水文測驗(yàn)學(xué)(第一節(jié))課件

水文測驗(yàn)Hydrometry內(nèi)容提綱測站布設(shè)水位觀測流量測驗(yàn)?zāi)嗌硿y驗(yàn)水位流量資料整編第一章測站布設(shè)（HydrologicStationLayout）內(nèi)容提綱①水文測站及站網(wǎng)②水文測驗(yàn)河段選擇③測站的設(shè)立④測驗(yàn)渡河設(shè)備目標(biāo)一：理解掌握基本水文站網(wǎng)布置原則目標(biāo)二：理解掌握測站不同斷面的設(shè)立教學(xué)目標(biāo)難點(diǎn)一：不同斷面設(shè)立的差異難點(diǎn)二：不同測驗(yàn)設(shè)備的使用差異學(xué)習(xí)難點(diǎn)第一章測站布設(shè)（hydrologicstationlayout）第一節(jié)水文測站及站網(wǎng)（Hydrologicalstations）一、水文測站定義及基本任務(wù)在流域內(nèi)設(shè)立的，按一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供水文要素的各種水文觀測現(xiàn)場。水文測站的任務(wù)：水位觀測、流量測驗(yàn)、泥沙測驗(yàn)、水質(zhì)測驗(yàn)和降水量及蒸發(fā)量觀測二、水文測站的分類（按目的和作用）基本站：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行觀測，收集的資料應(yīng)刊入水文年鑒或存入數(shù)據(jù)庫長期保存。實(shí)驗(yàn)站：為研究某些專門問題而設(shè)立的一個(gè)或一組水文測站，實(shí)驗(yàn)站也可兼作基本站。第一節(jié)水文測站及站網(wǎng)（Hydrologicalstations）專用站：是為特定目的而設(shè)立的水文測站，不具備或不完全具備基本站的特點(diǎn)。輔助站：為幫助某些基本站正確控制水文情勢變化而設(shè)立的一個(gè)或一組站點(diǎn)。三、水文站網(wǎng)水文站網(wǎng)：在某一流域，按一定原則布置的各個(gè)水文站的集合。

水文站網(wǎng)布站的原則：通過所設(shè)站網(wǎng)采集到的水文信息經(jīng)過整理分析后，達(dá)到可以內(nèi)插流域內(nèi)任何地點(diǎn)水文要素的特征值。

第一節(jié)水文測站及站網(wǎng)（HydrologicalStations）

水文站網(wǎng)密度（現(xiàn)實(shí)密度、可用密度）:反映一個(gè)地區(qū)或流域內(nèi)的水文測站數(shù)量多少的指標(biāo)，以每站平均控制面積或單位面積內(nèi)站數(shù)來表示。

水文站網(wǎng)現(xiàn)實(shí)密度指單位面積上正在運(yùn)行的站數(shù)。

水文站網(wǎng)可用密度包括雖停止觀測，但已取得有代表性資料或可以延長系列的站數(shù)。地區(qū)歐洲北美洲大洋洲亞洲全球中國密度（km2/站）175010002600360026503000四、水文站網(wǎng)規(guī)劃第一節(jié)水文測站及站網(wǎng)（Hydrologicalstations）

水文站網(wǎng)規(guī)劃是制定一個(gè)地區(qū)（流域）水文測站總體布局而進(jìn)行的各項(xiàng)工作的總稱。五、基本水文站網(wǎng)的布設(shè)原則不同流量站的對(duì)比水文站類型位置控制面積設(shè)站任務(wù)大河控制站大河干流3000km2為江河治理、防汛抗旱、大型水利工程建設(shè)提供資料小河站小河流300-500km2(干旱區(qū))300km2以下（濕潤區(qū)）為研究暴雨洪水、產(chǎn)流、匯流規(guī)律提供資料區(qū)域代表站其余天然河流為解決水文分區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)流量特征值提供資料第一節(jié)水文測站及站網(wǎng)（Hydrologicalstations）不同流量站的布設(shè)原則水文站類型布站原則數(shù)量上限控制（最多）數(shù)量上限控制（最少）大河控制站線的原則滿足兩個(gè)相鄰測站間流量特征值變化不小于一定的遞変率滿足內(nèi)插任一點(diǎn)流量特征值時(shí)精度在5-10%。水文站類型布站原則數(shù)量上限控制（最多）數(shù)量上限控制（最少）小河站分類原則滿足年徑流特征值遞変率在10-15%。滿足年徑流特征值內(nèi)插相對(duì)誤差在±5%-10%水文站類型布站原則數(shù)量上限控制（最多）數(shù)量上限控制（最少）區(qū)域代表站區(qū)域原則在水文分區(qū)的基礎(chǔ)上，依據(jù)下墊面特性分類；再按面積分級(jí)?；舅徽镜牟荚O(shè)原則①滿足防汛抗旱、分洪滯洪、引水排水、水利工程等需要；②滿足江河沿線任何地點(diǎn)推算水位的需要；③盡量與流量站基本水尺相結(jié)合。第二節(jié)水文測站河段查勘與選擇（HydrologicalStations）一、測驗(yàn)河段的選擇測驗(yàn)河段：對(duì)水文觀測現(xiàn)場作業(yè)和觀測成果具有顯著影響控制作用的河段。選擇原則①根據(jù)設(shè)站目的，確定測驗(yàn)河段大致范圍。②能保證各級(jí)洪水安全操作與測驗(yàn)精度，有利于建立盡可能穩(wěn)定、簡單的水位流量關(guān)系。③盡可能照顧生活、交通、通訊上的方便。二、測站控制第二節(jié)水文測站河段查勘與選擇（HydrologicalStations）水位—流量關(guān)系（通常不穩(wěn)定，不具有單一性）流量的影響因素：水位、比降、河床糙率、水力因素水位—流量關(guān)系（特殊條件下具有單一性，可作為測驗(yàn)河段）條件：該河段水力因素在同一水位下保持不變或雖有變化但可以相互補(bǔ)充。測站控制：在測站附近有一段河槽，其水力特性能夠使得測站的水位流量關(guān)系保持單一。測站控制作用發(fā)生在一個(gè)橫斷面，稱為斷面控制。測站控制作用發(fā)生在一段河槽，稱為河槽控制。為什么測流斷面不設(shè)在控制斷面上或其下游，而設(shè)在其上游？思考原因：①在斷面控制處，水面縱坡較陡，流速大，測深測速不方便，不安全。②控制斷面下游沒有控制作用。斷面控制河槽控制天然河道流量大小的基本水力因素：水位、斷面因素、糙率和水面比降。天然河道水位-流量呈單一關(guān)系的條件：①同一水位下，斷面因素、糙率和水面比降不變；②同一水位下，斷面因素、糙率和水面比降對(duì)流量大小的影響可以互相補(bǔ)償?？僧a(chǎn)生河槽控制作用的河段：有相當(dāng)長的順直河段，河床穩(wěn)定，不生水草，不受變動(dòng)回水影響。三、選擇測驗(yàn)河段的具體要求第二節(jié)水文測站河段查勘與選擇（HydrologicalStations）①測驗(yàn)河段應(yīng)選擇在石坎、急灘、卡口、人工堰壩等容易形成斷面控制的上游河段。②測驗(yàn)河段宜順直、穩(wěn)定，水流集中，無分流、岔流、斜流和死水等現(xiàn)象。③選擇測驗(yàn)河段應(yīng)避開受人為干擾的碼頭、渡口等。四、測驗(yàn)河段的勘測、調(diào)查工作內(nèi)容第二節(jié)水文測站河段查勘與選擇（HydrologicalStations）①查勘前準(zhǔn)備。明確設(shè)站目的，查閱有關(guān)文件資料。②測驗(yàn)河段現(xiàn)場調(diào)查。河流控制情況調(diào)查；河流水情的調(diào)查；河床組成、河道的變遷及沖淤情況的調(diào)查；流域自然地理狀況、水利工程和測站工作條件的調(diào)查。③野外測量。包括地形測量、流向測量、水面縱比降測量。④編寫查勘報(bào)告。第三節(jié)測站的設(shè)立（EstablishmentofHydrologicalStations）一、斷面的布設(shè)斷面分類（依據(jù)用途）：基本水尺斷面、流速儀測流斷面、浮標(biāo)測流斷面、比降水尺斷面。（1）水流平面圖特征：反映測驗(yàn)河段水流流向分布；各部分流量的矢量和為斷面流量的矢量，其方向代表水流通過斷面的平均流向。用途：其流向是布設(shè)測站各斷面的依據(jù)。水流平面圖的繪制步驟①擬設(shè)測流斷面在測流斷面位置上下游平行布設(shè)1-5個(gè)斷面，斷面間距不小于斷面平均流速的20倍。②施測準(zhǔn)備設(shè)立斷面樁，水邊點(diǎn)，在上游向河流均勻投放5-15個(gè)浮標(biāo)，測定每個(gè)浮標(biāo)流經(jīng)個(gè)斷面時(shí)的起點(diǎn)距和時(shí)間。③整理計(jì)算交會(huì)資料繪制測驗(yàn)河段平面圖；繪制各浮標(biāo)經(jīng)過各斷面的位置；按順序用虛線連成折線；虛線走向代表水流情況；將虛線走向比較一致處的斷面作為初選測流斷面。④繪制流速矢量線在初選的測流斷面上，計(jì)算各部分流量及流量的矢量線。⑤確定斷面方向?qū)⒏鞑糠至髁康氖噶窟B接成矢量多邊形，定出矢量和的方向。垂直于矢量和的方向?yàn)樽詈蟮臏y流斷面線。將原斷面校正到最后的測流斷面線，打好斷面樁。（2）基本水尺斷面的布設(shè)作用：為經(jīng)常觀測水位而設(shè)置，提供水位變化過程資料，并靠它來推求流量等水文要素的變化過程。要求：基本水尺斷面應(yīng)垂直于流向，最好能與測流斷面重合，并能夠方便安裝自記水位計(jì)。（3）流速儀測流斷面的布設(shè)目的：為用流速儀法施測流量而設(shè)置的斷面。要求：流速儀測流斷面應(yīng)與流向垂直。測流斷面與基本水尺斷面應(yīng)盡量重合。（4）浮標(biāo)法測流斷面的布設(shè)目的：為用浮標(biāo)法施測流量而設(shè)置的斷面。要求：布設(shè)浮標(biāo)上、中、下斷面；浮標(biāo)測流的中斷面宜與流速儀法測流斷面和基本水尺斷面重合。（5）比降斷面的布設(shè)目的：設(shè)立比降水尺的斷面。要求：一般設(shè)上、中、下3個(gè)斷面。取流速儀測流斷面或基本水尺斷面兼比降中斷面。二、基線的布設(shè)在測驗(yàn)河段進(jìn)行流量測驗(yàn)時(shí)，為用經(jīng)緯儀推求測驗(yàn)垂線在斷面上的位置（起點(diǎn)距）而在岸上布設(shè)的線段。第四節(jié)測驗(yàn)渡河設(shè)備（EquipmentAcrosstheRiverforTest）一、測驗(yàn)渡河設(shè)備作用和分類作用：測量水道斷面面積和流速分類（按位置）：①渡河測驗(yàn)設(shè)施設(shè)備（過河索吊船）；②岸上測驗(yàn)設(shè)施設(shè)備（水文纜道）③架空測驗(yàn)設(shè)施設(shè)備（渡河纜車）；④涉水測驗(yàn)設(shè)施設(shè)備二、幾種主要的測驗(yàn)渡河設(shè)備①過河索吊船設(shè)備用于船上測流測沙，包括測船和過河索。測船作用：測流。過河索作用：穩(wěn)定和移動(dòng)測船。適用條件：水流較平穩(wěn)、漂浮物不嚴(yán)重的河流。優(yōu)點(diǎn)：能進(jìn)行多種項(xiàng)目的測驗(yàn)；缺點(diǎn)：測船人員須上船操作。當(dāng)流速大、風(fēng)浪大和漂浮物多時(shí)，船只不平穩(wěn)，不安全。②水文纜道

懸索纜道主要由承載、驅(qū)動(dòng)和信號(hào)傳遞三大部分組成。承載部分包括：主索、支架