《橋涵水文（上）》課件

橋涵水文（上）本課程介紹橋涵水文的基本概念和原理，涵蓋水文現(xiàn)象、水文要素、水文計算等內(nèi)容。課程簡介課程目標本課程旨在幫助學(xué)生掌握橋涵水文的基本原理和方法。課程內(nèi)容課程涵蓋了水文概論、水文測量儀器、降水量測量、水位觀測等內(nèi)容。教學(xué)方式采用課堂講授、案例分析、實地考察等多種教學(xué)方式。課程大綱水文測量儀器涵蓋了雨量計、水位計、流速計和流量計等儀器。水文觀測包括降水量測量、水位觀測，以及水文資料的處理和分析。水文模型介紹了水文模型的基本原理、建立方法和應(yīng)用領(lǐng)域，以及水文預(yù)報的理論基礎(chǔ)。1.水文概論水文是研究地球表層水體的運動、分布和變化規(guī)律的學(xué)科。水文與人類生活息息相關(guān)，是理解和管理水資源的重要基礎(chǔ)。1.1水文學(xué)的定義11水文學(xué)是研究地球上水的循環(huán)、分布、性質(zhì)和運動規(guī)律的學(xué)科。22它涉及水的物理、化學(xué)和生物過程，以及水資源的開發(fā)利用和管理。33水文學(xué)對理解水循環(huán)、預(yù)測洪水、規(guī)劃水資源管理等至關(guān)重要。44水文學(xué)是一門跨學(xué)科的學(xué)科，與地理學(xué)、氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科密切相關(guān)。1.2水文循環(huán)過程1蒸發(fā)太陽輻射使水體蒸發(fā)，轉(zhuǎn)化為水蒸氣。2凝結(jié)水蒸氣上升遇冷凝結(jié)成云。3降水云層中的水滴或冰晶長大后，降落到地面。4徑流降水在地表匯集，形成河流，最終流入海洋。水文循環(huán)是一個連續(xù)不斷的過程，維持著地球上的水資源平衡。1.3水文要素流量流量是指在單位時間內(nèi)通過河流某一斷面的水量，它反映了河流的排水能力。水位水位是指河流或水庫的水面高度，它反映了水體蓄積的程度。降水量降水量是指一定時間內(nèi)降落在單位面積上的雨水量，它反映了降水的強度。蒸發(fā)量蒸發(fā)量是指一定時間內(nèi)水體表面蒸發(fā)的水量，它反映了水體的水分損失。1.4水文因子氣候因子降水量、氣溫、蒸發(fā)量、日照時數(shù)等影響河流水文特征。地形因子流域面積、河流坡度、河道形態(tài)、水庫等影響河流徑流量、流速和水位變化。地質(zhì)因子巖石類型、土壤性質(zhì)、地下水補給等影響河流徑流量、水質(zhì)和水化學(xué)特征。人類活動因子水利工程建設(shè)、城市化、農(nóng)業(yè)灌溉等影響河流徑流量、水位和水質(zhì)變化。2.水文測量儀器水文測量儀器是收集和記錄水文數(shù)據(jù)的工具。這些儀器對于理解和管理水資源至關(guān)重要。2.1雨量計雨量計類型雨量計可分為兩種：自記式雨量計和普通雨量計。自記式雨量計自記式雨量計可以自動記錄降雨量，可以方便地獲得降雨時間和降雨量。普通雨量計普通雨量計需要人工讀取降雨量，但價格較低。2.2水位計水位計概述水位計是一種用于測量水體水位的儀器。它是橋涵水文觀測的重要設(shè)備之一，能夠精確地記錄水位的變化情況。水位計類型常見的類型包括浮子式水位計、電接點式水位計和超聲波水位計。不同的水位計適用于不同的水位測量環(huán)境和要求。水位計作用水位計能夠提供精確的水位數(shù)據(jù)，為橋涵水文分析、洪水預(yù)警和水資源管理等方面提供重要的參考依據(jù)。2.3流速計流速計種類流速計是用來測量水流速度的儀器。主要類型包括:浮標式流速計旋槳式流速計超聲波流速計測量原理流速計的測量原理是基于水流對測量裝置的影響，例如浮標運動時間，旋槳轉(zhuǎn)速，或超聲波傳播時間。數(shù)據(jù)處理流速計通常配合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用，記錄并處理流速數(shù)據(jù)。根據(jù)測量方法和儀器類型，需要進行相應(yīng)的校正和轉(zhuǎn)換。2.4流量計流量計類型常見的流量計類型包括超聲波流量計、電磁流量計、渦輪流量計等。每種流量計都具有獨特的測量原理和應(yīng)用范圍。流量計應(yīng)用流量計用于測量河流、渠道、管道等水流的流量。這些數(shù)據(jù)對于水文監(jiān)測、水資源管理和工程設(shè)計至關(guān)重要。3.降水量測量降水是水文循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，是河流水量的主要來源。降水量測量是水文工作的重要組成部分，對橋涵設(shè)計和水利工程建設(shè)至關(guān)重要。3.1降水的定義11.大氣降水降水是指大氣中的水汽凝結(jié)成水滴或冰晶，并從云層中落到地面的現(xiàn)象。22.水循環(huán)過程降水是地球水循環(huán)的重要組成部分，是陸地水資源的主要來源之一。33.影響因素降水的發(fā)生受多種因素的影響，包括大氣環(huán)流、地形、氣溫等。3.2降水量測量方法降水量測量方法是水文觀測中重要的組成部分。它能有效地反映降水的時空分布規(guī)律，為水文預(yù)報、水資源管理提供數(shù)據(jù)支撐。1雨量計主要用于直接測量降水量，有翻斗式、自記式等類型。2雨量筒收集降水并測量其深度。3雷達利用雷達波反射測量降水強度和分布。4衛(wèi)星遙感通過衛(wèi)星傳感器監(jiān)測降水。3.3雨量站的布設(shè)選擇站址選擇代表性區(qū)域，確保充足的降水量數(shù)據(jù)采集。避免遮擋物影響，如高樓、樹木等。站間距根據(jù)地形、降水量變化規(guī)律、數(shù)據(jù)精度要求等因素確定。山區(qū)、丘陵地區(qū)間距小，平原地區(qū)間距大。3.4雨量觀測記錄11.觀測時間記錄觀測的時間，包括日期和時刻，以便與其他氣象數(shù)據(jù)進行對比分析。22.雨量值記錄雨量計中收集到的降水量，通常以毫米為單位，并根據(jù)雨量計的類型和觀測方法進行校準。33.觀測條件記錄觀測期間的環(huán)境條件，包括溫度、濕度、風力等，這些信息有助于判斷降水量測量結(jié)果的準確性。44.觀測員記錄觀測人員的信息，便于追蹤數(shù)據(jù)來源和責任，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。4.水位觀測水位觀測是橋涵水文的重要組成部分，為橋梁和涵洞的設(shè)計、施工和運營提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。4.1水位測量原理水位計水位測量通常使用水位計，根據(jù)水位計的類型，可分為固定式水位計和移動式水位計。零點水位計必須安裝在固定點，該點稱為零點，用于確定水位的基準高度。標尺水位計通常配備標尺，用于讀取水位的高度，標尺上的刻度單位通常為毫米或厘米。4.2水位觀測方法1水位尺觀測法水位尺觀測法是直接測量水面高度的方法。水位尺固定在水位觀測點，可以直接讀取水位高度。2浮標觀測法浮標觀測法是利用浮標來測量水面高度的方法。浮標會隨著水位的變化而上下移動，通過測量浮標的位置來確定水位高度。3水位計觀測法水位計觀測法是利用水位計來測量水面高度的方法。水位計可以自動記錄水位變化，并可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。4.3水位觀測資料處理數(shù)據(jù)校正水位觀測資料可能存在誤差，需要進行校正。數(shù)據(jù)分析對校正后的數(shù)據(jù)進行分析，提取水位變化規(guī)律。資料整理整理成表格、圖表等形式，方便后續(xù)使用。4.4水位預(yù)報水位預(yù)報方法水位預(yù)報是預(yù)測未來某一時刻的水位高度，包括經(jīng)驗預(yù)報、統(tǒng)