百图天然河道水面线推算.docx
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百图天然河道水面线推算
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第一章天然河道水面线推算
百图软件既可以处理一个糙率的单式断面天然河道，又可以处理二个或任意多个糙率的复式断面天然河道，也可以处理河道某处出现江心洲或分叉情况，还可以处理整条河道上，支流汇入或流出、过桥水头跌差等情况。
缓坡河道应从下游向上游推算，根据经验及《水力学》教材的介绍，当最下游断面的起始水位无法确定时，可用该断面附近的正常水深对应的水位作为起始水位。
陡坡河道应从上游向下游推算，根据经验，当最上游断面的起始水位无法确定时，可用该断面的临界水深或略小于临界水深对应的水位作为起始水位。
实际工程中，一条长距离的河道可能是缓、陡坡交替变化的情况，此时应先画出河底的纵断面图。
根据纵断面图，当人工能够分辨出缓、陡坡的分界点，可人工划分成单一的缓坡或陡坡分别进行推算。
当人工不能够分辨出缓、陡坡的分界点时，可假定该整条河道为缓坡，选择整条河道从下游向上游推算，若软件一直能进行推算，说明该段为缓坡；若软件不能进行推算，说明该段为陡坡。
软件运行终止的断面，即为缓、陡坡的分界点，按此方法判断出整条河道上的所有缓、陡坡的分界点，把整条河道划分成单一的缓坡或陡坡分别进行推算。
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第一节一个糙率天然河道水面线推算
一、现状天然河道水面线推算
根据下式，即华东水利学院编《水力学》（1999年版）式9.9，采用分段试算法，精确推算水位。
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第一步、准备现状横断面数据文件中整理数据时必须另存为文本文件（制excel数据文件为txt格式，在文件。
表符分隔）类型的txt原始横断面测量成果表的内容格式如下：
1桩号断面点注释起点距高程点注释起点距高程点注释起点距高程……点注释高程起点距桩号断面2高程点注释起点距
点注释起点距高程……点注释高程起点距
，但不允许有其它非数字文””或“横断测量成果表中，桩号允许带“+-。
每本，程序通过加减号来识别桩号。
起点距即是累距，零点桩的起点距为0“高程”和“点注释”三项，中间用空、个点的数据占一行，包括“起点距”
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格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”可以省略。
横断测量成果表举例如下：
15+350
-16.7543.63
41.13-10
41.130
41.416.56
41.5611.12
41.5614.68
40.722.38
39.2824.23
38.5728.22
38.5735.63
37.843.9
3853.02）（点号右滩槽分界点左滩槽分界点桩号（点号）
015+350999015+300999015+25099915+200099915+1500999015+100999
40.4257.01
41.2760.29
41.5666.99
41.5671.98
41.1377.25
41.1380.38
41.1388.38
43.6394.88
15+300
43.61-16.6
41.11-10
41.110
40.995.04
41.1111.46
41.4914.61
41.3616.75
40.7319.52
40.2323.05
39.24
30.54
实际推算时，应保证横断数据顺序与推算方向一致，注意选择使用水面线推算对话框上的“横断数据顺序颠倒”核选框进行倒换。
第二步、批量绘制横断面图画出河道横断面图，读入第一步准备的数据，用批量绘制现状横断面功能，
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根据图形校核数据文件的正确性。
第三步、对断面测量数据进行删减
因为测量数据，可能包含两岸堤防背坡的数据，堤顶及堤背坡的数据无用，须把该部分数据删除，只保留两岸堤防迎水坡及河道的数据。
再一次用“批量绘制现状横断面”功能画出断面图。
第四步、生成河道糙率要素文件
图1-1单式断面河道（一个糙率）示意图
软件按照断面上端点编号来确定不同糙率的范围，端点编号从左到右，按0、1、2、3、4……的顺序编排。
假设15+350断面上共有15个端点，河道糙率要素文件的前三列可以写成：
桩号左滩槽分界点（点号）右滩槽分界点（点号）
15+350014
也可写成：
点号）点号）右滩槽分界点（桩号左滩槽分界点（015+350999
即右分界点可以是大于总点数的一个很大的数字。
点菜单“水力计算”－>“单一糙率天然河道水面线”－>“统计生成一糙
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率河道要素文件”，弹出对话框，在对话框中点取“横断数据文件名”按钮，在浏览方式下，选择第三步生成的数据文件，软件会自动生成糙率要素文件名，点确定按钮后，软件生成一个糙率的河道糙率要素文件，内容如下：
015+05099915+000
0999
打开第四步生成的文件，加入断面流量excel第五步、用记事本或和过桥水位跌差值，构成以下内容，这就是推算河道水面线时需要的河道糙率要素文件，保存该文件为文本文件。
为水流流经桥梁断面时，水头变化的数值，不管具体推算方向如何，△h为负值。
所以在实际h顺着水流方向，水头增加者△h为正值，水头降低者△均为负值。
推算时，△h
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（m^3/s）
过桥水位跌差值△右滩槽分界点（点号）流量）桩号左滩槽分界点（点号
0200015+350999-0.1520015+3000999015+25002009990180015+200999015015+1500999-0.15150015+1009990015015+0509990
015+000150999
h（m）
第六步、推算水面线“单一糙率>从“水力计算”菜单栏点取“单一糙率天然河道水面线”－所示的对话框，输入有关参数，1-2天然河道水面线推算”菜单项，弹出图按“原始数据文件名”按键，在浏览方式下指定记录原始横断面数据的文件名；按“河道要素文件名”按键，在浏览方式下指定记录河道要素信息的文件名，软件会自动计算书文件名和推算成果文件名（用户可以再行修改）。
设置完有关参数，点“推算”按钮，系统会生成推算成果文件。
成果文）、写字板（wordpad）、记事本（件为纯文本表格格式，可用Excelnotepad等软件打开，以便进一步编辑、打印。
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1-2图单一糙率河道水面线推算对话框
二、设计断面河道水面线推算一般先确定河底的开挖高程，再假定填筑堤顶高程（堤顶高程假设的高，按横断面模板的要求制作河道的设计要素文件，再用横断低没有太大关系）模板的功能批量绘制整条河道的横断面图，包括现状线和设计线，软件会自，用来推算设计断面动生成设计断面对应的过水内轮廓数据（湿周断面数据）河道水面线推算，重复第一部分的步骤即可完成。
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第二节二个糙率天然河道水面线推算
一、现状天然河道水面线推算
指一个断面上有二个糙率值，一般河槽取一个糙率，左滩地和右滩地取另一个糙率，一般河槽糙率值较小，滩地糙率值较大。
根据下式，采用分段试算法，精确推算水位。
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312其中：
为右滩地为河槽的平均流量模数，为左滩地的平均流量模数，KKK312的平均流量模数。
第一步、准备现状横断面数据文件中整理数据时必须另存为文本文件（制格式，在excel数据文件为txt文件。
表符分隔）类型的txt原始横断面测量成果表的内容格式如下：
1断面桩号起点距点注释高程点注释起点距高程点注释高程起点距……点注释高程起点距
2断面桩号点注释起点距高程点注释高程起点距……点注释起点距高程
，但不允许有其它非数字文””或“横断测量成果表中，桩号允许带“+-
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本，程序通过加减号来识别桩号。
起点距即是累距，零点桩的起点距为0。
每个点的数据占一行，包括“起点距”、“高程”和“点注释”三项，中间用空格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”可以省略。
横断测量成果表举例如下：
15+350
-16.7543.63
41.13-10815+05020
17615+000
41.130
41.416.56
41.5611.12
41.5614.68
40.722.38
39.2824.23
38.5728.22
38.5735.63
37.843.9
3853.02
40.4257.01
41.2760.29
41.5666.99
41.5671.98
41.1377.25
41.1380.38
41.1388.38
43.6394.88
15+300
43.61-16.6
41.11-10
41.110
40.995.04
41.1111.46
41.4914.61
41.3616.75
40.7319.52
40.2323.05
39.24
30.54
实际推算时，应保证横断数据顺序与推算方向一致，注意选择使用水面线推算对话框上的“横断数据顺序颠倒”核选框进行倒换。
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第二步、批量绘制横断面图
用批量绘制现状横断面功能，读入第一步准备的数据，画出河道横断面图，根据图形校核数据文件的正确性。
再一次用“批量绘制现状横断面”功能画出断面图。
第三步、对断面测量数据进行删减
因为测量数据，可能包含两岸堤防背坡的数据，堤顶及堤背坡的数据无用，须把该部分数据删除，只保留两岸堤防迎水坡及河道的数据。
第四步、生成河道糙率要素文件
2-1复式断面河道示意图图
示意，滩槽分界点编号为河道测量断面线的端点编滩槽分界点见图2-1……的顺序。
点菜单“水、431号。
端点编号规则为：
从左到右，按0、、2、“统计生成二个糙率河道要素>力计算”－>“二个糙率天然河道水面线”－，在软件提示下，由用户在横断面图上，用鼠标点取左滩槽分界点和右文件”滩槽分界点，软件会生成二个糙率的河道糙率要素文件，内容如下：
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点号）右滩槽分界点（桩号左滩槽分界点（点号）
15+350135
515+30014
15+250156
15+200717
1615+1506
12515+100
打开第四步生成的文件，加入断面流量excel第五步、用记事本或和过桥水位跌差值，构成以下内容，这就是推算河道水面线时需要的河道糙率要素文件，保存该文件为文本文件。
为水流流经桥梁断面时，水头变化的数值，不管具体推算方向如何，△h为负值。
所以在实际h顺着水流方向，水头增加者△h为正值，水头降低者△均为负值。
推算时，△h
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（m^3/s）
过桥水位跌差值△右滩槽分界点（点号）流量桩号左滩槽分界点（点号）
02001315+3505
-0.1020015+300514
015+250615200
01801715+2007
015015+150616
-0.101501215+1005
02015015+0508
0
15+000615017
h（m）
第六步、推算水面线“二个糙率>从“水力计算”菜单栏点取“二个糙率天然河道水面线”－所示的对话框，输入有关参数，2-2天然河道水面线推算”菜单项，弹出图按“原始数据文件名”按键，在浏览方式下指定记录原始横断面数据的文件名；按“河道要素文件名”按键，在浏览方式下指定记录河道要素信息的文件名，软件会自动计算书文件名和推算成果文件名（用户可以再行修改）。
设置完有关参数，点“推算”按钮，系统会生成推算成果文件。
成果文）、写字板（wordpad）、记事本（件为纯文本表格格式，可用Excelnotepad等软件打开，以便进一步编辑、打印。
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2-2图二个糙率河道水面线推算对话框
二、设计断面河道水面线推算一般先确定河底的开挖高程，再假定填筑堤顶高程（堤顶高程假设的高，按横断面模板的要求制作河道的设计要素文件，再用横断低没有太大关系）模板的功能批量绘制整条河道的横断面图，包括现状线和设计线，软件会自，用来推算设计断面动生成设计断面对应的过水内轮廓数据（湿周断面数据）河道水面线推算，重复第一部分的步骤即可完成。
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第三节多个糙率天然河道水面线推算
一、现状天然河道水面线推算
指一个断面上有多级滩地的情况，可以取多个糙率值，也可适用一段河道上下游各个断面取不同糙率的情况。
根据下式，采用分段试算法，精确推算水位。
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其中：
为断面第二分块的平均流量模为断面第一分块的平均流量模数，KK21分块的平均流量模数。
数，…，n为断面第Kn第一步、准备现状横断面数据文件中整理数据时必须另存为文本文件（制excel数据文件为txt格式，在表符分隔）类型的txt文件。
原始横断面测量成果表的内容格式如下：
1断面桩号高程点注释起点距起点距高程点注释
起点距高程点注释
……
起点距高程点注释
断面2桩号
起点距高程点注释
起点距高程点注释
……
起点距高程点注释
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横断测量成果表中，桩号允许带“+”或“-”，但不允许有其它非数字文本，程序通过加减号来识别桩号。
起点距即是累距，零点桩的起点距为0。
每个点的数据占一行，包括“起点距”、“高程”和“点注释”三项，中间用空格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”可以省略。
横断测量成果表举例如下：
15+350
-16.7543.63
-1041.13
041.13
6.5641.41
11.1241.56
14.6841.56
22.3840.7
24.2339.28
28.2238.57
35.6338.570.0275513
0.031318
0.072718
15+250
0.0605
0.0275513
0.031318
0.072918
15+200
0.0605
0.0275135
0.031318
43.937.80.07
3318
53.0238
57.0140.42
60.2941.27
66.9941.56
71.9841.56
77.2541.13
80.3841.13
88.3841.13
94.8843.63
15+300
-16.643.61
-1041.11
041.11
5.0440.99
11.4641.11
14.6141.49
16.7541.36
19.5240.73
23.0540.23
30.5439.24
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实际推算时，应保证横断数据顺序与推算方向一致，注意选择使用水面线推算对话框上的“横断数据顺序颠倒”核选框进行倒换。
第二步、批量绘制横断面图
用批量绘制现状横断面功能，读入第一步准备的数据，画出河道横断面图，根据图形校核数据文件的正确性。
第三步、对断面测量数据进行删减
因为测量数据，可能包含两岸堤防背坡的数据，堤顶及堤背坡的数据无用，须把该部分数据删除，只保留两岸堤防迎水坡及河道的数据。
再一次用“批量绘制现状横断面”功能画出断面图。
第四步、生成河道糙率要素文件
图3-1多级滩地河道断面示意图
软件按照断面上端点编号来确定不同糙率的范围，端点编号从左到右，按0、1、2、3、4……的顺序编排。
点菜单“水力计算”－>“多个糙率天然河道水面线”－>“统计生成多个糙率河道要素文件”，在软件提示下，由用户在横断面图上，用鼠标点取不同糙率的分界点，软件会生成多个糙率的河
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道糙率要素文件，内容如下：
15+350
0.0605
0.0275135
0.031318
0.072518
15+300
0.0605
编辑生成流量要素文件第五步、用记事本或excel为水流流经桥hh项，过桥跌差△流量要素文件中包含流量和过桥跌差△梁断面时，水头变化的数值，不管具体推算方向如何，顺着水流方向，水头均为负h为正值，水头降低者△h为负值。
所以在实际推算时，△h增加者△值。
流量要素文件举例如下：
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（m）（m^3/s）过桥水位跌差桩流020015+350
-0.1515+300200
015+250200
015+200180
015+150150
-0.1515+100150
015+050150
0
15015+000
第六步、推算水面线“多个糙率>从“水力计算”菜单栏点取“多个糙率天然河道水面线”－所示的对话框，输入有关参数，3-2天然河道水面线推算”菜单项，弹出图按“原始数据文件名”按键，在浏览方式下指定记录原始横断面数据的文件名；按“河道要素文件名”按键，在浏览方式下指定记录河道要素信息的文件名，软件会自动计算书文件名和推算成果文件名（用户可以再行修改）。
设置完有关参数，点“推算”按钮，系统会生成推算成果文件。
成果文）、写字板（wordpad）、记事本（件为纯文本表格格式，可用Excelnotepad等软件打开，以便进一步编辑、打印。
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多个糙率河道水面线推算对话框图3-2
二、设计断面河道水面线推算一般先确定河底的开挖高程，再假定填筑堤顶高程（堤顶高程假设的高，按横断面模板的要求制作河道的设计要素文件，再用横断低没有太大关系）模板的功能批量绘制整条河道的横断面图，包括现状线和设计线，软件会自，用来推算设计断面动生成设计断面对应的过水内轮廓数据（湿周断面数据）河道水面线推算，重复第一部分的步骤即可完成。
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