《水力水文计算》第3章.ppt

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1、研究水文现象，就必须获取基本水文资料（水文信息），包括水文、气象、水文地质等资料。水文资料的采集过程就是水文测验工作。主要的资料：降水量、蒸发量、下渗量、径流量、洪水、水位、泥沙、水质（水温、Ph、COD、BOD、各种重金属元素、SS等）水文资料的处理过程就是水文整编工作。第三章水文测验及水文资料收集3.1测站与站网3.2水位观测及整理3.3流量测验与整理3.4水文资料收集3.1测站与站网水文测站1概念水文测站是组织进行水文测验、收集水文资料的基本场所。其任务是按一定标准对指定地点(断面)的水文要素作系统

2、观测和资料整编。2分类(1)按测验项目分(2)按测站性质分水文测站流量站水位站雨量站水质站水文测站基本站专用站实验站二水文站的设立包括：测验河段选择观测断面布设要求：河道顺直，水位流量关系稳定（断面或河道水力要素稳定）。流速仪测流断面水文站布设示意图浮标上断面浮标下断面浮标中断面比降上断面比降下断面基本水尺断面基线αβLfLs三水文站网布设原则：(1)采集到的水文信息经过整理分析后，达到可以内插流域内任何地点水文要素的特征值；(2)经济合理;(3)布设密度合理。单个测站观测到的水文要素其信息只代表了站址处

3、的水文情况，而流域上的水文情况则须在流域内的一些适当地点布站观测。这些测站在地理上的分布网称为水文站网。为了能收集大范围的基本水文资料，满足水利水电、环境保护及其国民经济建设需要，需合理、科学规划布设水文测站，即水文站网。我国水文站网1956年统一布设。现有布设密度为3.56站/万km2。世界100多个国家的平均水平为4站/万km2。3.2水位观测与整理水位水体自由水面相对于某一基面的高程，称为水位(m)。我国统一采用青岛附近黄海海平面为标准基面。由于历史原因各地仍有其它基面的，如吴淞基面、大沽基面、废黄

4、河口基面。二水位观测水尺、自记水位计1水尺——人工观测在测流断面上布设水尺，人工定时或不定时进行观测。水位是基本的水文特征，反映了水流变化，是水利建设、防汛抗旱斗争的重要依据。1水尺——人工观测水位(Z)=水尺零点高程(Z0)+水尺度数(z)a.水位变化不大时，每天采用两段制观测(8点和20点)；b.水位变化较大时，每天采用四段制观测(2点，8点，14点，20点)；c.洪水期或水位变化急剧时，需增加测次。tZ自记水位过程线2自记水位计利用自记水位记自动纪录水位的连续变化过程。tZ洪水水位过程三水位资料的整

5、理1当等时距观测或摘录水位时，日平均水位计算采用算术平均法式中，Zi为i次观测或摘录水位值；n为观测或摘录次数。所获得的水位资料都是瞬时值。水位资料整理就是将瞬时水位值换算成日平均水位(0:00-24:00)；同时摘录年、月、日最高、最低水位和整理洪水水位过程线。2当不等时距观测或摘录水位时，日平均水位计算采用加权平均法，又称面积包围法求取tZ洪水水位过程面积包围法示意图Z0Z1Z3Z2Zn-2Zn-1Zn0时24时ancmb式中，a，b，c，m，n——相邻两次水位间的时距，单位h；T=a+b+c+…+m

6、+n=24小时；Z0,Z1,Z2,…,Zn-1,Zn——为各次观测的水位，单位m。根据日平均水位可计算月平均水位、年平均水位。3.3流量测验与整理概述测流方法很多，如流量是河流最重要的水文特征值。如何获取它是水文测量工作的一个重要内容。(1)流速面积法有流速仪法、浮标法等。(2)水力学法有量水建筑物和水工建筑物测流。(3)化学法又称溶液法、稀释法、混合法。(4)物理法有超声波法、电磁法和光学法。(5)直接法有容积法和重量法。二流速仪测流流速分布示意图相对水深1原理Q=∑qi=∑ViAiViAiQ=AV由上

7、式知，流量测验包括3部分：断面面积测量、流速测量及流量计算。在过水断面上，流速随水平及垂直方向的位置不同而变化，即V=f(b,h)。因f(b,h)的关系复杂、目前尚不能用数学公式表达。(1)布设测(深)速垂线，测量各垂线的深度hi和相邻垂线间的距离bi；部分平均流速Vi：岸边部分中间部分部分面积Ai：岸边部分中间部分2布骤(4)计算部分流量qi=ViAi，部分流量之和即为Q。(2)在测速垂线上布设测点，用流速仪测速，计算各垂线平均流速vmi；(3)部分平均流速Vi和部分面积Ai计算；Q=∑qi=∑ViAi

8、垂线布点方式：0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0（相对水深）。垂线平均速度视测点数，分别按下式计算：为岸边流速系数.（3）流速测量见表3-1三流量资料整编1、绘制水位～流量关系曲线；2、计算日平均流量；4、编制流量资料整编成果表。整编的内容：3、计算旬、月、年平均流量；测流工作量大，程序复杂，不可能随时测流；水位观测相对简单、快捷。由于水位与流量存在着一定的关系。因此，流量资料整编的关键在于绘制水位～流量关系曲线