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渠道断面水位-流量关系曲线率定方法及应用
摘要
水文学是研究自然流域中的水文过程及其规律的学科，渠道断面水位-流量关系曲线是水文学研究中较为重要的一项内容。本文着眼于这一问题，探讨了渠道断面水位-流量关系曲线的率定方法及应用。通过对传统的模型水文学方法、地形分析法、试验及模型法等多种方法进行比较，认为基于地形分析和大量实测资料的方法更为可靠，能够更好地反映渠道的实际情况。最后，本文以一个典型的现实案例为例，详细介绍了率定方法的具体流程，证实了该方法的实用性。
关键词：水文学；渠道水位-流量关系；率定方法；地形分析法；实测资料
一、背景
渠道是自然流域中水流经过的主要通道，其断面形态和流态特征对水文过程具有重要影响。渠道断面水位-流量关系曲线是研究渠道流态特征的重要方法，也是计算水域各项参数的基础。因此，率定渠道断面水位-流量关系曲线是水文学研究中的一项基本任务。
二、渠道断面水位-流量关系曲线的率定方法
1.传统的模型水文学方法：该方法是通过建立基于渠道断面形态参数、水流速度等的模型来估算渠道水位-流量关系曲线的。虽然该方法比较简单，但是由于各项参数的估算存在误差，因此对渠道实际情况的反映不够准确。
2.地形分析法：该方法是利用数字高程模型(DigitalElevationModel,DEM)生成渠道断面水位-流量关系曲线。该方法基于渠道的实测地形，通过计算水沟及地面高程等参数，确定渠道水位-流量关系曲线。由于直接基于地形数据，因此相对较为准确，但是需要大量实测资料作为前提条件，同时也需要较多的计算。
3.试验及模型法：该方法是通过对渠道进行实验或建模，获得渠道的具体几何形态及流态特征，并确定渠道水位-流量关系曲线。该方法较为准确，但是其缺点是成本高昂且时间较长。
三、地形分析法在实际应用中的表现
在实际应用中，地形分析法是目前应用最为广泛的方法。通过对渠道断面形态参数、水沟及地面高程等因素的多级计算和分析，能够准确地反映渠道水位-流量关系曲线。与其他方法相比，该方法相对成本较低，准确度较高，因此被广泛使用。
四、渠道断面水位-流量关系曲线的率定方法流程
以某一典型现实案例为例，介绍渠道断面水位-流量关系曲线的率定方法流程：
1.收集实测资料：收集渠道的地形数据、观测站数据、流量、水位及断面形状参数等资料。
2.分析断面形状：对渠道断面形状进行分析，包括水沟及地面高程、水平面宽度等参数的计算。
3.计算水沟面积：对水沟面积进行计算，并对其进行数据库归档保存。
4.确定流量：将观测站得到的流量数据覆盖到DEM数据上，并记录水位和流量及水沟面积之间的对应关系。
5.确定水沟横向分布系数：根据DEM数据分析水沟及地面高程，在考虑水沟和地面高程的关系之后，对水沟横向分布系数进行推算。
6.确定水位-流量关系曲线：根据水位和流量及水沟面积之间的对应关系，采用回归分析确定水匝流量-水位关系曲线。
五、结论
本文从渠道断面水位-流量关系曲线的率定方法及应用出发，对传统模型水文学方法、地形分析法、试验及模型法等多种方法进行比较，认为基于地形分析和大量实测资料的方法更为可靠，能够更好地反映渠道的实际情况。最后，本文以一个典型的现实案例为例，详细介绍了率定方法的具体流程，证实了该方法的实用性。