工程水文学实验指导书

1、 工程水文学工程水文学 实实 验验 指指 导导 书书 （水资、水工、农水及热动专业） 康艳 宋松柏 王双银 巨娟丽 向友珍 西北农林科技大学水利与建筑工程学院西北农林科技大学水利与建筑工程学院 2011 年年 11 月月 1 前前 言言 本指导书部分内容是在参考和引用河海大学水文测验学实验指导书 、南京水利水文自动化研究 所防汛厂、黄河水文科技有限公司和内蒙古河套灌区管理总局义长灌域管理局徐宏伟高级工程师等编 写的水文仪器使用资料的基础上编写而成，在此，向他们表示感谢！具体要求如下： 1在实验前，复习课堂所讲有关内容，并且预习实验指示书中有关内容，以保证实验取得较好效 果。 2.为帮助同学加深

2、对仪器了解，指导示书中附有部分仪器的原理和部分阅读材料。 3爱护仪器。在未了解仪器性能之前，不得擅自拆卸仪器，各种实验须按指导书中操作步骤进行， 实验结束后应把仪器整理好放回原处，经指导教师同意后才能离开实验室。 4.遵守实验室规则，爱护公物。 5.实验结束后，认真撰写实验报告。要求按规范的规定进行数据处理，并达到“分析正确，计算 无误、图幅美观，字迹端正” ；实验报告中的曲线图严格按照工程制图要求进行绘制；文字说明和计算 数据书写应字迹端正。切忌随手乱涂乱划，以作为期末考查的依据。 6.说明：本课程实验安排在下列实验室进行实验教学。 序号实验名称实验地点负责人 实验一水文要素观测北校区灌溉实

3、验站 实验二河道水位流量数据处理北校区图书馆 2 目录 第一章第一章 气象要素观测气象要素观测 .1 1.1 实验目的.1 1.2 实验原理.1 1.3 降水量观测.1 1.3.1 雨量器测定降水量.1 1.3.2 虹吸式雨量计测定降水量.3 1.3.3 雪深和雪压的测定.4 1.3.4 体积量雪器.5 1.3.5 称雪器.6 1.4 蒸发量观测.6 1.4.1 小型蒸发器.7 1.4.2 E-601 型蒸发器.7 第二章第二章 流量测验流量测验 .10 2.1 实验目的.10 2.2 实验内容.10 2.2.1 主要技术指标.10 2.2.2 仪器结构.10 2.2.3 工作原理及计算方法.

4、11 2.3.4 仪器的安装与使用.11 2.2.5 仪器的使用注意事项.14 2.3 实验报告.15 第三章第三章 水文资料整编水文资料整编 .17 3.1 实验目的.17 3.2 实验内容.17 3.3 实验材料.17 3.4 实验步骤.19 参参 考考 文文 献献 .21 1 第一章第一章 气象要素观测气象要素观测 1.11.1 实验目的实验目的 掌握降水、蒸发量测仪器的使用操作与资料整理。 1.21.2 实验原理实验原理 水量平衡法和称重法。 1.31.3 降水量观测降水量观测 降水量是指从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)降水，未经蒸发、渗透、流失而在水平 面上积聚的深度。 降

5、水量以 mm(mm)为单位，取一位小数。配有自记仪器的，作降水量的连续记录并进行整理。 测定降水量的仪器：常规仪器主要有雨量器、虹吸式雨量计或翻斗式遥测雨量计。 1.3.11.3.1 雨量器测定降水量雨量器测定降水量 雨量器(见图 1)由承水器(漏斗)、储水筒(外筒)、储水瓶组成，并配有与其口径成比例的专用量 杯。 图图 1 1雨量器及量杯雨量器及量杯 (1）安装 安置在观测场内固定架子上。器口保持水平，距地面高度 70cm。冬季积雪较深地区，应在其附近 装一能使雨量器器口距地高度达到 1.0-l.2 米的备份架子。当雪深超过 30cm 时，应把仪器移至备份架 2 子上进行观测。 冬季降雪时，

6、须将漏斗从器口内拧下(用旧式雨量器的站，须换承雪口)，取走储水瓶，直接用承 雪口和储水筒容纳降水。 (2）观测和记录 液态降水的观测记录 每天 8 时、20 时观测前 12 小时降水量。在观测时要换取储水瓶，把换下 的储水瓶取回室内(降水很小或已停止时，也可在观测场内)，将水倒人量杯(注意倒净)。然后，用食 指和姆指夹住量杯上端，使其自由下垂(或将量杯放在水平的桌面上)，视线与水面平齐，以水凹面最 低处为准，读得的刻度数即为降水量，记入观测簿中该时降水量定时栏。降水量大时，可分数次量取， 求其总和。量取完毕，应进行复验。此外，也可用台秤”直接称量。 固态降水的观测记录 将已承接固态降水物的储水

7、筒用备用储水筒换下，盖上盖子后，取回室内， 待固态降水物融化后，用量杯量取。也可将固态降水物连同储水筒用台秤称量，称量前须把附着于筒 外的降水物和泥土等清除干净。如无台秤，又遇发报观测，则可加入定量的温水，使固态降水物完全 融化，再用量杯量取，但量得的数值须扣除加入的温水水量。观测时间及记录均同液态降水。 六小时降水量的观测记录 拍发绘图报的台站，凡配有遥测雨量计的，采用遥测雨量计观测专供 编报用的 2，8，14，20 时前的六小时降水量，记录记入观测簿该时 RR 栏。若无遥测雨量计或遥测雨 量计发生敢障时，应使用雨量器观测前六小时降水量，记录记入观测簿（见附表）RR 栏；同时按上述 a)的规

8、定，分别记入 8 时，20 时的定时栏。 (3) 几种特殊情况的处理 在炎热干燥的日子，降水停止后，要及时进行补测，其测得结果应视是否使用遥测雨量计，而分 别记入下一次定时观测的 RR 栏或定时栏中(因服务需要进行补充观测，其处理方法亦同此)。 20 时降水量观测时和观测前如无降水，而在其后至 20 时正点之间(包括延续至次日)有降水；或 20 时观测时和观测前有降水，但降水恰在 20 时正点或正点之前终止。遇有以上两种情况时，应于 20 时正点补充观测一次降水量，并记入当日 2 0 时降水量定时栏，使天气现象与降水量的记录配合一致。 出现雪暴时，应观测其降水量。 无降水时，降水量栏空白不填。

9、不足 0.05mm 的降水量记 0.0。纯雾、露、霜、冰针、雾淞、吹雪 的量按无降水处理*，但吹雪量必须量取，专供计算蒸发量用。 注：1.所用的量杯必须与雨量器的口面积成比例。 2.台秤应经常校验，以保证称量的精度。称量得出的数值，必须扣除储水瓶(筒)的重量。用 蒸发专用台秤时，读数直接为适用于 20cm 口径器具的 mm 值；用普通台秤(单位：克)时，须最后将重 量(克)从气象常用表(第二号)第八表中折合成 mm 值。 (4）维护 每次巡视仪器时，注意清除承水器、储水瓶内的昆虫、尘土、树叶等杂物。 定期检查雨量器的高度、水平，发现不符合要求时应及时纠正；如外筒有漏水现象，应及时修理 或撤换。

10、 承水器的刀刃口要保持正圆，避免碰撞变形。 3 1.3.21.3.2 虹吸式雨量计测定降水量虹吸式雨量计测定降水量 虹吸式雨量计(见图 2) 由承水器、浮子室、自记钟、虹吸管等组成。 (1）安装 安装在观测场内水泥或木底座上，并用三根纤绳拉紧。保持器口水平，距地高度以仪器自身高度 为准。 按下列顺序安装内部机件：(a) 将浮子室放在规定的位置上，使导管的漏斗刚好在承水器流入管 的下端，用特制的螺钉将浮子室固定在座板上；(b) 将自记纸卷在钟筒上，把钟筒套入钟轴，注意钟 筒的小齿轮要与钟轴座上的大齿轮衔接好。(c) 把虹吸管短端插入浮子室的侧管里(内有橡皮垫圈)， 用连接螺帽固定。(d) 自记笔

11、尖注好墨水，在虹吸管下放置盛水器。 使用前的调节和检查：仪器各部分安装完毕后，按顺序进行调节和检查：(a)调整零点，往承水器 里倒水，直到虹吸管排水为止；待排水完毕，自记笔若不停在自记纸零线上，就要拧松笔杆固定螺钉， 把笔尖调至零线再固定好。(b)用 10mm 清水，缓缓注入承水器，注意自记笔尖移动是否灵活；如摩擦 太大，要检查浮子顶端的直杆能否自由移动，自记笔右端的导轮或导向卡口是否能顺着支柱自由滑动。 (c) 继续将水注入承水器，检查虹吸管位置是否正确。一般可先将虹吸管位置调高些，待 10mm 水加完， 自记笔尖停留在自记纸 10mm 刻度线时，拧松固定虹吸管的连接螺帽，将虹吸管轻轻往下插

12、，直到虹吸 作用恰好开始为止，再固定好连接螺帽。此后，重复注水和调节几次，务必使虹吸作用开始时自记笔 尖指在 10mm 处，排水完毕时笔尖指在零线上。 (2）观测和记录 自记记录供无翻斗式遥测雨量计的台站，整理各时雨量及挑选极值用。遇固态降水，凡是随降随 化的，仍照常读数和记录。否则，应将承水器口加盖，仪器停止使 用(并在观测簿备注栏注明)，待有液态降水时再恢复记录。 自记纸的更换：(a) 无降水时，自记纸可连续使用 8-10 天， 用加注 1mm 水量的办法来抬高笔位，以免每日迹线重迭。(b) 有降 水(自记迹线上升0.1mm)时，必须换纸。自记记录开始和终止的 两端须作时间记号，可轻抬固定

13、在浮子直杆上的自记笔根部，使笔 尖在自记纸上划一短垂线；若记录开始或终止时有降水，则应用铅 笔作时间记号。(c) 当自记纸上有降水记录，但换纸时无降水，则 在换纸前应作人工虹吸(注水入承水器产生虹吸)，使笔尖回到自记 纸“0”线位置。若换纸时正在降水，则不作人工虹吸。 自记纸的整理：(a) 时间差订正。凡 24 小时内自记钟计时误 差达一分钟或以上时自记纸均须作时间差订正。(b) 按上升迹线计 算出两个正点记号间水平分格线实际上升的格数，即为该时降水量。 如换纸时有降水，致使换纸时间内的降水未记录上，这一部分量应 作为换纸所在时段里的降水量。没有上升迹线的各时段空白。(c) 降雹时耪自记迹线读

14、取各时降水量， 但应在自记纸背面注明降雹起止时间(夜间不守班的站，夜间降雹可只注明情况)。(d) 在降水微小的 图图 2虹吸式雨量计虹吸式雨量计 4 时候，自记纸上的迹线上升缓慢，只有在累积量达 0.05mm 或以上的那个小时，才计算降水量。其余不 足 0.05mm 的各时栏空白。 (3）维护 a) 在雨季，每月应将盛水器内的自然排水进行 1-2 次测量，并将结果记在自记纸背面，以备使用 资料时参考。如有较大误差且非自然虹吸所造成，则应设法找出原因，进行调整或修理。 b) 在初结冰前，应把浮子室内的水排尽，冰冻期长的地区，应将内部机件拆回室内保管。 c) 虹吸管与浮子室侧管连接处应紧密衔接，虹

15、吸管内壁和浮子室内不得沾附油污，以防止漏水或 漏气而影响正常虹吸。 d) 浮子直杆与浮子室顶盖上的直柱应保持清洁，无锈蚀物；两者应保持平行，以减小摩擦，避免 产生不正常记录。 e) 其它同雨量器见有关规定。 1.3.31.3.3 雪深和雪压的测定雪深和雪压的测定 雪深是从积雪表面到地面的垂直深度，以 cm 为单位，取整数；雪压是单位面积(cm2)上的积雪重 量，以 g/cm2为单位，取一位小数。 当台站四周视野地面被雪(包括米雪、霰、冰粒)覆盖超过一半时要观测雪深；在规定的日子当雪 深达到或超过 5cm 时要观测雪压。 测定雪深用量雪尺或普通米尺；测定雪压用体积量雪器或称雪器。 (1）观测地段

16、的选择 雪深、雪压的观测地段，应选择在观测场附近平坦、开阔的地方。入冬前，应将选定的地段平整 好，清除杂草，并作上标志。 (2）量雪尺 量雪尺是一木制的有 cm 刻度的直尺(见图 5)，或用普通米尺。 观测和记录 a) 符合观测雪深的日子，每天 8 时在观测地点将量雪尺垂直地插入雪中到 地表为止(勿插入土中)，依据雪面所遮掩尺上的刻度线，读取雪深的 cm 整数， 小数四舍五入。使用普通米尺时，若尺的零线不在尺端，雪深值应注意加上零线 至尺端距离的相当 cm 数值。 b) 每次观测须作三次测量，记入观测簿相应栏中，并求其平均值。三次测 量的地点，彼此相距应在 10 米以上(丘陵、山地台站因地形所

17、限，距离可适当缩 短)，并作出标记，以免下次在原地重复测量。 c) 平均雪深不足 0.5cm 记 o；没有积雪时，雪深栏空白。若 8 时未达到测 定雪深的标准，之后因降雪而达到测定标准时，则应在 14 时或 20 时补测一次； 测定方法同上述规定，记录记在当日雪深栏，并在备注栏注明。 d) 若台站四周积雪面积过半，但观测地段因某种原因而无积雪，则应在就 图图 5 5 量雪尺量雪尺 5 近有积雪的地方，选择较有代表性的地点测量雪深(雪压同)。如因吹雪或其它原因使观测地段的积雪 高低不平时，应尽量选择比较平坦的雪面来测定。 丘陵、山地的台站四周积雪达到记录积雪标准，但由于地形影响，测站附近已无积雪

18、存在时，雪 深不测量(雪压同)，相应栏空白，但应在备注栏注明。 1.3.41.3.4 体积量雪器体积量雪器 (1）体积量雪器(见图 6)是测量雪压用的一种仪器。由一内截面积为 100 cm2的金属筒、小铲、带 盖的金属容器和量杯组成。 (2）观测和记录 观测要求：观测要求：(a) 每月 5，10，15，20，25 日和月末最后一天，若雪深已达 5cm 或以上时，在雪深 观测(或补测)后，就在观测雪深的地点附近进行雪压观测。雪深不足 5cm 时，不观测雪压。如在规定 的观测日期，雪深不足 5cm(或无积雪)，而在随后的其它日子里，雪深达 5cm 或以上，或者在前一天 观测后，又因降雪，使雪深在一

19、日间增加了 5cm 或以上时，则均须在该日 8 时观测(或补 测)雪深后，补测雪压。(b) 观测雪压应取三 个样本，并求其平均值，作为该次雪压值。 为避免下次在原地重复取样，应在取过样本 的地点作出标记。 雪压的测定和计算：雪压的测定和计算：观测前半小时，把 量雪器拿到室外。取样前，应把量雪器清理 干净。取样时，拿住把手，将量雪器垂直地 插入雪中，直到地面。然后拨开量雪器一方 的雪，把小铲沿量雪器口插入，连同量雪器 一起拿到容器上，再抽出小铲，使雪样落入 容器内，加盖拿回室内。等雪融化后，再用量杯测定其 容量。 取样时，要注意清除样本中夹入的泥土、杂草。所 取样本不应包括雪下地面上的水层和冰层

20、，但应包括积 雪面上或积雪层中的冰层。有这种情况时应在观测簿备 注栏中注明。 当雪深超过取样的量雪器金属筒高度时，应分几次 取样。在取上层雪样时，注意不要破坏下层雪样。 雪压计算公式为： 100 )/( 2 M cmgp M为样本重量(克)，分母 100 为量雪器内截面积 (cm2)。 图图 6 6体积量雪器体积量雪器 图图 7 7称雪器称雪器 6 例：某样本经融化后，水的容积等于 440 cm3。 因 1 cm3的水等于 1 克重，M4401440(克)。 所以，雪压。)/(4 . 4 100 440 2 cmgp 记录时，将 M 值记入观测簿当日样本重量栏(见附表)；p 值记入雪压栏，取一

21、位小数；三次平均 值填入平均栏中。 （3）维护 每次观测后，必须将仪器擦净，并防止金属筒的刀刃口变形、变钝。 1.3.51.3.5 称雪器称雪器 (1) 称雪器(见图 7)是由带盖的圆筒、秤和小铲组成的一种测量雪压的仪器。 (2) 观测和记录 观测要求：观测要求：同体积量雪器。 雪压的测定和计算：雪压的测定和计算：观测前半小时，把称雪器拿到室外。每次取样前应先清洁称雪器，检查秤的 零点，把带盖的空圆筒挂在秤钩上，使秤锤上的刻线与秤杆上的零线吻合。这时秤杆应当水平，平衡 标志是秤杆上的指针与提手正中缺口相合。如果秤的零点不准时，须移动秤锤位置，使它平衡，并把 秤锤的新位置作为零点。 取样时，将圆

22、筒(锯齿形的一端)向下垂直插入雪中，直到地面。然后拨开圆筒一边的雪，把小铲 插到圆筒底沿下面，连同圆筒一起拿起，再将筒翻转，擦净粘在筒外的雪，把筒挂在秤钩上，移动秤 锤，直到秤杆水平为止，读出秤锤准线对应于秤杆上的刻度数，取一位小数。 取样操作过程中的注意事项与体积量雪器同。 雪压计算公式： S M cmgp )/( 2 S为称雪器圆筒内截面积(50 cm2)； m为秤杆刻度数； M为样本重量(g)。因秤杆上每一刻度单位(即十个小格)等于 50g，故 M 值用秤杆刻度数 m 乘 50 而得。 例：某样本秤杆刻度数m=5.9，则 )/(9 . 5 50 9 . 550 )/( 22 cmgcmg

23、p雪压 记录时，可将 m 值(秤杆刻度数)直接填入观测簿雪压栏，并求其三次平均值填入平均栏，样本重 量栏空白不填。 (3）维护 观测后必须将仪器擦净，秤杆上的两个三棱刀要经常保持清洁，涂油防锈。注意维护锯齿圈，防 止变形。 7 1.41.4 蒸发量观测蒸发量观测 小型水面蒸发器和 E601B 型水面蒸发器是观测水面蒸发量的仪器，水文气象部门均可使用。 1.4.11.4.1 小型蒸发器小型蒸发器 小型蒸发器(见图 8)为一口径 20cm、高 约 10cm 的金属圆盆，口缘镶有内直外斜的刀 刃形铜圈，器旁有一倒水小咀。为了防止鸟 兽饮水，器口附有一个上端向外张开成喇叭 状的金属丝网圈。 (1）安置

24、 在观测场内的安置地点竖一圆柱，柱顶安一圈架，将蒸发器安放其中。蒸发器口缘保持水平，距 地面高度为 70cm。冬季积雪较深地区的安置同雨量器。 (2）观测和记录 每天 20 时进行观测，测量前一天 20 时注入的 20mm 清水(即今日原量)经 24 小时蒸发剩余的水量， 记入观测簿余量栏。然后倒掉余量，重新量取 20mm(干燥地区和干燥季节须量取 30mm)清水注入蒸发器 内，并记人次日原量栏。蒸发量计算式如下： 蒸发量原量+降水量-余量 蒸发器内的水量全部蒸发完时，记为200(如原量为 300mm，记为300)。此种情况应避免发生， 平时要注意蒸发状况，增加原量。 结冰时用称量法测量，其它

25、季节用杯量法(用和蒸发器口径相配合的量杯)或称量法均可。称量后 应补足 20mm 的水量。 如结冰后有风沙，在观测时，应先将器内冰面上积存的尘沙清扫出去，然后称量。称量后，须用 水再将冻着在冰面上的尘沙洗去，再补足 20mm 的水量。 有降水时，应取下金属丝网圈；有强烈降水时，应随时注意从器内取出一定的水量，以防水溢出。 取出的水量应及时记入观测簿备注栏，并加在该日的“余量”中。 因降水或其它原因，致使蒸发量测定值成为负值时，记为 0.0。 为使计算蒸发量准确和方便起见，在多雨季节应增设一个蒸发用的雨量器。这一雨量器只在蒸发 量观测的同时进行观测。如在观测当时正遇降水，在取走蒸发器时，应同时取

26、走该雨量筒中储水瓶； 放回蒸发器时，也同时放回储水瓶。量取的降水量，记入观测簿蒸发量栏中的“降水量”栏内。 炎热干燥的日子，当降水停止后，这雨量筒内的雨量也应作补充观测记录。 (3）维护 1) 每天观测后均应清洗蒸发器(洗后要倒净余水)，并换用干净水。冬季结冰期间，可 10 天换水 1 次。 2) 应定期检查蒸发器是否水平，有无漏水现象，并及时纠正。 图图 8 8 小型蒸发器及蒸发罩小型蒸发器及蒸发罩 8 1.4.21.4.2 E-601E-601 型蒸发器型蒸发器 (1）主要规格及技术参数 测针最大量程：70mm；测针最小刻度：0.1mm；蒸发桶器口直径：6182mm；蒸发桶器深： 600m

27、m；溢流桶内径：1961mm；电源：DC3V；环境温度：-4050。 (2）构造 E-601B 型蒸发器(见图 9)主要由蒸发桶、围圈、溢流桶和测针等组成。 蒸发桶是一器口面积为 3000 cm2且具有园锥底的玻璃钢园桶。园锥体部分的高度 8.7cm，蒸发 桶口缘成里直外斜的刀刃形。在桶壁上装有测针插座观测时测针插在插座孔中，静水盒安装在桶内壁， 冰期观测时可取下，极为方便。桶壁刻有红色水面线标志，指示蒸发桶中在加水或取水后水面应保持 的高度。红色水面线距器口 7.5cm。桶壁上嵌有溢流管，用橡皮管和溢流桶相连接，以排泄蒸发桶内 因暴雨而溢出的水量。 (2)(2) 围圈围圈 是装置在蒸发桶外围

28、的环套，用以减少太阳辐射及溅水对蒸发的影响。它由四个相同 的、其周边稍小于四分之一的圆周的弧形水槽组成。水槽用较厚的白铁皮制成，宽 20cm，内外壁高度 分别为 137cm 和 15.0cm。每个水槽的外壁上开有排水孔，孔口下缘离水槽底高度为 13.0cm。为防止水 槽变形，在内外壁之间的上缘设有撑档。每个水槽均应按蒸发桶的同样要求涂上白漆。围圈内的水面 应与蒸发桶内的水面接近。 溢流桶 用金属或其它不吸水的材料制成。 它用来承接因暴雨从蒸发桶溢出的水量。用量尺直 接观测桶内水深的溢流桶，应做成口面积为 300 cm2圆柱桶；不用量尺观测的，所用的溢流桶的形式 不拘，其大小以能容得下溢出的水量

29、为原则。放置溢流桶的箱要求耐久、干燥和有盖。须注意防止降 落在胶管上的雨水顺着胶管流入溢流桶内。不出现暴雨的地方，可以不设置溢流桶。 测针 是应用螺旋测微器原理制成(见图 10)。具有准确、简单、可靠的特点。 测微螺杆借助于置紧螺丝固定于刻度盘上，旋动刻度盘带动测微螺杆旋转，使测杆在螺丝套中作 图图 1010E-601BE-601B 型蒸发器测针型蒸发器测针 图图 9 9E-601BE-601B 型蒸发器结构型蒸发器结构 1.音响器音响器2.插座插座3.测针测针4.蒸发桶蒸发桶5.围圈围圈6.橡皮管橡皮管7.溢流桶溢流桶 9 轴向移动。整个测针部件安装在蒸发桶外插座孔上。旋转刻度盘，则测针上下

30、移动，使针尖接触水面， 可使读数精确到 0.1mm。针尖的外围水面上套一杯形静水器，器底有孔，使水内外相通。静水器用固 定螺丝与插杆相连，可以上下调整其位置，恰使静水器底没入水中。 支架杆上下绝缘，针尖接触水面前无音响信号，当针尖一触水面，BG1产生基极电流，产生振荡， 由音响器向工作者报以针尖触水信号，测得蒸发桶内的准确液位。 音响器原理图 音响器工作原理见图 11。 (3）安置 E-601 型蒸发器，安置在观测场内靠近小型蒸 发器的地方。安置时，力求少挖动原土。蒸发桶放 入坑内，必须使器口水平。桶外壁与坑壁间的空隙， 应用原土填回捣实。围圈与蒸发桶必须密合。围圈 与地面之间，应取与坑中土壤

31、相接近的土料来填筑土圈，其高度应低于蒸发桶口缘约 75cm。在土圈外 围，还应有防塌设施，可用预制弧形混凝土块拼成，或沿土圈外围打入短木板桩等。各部分具体安装 尺寸。 (4）观测和记录 每日 20 时进行观测。观测时先调整测针针尖与水面恰好相接，然后从游标尺上读出水面高度。读 数方法：通过游尺零线所对标尺的刻度，即可读出整数；再从游尺刻度线上找出一根与标尺上某一刻 度线相吻合的刻度线，游尺上这根刻度线的数字，就是小数读数。 如果由于调整过度，使针尖伸入到水面之下，此时必须将针尖退出水面，重新调好后始能读数。 蒸发量前一日水面高度蒸发量前一日水面高度+ +降水量降水量( (以雨量器观测值为准以雨

32、量器观测值为准)-)-测量时水面高度测量时水面高度 观测后应即调整蒸发桶内的水面高度，水面如低(高)于水面指示针尖一厘米时，则需加(汲)水， 使水面恰与针尖齐平。每次加水或汲水后，均应用测针测量器中水面高度值，记入观测簿次日的蒸发 “原量”栏，作为次日观测器内水面高度的起算点。如因降水，蒸发器内有水流入溢流桶时，应测出 其量(使用量尺或 3000 cm2口面积的专用量杯；如使用其它量杯或台秤，则须换算成相当于 3000 cm2 口面积的量值)，并从蒸发量中减去此值。 遇测针损坏又无备件时，可用量杯量入或量出一定水量，使水面与指示针尖齐平，再根据量入或 量出的水量换算成蒸发量。 冬季结冰期很短或

33、偶尔结冰的地区，结冰时可停止观测，各该日蒸发量栏记“B” ；待某日结冰融 化后，测出停测以来的蒸发总量，记在该日蒸发量栏内。冬季结冰期较长的地区，整个结冰期停止观 测，应将器内的水汲净，以免冻坏蒸发器。 (5）维护 蒸发用水的要求：应尽可能用代表当地自然水体(江、河、湖)的水。在取自然水有困难的地区， 也可使用饮用水(井水、自来水)。器内水要保持清洁，水面无漂浮物，水中无小虫及悬浮污物，无青 笞，水色无显著改变。如不合此要求时，应及时换水。蒸发器换水时，换入水的温度应与原有水的温 度相接近。要经常清除掉入器内的蛙、虫、杂物。 图图 11音响器工作原理图音响器工作原理图 10 蒸发器及其附属用具

34、均应妥善使用。 每年在汛期前后(长期稳定封冻的地区，在开始使用前和停止使用后)，应各检查一次蒸发器的渗 漏情况和防锈层或白漆是否有脱落现象；如果发现问题，应进行添补或重新涂刷。 11 第二章 流量测验 2.12.1 实验目的实验目的 （1）了解流速仪的主要构造及其作用、仪器的性能。 （2）掌握流速仪的装配步骤与保养方法。 （3）了解流速仪测流的基本方法。 2.22.2 实验内容实验内容 LS25-3C 型旋浆流速仪是一种新改型仪器，采用磁电转换原理，无触点式测量，信号采集数多， 灵敏度高，防水，防沙性能好，仪器结构紧凑，是一种大量程的流速仪。适用于一般河流，水库、湖 泊、河口、水电站、溢港道等

35、高、中、低流速测量。配用 HR 型流速测算仪。 2.2.12.2.1 主要技术指标主要技术指标 （1）测速范围： V0.04-10 ms （2）仪器的起转速： Vo0.035 ms （3）临界速度： Vk0.12ms （4）每转四个信号 （5）旋浆水力螺距： K=250mm(理论) （6）检定公式全线均方差：M1.5 （7）信号接收处理：HR 型流速仪测算仪(适应线性关系) （8）测流历时： 20s、50s、l00s 或 1999s 任意设置 （9）测量数位： 四位有效数 （10）显示查询方式： 显示内容有时间、K 值、C 值、历时 T、流速 V、信号数等。 （11）参数设置及保存： 可调校时

36、间及设置 K、C、T 值等参数，设置后参数在掉电状态能长 期 2.2.22.2.2 仪器结构仪器结构 本仪器按工作原理可分为：感应，传信，测算，尾翼部份。仪器测流时的安装方式有悬杆，转轴 和测杆等几种。 （1）感应部份为一个双叶螺旋浆，安装于支承系统上灵敏地感应水流速度的变化。旋浆的转速与 水流速度之间的函数关系由流速仪检定水槽实验得出。 12 （2）传信部份由磁钢，接收电子器件一霍尔传感器构成，浆叶旋转带动磁钢转动。 （3）HR 型流速测算仪控制板由 89CXX 系列单片机及有关电路组成，液晶显示采用的是二线式串 行接口方式的显示模块。 （4）尾翼部件为一个十字形，供仪器在水平和垂直方向定向

37、。 （5）仪器悬挂附件(按水流条件和测验设备选用) 转轴部件：与悬索安装仪器，适用于测船测量较低的流速，可使仪器迎合流向。 十悬杆部件：与悬索安装仪器，适用于测船测量较高的流速：可使仪器在垂直方向对准水流方向。 测杆部件：(CG20 型)供浅水河道，涉水测流安装仪器，并兼测水深用。 2.2.32.2.3 工作原理及计算方法工作原理及计算方法 当水流作用到仪器的感应元件一浆叶时，浆叶即产生旋转带动转动部份中的磁钢转动。接收电 子器件一霍尔传感器，在外磁场作用下，电压不断变化，根据磁电转换原理，转换成电脉冲信号。经 由导线传递到计数器，浆叶每转 1/4 转发出一个脉冲信号，仪器发计一次信号，HR

38、型流速测算仪将信 号数直接转换成流速。实践表明其转率“n”与流速“V”之间存在一定函数关系 Vf(n)。在临界速 度 Vk以下至起转速 Vo之间，函数呈曲线关系。而临界流速 Vk以上则为一线性关系。每架仪器检定结 果，均附有曲线图和如下检定公式。 VKn+C 式中：V 一流速(m/s) n 一浆转率(等于旋浆总转数 N 与相应的测速历时“T 之比，即 n=N/T(1/s) K 一水力螺距(m) C 一常数(m/s) 注：系数 K、C 值与浆叶和支承系统的摩擦阻力等因素有关。 水流速度的测定，实际上是测量在预定时间内流速仪旋浆的转数(N)。仪器旋浆每转发出四个信号， 因此信号数乘 1/4 即为总

39、转数。 如果流速小于临界流速 Vk，则可在放大的曲线图上根据旋浆的转率“n”查得相应流速 2.3.42.3.4 仪器的安装与使用仪器的安装与使用 （1 1）安装流速仪）安装流速仪 1）用测杆工作时，先把测杆装配成套，把仪器套在预定水深位置上，并用固杆螺丝固紧测杆的 上部安装与仪器轴向一致的方向标。 2）用悬杆工作时与悬索配用安装仪器适用于测船测量较高的流速，可使仪器在垂直方向对准水 流方向回摆角为 300。 3）联接电路：把仪器上的传输线固紧在测杆或钢丝绳上，将三芯插头插入 HR 测算仪即可工作(特 13 别注意：插拔插头应在断电时进行)。 4）仪器工作完毕，用干毛巾擦干水分，一般应及时拆洗，

40、以备下次使用。 （2 2）HRHR 型流速测算仪使用方法型流速测算仪使用方法 1）面板操作键介绍(见图一) a)电源开关(有点的一端按下为开) b)液晶显示器窗口。 c)信号接口插座。 d)K 值指示灯(此灯亮时显示器显示的数据为 K 值)。 e)C 值指示灯(此灯亮时显示器显示的数据为 C 值)。 f)T 值指示灯(此灯亮时显示器显示的数据为 T 值)。 g)模式键：操作此键，可显示时间、K 值、C 值、T 值及流速等参数。 h)位选键：操作此键，可对参数的任一数位进行选择，凡被选择到的数位(将闪烁)，可通过置数 键，对其进行设置或修改。 i)当通过位选键选定参数的某一数位后，每按一下置数键

41、，可使该数位的数字加一。 j)测量键：操作此键，启动仪器进入流速测量状态。 k)复位键：操作此键，系统复位，显示器显示时间。 l)电池盒：手指压在背后电池盒盖，同时往下滑动，即可将其打开。 2）直接使用：(本仪器出厂前已将流速仪的 K、C 值输入，时间 T 设定为 50 秒) a)打开申池盒，装上电池(注意盒内正负极性)，打开电源开关，如不显示时间，按一下复位键。 b)按一下测量键，测算仪开始工作(必须在流速仪接入并开始旋转后，如未接入流速仪，则显示 两个零)，显示器窗左边显示的是时间，右边显示的是信号数。测流历时一到，HR 型流速测算仪自动 计算出流速一一显示器显示为U=X.XXX，单位为

42、m/s，并伴有音响提示。在显示流速时，操作位选键 可查看记录的测流历时及信号累计数，再操作位选键则返回到显示流速状态。如需要连续测量，只要 14 再按一下测量键即可进入下一次测流。 3)查询、设置修改参数 a)查询参数 (a)操作 每按一下该键，时间、K 值、C 值、T 值及流速等参数将依此出现在显示器窗口。 (b)在显示流速状态下操作模式键，可使流速和测流历时、信号数交替显示。 b)设置修改参数 (a)修改时间： 如果显示器不在时间状态，操作模式键，使显示器处于时间状态：tXX.XX.XX。按第一次位 选键后，显示器显示：三XXXXXX，并且时间的首位数闪烁。此时操作置数键可对闪烁的数位 进

43、行修改，修改完成后，再按一次位选键，下一数位又将出现闪烁，同样又可用置数键对其进行修 改，直到最后一位(操作中，若不对闪烁数位进行修改，可直接按一下位选键，使闪烁移至下一 位待修改)。修改完成后，再按一次位选键，显示器显示的时间即为修改后的时间。如果使时间处于 修改状态后，又不想修改时间，可操作模式键退出。 (b)设置 K 值： 操作模式键，使显示器显示：0XXXX，K 值状态(此时 K 值指示灯亮)，按下位选键，显示器 显示：三0.XXXX，并且小数点后第一位数闪烁，操作置数键，置入所需数值。再按下位选键，小 数点后第二位将闪烁，再操作置数键，置入第二位所需数值。重复这一过程，直到最后一位数

44、置入， 最后再按下位选键使显示器显示所置入的 K 值。如发现显示的 K 值与要置的数据有误时，可重新操作 位选键及置数键，重新设置。 (c)设置 C 值： 操作模式键，使显示器显示：C0XXXXC 值状态(此时，C 值指示灯亮)。按下位选键，显示 器显示：三 C0XXXX，并且小数点后第一位数闪烁，以下置数过程与上述设置 K 值置数过程相同。 (d)设置测流历时 T 操作模式键，使显示器显示：-t-XXXT 值状态(此时 T 值指示灯亮)。按下位选键，显示器显示： 三-t-XXX，并且 T 值的首位数闪烁进入 T 值设置状态。此时操作第一次置数键，显示器显示三-t- XXX，操作第二次置数键时

45、，显示器将显示三-t-100，操作第三次置数键时，显示器将显示三-t- 100。若想设置此种历时 T(20s，50s，100s)之一时，可在显示到该历时 T 时，连续操作位选键，使 显示器上闪烁位移出设置状态即可。例如：要将 T 值设置为 50s，首先操作模式键，使显示器显示- t-XXX，再操作位选键，使显示器显示三-t-XXX，首位出现闪烁，操作置数键，当显示器显示三- t-050时，再连续按三次位选键，闪烁位移出消失，设置成功。 若需要设置任意历时 T 值，则置数方法是：按上述操作到当显示器显示三-t-100时，百位数 1 闪烁，此时按一次置数键，即进入置任意历时 T 值状态，百位数将加

46、 1，变成 2，连续按置数键，可 一直加到 9、0 后，又重 1 开始循环百位数确定后，再按一次置数键使十位数闪烁，又同样用置 数键可设置十位数。同理，个位数的设置也一样。置数完成后，操作位选键，使闪烁位消失，则设置 任意历时 T 值成功。 15 以上设置后的参数在掉电状态下能长期保存。 2.2.52.2.5 仪器的使用注意事项仪器的使用注意事项 （1）仪器结构上的改进，在高速测流作用下其旋转部分也不易脱落。正确拆卸方法是拧下身架上 的密封螺母，松开止紧螺钉，(注意牛皮垫圈脱落)松开轴座支部件，从身架上取出仪器旋转部件，然 后将旋转部件的磁钢支部件取下，取出并套支部件，把轴套和旋浆轴分开，一切

47、零件洗净后，旋浆孔 内注入仪器油，并按拆卸的相反顺序装好。 (2)球轴承是仪器的关键元件，其工作条件要求十分清洁和充分润滑，它关系到仪器的测量精度， 特别是低速部份。 (3)仪器清洗后，回装应注意旋转部分，与静止部份应有 0.2mm 间隙。 (4)仪器清洗剂为 120#汽油润滑油为 8#仪表油不得改用其它油类。 (5)在含沙量较大或水深，流急时的河道测流时，为了避免仪器进水进沙，在安装仪器时应在并套 支部表面和丝扣外涂一层黄油。 (6)HR 型流速测算仪与流速仪之间插头连线，使用中如有损坏，在重新连接时，不能错接并应 特别注意各线之间不能短路，以免造成信号电路损坏。 (7)如果 HR 型流速测

48、算仪在末接入信号插头时能正常工作，但接上信号插头后工作异常(如显示器 不显示等)，则应及时取下信号插头进行检查否则将损坏仪器。 (8)如果在开机或工作中出现异常现象时，可操作复位键重新启动，重新启动后，显示器应显示 时间。如复位后仍不能正常工作，此时应检查电池电压，若电压低于 5.1V，则需更换电池。 (9)如果长期不使用，将电池取出，以防电池漏液腐蚀器件。 仪器结构仪器结构 1.外隔套 2.内隔套 3.球轴承 4.浆轴支部件 5.轴座支部件 6.并套支部件 7.磁纲座支部件 8.密封螺母 9.止紧螺钉 10.牛皮垫圈 11.身架 12.浆叶 13.浆套 14.轴承圈 15.弹簧垫圈 16.并

49、紧螺钉 17.防水垫圈 18.信号支部件 19.连接螺钉 20.防松螺钉 21.锥头螺钉 16 2.32.3 实验报告实验报告 用流速仪法测出渠道流量、测速垂线布置如下： a测出水深，确定流速仪位置 b量出 H1，H2，H3，H4距离（起点距） c用一点法测出流速 d计算出部分流量 e算出流量Q f实验设备：流速仪、秒表、计算器，联杆、电线，测深测速记载及流量计算表。 17 18 第三章 水文资料整编 3.13.1 实验目的实验目的 掌握河道月、年平均水位的统计和应用临时曲线法推求指定日期日平均流量的方法。 掌握查阅流域水文年鉴卷、册表的刊印情况，掌握水文年鉴的使用方法。 3.23.2 实验内

50、容实验内容 (1)统计某站 1980 年月、年平均水位。 (2)用临时曲线法推求某站指定日期的日平均流量。 (3)利用水文年鉴，根据选定水文站，完成下列任务： 1）查阅水文年鉴，了解水文年鉴卷、册表的刊印情况。 2）摘录某年逐日平均水位，逐日平均流量。 3）摘录某场洪水水位、流量，绘制该场洪水的水位、流量过程线。 3.33.3 实验材料实验材料 (1) 某站 1980 年逐日平均水位表(见表 1)。 (2) 某站 1980 年实测流量成果(见表 2)。 (3) 某站 1980 年部分水位摘录表(见表 3)。 (4) 黄河流域、长江流域水文年鉴。 表 1 某站 1980 年逐日平均水位表 表内水

51、位(冻结基面以上米数)0.000m大连基面以上米数(m) 日1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月11 月12 月 11051.18 1050.53 1051.49 1050.33 1050.96 1053.97 1053.97 1054.06 1053.90 1053.92 1052.38 1050.57 21051.18 1050.46 1051.40 1050.33 1051.05 1054.04 1053.94 1053.97 1053.91 1054.12 1052.09 1050.60 31051.01 1050.46 1051.48 1050.35 105

52、1.08 1054.07 1053.87 1054.12 1053.97 1054.16 1051.99 1050.98 41050.90 1050.51 1051.69 1050.34 1050.75 1053.99 1053.84 1054.05 1053.91 1054.15 1051.84 1051.45 51050.89 1050.61 1051.85 1050.35 1050.79 1053.99 1053.83 1053.93 1054.02 1052.81 1051.45 1051.94 61050.90 1050.72 1051.79 1050.36 1051.12 1054

53、.02 1053.89 1053.65 1053.92 1051.57 1051.35 1052.16 71050.94 1050.79 1051.76 1050.27 1051.13 1054.02 1053.93 1053.48 1053.89 1051.55 1050.93 1051.91 81051.00 1050.81 1051.76 1050.27 1051.13 1053.98 1053.90 1053.38 1053.96 1051.67 1050.71 1051.92 91051.07 1050.82 1051.76 1050.44 1051.07 1054.01 1053.

54、94 1053.37 1053.89 1051.75 1050.68 1052.00 101051.13 1050.84 1051.71 1050.57 1053.02 1053.99 1053.98 1053.49 1053.92 1052.20 1050.69 1052.11 111051.13 1050.89 1051.60 1050.63 1053.80 1054.02 1053.95 1053.67 1053.94 1052.35 1050.74 1052.32 19 121051.14 1050.94 1051.58 1050.86 1053.96 1054.02 1054.00

55、1053.72 1053.92 1052.41 1050.72 1052.28 131051.15 1051.07 1051.62 1050.60 1054.04 1053.98 1054.01 1053.74 1053.95 1052.55 1050.67 1052.29 141051.15 1051.18 1051.71 1050.52 1053.81 1054.05 1053.99 1053.80 1053.98 1052.65 1050.55 1052.30 151051.10 1051.26 1051.71 1052.12 1053.78 1054.05 1053.93 1053.7

56、9 1053.96 1052.68 1050.52 1052.33 161051.10 1051.24 1051.60 1053.48 1053.65 1054.05 1053.93 1053.75 1053.93 1052.56 1050.55 1052.33 171051.11 1051.19 1051.58 1053.66 1053.67 1053.97 1053.90 1053.75 1053.93 1052.55 1050.61 1052.24 181051.12 1051.22 1051.60 1053.71 1053.97 1053.93 1054.00 1053.82 1053

57、.96 1052.61 1050.64 1052.11 191051.07 1051.29 1051.66 1053.72 1054.07 1053.91 1053.96 1053.90 1053.97 1052.68 1050.64 1052.10 201051.03 1051.30 1051.64 1053.71 1054.06 1053.91 1053.94 1054.00 1053.91 1052.70 1050.68 1052.11 211051.02 1051.28 1051.63 1053.72 1054.08 1053.87 1053.84 1053.93 1053.94 10

58、52.66 1050.83 1051.98 221051.01 1051.27 1051.65 1053.70 1054.08 1053.85 1053.65 1053.93 1053.98 1052.65 1050.72 1051.64 231051.00 1051.32 1051.59 1053.44 1054.06 1053.87 1053.91 1053.93 1053.90 1052.69 1050.60 1051.39 241051.01 1051.39 1051.49 1053.71 1054.10 1053.94 1054.00 1053.91 1053.99 1052.58

59、1050.62 1051.38 251051.01 1051.45 1051.49 1053.69 1054.10 1054.00 1053.91 1053.89 1053.89 1052.44 1050.63 1051.58 261050.94 1051.51 1050.93 1053.59 1054.07 1054.01 1053.87 1053.90 1053.97 1052.44 1050.68 1051.83 271050.88 1051.53 1050.36 1052.46 1054.11 1054.00 1053.97 1053.86 1054.03 1052.48 1050.6

60、0 1051.91 281050.92 1051.54 1050.35 1050.79 1054.00 1053.96 1053.99 1053.93 1054.09 1052.45 1050.65 1051.79 291050.91 1050.34 1050.90 1054.03 1053.95 1053.90 1053.89 1054.04 1052.49 1050.55 1051.70 301050.76 1050.30 1050.81 1054.02 1053.94 1053.92 1053.85 1053.97 1052.50 1050.57 1051.83 311050.63 10