水文测验复习资料

1、第一章第一章 测站布置测站布置 概述概述 1.水文测验学的研究领域：水文测验学的研究领域：水文测水文测验学是水文学的重要组成部分，是验学是水文学的重要组成部分，是研究研究水文资料信息的收集、处理、存储和检水文资料信息的收集、处理、存储和检索索的一门学科。通过本课程学习，将掌的一门学科。通过本课程学习，将掌握江河水文要素的测量、计算及资料整握江河水文要素的测量、计算及资料整编的基本原理和方法，为学习水文科学编的基本原理和方法，为学习水文科学和从事水文事业奠定必要的理论基础。和从事水文事业奠定必要的理论基础。 2.水文测验工作的任务是：水文测验工作的任务是：根据国根据国民经济发展的需要，进行水文站

2、网的规民经济发展的需要，进行水文站网的规划与测站布设，通过划与测站布设，通过定位观测、巡回测定位观测、巡回测验、水文调查验、水文调查等方法，等方法，对各种水文要素对各种水文要素(如水位、水温、冰情、流量、泥沙、如水位、水温、冰情、流量、泥沙、降雨、蒸发、水质等降雨、蒸发、水质等)进行定位观测和进行定位观测和分析；经整编、刊印分析；经整编、刊印(或存储或存储)成为系统成为系统水文资料水文资料(如水文年鉴等如水文年鉴等) 。直接为水利直接为水利水电工程规划、设计与运行管理等提供水电工程规划、设计与运行管理等提供水文信息，为国防建设及其它国民经济水文信息，为国防建设及其它国民经济建设服务。建设服务。

3、新形势下水文监测工作任务新形势下水文监测工作任务 实施最严格的水资源管理实施最严格的水资源管理 水量调度监测水量调度监测 咸潮监测咸潮监测 供水监测供水监测 灌区监测灌区监测 行政区界监测行政区界监测 地下水开采管理监测地下水开采管理监测 水权水权 河流最小流量调度监测河流最小流量调度监测 水资源论证、水事纠纷裁决水资源论证、水事纠纷裁决 水平衡测试水平衡测试 3.收集水文资料的基本途径收集水文资料的基本途径 按测验工作方式的不同，收集水按测验工作方式的不同，收集水文资料的基本途径可分为驻测、巡测文资料的基本途径可分为驻测、巡测和水文调查。和水文调查。 驻测驻测:所谓驻测，就是水文观测所谓驻测

4、，就是水文观测人员常驻河流或流域内的固定观测站人员常驻河流或流域内的固定观测站点上对流量、水位、降水量等水文要点上对流量、水位、降水量等水文要素所进行的观测。素所进行的观测。 驻测是我国收集水文资料最基本的驻测是我国收集水文资料最基本的方式，所收集的大量水文资料，在国方式，所收集的大量水文资料，在国民经济建设中发挥了巨大的作用。民经济建设中发挥了巨大的作用。 巡测巡测: 巡测是水文观测人员以巡回巡测是水文观测人员以巡回流动的方式定期或不定期地对一个地区或流动的方式定期或不定期地对一个地区或流域内的各观测点进行流量等水文要素的流域内的各观测点进行流量等水文要素的观测。观测。 巡测是解决测站无人值

5、守问题的重要巡测是解决测站无人值守问题的重要手段。无人值守测站，根据资料传输方式手段。无人值守测站，根据资料传输方式的不同可分为遥测及非遥测两种。的不同可分为遥测及非遥测两种。 非遥测站非遥测站是定期派人到测站取回资料是定期派人到测站取回资料 ，检查维修仪器设备，定期或不定期地进，检查维修仪器设备，定期或不定期地进行巡测、所获得的资料是滞时资料。行巡测、所获得的资料是滞时资料。 遥测站是利用现代化的测验通讯遥测站是利用现代化的测验通讯手段施测和传送资料手段施测和传送资料，并可以经常监，并可以经常监视测站仪器的运转情况所获得的资料视测站仪器的运转情况所获得的资料是实时资料。是实时资料。 水文调查

6、水文调查:水文调查是为弥补水文调查是为弥补水文基本站网定位观测的不足或其它水文基本站网定位观测的不足或其它特定目的，采用勘测、调查、考证等特定目的，采用勘测、调查、考证等手段而进行的收集水文数据及有关资手段而进行的收集水文数据及有关资料的工作。因此，水文调查是水文测料的工作。因此，水文调查是水文测验工作的重要组成部分。验工作的重要组成部分。 根据调查的内容和目的的不同，水文调查可分根据调查的内容和目的的不同，水文调查可分为为4类。类。流域基本情况调查：流域基本情况调查：以系统掌握流域基本以系统掌握流域基本情况建立调查档案为目的而进行调查。情况建立调查档案为目的而进行调查。水量调查：水量调查：以

7、解决受人类活动影响的水文以解决受人类活动影响的水文资料的还原或水量平衡计算为目的的水量资料的还原或水量平衡计算为目的的水量调查。（调查。（水利普查，新中国第一次大规模河湖普查）暴雨、洪水及枯水调查：暴雨、洪水及枯水调查：以完整地收集各以完整地收集各站水文征值资料为目的而进行的暴雨、洪站水文征值资料为目的而进行的暴雨、洪水及枯水调查。水及枯水调查。专项水文调查专项水文调查:为专门目的需要而进行的调为专门目的需要而进行的调查。如泥沙、泉水、冰凌、岩溶、水质污查。如泥沙、泉水、冰凌、岩溶、水质污染及其它特殊水情的调查。染及其它特殊水情的调查。 水文测站与站网水文测站与站网 水文现象水文现象受气象、地

8、理等多方面因受气象、地理等多方面因素的影响，素的影响，存在着地区性、不重复性及存在着地区性、不重复性及周期性的特点。周期性的特点。要要研究和掌握水文要素研究和掌握水文要素在在不同时期、不同地区不同时期、不同地区及及不同条件下不同条件下的的变化规律变化规律，就，就必须设立各种水文测站必须设立各种水文测站，收集水文资料，为国民经济各部门服务收集水文资料，为国民经济各部门服务 。 1.水文测站水文测站 在在河流上或流域内河流上或流域内设立的，设立的，按一定按一定技术标准技术标准经常经常收集和提供水文要素资料收集和提供水文要素资料的的各种各种水文观测现场的总称。水文观测现场的总称。 .水文测站按水文测

9、站按目的和作用分为目的和作用分为基本基本站、实验站、专用站和辅助站。站、实验站、专用站和辅助站。 基本站：基本站：基本站是为基本站是为综合需要的公综合需要的公用目的、经统一规划用目的、经统一规划而建立的水文测站。而建立的水文测站。基本站的工作应基本站的工作应根据国家颁布的水文测验根据国家颁布的水文测验技术规程技术规程进行观测、测验。获取的进行观测、测验。获取的资料必资料必须整编刊印或以其它方式长期存储。须整编刊印或以其它方式长期存储。 实验站：实验站：实验站是为深入实验站是为深入研究某研究某些专门问题些专门问题而设立的水文测站。实验站而设立的水文测站。实验站也可兼作基本站。也可兼作基本站。 专

10、用站：专用站：是是为特定的目的为特定的目的而设立而设立的水文测站。一般由部门自行设立，其的水文测站。一般由部门自行设立，其观测项目、要求及测站的撤销与转移由观测项目、要求及测站的撤销与转移由该部门自行规定。该部门自行规定。 辅助站：辅助站：是为是为帮助某些基本站正帮助某些基本站正确控制水文情势变化确控制水文情势变化而设立的水文测站而设立的水文测站 。辅助站的观测项目一定较少。辅助站的观测项目一定较少。 基本站按测验项目可分为基本站按测验项目可分为水位站、水位站、流量站、雨量站、蒸发站、泥沙站、水流量站、雨量站、蒸发站、泥沙站、水质站质站以及以及地下观测井地下观测井等。等。 流量站（通常称作水文

11、站）流量站（通常称作水文站）均应观均应观测水位，有的还兼测泥沙、雨量、水面测水位，有的还兼测泥沙、雨量、水面蒸发、水质。蒸发、水质。 水位站水位站也可兼测雨量、水面蒸发。也可兼测雨量、水面蒸发。 .水文测站按控制面积大小可分为水文测站按控制面积大小可分为大河站、区域站、小河站大河站、区域站、小河站。 2.水文站网及其作用水文站网及其作用 水文站网：水文站网：水文站网是在水文站网是在一定地区一定地区，按按一定原则一定原则，用，用适当数量适当数量的各类的各类水文测站构水文测站构成的水文资料收集系统成的水文资料收集系统。 由基本站组成的站网，称为由基本站组成的站网，称为基本水基本水文站网。文站网。

12、把收集某一项资料的水文测站组合把收集某一项资料的水文测站组合在一起则构成该项目的站网。在一起则构成该项目的站网。如如流量站网、流量站网、水位站网、雨量站网、蒸发站网、泥沙站网、水位站网、雨量站网、蒸发站网、泥沙站网、水质站网以及地下观测井网等水质站网以及地下观测井网等 。 通常所称的水文站网，就是这些单项通常所称的水文站网，就是这些单项观观测站网测站网的总称。的总称。 3.水文站网规划（简称站网规划）与调整水文站网规划（简称站网规划）与调整 站网规划：站网规划：站网规划是制定一个地区站网规划是制定一个地区（流域）水文测站总体布局的各项工作的总称。（流域）水文测站总体布局的各项工作的总称。其其基

13、本内容有：基本内容有：进行水文分区，确定站网密度，进行水文分区，确定站网密度，选定设站位置，拟定设站年限，各类站网的协选定设站位置，拟定设站年限，各类站网的协调配套，编制经费预算，制定实施计划。调配套，编制经费预算，制定实施计划。 站网调整：站网调整：由于大规模的由于大规模的人类活动人类活动会影会影响和改变响和改变天然河流的产流、汇流、枯水及来水天然河流的产流、汇流、枯水及来水条件条件；由于；由于经济水平、测验手段的提高经济水平、测验手段的提高；以及；以及由于由于人们对地区水文规律的认识加深人们对地区水文规律的认识加深，应定期，应定期或适时地分析检验站网存在的问题，进行站网或适时地分析检验站网

14、存在的问题，进行站网调整。调整。 4.基本水文站网的布设原则基本水文站网的布设原则 （一）基本流量站网的布设原则（一）基本流量站网的布设原则 由于河流有大小、干支流的区分，因由于河流有大小、干支流的区分，因此流量站网的布设原则也不相同。此流量站网的布设原则也不相同。 控制面积控制面积在在3000平方公里平方公里以上的以上的大大河干流流量站河干流流量站，称为，称为大河控制站大河控制站。 干旱区干旱区在在300500平方公里平方公里以下，以下，湿润区湿润区在在300平方公里平方公里以下的河流上以下的河流上设立设立的流量站的流量站，称为，称为小河站小河站。 其余天然河流上其余天然河流上设立的设立的流

15、量站流量站，称为，称为区域代表站区域代表站。 大河控制站的主要任务：大河控制站的主要任务：为江河治理，防汛为江河治理，防汛抗旱，制定大规模水资源开发规划以及重大工程抗旱，制定大规模水资源开发规划以及重大工程的兴建，系统的收集资料。的兴建，系统的收集资料。 小河站的主要任务：小河站的主要任务：是为研究暴雨洪水产流、是为研究暴雨洪水产流、汇流、产沙、输沙的规律而收集资料。汇流、产沙、输沙的规律而收集资料。 在大中河流的空白地区往往也需要小河站来在大中河流的空白地区往往也需要小河站来补充，满足地理内插和资料移用的需要。补充，满足地理内插和资料移用的需要。 区域代表站的主要作用区域代表站的主要作用是控

16、制流量特征值的是控制流量特征值的空间分布，探索径流资料的移用技术，解决任何空间分布，探索径流资料的移用技术，解决任何水文分区内任意地点的流量特征值，或流量资料水文分区内任意地点的流量特征值，或流量资料的内插与计算问题。的内插与计算问题。 线的原则：线的原则： 适用大河站的布设原则。适用大河站的布设原则。 在干流沿线布站，相邻站址在干流沿线布站，相邻站址距离要满足距离要满足径流特征值沿河长插补的精度要求径流特征值沿河长插补的精度要求（两站两站之间的径流内插误差控制在之间的径流内插误差控制在510） ，并并满足沿河长进行水文情报预报的要求满足沿河长进行水文情报预报的要求，因此数量不能过少，由此可确

17、定布站数量因此数量不能过少，由此可确定布站数量的上限。的上限。 由于实测流量均有误差，上、下游相邻由于实测流量均有误差，上、下游相邻站之间如果站之间如果距离太小，则很难区分沿河长距离太小，则很难区分沿河长的径流变化与测验误差之间的差别（的径流变化与测验误差之间的差别（要求要求两站之间的径流变化率在两站之间的径流变化率在1015之之间间）。）。由此可确定布站数量的下限。由此可确定布站数量的下限。 设设 分别代表水文站分别代表水文站1、2 、3 、4的年平均径流的年平均径流量和控制面积，则要求满足：量和控制面积，则要求满足： 自然地理比较一致时，可用面积代替径流计算自然地理比较一致时，可用面积代替

18、径流计算，即：，即：43214321AAAARRRR、和、%15%10)(4314312RRRRRRR%15%10)(4314312AAAAAAA 区域原则：区域原则： 适适用于区域（中、小河流）代表站的布设用于区域（中、小河流）代表站的布设原则。原则。 根据气候、下垫面等自然地理因素或年根据气候、下垫面等自然地理因素或年降水与径流关系以及流域模型的产、汇流参数降水与径流关系以及流域模型的产、汇流参数等因素综合考虑进行水文分区、在水文分区内等因素综合考虑进行水文分区、在水文分区内选择代表性较好的流域布设测站，这就是区域选择代表性较好的流域布设测站，这就是区域原则。适用于流域面积为原则。适用于流

19、域面积为2005000 (南方南方的流域为的流域为2003000 )的中、小流域。的中、小流域。 这些站的资料，可以用来进行相似河流的这些站的资料，可以用来进行相似河流的水文计算或移用到下垫面条件相似的无资料地水文计算或移用到下垫面条件相似的无资料地区。区。 在进行具体分区时，要根据各地实际情况在进行具体分区时，要根据各地实际情况而定。以下一些地点、是较好的水文区界：高而定。以下一些地点、是较好的水文区界：高2km2km的分水岭，对潮湿空气起阻碍作用，使迎风面与背风的分水岭，对潮湿空气起阻碍作用，使迎风面与背风面的降水发生明显变化；地形转折点，如平原、丘陵、面的降水发生明显变化；地形转折点，如

20、平原、丘陵、山区的分界处；植被条件变化界。如林区、草原区、山区的分界处；植被条件变化界。如林区、草原区、农业区等分界处；地质条件显著变化界及较大面积的农业区等分界处；地质条件显著变化界及较大面积的湖泊区、沼泽区的区界等。湖泊区、沼泽区的区界等。 在任意水文分区内，沿径流深等值线的梯度方在任意水文分区内，沿径流深等值线的梯度方向，布站不宜过密，也不宜过稀。向，布站不宜过密，也不宜过稀。决定站网密度下限决定站网密度下限的年径流特征值内插，允许相对误差采用的年径流特征值内插，允许相对误差采用5 10，决定站网密度上限的年径流特征值递变率，采，决定站网密度上限的年径流特征值递变率，采用用1015）。）

21、。 对于分析计算较困难的地区，在水文分区内，对于分析计算较困难的地区，在水文分区内，可按面积进行分级，一般情况下，分为可按面积进行分级，一般情况下，分为4 7级，每级级，每级设设1 2个站。个站。 分类原则分类原则 适用于小河站适用于小河站的布设原则。的布设原则。 小河流数目众多，用区域原则布站不经济。虽然小河流数目众多，用区域原则布站不经济。虽然这类小河流域特性差异较大，但小流域的植被、土壤、这类小河流域特性差异较大，但小流域的植被、土壤、地质等因素比较单一，占主导地位的单项因素因素、地质等因素比较单一，占主导地位的单项因素因素、较灵敏地直接影响径流的形成和变化。流域越小，单较灵敏地直接影响

22、径流的形成和变化。流域越小，单项因素的影响越显著；因此，项因素的影响越显著；因此，应按下垫面分类原则来应按下垫面分类原则来布站布站，即按，即按自然地理条件如湿润地区、沙漠、黄土高自然地理条件如湿润地区、沙漠、黄土高原等划分大区原等划分大区；按；按植被、土壤、地质等下垫面因素进植被、土壤、地质等下垫面因素进行分类行分类，同一类型，同一类型按流域面积大小分级按流域面积大小分级，并，并考虑流域考虑流域坡度、形状等因素进行布站坡度、形状等因素进行布站。布站的数量，以能妥善布站的数量，以能妥善确定产、汇流参数的要求为准。确定产、汇流参数的要求为准。据此布设的小河站所据此布设的小河站所收集的资料可移用到无水文资料的相似小河上。收集的资料