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文档简介

第一章 测站与站网1.1 测站在流域内一定地点(或断面)按统一标准对指定的水要素进行系统、规范的观测以获取所需水信息而设立的观测场所称为测站。按观测项目分类:水文测站、水质测站和气象观测站;按观测方式分类:人工测站、自动测站、遥感测站和卫星测站1.2 站网测站在地理上的分布网称为站网。广义的站网还包括管理机构所组成的信息采集与处理系统站网规划的目的是按照科学的原则在流域上布设测站;通过站网采集水信息,并可以内插流域内任何地点的水文或水质要素的特征值。按测验项目分类:水位站网、流量站网、雨量站网、蒸发站网等;线的布设沿大河干流每隔适当距离就布设一个测站,间距要满足沿河长内插径流特征值的精度要求以及沿河长发布水文情报、预报的需要区域的布设根据气候、下垫面等自然因素进行水文分区,在分区内选择有代表性的流域布设测站。小流域布设根据下垫面分类原则和流域面积,考虑流域坡度等因素进行布站。水环境监测站网:是按一定的目的与要求,由适量的各类水质站组成的水环境监测网络。可分为地表水、地下水和大气降水3种基本类型。1.3 水文测站的设立水文测验河段的选择选择条件:满足设站目的的要求;能测得稀遇洪水和枯水季节信息;满足安全和测验精度前提下,尽量有利于简化水信息要素观测与数据分析工作;交通方便,易于到达。水文测站控制定义:对测站的水位与流量关系起控制作用的断面或河段的水力因素的总称。前者为断面控制,后者为河槽控制。断面控制在天然河道中,因地质或人为原因形成河段局部地形突起,使水面线发生明显转折,形成临界流,临界水深hk,从而形成断面控制。河槽控制水位流量关系靠河槽发生的阻力来控制,如该河段底坡、断面形状、糙率等因素较稳定,则水位流量关系也比较稳定,称为河槽控制。水文测站设立1. 设立内容 埋设水准点,并引测高程;测量河段地形;绘制地形图和水流平面图;依据上述两图确定断面布设方向;布设测验断面、基线、高程基点、各种测量标志;设立各种观测设备;填写测站考证薄。2. 断面布设 基本水尺断面;流速仪测流断面;浮标测流断面;比降测流断面。3. 基线布设 在测验河段进行水文测验时,为用测角交汇法推求测验垂线在断面上的位置(起点据L)而在岸上布设的线段,成为基线(如图)。方向线与横断面线的夹角不小于30,最小也应大于15第二章 降水观测2.5 降水量观测误差风力误差雨量器高出地面安装造成风场变形,器口风速增大,使降水迹线偏离。 偏小降雨2%10%,降雪10% 15%(1)重视场地勘查;(2)降低安装高度;(3)安装防风圈。湿润误差干燥情况下,降水开始时,雨量器构建要粘滞一些降水。偏小0.05 0.3mm,1年累计2%左右(1)提高器内光洁度;(2)降水之前湿润各部件。蒸发误差降雨停后截留在翻斗内的水量产生蒸发。年降水量偏小1% 4%(1)用小口径储水器;(2)降水停后即观测;(3)提高各接水部件的密封性能。第三章 水位观测3.1 水位概述水位:河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面离固定基面的高程,称为水位,以m计。基面:确定水位和高程的起始水平面称为基面。 1.绝对基面 2.假定基面:假定某定点高程数值,此高程的零点为假定基面。 3.测站基面:以河流历年最低水位或河床最低点以下0.51.0m处水平面为基面,为水文测站一种专用基面。 4.冻结基面:取测站第一次使用的基面,一直沿用不再变动。3.2 水位观测成果的计算日平均水位计算 :算术平均法 面积包围法3.3 水位数据处理(1)直线插补法 水位变化平稳或水位变化大,但呈一致(上涨或下落)趋势。那么每日插补水位值( Z )可表示为: Z=(Z2-Z1)/(n+1), Z2为缺测前一日水位, Z1为缺测后一日水位,n为缺测日数。 (2)水位关系曲线法 缺测时间较长,可用本站与邻站的同时水位或相应水位的关系曲线插补。 第四章 流量测验流量是的单位时间内流过江河某一断面的水量,m3/s。按工作原理,测流法可分为以下几种类型: 1.流速面积法:该方法由测定流速和测量过水断面面积两部分工作组成,通过断面测量借此推算流量,即Q=AV。 该方法可分为以下几种:(1)流速仪法 (2)航空法 (3)比降面积法 (4)积宽法 (5)浮标法 2.水利学法:通过测量量水建筑物和水工建筑物的有关水力因素,并事先率定出流量系数,利用水力学中的出流公式计算流量。 3.物理法:利用声、光、电、磁等物理学原理测定流量。 该方法有点在于(1)仪器不干扰原来的水流结构;(2)快速、连续测流; (3)操作安全。 4.化学法:该方法是在测验河段上游施放一种已知浓度的化学指示剂,水流的紊动作用能够使在水中稀释扩散并充分混合,其稀释程度与水流流量成正比。 5.直接法:由容积法和重量法,适用于流量极小的沟涧。4.2 断面测流水道断面:自由水面线与河床线之间的范围,包括过水面积和死水面积;大断面:历年最高水位以上0.51.0m的水面线、岸线和河床线之间的范围;水深测量(1)直接测深器具 1)测深杆:适用于水深小于10m(国际标准为56m),流速小于3m/s的河流。 2)测深锤:水深、流速较大时,可用测深锤。 3)测深铅鱼(2)间接测深回声测深仪 超声波测深仪适用水深较大,含沙量较小,泡漩、可溶固体、悬浮物不多时的水体水深测量 (3)双频回声测深仪起点距:是指测验断面上某一垂线至断面上的固定起点的水平距离。大断面和水道断面上各垂线的起点距,均以高水时的断面桩(一般为左岸)作为起算零点。两岸断面桩之间的总距离两次测量的差值应小于1/500;测量水道断面时,河宽的测量误差也应在1/500以内。4.5 流速仪法测流原理:内容:(1)测量水深和起点距; (2)观测测速垂线上个测速点的流速,有斜流时要测流向; (3)水位观测,以及其他影响测速的有关因素; (4)检查、分析实测成果,进行断面流量计算。相应水位:在一次测流过程中,与该次实测流量值相等的瞬时流量所对应的水位。第五章 泥沙测验悬移质含沙量Cs(g/m3,kg/m3):单位体积浑水中所含悬移质干沙的重量。输沙率Qs,Qb(kg/s):单位时间内通过河流某一断面的悬移质或推移质的重量,即为悬移质输沙率和推移质输沙率。沉降粒径:在同一沉降介质中,与给定颗粒具有同一密度和同一沉降速度的球体直径。第六章 地下水监测地下水站网规划 规划应在地下水类型区、开采强度分区和监测站分类的基础上进行。基本类型区中的冲洪积平原区、内陆盆地平原区和山间平原区,以及特殊类型区是规划重点,要全面布设监测站;基本类型区中的山丘区级平原区种的黄土台塬区和荒漠区,可根据分布开采情况选择典型区布设。 布设原则:平面上点、线、面结合,垂向上层次分明;以浅层地下水监测站规划为重点;优先选择符合检测条件的已有井孔;兼顾水文测站。 自动监测系统规划要求:遵循技术先进、质量可靠、管理方便的原则;根据当前和长远目标和任务,确定系统功能和建设规模及技术要求;根据地下水预测、预报极各特殊类型区监测要求,确定监测站;监测目的和频次按监测目的和要求,由各省级行政区地下水监测主管部门确定。第九章 流量数据处理目的:利用少数实测资料、寻找Z-Q关系,推求逐时流量资料;获取足够精度、系统和连续的水信息资料。 主要方法:水位流量关系曲线法;辅助方法:上下游水文要素相关法、降水径流关系法等。流量数据处理的主要工作环节:定线与推流。工作内容: (1)收集校核原始资料; (2)编制实测成果表; (3)确定关系曲线,推求逐时、逐日值; (4)编制逐日表及洪水要素摘录表; (5)合理性检查; (6)编制数据处理说明书。单一曲线法定线步骤 (1)在同一张图纸上一次点绘Z-Q、 Z-A、 Z-V关系曲线。比例尺选择使其与横轴夹角近似45、60 、60 ,且不相交;测点注明测次号;3条曲线顺序。 (2)分析3条曲线特征。 符合单一曲线标准;特殊情况出现情况;突出点分析与处理。 (3)通过点群中心定一条单一线。误差最小原则;光滑无反曲。 (4)曲线检验(仅对Z-Q曲线)。符号检验;适线检验;偏离数值检验;两条曲线需要合并定线时,要进行t检验。 (5)高低水延长。必要性;重要性;幅度;方法;年头年尾衔接 (6)编制流率表 (7)推流。在流率表上查读 ; 的计算。低水延长:一般是以断流水位作控制进行Z-Q关系曲线上查得断流水位方向作作的延长。断流水位是指流量为零时的相应水位。变动回水影响:测流断面下游水位变化导致该断面水面比降和流量的变化,在Z-Q关系图上使同水位下比降或落差大的关系点偏右,小的偏左,该现象称为变动回水影响。影响因素相同点异同点变动回水在Z-Q关系图上,右侧点比降大,左侧点比降小。则有些Z-Q关系可视为另一种因素的影响,处理方法较为灵活。水流流态:缓变恒定流反映比降变化的因素:分析落差影响源地:下游水体水位变化曲线特征:无洪水涨落水流流态:渐变恒定流反映比降变化的因素:分析洪水特性影响源地:上有洪水波曲线特征:逆时针绳套曲线时序型流量数据处理方法1.连时序法 2.临时曲线法 3.

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