题目
某河某测站施测到某日的水位变化过程如下表所示,试用面积包围法求该日的平均水位。A. 表1-3-3 某测站某日水位变化过程表B. 时间t(h)0 2 8 14 16 20 24C. 水位观测值Z(m)20.4 18.6 17.2 18.4 17.4 19.2 22.6
某河某测站施测到某日的水位变化过程如下表所示,试用面积包围法求该日的平均水位。
A. 表1-3-3 某测站某日水位变化过程表
B. 时间t(h)0 2 8 14 16 20 24
C. 水位观测值Z(m)20.4 18.6 17.2 18.4 17.4 19.2 22.6
题目解答
答案
A. 表1-3-3 某测站某日水位变化过程表
解析
面积包围法是计算非等时间隔水位资料平均值的常用方法。其核心思路是将整个时间段内的水位变化视为多个梯形,计算每个时间段的面积(即水位平均值乘以时间间隔),再累加所有面积后除以总时间。关键步骤包括:
- 将时间序列划分为相邻时间段;
- 对每个时间段计算梯形面积;
- 求和并除以总时间。
步骤1:划分时间段
根据时间点(0,2,8,14,16,20,24小时)划分6个时间段,对应水位值如下:
| 时间段(h) | 水位(m) | 时间间隔(Δt) | 
|---|---|---|
| 0-2 | 20.4 → 18.6 | 2 | 
| 2-8 | 18.6 → 17.2 | 6 | 
| 8-14 | 17.2 → 18.4 | 6 | 
| 14-16 | 18.4 → 17.4 | 2 | 
| 16-20 | 17.4 → 19.2 | 4 | 
| 20-24 | 19.2 → 22.6 | 4 | 
步骤2:计算各时间段面积
每个时间段面积公式为:
$\text{面积} = \frac{Z_{\text{前}} + Z_{\text{后}}}{2} \times \Delta t$
- 时间段0-2:
 $\frac{20.4 + 18.6}{2} \times 2 = 39$
- 时间段2-8:
 $\frac{18.6 + 17.2}{2} \times 6 = 107.4$
- 时间段8-14:
 $\frac{17.2 + 18.4}{2} \times 6 = 106.8$
- 时间段14-16:
 $\frac{18.4 + 17.4}{2} \times 2 = 35.8$
- 时间段16-20:
 $\frac{17.4 + 19.2}{2} \times 4 = 73.2$
- 时间段20-24:
 $\frac{19.2 + 22.6}{2} \times 4 = 83.6$
步骤3:求和并计算平均水位
总面积:
$39 + 107.4 + 106.8 + 35.8 + 73.2 + 83.6 = 445.8$
平均水位:
$\frac{445.8}{24} \approx 18.58 \, \text{m}$