水位流量关系

江河渠道中某断面的流量与同时水位之间的对应关系。此项关系要根据该断面的多次实测流量和同时水位的资料来确定。通常用水位为纵坐标、流量为横坐标的水位流量关系曲线来表示，有时也可以选配适当的数学方程式，还可以根据曲线或方程式列出便于查读的水位流量关系表。水位流量关系的主要用途是：在资料整编时，将连续的水位资料，通过它转换为连续的流量资料。在水文预报、水文计算、水利管理工作中也常用它来作水位、流量间的换算。

如果水文站断面上同一水位下的断面面积、平均水深、水面比降、河床糙率诸因素保持恒定不变，或虽有少量变化但能互相补偿，那么，这个水位就只有一个相应的流量。这样的水位流量关系就是稳定的。此曲线通常用图解法通过各实测点据的中心定出（如图1），亦可用计算法确定关系方程。

图1 稳定的水位流量关系（甘肃杂木寺站）

天然江河中常常由于以下原因，引起水位流量关系的变动：①河床冲淤。使同水位的面积发生变化，影响流量。②洪水涨落。涨水时水面比降比稳定时大，流量也比同水位的稳定流量大，落水时则相反。③变动回水。水文站下游的河流汇合、闸门启闭、潮水顶托等都可以引致水面比降的变化，影响关系曲线。④结冰。在断面上冰体缩减了过水面积，并增加了阻力，使同一水位下的流量比无冰期的流量小很多。⑤水生植物。与结冰影响类似。⑥混合影响。由上述两种或更多种原因造成关系变动。受洪水涨落影响的，有些可以用水位变率作参数，受回水影响的，有些可以用附近河段的水面落差作参数，用实测资料来定出水位、参数、流量三变量之间的关系，另外一些不稳定的情况，则只能把流量看作是水位和时间的函数来处理（如图2）。

图2 不稳定的水位流量关系（辽宁王宝庆站）

对于河流和渠道上的堰闸，通常可以按照其类型、流态，用不同的水力学公式，根据实测流量资料，反推公式中的流量系数，分析其规律，然后作出推算流量的关系曲线，对于自由式堰流，可只用上游水位与流量建立关系；对于淹没式堰流，则要用上、下游水位与流量建立关系（如图3）。对于自由式孔流，可用上游水位、闸门开启高度与流量建立关系；对于淹没式孔流，则要用上下游水位差、闸门开启高度与流量建立关系。如果堰闸情况和附近河床条件稳定不变，那么，这些关系曲线也是稳定的。这不但对于资料整编，而且对于日常水利管理，掌握水量，都十分方便。

图3 堰的水位流量关系曲线