水文资料整编-临时曲线法

本方法适用于不经常性冲淤和河床在一定时期内基本稳定，但在局部时段内存在变化或受结冰影响的测站。

1.冲淤情况的分析

测站的控制河段或控制断面发生冲刷时，则该处同水位面积增大，流量亦随之增大，水位流量关系点子向右移动；断面淤积，则同水位面积减小，水位流量关系点子向左移动。曲线移动的情况，视冲淤的程度和范围而定。在冲淤中按冲淤发生时间的持续性，可分为经常性冲淤和不经常性冲淤；按冲淤前后从横断面变化情况，可分为普遍冲淤和局部冲淤。

（1）冲淤情况分类。

1）经常性冲淤。表现为冲淤变化频繁，冲淤虽有程度不同之分，但分不出相对稳定的阶段，反映在关系曲线，测点分布非常散乱。

2）不经常性冲淤。这种冲淤只发生在几次较短的时间里，两次冲淤之间，有较长的稳定时间，关系测点随时间可分成几条有规律的带组，冲淤变化期间，测点表现为从一带组过渡到另一个带组。

3）普遍冲淤。测流断面与测流河段冲淤变化一致，即冲淤前后的河底坡降及断面形态基本相似。此时，冲淤前后的关系曲线呈纵移状态。

4）局部冲淤。冲淤前后断面形状及测验河段剧烈改变，河底比降明显变化。反映在关系曲线上，冲淤前后的趋势大幅度改变，无一定规律可循。

有时测流断面虽有冲淤，但高水时控制良好，或因冲淤增减的面积占高水面积的比重很小，常使关系曲线上部为单一、下部呈扫帚形的形状，如图3.29所示。

（2）冲淤情况的分析。为了正确的制定水位-面积、水位-流量关系曲线，应对冲淤情况进行分析，分析方法有：切线比较法、冲淤过程线及横断面图比较法等。

1）切线比较法。此法适用于普遍性冲淤的情形，即冲淤只发生在河底附近的测站。此时各级水位下河面宽基本上是固定的。由以前分析知：稳定面积曲线的斜率等于水面宽的倒数。当河底有冲淤时，上述关系发生变化，如图3.30所示。

图3.29　局部冲淤水位-流量关系曲线

图3.30　切线比较法冲淤关系

当水位增加ΔZ，引起面积增大ΔA 1，河底部分因冲刷又增大了ΔA 2，在水位-面积关系曲线上，两点连线的斜率为）

若断面没有冲淤，其斜率为，二者相等，其关系为

用水位面积两相邻测点的连线作为实测斜率，与稳定斜率相比较，若两者重合，表示不发生冲淤，若相互交叉，说明断面发生冲淤变化。判断的标准是用后一个测点与前一个测点相比较。

由式（3.20）可得出如下结论：在实测斜率小于河宽倒数时，涨水表示冲刷，落水表示淤积；反之，实测斜率大于河宽倒数时，涨水表示淤积，落水表示冲刷。

利用上述方法，可对水位面积曲线冲淤情况进行分析。在图3.31中，序号表示时间先后，箭头表示关系曲线的变化趋势，短虚线为用河宽倒数表示的斜率，短实线为面积曲线的斜率。

从图3.31可以看出：若以标准水位面积曲线为准，标准线的左半部，即1、2、3、B连线，属于淤积阶段，右半部，B、4、5、6、7线段属冲刷阶段。若不以标准曲线为准，而以时间顺序分析冲淤情况，可用切线比较法，判断出各点或各时段的冲淤情况。其方法是将同水位河面宽倒数绘到实测面积曲线点处，与各点处切线进行比较，如1、2、3、4、5、6、7等点处的短虚线与短实线所示。

图3.31　水位面积曲线冲淤分析

分析时从A点开始：A～2点，实测曲线斜率大于各点的河宽倒数，为涨水段，由上述法则，此段属于淤积，2点处两短线重合，属不冲不淤，实际上该点达到淤积最大处。

2～3点，这阶段实测曲线斜率小于河宽倒数，仍为涨水段，根据法则判断属冲刷，即后一时间的断面与前一时间相比都在冲刷，但都还没有恢复到涨水的标准水位面积线上，在3点达最高水位，此处的斜率为最小值，趋于0。

3～4点这一阶段斜率均为负值，上述判断冲淤性质的法则不适用，但可直观看出，该阶段水位在降落，断面面积反而增大，故可判断出属于冲刷。在B点，实际面积曲线与标准面积曲线相交，说明断面面积已回到与标准断面面积相等的程度，在4点处面积曲线斜率达最大值，为无限大。(www.xing528.com)

4～5点阶段，实测曲线斜率大于河宽倒数，为落水段，故仍属冲刷，由图上看出，冲刷的势头在减小，在5点处，两种斜率重合，此处处于不冲不淤的稳定阶段，实际上是冲刷最初。

5～7点，实测曲线斜率小于河宽倒数，仍为落水段，由法则判断属淤积。

由以上分析，利用切线比较法，以判断任何点处和任何阶段的冲淤变化情况。在分析过程中均需要绘制稳定状态下的水位面积曲线的斜率。

稳定斜率（河宽倒数）的绘制：先找出该点的河面宽，则稳定斜率为，设ΔZ为1m，可求出B·ΔZ表示的面积。在图的空白处，按关系曲线图的纵横比例，横坐标上取B·ΔZ面积数字的长度，纵坐标取1m的长度，连斜线即为稳定的斜率线，再用推平等线的办法将其平移到测点处，即得虚线表示的斜率线。

2）冲淤过程线法。用表示冲淤的某一指标为纵坐标，时间为横坐标，以时序绘制变化过程线，能明显的表示出冲淤变化情况。

其绘制方法有以下几种：①平均河底高程过程线法：此法是将实测断面相应水位减去平均水深，得平均河底高程，以平均河底高程为纵坐标，测流平均时间为横坐标。该过程线纵坐标高时，表示淤积；低时，表示冲刷。此法适用于矩形或U形断面，发生普遍冲淤的情形。②同水位面积过程线法：选择一标准水位，此水位以上，面积无冲淤变化。将各实测断面面积，加减一条形面积，都换算到标准水位下的面积数值，此面积称同水位下的面积，将其作纵坐标，时间为横坐标，绘制过程线，也能直观地反映冲淤变化过程，纵坐标大时表示冲刷，纵坐标小时表示淤积。

3）横断面图比较法。对一次洪峰断面冲淤变化进行分析时，将各实测断面套绘在一起，可以看出断面内冲淤变化的部位和演变方向。此法工作量大，主要在分析突出点时使用，绘图时，纵坐标以河底高程表示，横坐标以起点距表示。

2.关系曲线的特征

在点绘的水位流量关系图上，若明显地发现测点有规律地分布成几个带状，各带状之间有少数测点变动，说明水力因素的变动只发生在短暂的时间里，大部分时期都处于相对稳定阶段，整个关系线可定出少数几条稳定的单一曲线。

3.定线推流方法

首先依时序了解测点的分布及走向，参照逐时水位过程线的变化，分析和确定各相对稳定阶段测点的分布规律，分别定出单一曲线，然后再考虑各单一线之间的过渡问题，把各条稳定曲线连接成一个完整的整体。

临时曲线法的关键问题，是过渡曲线的处理，其处理方法有以下几种。

（1）自然过渡。常用于冲淤变化不大的测站，两条稳定单一曲线，利用一部分重合而过渡，称自然过渡。

如某些水文站高水部分发生冲淤，但冲淤影响不大，其对流量的影响幅度不及测验误差大，因此高水部分仍表现为单一曲线，如图3.32所示。在低水时，冲淤影响逐渐显露出来，低水部分则明显地显示出两条曲线，如图3.33所示。过渡期在高水，无须专门处理。有时，低水控制良好，而高水发生冲淤变化，也会出现低水重合，高水分开的情况。此时过渡在低水，也无须专门处理。

图3.32　高水自然过渡

图3.33　低水自然过渡

（2）连时序过渡。从一条临时曲线到另一条临时曲线，间距较大，且有小的洪峰出现时，采用连时序曲线过渡。连时序过渡要严格参照水位过程线的趋势及测点分布，连成平滑曲线过渡，过渡线的开始与终止处，都应与各自临时曲线相切，如图3.34所示。

图3.34　连时序过渡临时曲线

（3）内插曲线过渡。在过渡期水位变化平缓，而测点横向变化幅度较大，用连时序法过渡确有困难，此时可采用内插曲线过渡。

所谓内插曲线过渡，在两条临时曲线之间，均匀平行地绘若干趋势相同的短线，如图3.35所示。内插曲线的数量，视过渡期水位摘录次数的多少而定，内插曲线高低的幅度，视过渡水位变化高低而定。推流时采取跳线形式：从一条临时曲线开始，均匀地通过内插曲线跳到另一条临时曲线上。因此，推出流量可产生不连续现象。

图3.35　内插曲线过渡