水文测验实习报告.doc

水文测验实习报告一、 实习目的1、 通过本次实习，对流速仪法和浮标法两种测流速的方法加以学习，了解两种方法所用到的仪器，及其使用特点、使用条件。2、 通过所测得的数据，针对不同方法，学会对相关水文要素如流量的计算。3、 通过实习，学会对水文要素的资料收集，并加以分析，发现问题，解决问题。4、 通过该次实习，把理论性的知识与具体实践相结合，为之后的学习奠定基础。二、 实验原理1、 流速仪法测流原理流速仪测速原理是利用水流冲动流速仪的旋桨，同时带动转轴转动，在装有信号的电路上发出信号，便可知在一定时间内的旋转次数，流速愈大，转轴转得愈快。流速与转速间存在一定的函数关系，这种关系是厂家在仪器出厂之前，把流速仪放在特定的检定水槽里，通过实验方法来确定流速与转速间的函数关系。关系式如下：其转速n与流速v有如下线性函数关系： v=a+b×n式中v-某点流速 n-流速仪旋浆的转速（每秒的转数） a流速仪常数 b旋浆水力螺距 a、b是通过水槽实验事先率定的，为定值。对于流速仪旋浆的转速n (转/秒) nR/T式中 R时段T内旋浆总转数 T测速历时（秒）因为天然水流为紊流，为消除水流脉动对测量精度的影响，按水文测验规范规定，测速历时T一般不短于100秒，本次测验测速历时T为100秒。而旋浆每20转一个信号，设总信号数Z，则总转数R：R=Z*20。欲要测整个断面上的流量，需在该断面上布置若干条测速垂线，测速垂线的数目视水面宽度、水深和测量精度而定。又因每条垂线上的流速随水深不同而变化，为求各垂线平均流速，需在每条测速垂线上选定若干个测点。垂线上流速测点的数目和位置，要根据水深大小、水流情况来定。本次测验选用测杆悬吊，当水深大于1米时可用五点法测流速，即在相对水深分别为0.0、0.2、0.6、0.8、1.0处施测。本次测流在测流断面上布设了四条垂线，中间采用了三点法（0.2，0.6，0.8），两边2条采用了两点法（0.2、0.8）。以求精确。之后便可进行相应的垂线平均流速V m的计算，其公式为：一点法:vm =v0.6 或 vm =（0.900.95）v0.5二点法:vm = ( v0.2+ v0.8)/2 三点法:vm = ( v0.2+ v0.6+ v0.8)/3 五点法:vm = (v0.0+3v0.2+3v0.6+2v0.8+ v1.0)/10 各式中 vm 为垂线平均流速 v0.0、v0.2v1.0 为各相对水深处的测点流速。此次实习中流量测验方法为面积流速法(流速仪法测流)需把整个过水断面划分成若干小面积；求出每个小面积上的部分流量；然后求各部分流量之和，即得总流量。故需先求出各部分的面积的平均流速。对于中间部分面积的平均流速，即相邻两垂线间平均流速的平均值 vi = ( vm( i-1)+ vmi)/2 对于岸边部分面积的平均流速 v1=vm1 vn+1=vmn 式中 v1 、vmn 距岸边最近的垂线平均流速 岸边系数，斜坡岸边取0.670.75；陡岸为0.80.9；死水边为0.50.67在计算划分出的各部分面积时，岸边部分按三角形、矩形计算，中间部分按梯形计算。据此便可算出各部分的流量qi=AiVi其中Ai为各部分的面积，Vi为各部分面积的平均流速。则总流量Q=qi。流速仪法测流速的优势有：测量精度高，量程宽，可测弱流，也可测强流；无机械转动部件，不存在泥沙堵塞或水草、杂物缠绕等问题，最适用于泥沙悬浮物含量高，水草等漂浮物多的河流中测量。 2、浮标法测流速原理浮标法测流速的原理是采用一块木头或装有少量水的瓶，在木头上或瓶口上插小旗作为浮标，利用手表测定浮标通过在海湾或河流中相距一定距离的两点的时间即可求出水流虚流速。通常用每秒钟内的米数来表示这一速度。利用上述方法只能测出表层的流速。如要测出深层水的流速，就使用上下两个瓶子，此时上面的浮瓶流速代表两个瓶子的平均速度。测出表面水流的平均速度后，就可求得深处瓶的水流虚速度。 但在该此次实习中，需根据每个浮标的虚流速及浮标通过中断面的起点距，推求断面各垂线的虚流速。 由于每个浮标经过中断面时的起点距，不是固定的，不能直接求出断面各垂线上的虚流速，应在虚流速分布图上内插求得。水面虚流速的计算方法为： 用秒表观测浮标由上断面流到下断面的历时t，得水面虚流速： Vj=L/t 式中 L上下浮标断面间距（米） t各浮标经上下断面的时间（秒） Vj 水面虚流速（米/秒）将水面虚流速与过水断面积（计算方法同流速仪法）相乘，计算出断面虚流量，用浮标系数加以修正，得到断面实际的流量 。 即测流断面流量浮标系数Kj×断面虚流量Qj 浮标系数Kj :一般湿润地区大、中河流取0.850.90，小河取之间0.750.85；干旱地区大中河流可取0.800.85，小河取0.700.80。其总流量的计算方法同流速仪法。浮标法适用于流速仪测流困难或超出流速仪测速范围的洪水较大，水流急剧涨落，水流流向紊乱，水中漂浮物较多等情况的流量测验。这是一种最简单和最易作到的方法。三、 实习步骤1、 流速仪法测流的步骤(1)选择测量地点及测量断面流速-面积法测量地点应满足以下条件：1)水流的流动均匀，不易产生涡漩；2)测量地点上流侧明渠的直线长度应为其宽度的5倍以上，下流侧明渠的直线长度应为宽度的2倍以上；3)明渠的形状整齐，底部尽量不要有淤积；4)当明渠的水位发生变化时，测量截面的形状不应有急剧的变化；5)水流流动方向与测量截面垂直。(2)分布垂直测线该次实习中流量的测量采用了流速-面积法，需要将测流断面用垂直测线分部成几个部分，测量各个划分出的截面的水位和其中的流速，以相应地计算出截面面积和截面上的平均流速。水深和流速的测线分布，由明渠的宽度决定，有采用在整个明渠宽度按一定的间隔平均分布的，一般对于宽度在10米以下的明渠，平均分布的测线间隔为0.1-0.15倍的明渠宽度。（3） 断面测量断面测量包括测线间距（部分宽）测量和水深测量。在测桥上测流时测线间距一般在布置测线时设置固定标志，在进行先关测量。在水深测量是采用测秆测深，在混凝土衬砌的断面上测流，测量时应保持垂直状态。（4） 流速测量在测量垂线平均流速时我们采用了积点法。即根据垂线流速分布规律，施测垂线上若干个有代表性的测点流速，由此可推算出垂线平均流速。（5） 根据测量原理进行先关数据的整理计算。2、 浮标法测流的步骤（1）选择测量地点及测量断面的方法同流速仪法。（2）在浮标投放断面投放浮标；（3）当浮标通过上断面时，上断面观测员发出信号，通知中断面观测员用秒表开始计时；（4）当浮标通过中断面时，中断面观测人员发出信号，通知中断面观测人员测定浮标通过中断面的位置（距离起点距）；（5）当浮标通过下断面时，下断面观测人员发出信号，通知观测人员停表，测记浮标运行的历时。（6）根据测量原理进行先关数据的整理计算。四、 实验结论水文测验实习是水文与水资源工程专业必修的实践教学环节，是水文工作的基础，它与生产密切结合，实践性很强。而通过此次实习，我深刻认识到学习不仅是书本理论知识的掌握，更加要注重实践能力的培养，同时我也认识到了课本当中知识与实际应用之间的差异，没有经过此次实习之前，虽然学过一部分相关知识，但没有宏观上的认识，掌握的知识点比较零散，无法真正理解，心中存在大量疑惑，但经过此次实践之后，让我很好的将课堂上学习的知识点都前后衔接起来，对水文测验的整个流程有了总体的认识，了解了主要仪器设备的结构、原理和使用方法，与此同时，此次实习以组为单位，这也加强了我的团队合作的意识，此外还培养了我们的动手能力和独立分析问题、解决问题的能力。这些都将为我们的下一步学习打下实践基础，为学习水文科学和今后从事与本专业相关的技术工作打下一定的基础。五、 存在问题最后，我想对水文测验实习提出自己小小的建议，我希望实习工作可以加入更多实际测验内容，比如对水位、流速、含沙量的实际测验，让同学们可以亲身体验其中的过程，更好的弥补自身知识的不足。