基于编程计算器的河道水位流量计算

王 昕

水文资料核算属于资料整编工作的部分内容。市级水文资料核算分两步进行，一是日常的在站计算，二是汛后的集中审查核算，包括对水位、流量、泥沙、降雨和墒情等资料的核算。本文仅以水位流量资料为例介绍编程计算器实现水位流量计算的方法和过程。

1 水位观测原则及原理

1.1 水位观测原则

在没有实现水位自动观测的测站，水位依然采用人工观测。然而，人工观测应遵循一定的原则。《水位观测标准》GB/T50138-2010规定，水位平稳时，每日8 h观测一次；变化缓慢时，每日8 h、20 h观测两次；变化较大或出现缓慢峰谷时，每日2 h、8 h、14 h、20 h观测四次；洪水期或水位变化急剧时期，每1 h～6 h观测一次，暴涨暴落时每30 min或若干分钟观测一次，以能测得各次峰谷和完整的水位变化过程为原则。这个原则构成了面积包围算法计算水位的基础。

1.2 流量测验原理

水流在层流时，水流质点的运动方向一致，流速均匀。紊流时，水流质点运动速度与方向随时随地在变化，另外具有扩散性。河道水流大多呈现紊流状态，流速具有脉动性。对流量测验影响最大的是沿水流方向流速的变化。

河道流量测验的经典技术是流速面积法。以过水测验断面为垂直面、水流方向为水平面、垂线流速矢量为曲面所形成的体积构成一个流量模型，单位时间内通过测验断面的水流体积就是流量。按照垂直分块，将断面流量分割成很多小块，每个小块代表一个部分流量（由各垂线的平均流速推求出部分流速与垂线间的部分面积之乘积得到），所有部分流量予以累加，即为断面流量。……