02第三章 水文观测ppt课件

1、水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第三章第三章 水文观测及水文资料收集水文观测及水文资料收集 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 重重 点点 水文信息采集与处理：研究各种水文信息的测量、水文信息采集与处理：研究各种水文信息的测量、 计算与数据处理的原理和方法的计算与数据处理的原理和方法的-门科学门科学,是水文学是水文学 与水资源学的重要组成部分与水资源学的重要组成部分 学习本章的目的是要学会收集水文资料，但中心学习本章的目的是要学会收集水文资料，但中心 内容是要了解降水、水面蒸发、水位、流量等水文内容是要了解

2、降水、水面蒸发、水位、流量等水文 要素测验的一般方法、日平均水位的计算、流量计要素测验的一般方法、日平均水位的计算、流量计 算，同时对水位流量关系有一定的了解算，同时对水位流量关系有一定的了解 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 目目 录录 第一节第一节 水文测站水文测站 第二节第二节 水位观测水位观测 第三节第三节 流量测验流量测验 第四节第四节 泥沙测验及计算泥沙测验及计算 第五节第五节 水质检测水质检测 第六节第六节 水文资料收集水文资料收集 第七节第七节 流量资料整编流量资料整编 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观

3、测与水文调查 第一节第一节 水文测站水文测站 一、水文测站一、水文测站 在流域内一定地点在流域内一定地点(或断面或断面)按照统一标准对所需要的水文要素作系统观按照统一标准对所需要的水文要素作系统观 测以获取信息，并进行处理为即时观测信息，这些指定的水文观测地测以获取信息，并进行处理为即时观测信息，这些指定的水文观测地 点称为水文测站点称为水文测站 观测项目：水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰凌、水质、地观测项目：水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰凌、水质、地 下水位等下水位等 测站分类按主要观测项目分：水位站、流量站也称水文站）、雨量测站分类按主要观测项目分：水位站、流量站也称水文站）

4、、雨量 站、蒸发站等站、蒸发站等 按测站性质分：基本站、专用站。基本站是水文主管部门为全国各地按测站性质分：基本站、专用站。基本站是水文主管部门为全国各地 的水文情况而设立的；专用站是为某种专门目的或用途由各部门自行的水文情况而设立的；专用站是为某种专门目的或用途由各部门自行 设立的设立的 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 站网：测站在地理上的分布网站网：测站在地理上的分布网 目的：因为单个测站观测到的水文要素其信息只代表了站址处的水目的：因为单个测站观测到的水文要素其信息只代表了站址处的水 文情况文情况,而流域上的水文情况则须在流域内的一些适当地点

5、布站观测而流域上的水文情况则须在流域内的一些适当地点布站观测 广义的站网：指测站及其管理机构所组成的信息采集与处理体系广义的站网：指测站及其管理机构所组成的信息采集与处理体系 布站原则：通过所设站网采集水文信息，并经过整理分析后布站原则：通过所设站网采集水文信息，并经过整理分析后,达到可达到可 以内插流域内任何地点水文要素的特征值以内插流域内任何地点水文要素的特征值 水文站网规划的任务：研究测站在地区上分布的科学性、合理性、水文站网规划的任务：研究测站在地区上分布的科学性、合理性、 最优化等问题最优化等问题 第一节第一节 水文测站水文测站 二、水文站网二、水文站网 水文水利计算水文水利计算 第

6、三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 建站包括选择测验河段和布设观测断面建站包括选择测验河段和布设观测断面 选择测验河段：保证工作安全和测验精度，有利于简化水选择测验河段：保证工作安全和测验精度，有利于简化水 文要素的观测和信息的整理分析工作，测站的水位流量之文要素的观测和信息的整理分析工作，测站的水位流量之 间呈良好的稳定关系单一关系）。河道顺直、稳定、水间呈良好的稳定关系单一关系）。河道顺直、稳定、水 流集中，河段规整流集中，河段规整 平原地区应尽量选择河道顺直、稳定、水流集中平原地区应尽量选择河道顺直、稳定、水流集中,便于布设便于布设 测验的河段测验的河段 山区河流应在有石梁

7、、急滩、卡口、弯道上游附近规整河山区河流应在有石梁、急滩、卡口、弯道上游附近规整河 段上选站段上选站 三、水文测站的设立三、水文测站的设立 第一节第一节 水文测站水文测站 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 布设观测断面：布设基线、水准点和各种断面，即基本水尺断面、布设观测断面：布设基线、水准点和各种断面，即基本水尺断面、 流速仪测流断面、浮标测流断面及比降断面流速仪测流断面、浮标测流断面及比降断面 第一节第一节 水文测站水文测站 三、水文测站的设立三、水文测站的设立 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 基本水

8、尺断面：设立基本水尺基本水尺断面：设立基本水尺,用来进行常规的水位观测用来进行常规的水位观测 测流断面：应与基本水尺断面重合测流断面：应与基本水尺断面重合,且与断面平均流向垂直且与断面平均流向垂直 浮标测流断面：有上、中、下三个断面浮标测流断面：有上、中、下三个断面,一般中断面应与流一般中断面应与流 速仪测流断面重合。上、下断面之间的间距不宜太短速仪测流断面重合。上、下断面之间的间距不宜太短,其距其距 离应为断面最大流速的离应为断面最大流速的5080倍倍 比降断面：设立比降水尺比降断面：设立比降水尺,用来观测河流的水面比降和分析用来观测河流的水面比降和分析 河床的糙率河床的糙率 基线：通常与测

9、流断面垂直基线：通常与测流断面垂直,起点在测流断面线上，其用途起点在测流断面线上，其用途 是用经纬仪或六分仪测角交会法推求垂线在断面上的位置是用经纬仪或六分仪测角交会法推求垂线在断面上的位置 基本水准点：测定测站上各种高程的基本依据基本水准点：测定测站上各种高程的基本依据 校核水准点：用来校核水尺零点的高程校核水准点：用来校核水尺零点的高程 第一节第一节 水文测站水文测站 三、水文测站的设立三、水文测站的设立 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 驻测：在河流或流域内的固定点上对水文要素所进行的观测称驻测。驻测：在河流或流域内的固定点上对水文要素所进行的

10、观测称驻测。 这是我国收集水文信息的最基本方式，但存在着用人多、站点不足、这是我国收集水文信息的最基本方式，但存在着用人多、站点不足、 效益低等缺点效益低等缺点 巡测：观测人员以巡回流动的方式定期或不定期地对一地区或流域内巡测：观测人员以巡回流动的方式定期或不定期地对一地区或流域内 各观测点进行流量等水文要素的观测。各观测点进行流量等水文要素的观测。 间测间测:中小河流水文站有中小河流水文站有10年以上资料分析证明其历年水位流量关系稳年以上资料分析证明其历年水位流量关系稳 定，或其变化在允许误差范围内，对其中一要素定，或其变化在允许误差范围内，对其中一要素(如流量如流量)停测一时期停测一时期

11、再施测的测停相间的测验方式。再施测的测停相间的测验方式。 水文调查：为弥补水文基本站网定位观测的不足或其他特定目的水文调查：为弥补水文基本站网定位观测的不足或其他特定目的,采用采用 勘测、调查、考证等手段进行收集水文信息的工作勘测、调查、考证等手段进行收集水文信息的工作 第一节第一节 水文测站水文测站 四、收集水文信息的基本途径四、收集水文信息的基本途径 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第二节第二节 水文观测水文观测 绝对基面：将某一海滨地点平均海水面的高程定为绝对基面：将某一海滨地点平均海水面的高程定为0.000m，作为水准，作为水准 基面。我国

12、曾沿用过大连、大沽、黄海、废黄河口、吴淞、珠江等基基面。我国曾沿用过大连、大沽、黄海、废黄河口、吴淞、珠江等基 面，现在统一规定的基面为青岛黄海基面面，现在统一规定的基面为青岛黄海基面 假定基面：这是在水文测站附近没有国家水准点或在一时还不具备接假定基面：这是在水文测站附近没有国家水准点或在一时还不具备接 测条件的情况下暂时假定的一个水准基面测条件的情况下暂时假定的一个水准基面 测站基面：某些水文测站专用的一种假定基面，一般选择在河床最低测站基面：某些水文测站专用的一种假定基面，一般选择在河床最低 点或历年最低水位以下点或历年最低水位以下0.51.0m处的水平面作为零点来计算水位高度处的水平面

13、作为零点来计算水位高度 冻结基面：将测站第一次使用的基面冻结下来作为永久固定基面的一冻结基面：将测站第一次使用的基面冻结下来作为永久固定基面的一 种基面，也属水文测站专用的另一种假定基面。使用冻结基面可保持种基面，也属水文测站专用的另一种假定基面。使用冻结基面可保持 测站水位资料的历史连续性测站水位资料的历史连续性 水位水位= 水尺零点高程水尺零点高程 + 水尺读数水尺读数 水位：指河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面离开固定基面的高程水位：指河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面离开固定基面的高程 一、基本概念一、基本概念 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测

14、与水文调查 第一节第一节 水文测站水文测站 一、基本概念一、基本概念 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 水位观测设备：水尺、自记水位计水位观测设备：水尺、自记水位计 水位观测内容：基本水尺、比降水尺的水位水位观测内容：基本水尺、比降水尺的水位 基本水尺的观测是分段定时观测。当水位变化缓慢时基本水尺的观测是分段定时观测。当水位变化缓慢时(日变幅在日变幅在0.12m以以 内内)，每日，每日8时和时和20时各观测一次时各观测一次(称称2段制观测，段制观测，8时是基本时时是基本时)；枯水期；枯水期 日变幅在日变幅在0.06m以内，用以内，用1段制观测；日变幅

15、在段制观测；日变幅在0.120.24m时，用时，用4段制段制 观测；有峰谷出现时，还要加测观测；有峰谷出现时，还要加测 比降水尺观测的目的是计算水面比降，分析河床糙率等。其观测时间和比降水尺观测的目的是计算水面比降，分析河床糙率等。其观测时间和 次数，视需要而定次数，视需要而定 第二节第二节 水文观测水文观测 二、二、 水位观测的仪器水位观测的仪器 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第二节第二节 水文观测水文观测 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 日平均水位日平均水位 月平均水位月平均水位 年平均水位年平均

16、水位 算术平均法：若一日内水位变化缓慢算术平均法：若一日内水位变化缓慢,或水位变化较大或水位变化较大,但系等时距人但系等时距人 工观测或从自记水位计上摘录工观测或从自记水位计上摘录,采用算术平均法计算采用算术平均法计算 面积包围法若一日内水位变化较大、且系不等时距观测或摘录面积包围法若一日内水位变化较大、且系不等时距观测或摘录,则采则采 用面积包围法用面积包围法,即将当日即将当日024小时内水位过程线所包围的面积小时内水位过程线所包围的面积,除以一除以一 日时间日时间 第二节第二节 水文观测水文观测 三、水位观测资料整理三、水位观测资料整理 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水

17、文调查水文观测与水文调查 第二节第二节 水文观测水文观测 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第三节第三节 流量测验流量测验 流量：是单位时间内流过江河某一横断面的水量流量：是单位时间内流过江河某一横断面的水量,m3/s 流速面积法：流速仪法、航空法、比降面积法、积宽法流速面积法：流速仪法、航空法、比降面积法、积宽法(动车法、动车法、 动船法和缆道积宽法动船法和缆道积宽法)、浮标法、浮标法(按浮标的形式可分为水面浮标法、按浮标的形式可分为水面浮标法、 小浮标法、深水浮标法等小浮标法、深水浮标法等) 水力学法：包括量水建筑物和水工建筑物测流水力学法：包括

18、量水建筑物和水工建筑物测流 化学法：又称溶液法、稀释法、混合法化学法：又称溶液法、稀释法、混合法 物理法：超声波法、电磁法和光学法物理法：超声波法、电磁法和光学法 一、基本概念一、基本概念 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 将河道断面划分为若干部分，用普通测量方法测算出各部分断面将河道断面划分为若干部分，用普通测量方法测算出各部分断面 的面积，用流速仪施测流速并计算各部分面积上的平均流速，两者的的面积，用流速仪施测流速并计算各部分面积上的平均流速，两者的 乘积，称为部分流量，各部分流量之和为全断面的流量乘积，称为部分流量，各部分流量之和为全断面的流量

19、 测流工作分为：河道断面测量、流速测量测流工作分为：河道断面测量、流速测量 第三节第三节 流量测验流量测验 二、流速仪测流二、流速仪测流 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第三节第三节 流量测验流量测验 二、流速仪测流二、流速仪测流 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 断面测量工作包括水道断面测量和大断面测量两种，水道断面是指自断面测量工作包括水道断面测量和大断面测量两种，水道断面是指自 由水面线与河床线之间的范围，大断面为历年最高洪水位以上由水面线与河床线之间的范围，大断面为历年最高洪水位以上0.51.0m

20、 的水面线与岸线、河床线之间的范围的水面线与岸线、河床线之间的范围 水道断面的测量，是在断面上布设一定数量的测深垂线，施测各条水道断面的测量，是在断面上布设一定数量的测深垂线，施测各条 垂线的水深，同时测得每条测深垂线与岸上某一固定点断面的起点桩，垂线的水深，同时测得每条测深垂线与岸上某一固定点断面的起点桩， 一般设在左岸的水平距离称为起点距），并同时观测水位，用施测一般设在左岸的水平距离称为起点距），并同时观测水位，用施测 时的水位减去水深，得到各测深垂线处的河底高程时的水位减去水深，得到各测深垂线处的河底高程 第三节第三节 流量测验流量测验 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测

21、与水文调查水文观测与水文调查 测深垂线起点距：测深垂线至基线上的起点桩之间的水平距离，常用测深垂线起点距：测深垂线至基线上的起点桩之间的水平距离，常用 经纬仪、平板仪、六分仪、全球定位系统经纬仪、平板仪、六分仪、全球定位系统GPS等测量等测量 水深一般用测深杆、测深锤或测深铅鱼、超声波回声测声仪等测量水深一般用测深杆、测深锤或测深铅鱼、超声波回声测声仪等测量 第三节第三节 流量测验流量测验 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第三节第三节 流量测验流量测验 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第三节第三节 流量

22、测验流量测验 断面索法是在断面上架设钢丝缆索，每隔适当距离做上标记，并事先测断面索法是在断面上架设钢丝缆索，每隔适当距离做上标记，并事先测 量好它们的位置，测量水深的同时，直接在断面索上读出起点距。这种方法量好它们的位置，测量水深的同时，直接在断面索上读出起点距。这种方法 适合于河宽较小、水上交通不多、有条件架设断面索的河道测站，精度较高适合于河宽较小、水上交通不多、有条件架设断面索的河道测站，精度较高 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第三节第三节 流量测验流量测验 经纬仪岸上交会法：水经纬仪岸上交会法：水 文站在布设测流断面时，文站在布设测流断面

23、时， 同时布设基线同时布设基线(AC)，并，并 用精确方法量出基线的用精确方法量出基线的 长度长度L，测角时，将经，测角时，将经 纬仪安放在基线的终点纬仪安放在基线的终点 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 大断面：河道水道断面扩展至历年最高洪水位以上大断面：河道水道断面扩展至历年最高洪水位以上0.51.0m的断面。的断面。 水上、水下两部分水上、水下两部分 大断面测量是单独进行的，一般在汛前、汛后或较大洪水过后施测，大断面测量是单独进行的，一般在汛前、汛后或较大洪水过后施测， 包括水上及水下两部分，水下部分同上述水道断面的施测方法，水上包括水上及水下

24、两部分，水下部分同上述水道断面的施测方法，水上 部分采用水准测量方法进行部分采用水准测量方法进行 第三节第三节 流量测验流量测验 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第三节第三节 流量测验流量测验 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第三节第三节 流量测验流量测验 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 l K-水力螺距，表示流速仪的转子旋转一周时，水质点的行程长度水力螺距，表示流速仪的转子旋转一周时，水质点的行程长度 l N-流速仪在测速历时流速仪在测速历时T内的总转数，

25、一般是根据讯号数，再乘上每一讯内的总转数，一般是根据讯号数，再乘上每一讯 号代表的转数求得；号代表的转数求得； l T-测速历时，为了消除水流脉动的影响，测速历时一般不应少于测速历时，为了消除水流脉动的影响，测速历时一般不应少于100s l C-附加常数，表示仪器在高速部分内部各运动件之间的摩阻，称仪器附加常数，表示仪器在高速部分内部各运动件之间的摩阻，称仪器 的摩阻常数的摩阻常数 利用水流冲动流速仪的旋杯或旋桨，同时带动转轴转动，在装有信号利用水流冲动流速仪的旋杯或旋桨，同时带动转轴转动，在装有信号 的电路上发出讯号，便可知道在一定时间内的旋转次数，流速愈大，转的电路上发出讯号，便可知道在一

26、定时间内的旋转次数，流速愈大，转 轴转得愈快轴转得愈快 第三节第三节 流量测验流量测验 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 测速时，要在测流断面上选择若干条垂线作为测速垂线，并在每条测速时，要在测流断面上选择若干条垂线作为测速垂线，并在每条 测速垂线上选定若干个测点。测速垂线的数目，视水面宽度、水深和测测速垂线上选定若干个测点。测速垂线的数目，视水面宽度、水深和测 量精度要求而定，在精测法的要求下，最少测速垂线数目如表量精度要求而定，在精测法的要求下，最少测速垂线数目如表32所示。所示。 测速垂线的位置以能控制断面形状和流速横向分布为原则进行布设测速垂

27、线的位置以能控制断面形状和流速横向分布为原则进行布设 第三节第三节 流量测验流量测验 表31 我国精测法、常测法最少测速垂线数目的规定 水面宽 (m) 5.05.05010030010001000 精测法561012-1515-2015-2525 常测法3-556-87-98-138-1313 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 每根垂线上的流速随水深的不同而异，为求得垂线平均流速，必须在每根垂线上的流速随水深的不同而异，为求得垂线平均流速，必须在 各测速垂线不同水深点上测速。垂线上流速测点的数目和位置，要根据水各测速垂线不同水深点上测速。垂线上流速测

28、点的数目和位置，要根据水 深大小、水流情况、有无冰封等情况决定，但无论用任何方法则流，垂线深大小、水流情况、有无冰封等情况决定，但无论用任何方法则流，垂线 上流速测点的间距都不宜小于流速仪旋桨、旋叶或旋杯的直径上流速测点的间距都不宜小于流速仪旋桨、旋叶或旋杯的直径 第三节第三节 流量测验流量测验 表3-3 流速测点的位置 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 视垂线上布置的测点情况视垂线上布置的测点情况,分别按下列公式进行计算分别按下列公式进行计算: 一点法一点法Vm=V0.6 二点法二点法Vm=0.5*(V0.2+V0.8) 三点法三点法Vm=1/3*

29、(V0.2+V0.8+V0.6) 五点法五点法Vm=0.1*(V0.0+3V0.2+3V0.6+2V0.8+V1.0) 点流速点流速 垂线平均流速垂线平均流速 部分面积平均流速乘以对应的部分断面面积部分面积平均流速乘以对应的部分断面面积部分流量部分流量 全断面流量全断面流量 式中，式中，Vm为垂线平均流速为垂线平均流速V0.0、V0.2、V0.6、V0.8、V1.0均为与脚标数值均为与脚标数值 相应的相对水深处的测点流速相应的相对水深处的测点流速 第三节第三节 流量测验流量测验 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 岸边部分岸边部分:由距岸第一条测速垂线

30、所构成的岸边部分左岸由距岸第一条测速垂线所构成的岸边部分左岸 vl=Vml ,右岸右岸vn+1=Vmn。式中，。式中，称岸边流速系数称岸边流速系数,斜斜 坡岸边坡岸边=0.670.75,一般取一般取0.70,陡岸陡岸=0.800.90,死水边死水边 =0.60 中间部分中间部分:由相邻两条测速垂线与河底及水面所组成的部由相邻两条测速垂线与河底及水面所组成的部 分分,部分平均流速为相邻两垂线平均流速的平均值部分平均流速为相邻两垂线平均流速的平均值 Vi=0.5*(Vmi- 1+Vmi) 第三节第三节 流量测验流量测验 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查

31、因为断面上布设的测深垂线数目比测速垂线的数因为断面上布设的测深垂线数目比测速垂线的数 目多目多, 首先计算测深垂线间的断面面积首先计算测深垂线间的断面面积 计算方法：距岸边第一条测深垂线与岸边构成三计算方法：距岸边第一条测深垂线与岸边构成三 角形角形,按三角形面积公式计算按三角形面积公式计算(左右岸各一个）左右岸各一个）;其余相其余相 邻两条测深垂线间的断面面积按梯形面积公式计算。邻两条测深垂线间的断面面积按梯形面积公式计算。 其次以测速垂线划分部分其次以测速垂线划分部分,将各个部分内的测深将各个部分内的测深 垂线间的断面积相加得出各个部分的部分面积。垂线间的断面积相加得出各个部分的部分面积。

32、 第三节第三节 流量测验流量测验 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 由各部分的部分平均流速与部分面积之积得到部分流量由各部分的部分平均流速与部分面积之积得到部分流量,即即 qi=ViAi 式中式中,qi、vi、Ai分别为第分别为第i个部分的流量、平均流速和断面积个部分的流量、平均流速和断面积 断面流量 断面平均流速 第三节第三节 流量测验流量测验 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 浮标测流是通过观测水流夹带浮标的移动速度求得水面虚流速，利用浮标测流是通过观测水流夹带浮标的移动速度求得水面虚流速，利用 水面虚

33、流速推求断面虚流量，然后乘以浮标系数得测流断面流量水面虚流速推求断面虚流量，然后乘以浮标系数得测流断面流量 根据每个浮标的虚流速及浮标通过中断面的起点，在中断面图上绘制根据每个浮标的虚流速及浮标通过中断面的起点，在中断面图上绘制 虚流速分布图，由于每个浮标经过中断面时的起点距不是固定的，不能直虚流速分布图，由于每个浮标经过中断面时的起点距不是固定的，不能直 接求出断面各垂线上的虚流速，要在虚流速分布图上内插求得。然后根据接求出断面各垂线上的虚流速，要在虚流速分布图上内插求得。然后根据 断面垂线的起点距、水深和内插求得的虚流量，用上述流速仪测速的流量断面垂线的起点距、水深和内插求得的虚流量，用上

34、述流速仪测速的流量 计算方法，算出测流断面虚流量，再乘以浮标系数，即得测流断面流量计算方法，算出测流断面虚流量，再乘以浮标系数，即得测流断面流量 j L v t 第三节第三节 流量测验流量测验 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 悬移质泥沙：泥沙悬浮于水中并随之运动悬移质泥沙：泥沙悬浮于水中并随之运动 推移质泥沙：泥沙受水流冲击沿河底移动或滚动推移质泥沙：泥沙受水流冲击沿河底移动或滚动 河床质泥沙：相对静止而停留在河床上河床质泥沙：相对静止而停留在河床上 一、河流泥沙分类一、河流泥沙分类 第四节第四节 泥沙测验及计算泥沙测验及计算 水文水利计算水文水利

35、计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 测验悬移质泥沙含沙量，一般运用横式采样器和瓶式采样器。测验时，测验悬移质泥沙含沙量，一般运用横式采样器和瓶式采样器。测验时， 先用采样器在每条垂线上的不同深度处取水样，然后经过量积、沉淀、过先用采样器在每条垂线上的不同深度处取水样，然后经过量积、沉淀、过 滤、烘干、称重等手续，可测得水样体积滤、烘干、称重等手续，可测得水样体积V和干沙重和干沙重Ws，各测点含沙量可，各测点含沙量可 表示为下式。根据各相应测点的流速加权可计算垂线平均含沙量表示为下式。根据各相应测点的流速加权可计算垂线平均含沙量 二、二、 悬移质泥沙测验及计算悬移质泥沙测验

36、及计算 第四节第四节 泥沙测验及计算泥沙测验及计算 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 V Ws )233( 10 1 0 . 10 . 18 . 08 . 06 . 06 . 02 . 02 . 00 . 00 . 0 vvvvv vm m )( 3 1 8.08.06.06.02.02.0 vvv v m m ) 222 ( 1000 1 1 1 2 32 1 21 11nmnn mnmnmmmm ms qqqqqQ 第四节第四节 泥沙测验及计算泥沙测验及计算 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 测验推移质

37、泥沙时，首先在断面上有推移质泥沙的范围内布置若干测测验推移质泥沙时，首先在断面上有推移质泥沙的范围内布置若干测 线，并尽可能与悬移质输沙率测验垂线重合。在河底放置采样器，直接采线，并尽可能与悬移质输沙率测验垂线重合。在河底放置采样器，直接采 取推移质沙样。在测定沙样体积和沙样干重后，计算垂线的基本输沙率，取推移质沙样。在测定沙样体积和沙样干重后，计算垂线的基本输沙率， 从而推算断面推移质输沙率。垂线基本输沙率从而推算断面推移质输沙率。垂线基本输沙率qb可用下式求取可用下式求取 k b b tb W q 100 式中式中Wb为推移质沙样重为推移质沙样重g），），t为取样历时为取样历时(s)，bk

38、为取样器的进口宽度为取样器的进口宽度(cm) 三、三、 推移质泥沙测验及计算推移质泥沙测验及计算 第四节第四节 泥沙测验及计算泥沙测验及计算 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 二、地面水采样二、地面水采样 第五节第五节 水质监测水质监测 在大量废水排人河流的主要居民区，工业区的上、下游在大量废水排人河流的主要居民区，工业区的上、下游 湖泊、水库、河口的主要出入口湖泊、水库、河口的主要出入口 舶河流主流、河口、湖泊水库的代表性位置如主要的舶河流主流、河口、湖泊水库的代表性位置如主要的 用水地区等用水地区等 主要文流汇入主流、树流或沿海水域的汇合主要文流

39、汇入主流、树流或沿海水域的汇合 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第五节第五节 水质监测水质监测 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第五节第五节 水质监测水质监测 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第五节第五节 水质监测水质监测 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第五节第五节 水质监测水质监测 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第六节第六节 水文调查和遥感水文调查和遥感 目前收

40、集水文资料的主要途径是定位观测目前收集水文资料的主要途径是定位观测,由于定位观测受到时间、空由于定位观测受到时间、空 间的限制间的限制,收集的资料往往不能满足生产需要收集的资料往往不能满足生产需要,因此必须通过水文调查来补因此必须通过水文调查来补 充定位观测的不足充定位观测的不足 流域调查、水量调查、洪水与暴雨调查、其它专项调查流域调查、水量调查、洪水与暴雨调查、其它专项调查 洪水调查：包括洪水痕迹、发生时间、灾情测量、洪水痕迹的高洪水调查：包括洪水痕迹、发生时间、灾情测量、洪水痕迹的高 程，河槽、断面情况，推算洪水总量、洪峰流量、洪水过程线及程，河槽、断面情况，推算洪水总量、洪峰流量、洪水过

41、程线及 重现期，调查报告重现期，调查报告 暴雨调查：暴雨成因、暴雨量、暴雨起讫时间、暴雨变化过程及暴雨调查：暴雨成因、暴雨量、暴雨起讫时间、暴雨变化过程及 前期雨量、暴雨走向及当时主要风力变化等前期雨量、暴雨走向及当时主要风力变化等 一、水文调查的目的一、水文调查的目的 二、水文调查的内容二、水文调查的内容 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第六节第六节 水文调查和遥感水文调查和遥感 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 遥感技术使人们能从宇宙空间的高度上遥感技术使人们能从宇宙空间的高度上,大范围、快速、周期性

42、的探测大范围、快速、周期性的探测 地球上各种现象及其变化。遥感技术在水文科学领域的应用称为水文遥感地球上各种现象及其变化。遥感技术在水文科学领域的应用称为水文遥感 流域调查流域调查:根据卫星像片可以准确查清流域范围、流域面积、流域根据卫星像片可以准确查清流域范围、流域面积、流域 覆盖类型、河长、河网密度、河流弯曲度等覆盖类型、河长、河网密度、河流弯曲度等 水资源调查水资源调查:使用不同波段、不同类型的遥感资料使用不同波段、不同类型的遥感资料,容易判读各类地容易判读各类地 表水表水,如河流、湖泊、水库、沼泽、冰川、冻土和积雪的分布如河流、湖泊、水库、沼泽、冰川、冻土和积雪的分布;还可还可 分析饱

43、和土壤面积、含水层分布以估算地下水储量分析饱和土壤面积、含水层分布以估算地下水储量 水质监测水质监测:遥感资料进行水质监测可包括分析识别热水污染、油污遥感资料进行水质监测可包括分析识别热水污染、油污 染、工业废水及生活污水污染、农药化肥污染以及悬移质泥沙、染、工业废水及生活污水污染、农药化肥污染以及悬移质泥沙、 藻类繁殖等情况藻类繁殖等情况 三、水文遥感三、水文遥感 第六节第六节 水文调查和遥感水文调查和遥感 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 洪涝灾害的监测洪涝灾害的监测:包括洪水淹没范围的确定包括洪水淹没范围的确定,决口、决口、 滞洪、积涝的情况滞

44、洪、积涝的情况,泥石流及滑波的情况泥石流及滑波的情况 河口、湖泊、水库的泥沙淤积及河床演变河口、湖泊、水库的泥沙淤积及河床演变,古河道古河道 的变迁等的变迁等 降水量的测定及水情预报降水量的测定及水情预报:通过气象卫星传播器通过气象卫星传播器 获取的高温和湿度间接推求降水量或根据卫片的获取的高温和湿度间接推求降水量或根据卫片的 灰度定量估算降水量灰度定量估算降水量;根据卫星云图与天气图配合根据卫星云图与天气图配合 预报洪水及旱情监测预报洪水及旱情监测 三、水文遥感三、水文遥感 第六节第六节 水文调查和遥感水文调查和遥感 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调

45、查 第六节第六节 水文调查和遥感水文调查和遥感 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第六节第六节 水文调查和遥感水文调查和遥感 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第六节第六节 水文调查和遥感水文调查和遥感 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 各种水文测站测得的原始数据各种水文测站测得的原始数据,都要按科学的方法和统一的格式整理、都要按科学的方法和统一的格式整理、 分析、统计、提炼成为系统、完好、有一定精度的水文资料分析、统计、提炼成为系统、完好、有一定精度的水文资料,

46、供水文水资供水文水资 源计算、其它科学研究和有关国民经济部门应用。这个水文数据的加工、源计算、其它科学研究和有关国民经济部门应用。这个水文数据的加工、 处理过程处理过程,称为水文数据处理称为水文数据处理 收集校核原始数据；编制实测成果表；确定关系曲线；推求逐时、逐收集校核原始数据；编制实测成果表；确定关系曲线；推求逐时、逐 日值；编制逐日表及洪水水文要素摘录表；合理性检查；编制处理说明书日值；编制逐日表及洪水水文要素摘录表；合理性检查；编制处理说明书 流量资料整编；水位流量关系的确定；逐时、逐日值的推求流量资料整编；水位流量关系的确定；逐时、逐日值的推求 一、背景一、背景 第七节第七节 水文数

47、据处理水文数据处理 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 同一水位只有一个相应的同一水位只有一个相应的 流量，它们两者的关系成为单流量，它们两者的关系成为单 一的曲线一的曲线 2/13/2 1 IR n Q 二、水位流量关系曲线的确定二、水位流量关系曲线的确定 第七节第七节 水文数据处理水文数据处理 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 在控制河段或控制断面，因冲淤影响而使测站的控制条件发生了变在控制河段或控制断面，因冲淤影响而使测站的控制条件发生了变 化，使水位流量关系不稳定。当河床受冲时，断面面积增大，同一水位

48、化，使水位流量关系不稳定。当河床受冲时，断面面积增大，同一水位 的流量变大；当河床受淤时，断面面积减小，同一水位的流量变小的流量变大；当河床受淤时，断面面积减小，同一水位的流量变小 第七节第七节 水文数据处理水文数据处理 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 洪水波在河道中传播时，属洪水波在河道中传播时，属 于不稳定流，产生了附加比降。于不稳定流，产生了附加比降。 当涨水时，水面比降较稳定流时当涨水时，水面比降较稳定流时 的水面比降大，同一水位的流量的水面比降大，同一水位的流量 也就增大；退水时，流量则减小，也就增大；退水时，流量则减小， 致使一次洪水过

49、程的水位流量关致使一次洪水过程的水位流量关 系渠线依时序形成一个逆时针方系渠线依时序形成一个逆时针方 向的绳套曲线向的绳套曲线 第七节第七节 水文数据处理水文数据处理 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 由于测流断面下游的干支流由于测流断面下游的干支流 涨水，下游闸门关闭及结冰等影涨水，下游闸门关闭及结冰等影 响，引起回水顶托，导致水面比响，引起回水顶托，导致水面比 降发生改变。回水顶托愈严重，降发生改变。回水顶托愈严重， 水面比降变得愈小，同水位的流水面比降变得愈小，同水位的流 量较稳定流时减小较多。回水顶量较稳定流时减小较多。回水顶 托影响的水位流

50、量关系点据偏向托影响的水位流量关系点据偏向 稳定的水位流量关系曲线的左边稳定的水位流量关系曲线的左边 第七节第七节 水文数据处理水文数据处理 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 当水位流量关系受多种因素混合影响而连续变化时，常采用当水位流量关系受多种因素混合影响而连续变化时，常采用“连时连时 序法确定水位流量关系曲线序法确定水位流量关系曲线 连时序法是按实测流量点子的时间顺序来连接水位流量关系曲线。连时序法是按实测流量点子的时间顺序来连接水位流量关系曲线。 其要求是测流次数较多，能反映水位流量关系变化的转折点，依照测点其要求是测流次数较多，能反映水位流

51、量关系变化的转折点，依照测点 的时序，就可从曲线上推求各个时期的流量的时序，就可从曲线上推求各个时期的流量 第七节第七节 水文数据处理水文数据处理 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 测站测流时测站测流时,由于施测条件限制或其他种种原因由于施测条件限制或其他种种原因,致使最高水位或最低水致使最高水位或最低水 位的流量缺测或漏测。为取得全年完整的流量过程位的流量缺测或漏测。为取得全年完整的流量过程,必须进行高低水时水位必须进行高低水时水位 流量关系的延长流量关系的延长 高水延长：影响洪水流量过程，包括洪峰。延长幅度不应超过当年实高水延长：影响洪水流量过程，包括洪峰。延长幅度不应超过当年实 测流量所占水位变幅的测流量所占水位变幅的30% 低水延长：相对误差较大且影响历时长。延长幅度不超过低水延长：相对误差较大且影响历时长。延长幅度不超过10% 三、水位流量关系的延长三、水位流量关系的延长 第七节第七节 水文数据处理水文数据处理 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查 第七节第七节 水文数据处理水文数据处理 水文水利计算水文水利计算 第三章第三章 水文观测与水文调查水文观测与水文调查