水文信息技术-1-测站与站网

1、第第1章章 测站与站网测站与站网肖柏青肖柏青电话：电话-mail:水文测站的定义水文测站的定义n水文测站是在河流上或流域内设立的，按一定技术标准经水文测站是在河流上或流域内设立的，按一定技术标准经常收集和提供水文要素的各种水文观测现场的总称。常收集和提供水文要素的各种水文观测现场的总称。水文测站的分类水文测站的分类n按目的和作用分为基本站、实验站、专用站和辅助站。按目的和作用分为基本站、实验站、专用站和辅助站。n基本站基本站是为综合需要的公用目的，经统一规划而设立的是为综合需要的公用目的，经统一规划而设立的水文测站。基本站应保持相对稳定，在规定的时期内连水文测站。基本

2、站应保持相对稳定，在规定的时期内连续进行观测，收集的资料应刊入水文年鉴或存入数据库续进行观测，收集的资料应刊入水文年鉴或存入数据库长期保存。长期保存。 n基本水文站按观测项目可分为流量站、水位站、泥沙站、基本水文站按观测项目可分为流量站、水位站、泥沙站、雨量站、水面蒸发站、水质站、地下水观测井。雨量站、水面蒸发站、水质站、地下水观测井。 n实验站是为深入研究某些专门问题而设立的一个或一组水实验站是为深入研究某些专门问题而设立的一个或一组水文测站，实验站也可兼作基本站。文测站，实验站也可兼作基本站。n专用站是为特定的目的而设立的水文测站。不具备或不完专用站是为特定的目的而设立的水文测站。不具备或

3、不完全具备基本站的特点。全具备基本站的特点。n辅助站是为了帮助某些基本站正确控制水文情势变化而设辅助站是为了帮助某些基本站正确控制水文情势变化而设立的一个或一组站点。辅助站是基本站的补充，弥补基本立的一个或一组站点。辅助站是基本站的补充，弥补基本站观测资料的不足。计算站网密度时，辅助站不参加统计站观测资料的不足。计算站网密度时，辅助站不参加统计 水文站网水文站网 n水文站网是在一定地区，按一定原则，用适当数量的各水文站网是在一定地区，按一定原则，用适当数量的各类水文测站构成的水文资料收集系统。类水文测站构成的水文资料收集系统。n由基本站组成的站网，称为基本水文站网。由基本站组成的站网，称为基本

4、水文站网。 n安徽省现有水文站安徽省现有水文站122个，其中基本水文站个，其中基本水文站120个。淮个。淮河流域水文站有河流域水文站有56个（其中基本站个（其中基本站56个）；长江流域个）；长江流域水文站有水文站有59个（其中基本站个（其中基本站57个）；新安江流域水文个）；新安江流域水文站有站有7个。其中大河控制站个。其中大河控制站53个，区域代表站个，区域代表站48个，小个，小河站河站21个。个。 六安局管辖水文站：佛六安局管辖水文站：佛子岭水库（坝下）站、子岭水库（坝下）站、磨子潭水库（坝下）站、磨子潭水库（坝下）站、黄尾河黄尾河 站、横排头站、横排头（闸下游）站等（闸下游）站等17个站

5、。个站。n用最经济的测站数量，把各个水文站布设在恰当的位置，用最经济的测站数量，把各个水文站布设在恰当的位置，以掌握整个流域（或地区）的水文要素的变化规律。以掌握整个流域（或地区）的水文要素的变化规律。站网规划原则：站网规划原则：n可以内插流域内任何地点水文要素的特征值。可以内插流域内任何地点水文要素的特征值。站网规划目的：站网规划目的：站网规划站网规划基本流量站网的布设原则基本流量站网的布设原则 n1大河控制站按线的原则布设大河控制站按线的原则布设 q在干流沿线，布站间距不宜过小，布站数量不宜过多。在干流沿线，布站间距不宜过小，布站数量不宜过多。决定密度上限的决定密度上限的年径流特征值递变率

6、年径流特征值递变率采用采用10%15%。 q同时布站间距也不能过大，布站数量不能过少。决定站同时布站间距也不能过大，布站数量不能过少。决定站网密度下限的年径流特征值内插允许相对误差采用网密度下限的年径流特征值内插允许相对误差采用510%。 q目的：探索大河干流径流特征值沿河长的变化规律。目的：探索大河干流径流特征值沿河长的变化规律。q适用条件：流域面积大于适用条件：流域面积大于5000 km2的大河干流。的大河干流。安徽省全省安徽省全省5000km 2 以上的河流有以上的河流有22条。新安江在我省境内条。新安江在我省境内河长河长242.3km，流域面积，流域面积0.65万万km 2 。新安江。

7、新安江-富春江富春江-钱塘江钱塘江滃江，珠江水系北江左岸最大支流，滃江，珠江水系北江左岸最大支流，集水面积集水面积4847平方公里。平方公里。n2. 中等河流上的区域代表站，按照区域原则布设。中等河流上的区域代表站，按照区域原则布设。 q根据下垫面特征指标进行水文分区，在分区内选择有代根据下垫面特征指标进行水文分区，在分区内选择有代表性的流域布设测站。表性的流域布设测站。l高大的山脊，山地到平原的转折，湖泊、沼泽、水网、荒漠的边缘、地质、植被和地貌形态等发生显著变化的地点，常可作为水文分区的边界q适用条件：流域面积为适用条件：流域面积为2005000km2的中等河流。的中等河流。q目的：探索中

8、等流域水文特征地区规律。目的：探索中等流域水文特征地区规律。n3. 小河站按照分类原则布设小河站按照分类原则布设 q小河流域下垫面特征单一性突出。按照下垫面分类小河流域下垫面特征单一性突出。按照下垫面分类原则来布站。原则来布站。q适用条件：流域面积小于适用条件：流域面积小于200km2的小河流。的小河流。q目的：探索各种不同下垫面条件下的小河径流规律。目的：探索各种不同下垫面条件下的小河径流规律。张家口水文站网分布图张家口水文站网分布图水文测站的设立：水文测站的设立：1.测验河段的选择测验河段的选择 n对水文观测现场的作业和观测成果，具有显著影响控制对水文观测现场的作业和观测成果，具有显著影响

9、控制作用的河段，称为测验河段。作用的河段，称为测验河段。n选择测验河段的原则：选择测验河段的原则： q要求测站的水位与流量之间呈单一关系。要求测站的水位与流量之间呈单一关系。 n测站控制测站控制 q假如在测站附近（通常在其下游）有一个断面或一段假如在测站附近（通常在其下游）有一个断面或一段河槽，其水力特性能够使得测站的水位流量关系保持河槽，其水力特性能够使得测站的水位流量关系保持单一关系，则这个断面或河段便称为测站控制。单一关系，则这个断面或河段便称为测站控制。n1断面控制断面控制 q天然河道中，如有突起的石梁、急滩、卡口、人工堰坝等。当水天然河道中，如有突起的石梁、急滩、卡口、人工堰坝等。当

10、水流通过该处时，将使水面曲线发生明显转折，形成临界流，出现流通过该处时，将使水面曲线发生明显转折，形成临界流，出现临界水深，构成断面控制。临界水深，构成断面控制。 1322BgAQFr233)(kdgBBgAQn2河槽控制河槽控制q有相当长的顺直河段，河床稳定，不生水草，不受变动回水影有相当长的顺直河段，河床稳定，不生水草，不受变动回水影响的河段，产生河槽控制作用响的河段，产生河槽控制作用 。q一般情况下，天然河道的河流可近似看作稳定非均匀流，其断一般情况下，天然河道的河流可近似看作稳定非均匀流，其断面平均流速可由曼宁公式表示：面平均流速可由曼宁公式表示： 21321SRnV 21321SAR

11、nQ 上式可写成一般函数形式为：上式可写成一般函数形式为： Q=f（Z，n，S） 因此，要使水位流量关系呈单一关系，必须具备下列条件之一：因此，要使水位流量关系呈单一关系，必须具备下列条件之一：（1）在同一水位下，）在同一水位下，n，S维持不变；维持不变；（2）在同一水位下，虽有所变动，但它们对流量大小的影响恰好）在同一水位下，虽有所变动，但它们对流量大小的影响恰好互相补偿。互相补偿。 n河段选择河段选择q山区河流：尽可能选在石梁、急滩、卡口、弯道的山区河流：尽可能选在石梁、急滩、卡口、弯道的上游。（由壅水曲线变为跌水曲线，在此产生临界上游。（由壅水曲线变为跌水曲线，在此产生临界流流 ）q平原

12、河流：应尽量选择河道较顺直、无冲淤、无回平原河流：应尽量选择河道较顺直、无冲淤、无回水影响的河段。水影响的河段。q灵敏度分析灵敏度分析水文测站的设立：水文测站的设立：2.观测断面的布设观测断面的布设n设置水准点，测设置水准点，测其高程；其高程；n布设断面首先要布设断面首先要弄清测验河段的弄清测验河段的水流方向，即绘水流方向，即绘制水流平面图。制水流平面图。 n根据流向布设各断面根据流向布设各断面q断面根据不同的用途分为：基本水尺断面、流速仪断面根据不同的用途分为：基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面、比降水尺断面。测流断面、浮标测流断面、比降水尺断面。n基本水尺断面为经常观测水位而设置的

13、断面。基本水尺断面为经常观测水位而设置的断面。q设立基本水尺断面，应以是否有助于建立稳定、简设立基本水尺断面，应以是否有助于建立稳定、简单的水位流量关系为主要目标。单的水位流量关系为主要目标。 n流速仪测流断面是为用流速仪法施测流量而设置的断流速仪测流断面是为用流速仪法施测流量而设置的断面。面。 q应使其与平均流向相垂直，且与基本水尺断面重合。应使其与平均流向相垂直，且与基本水尺断面重合。 q测流断面应垂直于断面平均流向。若一个测流断面测流断面应垂直于断面平均流向。若一个测流断面不能同时满足不同时期（高、中、低水）的测流，不能同时满足不同时期（高、中、低水）的测流，可设置不同时期的测流断面。可

14、设置不同时期的测流断面。 n浮标测流断面有三个，即测定浮标位置和过水断面面浮标测流断面有三个，即测定浮标位置和过水断面面积的浮标测流中断面、用于测定浮标漂行走速度的浮积的浮标测流中断面、用于测定浮标漂行走速度的浮标上断面和浮标下断面标上断面和浮标下断面q浮标测流上、下断面必须与浮标测流中断面平行。浮标测流上、下断面必须与浮标测流中断面平行。 q浮标测流中断面应尽可能与流速仪测流断面重合。浮标测流中断面应尽可能与流速仪测流断面重合。 q为了使浮标测得速度具有代表性，上、下浮标断面为了使浮标测得速度具有代表性，上、下浮标断面的间距应尽量缩短。为了减少浮标测流时的计时误的间距应尽量缩短。为了减少浮标测流时的计时误差，这又要求其间距有足够的长度。差，这又要求其间距有足够的长度。 n基线的布设基线的布设 q在测验河段进行水文测验前，用经纬仪或六分仪测角交在测验河段进行水文测验前，用经纬仪或六分仪测角交会法推算测验垂线在断面上的位置（起点距），而在岸会法推算测验垂线在断面上的位置（起点距），而在岸上布设的测量线段，称为基线。上布设的测量线段，称为基线。n基线的布设基线的布设q基线宜垂直于断面设置，基线的起点应在测流断面线基线宜垂直于断面设置，基线的起点应在测流断面线上；上；q基线长度应使断面上最远一点的仪器视线与断面的夹基线长度应使断面上最远一点的仪