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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。
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。
第一步、准备现状横断面数据文件数据文件为txt 格式，在excel 中整理数据时必须另存为文本文件（制表符分隔）类型的txt 文件。
原始横断面测量成果表的内容格式如下：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⎪⎪ ⎭⎫⎝ ⎛ - + ∆ ++= + g v g v K lQ gv z gv z2 2 2 2 2 1 2 222 222211ξ α α格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”可以省略。
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。
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。
第一步、准备现状横断面数据文件数据文件为txt 格式，在excel 中整理数据时必须另存为文本文件（制表符分隔）类型的txt 文件。
原始横断面测量成果表的内容格式如下：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⎪⎪ ⎭⎫⎝ ⎛ - + ∆ ++= + g v g v K lQ gv z gv z2 2 2 2 2 1 2 222 222211ξ α α格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”可以省略。
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，根据经验与《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。
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。
第一步、准备现状横断面数据文件数据文件为txt 格式，在excel 中整理数据时必须另存为文本文件（制表符分隔）类型的txt 文件。
原始横断面测量成果表的内容格式如下：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，中间用空断面1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 ……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 ⎪⎪ ⎭⎫⎝ ⎛ - + ∆ ++= + g v g v K lQ gv z gv z2 2 2 2 2 1 2 222 222211ξ α α格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”可以省略。
水文水利计算软件系统与百图水利设计软件包推求水面线成果比较摘要：使用成勘院《水文水利计算软件系统》和济南百图公司《百图水利设计软件包》这两种常用的水面线推算软件，在同一河道治理段的数个同位置断面在断面参数完全相同的条件下，对该段河道推求水面线并对结果进行了比较。
结果表明：百图在大部分断面上的水位均高于成勘院；成勘院水面线成果曲线较平滑。
关键词：水面线；百图；水文水利计算软件系统引言河道水面线推算是河道治理工作的基础，是堤防设计的重要依据，推算结果直接影响到堤防型式的选择和断面的设计。
现实工作中常用的水面线推算软件有多种，其中常见的有成勘院的《水文水利计算软件系统》、百图公司的《百图水利设计软件包》、水利水电设计程序集（PC1500）、武水软件的《水利规划程序集》、自编Excel表格程序等。
成勘院和百图公司的软件是笔者在日常工作中经常接触并使用的两种软件，为了试图找出两种软件在计算原理、计算方法，最主要是推求成果等方面的各种差异，笔者选择使用这两种软件在同河道同断面同参数情况下仅对水面线结果进行了比较。
由于作者能力有限，建议相关职能部门和推荐单位组织各软件开发单位和使用单位进行更深一步的探讨和研究。
1 河道概况西川河为延河右岸一级支流，河道平均比降6.03‰。
推算河段起点位于枣园镇范家集，终点位于枣园镇老沟岔。
推算河段设计洪峰流量采用枣园站的设计洪峰流量按面积比拟法计算成果，经水文分析计算，西川河下游干流及右岸支流汇入口以上治理河段10年一遇的洪峰流量分别为1050m3/s和830m3/s。
2 断面布置我院测绘分院2012年于西川河治理段实测了地形图及横断面资料，防洪工程段共布置35个断面，平均间距为172.13m，基本控制了该河段的河道形态和河势变化。
3 河道糙率拟定河道糙率根据河床组成及床面特性、河道岸壁特性、平面形态等河道情况，参照《水工设计手册》建议的经验数据，依据枣园水文站水位～流量关系及调查的1989年洪痕点拟合反推河道断面天然糙率，推算西川河干流断面的糙率取0.030。
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。
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。
第一步、准备现状横断面数据文件数据文件为txt 格式，在excel 中整理数据时必须另存为文本文件（制表符分隔）类型的txt 文件。
原始横断面测量成果表的内容格式如下：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⎪⎪ ⎭⎫⎝ ⎛ - + ∆ ++= + g v g v K lQ gv z gv z2 2 2 2 2 1 2 222 2 2 22 1 1ξ α α格隔开，空格多少不受限制，其中“点注释”可以省略。
百图水利土石方设计软件教程第一篇：百图水利土石方设计软件教程说明：以下为五套软件，每套软件都分单机版，网络版（一）百图水利土石方设计软件包功能简介：1、测量原始记录转换处理可转换来自各种测量仪器（GPS、全站仪、水准仪、经纬仪、E500、测图精灵等）的原始数据，自动生成本软件包所采用的标准格式数据文件，使野外测量的内业工作程序化、规范化。
2、纵断面图设计及绘制纵断图中的线条多少不受限制。
能够方便地实现数与图的互相转换，即：既可根据数据生成纵断图，又能计算由用户事先绘制的设计线上各断面桩处的高程数据，并把这些高程数据自动批量填入纵断表格。
所以非常灵活实用。
3、横断面图设计、绘制及工程量计算对土石方工程（如堤防、河道、渠道、土坝、道路等）的横断面图进行设计，批量绘制横断面图，自动生成设计工程量表和铺工放样表以及湿周断面文件用以推算设计水面线。
4、平面图处理功能平面地形图上自动切剖面，平面展点，平面布桩，平面坐标标注，根据铺工表数据自动计算工程平面坐标，批量绘制工程轮廓线(坡脚线、开挖线等)。
5、场地平整对任意形状的地块，软件可自动计算出平整高程和平整方量，并画出断面图。
6、水面线推算既能推算梯形渠道、矩形渠道、溢洪道和圆形管道的水面线，又能推算天然河道的水面线，（包括任意糙率个数）直接调用测量数据，可以用鼠标直接在断面图上分滩分槽(滩槽区分糙率)。
7、均匀流计算包括梯形渠道、复式渠道、弧脚梯形渠道、U形渠道、圆管等的均匀流过流计算。
8、统计功能对点坐标、两点距离、折线长度、面积、高程等各种属性进行查询、统计，生成数据文件，以备调用。
9、额外提供近百个制图工具和辅助程序，如常用图例符号插入、批量高程更改（平面图、断面图全改）、批量修改线宽、调整出图比例、制表、表格计算、文本字表输入输出（CAD与记事本、excel、word表格转换）、数字可视化计算等。
（二）百图水利建筑物设计软件包功能简介:百图水利建筑物设计软件包是为水工建筑物的施工图设计而开发的，主要包括三大模块，即：结构内力计算模块、配筋计算模块、钢筋CAD制图模块。
水面线计算简介水面线计算是指在地理信息系统（GIS）领域中，根据地形和水文条件，通过模拟算法计算出水体在不同液态水位下所形成的水面轮廓线。
水面线计算在水利工程、河流管理、环境保护和城市规划等领域具有重要的应用价值。
算法原理水面线计算的核心算法是基于地理信息系统中的高程数据和水文条件模型。
下面是水面线计算的基本原理：1.高程数据获取：首先，需要获取地理信息系统中的高程数据。
高程数据可以是数字高程模型（DEM）或其他形式的地形数据。
2.确定起始点：根据水位的高低，选择一个起始点作为计算的初始点。
通常情况下，选择地理信息系统中的一个合适的点作为起始点。
3.计算相邻点：根据起始点，计算其相邻点的高程数据，并判断相邻点是否在水位以下。
如果相邻点在水位以下，则将其加入到水面线计算的点集中。
4.递归计算：根据已有的点集，继续计算相邻点的高程数据，并判断相邻点是否在水位以下。
如果相邻点在水位以下，则将其加入到水面线计算的点集中，直到没有新的相邻点在水位以下为止。
5.生成水面线：根据计算得到的点集，生成水面线。
通常情况下，水面线是由一系列离散点组成的多边形。
算法实现水面线计算可以使用各种编程语言和地理信息系统软件实现。
下面以Python语言为例，介绍一种基于DEM的水面线计算方法。
import numpy as npdef waterline_calculation(dem, water_level): # 获取DEM数据的行数和列数rows, cols = dem.shape# 初始化水面线点集waterline_points = []# 遍历DEM数据的每一个像元for i in range(rows):for j in range(cols):# 判断像元的高程是否在水位以下if dem[i, j] < water_level:# 将水位以下的像元加入到水面线点集中 waterline_points.append((j, i)) return waterline_points使用上述代码可以实现根据给定的DEM数据和水位高度，计算出水面线的功能。
河道水面线推求及参数选取方法Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】设计洪水水面线推算根据沿程比降、流量、建筑物及支流汇入情况，水面线分段进行推算。
（1）水面线推算的基本公式水面线计算按明渠恒定非均匀渐变流能量方程，在相邻断面之间建立方程，采用逐段试算法从下游往上游进行推算。
具体如下：式中： 1Z 、1V ——上游断面的水位和平均流速；2Z 、2V ——下游断面的水位和平均流速；j f w h h h +=——上、下游断面之间的能量损失；l RC Vh f 22=——上、下游断面之间的沿程水头损失； )22(2221gV g V h j -=ζ——上、下游断面之间的局部水头损失； ζ——局部水头损失系数，根据《水力计算手册》，由于断面逐渐扩大的ζ取值，桥渡处ζ取值~0. 1。
C ——谢才系数；R ——水力半径；α——动能修正系数。
（2）河道糙率河道的粗糙系数受到河床组成床面特性、平面形态及水流流态、植物、岸壁特性等影响，情况复杂，不易估计，本工程河道基本顺直，床面平整，经过整治的河床粗糙系数可以采用《水工设计手册》第一卷P1-404介绍的当量粗糙系数x Nxnn ∑=1当 ；设总湿周x 的各组成部分1x ，2x ，……N x 及所对应的粗糙系数分别为n 1，n 2……n N 。
1糙率的选取河道糙率影响因素有河槽方面也有水流方面。
河槽边壁及河床粗糙程度，滩地植被，河槽纵横形态的变化是主要因素。
大洪水糙率小于小洪水糙率，若附近有大洪水资料时可采用河段附近现状河道纵横断面资料反推综合糙率；若河道纵横断面于大洪水有较大变化时应在河道原貌的基础上反推糙率；反推糙率实际上小于实际糙率。
无资料时可根据经验参照水力计算手册确定，偏重于安全考虑，在河道整治工作中糙率适当选小些，在防洪规划中适当大一些。
2起推断面与起推水位的确定水流为缓流时起推断面一般选在推算河段下游，急流时选在上游，附近下游有水文站时以水文站为起推断面，依据实测水位资料分析不同标准洪水位，当缺乏高标准的水位流量关系时可适当将水位流量关系外延。
1、通过现状地形图划分横断数据2、根据最低点主河槽定比降（可分段）3、在平面图上拟治导线中线及边线（堤脚）4、将设计河底、中线、边线代入到生成现状横断面图中5、形成整治后的河道断面（设计横断面），其堤顶可略高些，方便水面线推算6、统计/设置横断成果表初值（其纵横比例应当与原现状横断面生成时比例一致）同时对稍后保存的文件默认或命名，回车结束7、统计/统计保存横断线数据选桩号/标尺/零点/左点/右点回车结束，再回车进行下一断面全部完成则可打开生成的TXT，查看8、点击水力计算/单一糙率天然河道水面线/统计生成单一糙率河道要素文件9、用excel打开刚生成的要素TXT文件，将流量和水位跌差值输入，并打开TXT查看10水力计算/单一糙率天然河道水面线/单一糙率天然河道水面线推算选择设计横断成果TXT文件和要素TXT文件，设置参数，推算水面线使用前先设置百图文件夹为正在用的的文件夹计算“2+700”目录下的“设计横断成果06.22.TXT”和“设计横断成果06.22_糙率要素.TXT”两个文件，计算到2+700断面后停止，说明0+000～2+700为缓坡河道，2+800至3+528为陡坡河道。
已计算出“设计横断成果06.22_成果.TXT”和“设计横断成果06.22_计算书.TXT”两个文件。
计算截图如下：桩号推算水位(m)0+000 60.3300+100 61.1420+151 61.4950+151 61.5950+200 61.7150+300 62.1740+400 62.3120+500 62.5690+600 63.0690+644 63.4170+644 63.4170+700 63.5550+770 63.9260+770 64.0260+800 64.4240+866 64.7780+900 65.3731+000 65.6131+072 65.7101+100 65.7951+200 66.4271+300 67.2921+400 67.6901+500 68.1651+551 68.6061+600 68.9091+649 69.3131+700 69.9431+800 70.5761+900 71.0262+000 71.7832+100 72.7972+200 73.3982+300 74.1172+400 74.8582+485 75.7422+485 75.7422+520 75.8142+594 76.2282+594 76.3282+611 76.4422+700 76.675打开成果文件，其计算到2+700然后用原有的“设计横断成果06.22.TXT”里面的0+000～2+700横断参数去掉，并将其顺序颠倒，形成“设计横断成果06.23.TXT”，同样将要素文件也作相应修改，并将顺序与其保持一致。
1、通过现状地形图划分横断数据
2、根据最低点主河槽定比降（可分段）
3、在平面图上拟治导线中线及边线（内堤脚）
4、将设计河底、中线、边线代入到生成现状横断面图中
5、形成整治后的河道断面（设计横断面），其堤顶可略高些，方便水面线推算
6、统计/设置横断成果表初值
（其纵横比例应当与原现状横断面生成时比例一致）同时对稍后保存的文件默认或命名，回车结束
7、统计/统计保存横断线数据
选桩号/标尺/零点/左点/右点
回车结束，再回车进行下一断面
全部完成则可打开生成的TXT，查看
8、点击水力计算/单一糙率天然河道水面线/统计生成单一糙率河道要素文件
9、用excel打开刚生成的要素TXT文件，将流量和水位跌差值输入，并打开TXT查看
10水力计算/单一糙率天然河道水面线/单一糙率天然河道水面线推算
选择设计横断成果TXT文件和要素TXT文件，设置参数，推算水面线
使用前先设置百图文件夹为正在用的的文件夹
计算“2+700”目录下的“设计横断成果06.22.TXT”和“设计横断成果06.22_糙率要素.TXT”两个文件，计算到2+700断面后停止，说明0+000～2+700为缓坡河道，2+800至3+528为陡坡河道。
已计算出“设计横断成果06.22_
成果.TXT”和“设计横断成果06.22_计算书.TXT”两个文件。
计算截图如下：
桩号推算水位(m)
0+000 60.330
0+100 61.142
0+151 61.495
0+151 61.595
0+200 61.715
0+300 62.174
0+400 62.312
0+500 62.569
0+600 63.069
0+644 63.417
0+644 63.417
0+700 63.555
0+770 63.926
0+770 64.026
0+800 64.424
0+866 64.778
0+900 65.373
1+000 65.613
1+072 65.710
1+100 65.795
1+200 66.427
1+300 67.292
1+400 67.690
1+500 68.165
1+551 68.606
1+600 68.909
1+649 69.313
1+700 69.943
1+800 70.576
1+900 71.026
2+000 71.783
2+100 72.797
2+200 73.398
2+300 74.117
2+400 74.858
2+485 75.742
2+485 75.742
2+520 75.814
2+594 76.228
2+594 76.328
2+611 76.442
2+700 76.675
打开成果文件，其计算到2+700
然后用原有的“设计横断成果06.22.TXT”里面的0+000～2+700横断参数去掉，并将其顺序颠倒，形成“设计横断成果06.23.TXT”，同样将要素文件也作相应修改，并将顺序与其保持一致。
再用程序进行计算。
截图如下：
桩号推算水位(m)
2+800 77.959
2+900 79.073
3+000 78.754
3+100 80.362
3+200 80.772
3+300 81.638
3+400 82.893
3+500 83.383
3+528 83.760
将两段水面线成果相连接，再在CAD中成图即可。
形成“0+000（06.17）_纵断.TXT”文件，生成纵断面。
