年的月龄相同时期的潮沙亦大致相同,只是出现时间上下午相反。各年相同月份且相同月龄那天潮沙基本一致。潮差、历时等,一月和一年中都有各自的变化规律,可按涨、落潮分别进行检查。3.4.2 受冲龄影响的水位流量关系z由于冲淤变化的影响,使过227 水断面面积变化,从而影响水位流量关系。冲淤现象是复杂的,从冲淤发生时间的持续性分为经常性冲淤和不经常性冲淤p从冲淤前后过水断面面积变化情况分为普遍冲淤和局部冲淤。受经常性冲撞号影响,测点分布散乱;受不经常性冲淤影响,测点随时间分布成几个相对稳
12、定的带组g受普遍冲淤影响,测点分布呈纵向平移F受局部冲淤影响测点分布无规律。受洪水涨落影响的水位流量关系z在次洪水过程中,水位流量关系测点分布为带状,涨水点偏右,落水点偏左,峰、谷点居中间。若依时序连接各点,则形成以峰、谷点连线为轴线的逆时针方向的绳套曲线。绳套的宽窄,由洪水特性所决定。孤立的洪峰形成单式绳套,出现连续洪峰时,形成复式绳套,由于河槽噩水影响,后到洪峰对应的绳套略向左移。3.4.3-3.4.12、3.4.14-3.4.15列出的定线推流方法均属以往常用的、成熟的方法。各复审汇编单位,在整编工作中,根据测站特性、水位流量关系影响因素的分析,研究的新的定线推流方法,经对以往资料的检验
13、,不同方法计算的年径流量相对误差小于:1:3%者,可作为整编方法使用。采用计算机整编以来,对单一水位流量关系曲线,常采用拟合曲线方程的方法,由水位计算流量。曲线的数学模型,第3.4.3条中列出了指数方程、对数方程、多项式方程,在整编生产中,还有采用双曲线方程、样条函数等。对临时曲线、绳套曲线等,由于测点数量偏少,不宜拟合曲线,常采用一元三点插值方法。即在曲线上选取一组结点,由水位插值计算流量。由于一元三点插值是内插值,因此,结点的水位变幅应满足推流水位的需要。3.4.17 降水与径流关系,一般是用径流系数列表进行检查,也可点绘历年各次暴雨径流或年降水径流关系图检查。3.5.2 图解分析法与线性
14、回归分析法(1)图解分析法有一元图解和多元图解两种方法:1)一元图解分析。根据实测流量或用流量算得的流量系数,228 与其相关的水力因素点绘在关系曲线图上,点据分布往往成一带状,通过点带可以绘出一根关系曲线,拟合出推流关系方程式。一般可采用常数函数(y=c)、正比函数(y=kx)、反比函数(y=k/x)、事画数(y=kx.)等函数模型分析推流关系方程式。2)多元图解分析。多元图解分析一般有线性关系和非线性关系两种,由于其自变量不只一个,一般采用逐一消除因子的办法来分析,故又称为逐步图解法。3)解析步骤。根据一个或多个自变量的情况,分别采用一元图解与多元图解两种分析方法。先取公式中因变量与第一自
15、变量建立关系,消除它对因变量的影响后z再取第二自变量与因变量建立关系,消除第二自变量对因变量的影响。然后据以验证第一自变量与因变量的相关。经过反复验证,直至相关得出的计算公式能满足精度要求。以公式(3.5. 2-3)为例,为分析流量系数M,和指数、卢值,先假定等于1,对公式移项得Q/(Be) = M ,t:.ZP , 将Q/(Be)和t:.Z值对应点绘在对数纸上,求得值和M,的韧值。利用求得的卢的值,再将公式(3.5.2-3)改写为:Q/ (Bt:.Z勺=Mce ,再将Q/t:.Z及e值对应点绘在对数纸上,由图可求得、M(的值,将图解求得的Ma、卢代入公式即可算出相应的流量。(2)线性回归分析
16、法亦分为一元回归与多元回归两种方法=1)一元回归分析。根据实测流量或用实测流量计算的流量系数,只有一个水力因素(或两个水力因素的积、商、和、差)与其相关,关系方程式为y=bo+bx,则采用一元回归分析法求解参数,求得推流关系方程式。2)多元回归分析。对于多个水力因素相关的函数,或虽一个变量但相关曲线的上、下部参数不同,可用多元回归分析法求解参数,关系方程式采用zy=b。十bx十b2X2十+b.x. 或y = bo十b,xi+ b2X + + b.x:多项式(3)推算流量注意事项z229 1)正确判别流态。应以实际观测为准。如无观测记载,可根据不同堪闸类型、有关水力因素等,进行判别。2)流量率定
17、测次的选用。在计算流量系数率定曲线时,对实测流量资料应检查分析,如点绘水位流量关系等进行检查,特别是受闸门变动影响较大,水流不稳定期间的测次和小开启高度,小水头时的测次,应分析其代表性,其中突出偏离明显不合理的测次,不予采用。3.5.2.3 此法是在水力学公式基础上,利用实测流量Q和闸孔过水面积A求得闸孔过水平均流速V,即V=Q/Ao并以闸孔过水平均流速,按堪闸出流情况的不同,可分析获得Z-V(淹没出流)或儿-V(自由出流)关系曲线或关系方程式。3.5.3 涵管、隧洞推流的几点说明:(1)涵管自由出流公式中,hp=d,卢值根据出口扩散段的形式决定z出口为与洞口等宽的矩形平底槽,=O.l;出口为
18、跌坎水流顺直无侧限约束,直接流入大气中,卢=0.50;出口为平底,并有扩散翼墙时,=0.85;出口为陡坡,并有扩散翼墙时,卢=O. 500. 85。(2)涵管淹没出流的流量系数p.:当hdh0.75时,.=2; hl/h.注O.75时,.=21- (hdh-c) / (1-C)J2飞向为涵管自由出流的流量系数,由测验资料分析而得;c可取0.75。3.5.4 影响水电站发电功率大小的主要因素是工作水头H或实测水头h和流量Q;影响抽水站效率大小的主要因素是水泵的净扬程h和用电功率凡。由于发无功电的水电站实测率定资料中,既有受发元功电影响的测点,又有不发无功电时的测点,二者没有明显的界限,难以断然分
19、开,故进行定线时,应将全部实测点一起采用逐步图解法分析解出待定参数。3.5.5 堪闸、涵洞的流量系数曲线,由于实测点据控制幅度不够,曲线的上部或下部需要进行延长。延长时应绘入历年实测点。如无历年资料时,可按照本条给定幅度的方法延长。230 由于流量系数是极为复杂的多因素画数,因此,上述各种流态线型上端稳定值与实测的率定值未必相符,延长时应根据实测点的分布趋势,参考稳定值适当予以延长。3.6.1 潮流量资料整编方法相对河道站流量资料整编方法较复杂,且基本无统一的方法可循,因此允许手工整编和计算机整编并存的现状。同时,根据实际需要,对某些特定的测站可编制相适应的潮期要素摘录表,如潮汛要素摘录表、风
20、暴潮摘录表等。3.6.2 潮流资料分析:(1)潮流与潮沙要素关系分析。根据多年来各种类型潮流资料的分析,潮差变化反映了潮流变化,与内在多种要素密切相关,如涨、落潮潮差与涨、落潮最大(最小)流速或流量、平均流速或平均流量、潮量等关系都较好,视测站受不同因素影响而反映其关系的特点。以潮流控制为主的强潮区,涨潮流潮差与平均流速或平均流量关系更为密切。对于受上游来水影响,涨、落潮流最大、最小流速通常在相应高潮和低潮前出现的现象因来水量不同而不固定发生,且历时亦发生较大变化。因此,潮差与潮流要素关系的建立必须综合参数一并加入考虑。高(低潮位(或高潮和低潮的平均潮位)、涨(落)潮强流水位及出现时间,上下游
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- SL 247 1999 条文 说明 水文 资料 整编 规范
