水文测验及水文资料收集

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1、第三章水文测验及水文资料收集§3.1概述§3.2水位观测及计算§3.3流量观测及计算§3.4流量资料整编§3.5河流泥沙的测算§3.6水文调查§3.7水文测验资料的收集3.1概述水文测验学是研究水资源中各种水文要素的测量、计算与资料整编的原理和方法的一门科学，即研究水文资料信息的搜集、处理、存贮和检索的一门科学。水文测验的根本任务是根据国民经济发展的需要，进行水文站网的规划，布设水文站；采用定位观测、巡回测验、水文调查等方法测定各种水文要素，包括水位、流量、水温、降水、蒸发、泥沙的观测以及泥沙颗粒分析，水质监测和分析；经分析整编，刊印成为系统的水文资料，

2、如水文年鉴等。因此，水文测验工作也可称水文资料搜集系统。根据水文测验资料，可以掌握各地各种水文要素的变化规律，为水资源的研究评价和开发利用、防汛抗旱、水资源保护提供情报，为水利工程的规划设计和管理运用提供资料，为国防建设以及其他国民经济建设服务。水文站是进行水文测验的观测站，它是按国家水文测验规范的统一标准对指定地点的水文要素如水位流量泥沙降水蒸发水温冰凌水化学地下水等项目做系统观测并对资料进行整理。3.2水位观测及计算观测常设备有水尺和自记水位计两大类。采用水尺观测时，水面在水尺上的读数加旧永尺零点高程即为水面水位。自记水位计可将水位变化的过程自动记

3、录下来。一、水尺观测时记录水尺读数，水位按下式计算：水位=水尺零点高程+水尺读数式中，水尺零点高程是指水尺板上刻度起点的高程，可以预先测量出来。二、自记水位计自记水位计能将水位变化的连续过程自动记录下来，不遗漏任何突然的变化和转折，有的还能将所观测的数据以数字或图像的形式远传室内，使水位观测工作趋于自动化和远传化。3.3流量观测与计算流速仪定点测速由于河流断面上的流速是不均匀的，需分块计算平均流速和流量，首先用从水面至河底的数条垂线将测流断面划分成数块部分面积A1，A2…Aｎ，然后测出每块小面积上的平均流速Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ。根据下式计算流量：1．部分面

4、积测量部分面积的垂线也称测深垂线，测量各垂线上的水深一般采用测深锤深深杆，水深很深时亦可采用超声波仪器测深。由此可得各垂线水深H１，H２……Hn。部分面积计算采用梯形法：式中，bｉ为第ｉ块部分面积水面宽度，而H０＝Hn＝0。2.部分面积平均流速测验测深垂线一般也是测速垂线。常用一点法，二点法，三点法和五点法四种。V(m/s)H(m)测速垂线流速分布图各部分面积平均流速计算如下：中间部分两岸水边式中，α称岸边系数，斜坡岸边α＝0.67～0.75；陡岸α＝0.8～0.9;死水边α＝0.5～0.37。在洪水期水位较高无法采用流速仪测流，或洪水调查时，常采用浮

5、标测速方法。现在，一些测站应用超声波测速方式，观测断面流速和流量。当水文资料缺乏和不充分时，需进行洪水调查。3.4流量资料整编观测以及分析计算出的水文资料可以整编成日、月、年平均水位和平均流量，汛期水位和流量过程，刊登于水文年鉴或水文数据库。稳定的水位流量关系：流量测验比较困难，而观测水位很容易，如果水位流量之间的关系较好，则可以借助水位推求流量。在河床稳定，控制良好的情况下，水位流量关系比较稳定。在方格纸上，以纵坐标代表水位，横坐标代表流量，将实测水位和流量的数据点绘上去。若点子分布成一带状，且有７５％以上的中高水流速仪测点与平均关系曲线的偏离不超过

6、±５％，则可以定为单一水位～流量关系曲线。3.5河流泥沙的测算河流中的泥沙,按其运动形式可分三类：悬移质泥沙浮于水中并随之运动；推移质泥沙受水流冲击沿河底移动或滚动；河床质泥沙则相对静止而停留在河床上。三者没有严格的界线，随水流条件的变化而相互转化。一般情况，河流中泥沙以悬移质为主。一、悬移质泥沙测验与计算描述河流中悬移质的情况，常用的两个定量指标是含沙量和输沙率。单位体积内所含干沙的质量，称为含沙量，用Cs表示，单位为kg/m3。单位时间流过河流某断面的干沙质量，称为输沙率，以Qs表示，单位为kg/s。断面输沙率是通过断面上含沙量测验配合断面流量测量来

7、推求的。（一）含沙量的测验式中Cs---水样含沙量，g/L或kg/m3；Ws---水样中的干沙重量，g或kg；V---水样体积，L或m3；（二）输沙率测验输沙率测验是由含沙量测定与流量测验两部分工作组成的。畅流期的垂线平均含沙量的计算式为：三点法：式中Csm---垂线平均含沙量，kg/m3；Csj---测点含沙量，脚标j为该点的相对水深，kg/m3；Vj---测点流速，m/s，脚标j的含意同上；Vm---垂线平均流速，m/s；a、b---一点法的系数，由多点法的资料分析确定，无资料时可用1.0。----断面输沙率计算根据各条垂线的平均含沙量Csmj，配合

8、测流计算的部分流量，即可算得断面输沙率Qs(t/s)为：式中qi---第i根垂线