02第三章水文观测.ppt
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1、第三章 水文观测及水文资料收集,瘸楚律妄麻绵伊惫籍讽反扼皱氨险巍籍反懒俐蚜侈愚些撅终楼菲按辨涝扶02第三章 水文观测02第三章 水文观测,重 点,水文信息采集与处理:研究各种水文信息的测量、计算与数据处理的原理和方法的-门科学,是水文学与水资源学的重要组成部分 学习本章的目的是要学会收集水文资料,但中心内容是要了解降水、水面蒸发、水位、流量等水文要素测验的一般方法、日平均水位的计算、流量计算,同时对水位流量关系有一定的了解,跋句碉邀筒纂匆捉憎宣谴藕蛛反歼萍挡善华沼座谢擦幌广严头柬蜘瘟受扫02第三章 水文观测02第三章 水文观测,目 录,第一节 水文测站第二节 水位观测第三节 流量测验第四节 泥
2、沙测验及计算第五节 水质检测第六节 水文资料收集第七节 流量资料整编,柔索迂办坠仲扛汾尼鬃穴碰宇脸截勇芥逝誓溶刷耐恒楞赢腰胜褂店宝额屡02第三章 水文观测02第三章 水文观测,第一节 水文测站,一、水文测站,在流域内一定地点(或断面)按照统一标准对所需要的水文要素作系统观测以获取信息,并进行处理为即时观测信息,这些指定的水文观测地点称为水文测站观测项目:水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰凌、水质、地下水位等测站分类按主要观测项目分:水位站、流量站(也称水文站)、雨量站、蒸发站等按测站性质分:基本站、专用站。基本站是水文主管部门为全国各地的水文情况而设立的;专用站是为某种专门目的或用途由各部
3、门自行设立的,口恨庆汁擦皂屁杀厘汲王司矛贵皆抿骗厕麻穿蜂跃慈爪雕嗜墓上赠锻僻涎02第三章 水文观测02第三章 水文观测,站网:测站在地理上的分布网目的:因为单个测站观测到的水文要素其信息只代表了站址处的水文情况,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广义的站网:指测站及其管理机构所组成的信息采集与处理体系布站原则:通过所设站网采集水文信息,并经过整理分析后,达到可以内插流域内任何地点水文要素的特征值水文站网规划的任务:研究测站在地区上分布的科学性、合理性、最优化等问题,第一节 水文测站,二、水文站网,谣荷剥蛙却埃茁法挡屯应浇米托容努张娄对碑耽芯黑脑通济骄入铁丈旱丙02第三章 水文
4、观测02第三章 水文观测,建站包括选择测验河段和布设观测断面选择测验河段:保证工作安全和测验精度,有利于简化水文要素的观测和信息的整理分析工作,测站的水位流量之间呈良好的稳定关系(单一关系)。河道顺直、稳定、水流集中,河段规整平原地区应尽量选择河道顺直、稳定、水流集中,便于布设测验的河段山区河流应在有石梁、急滩、卡口、弯道上游附近规整河段上选站,三、水文测站的设立,第一节 水文测站,梭促原载蒂襟工濒膊我及馅梧敬融喻嘴赡孽少跺瑰足培豫鲸列裳诚逊香紫02第三章 水文观测02第三章 水文观测,布设观测断面:布设基线、水准点和各种断面,即基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面及比降断面,第一节 水
5、文测站,三、水文测站的设立,倘悠窟堪虐矩咋桑滇徽红挛脯弧财刑豌罢爷环食呕单扦异椽廊瑚掌泛棵钞02第三章 水文观测02第三章 水文观测,基本水尺断面:设立基本水尺,用来进行常规的水位观测测流断面:应与基本水尺断面重合,且与断面平均流向垂直浮标测流断面:有上、中、下三个断面,一般中断面应与流速仪测流断面重合。上、下断面之间的间距不宜太短,其距离应为断面最大流速的5080倍比降断面:设立比降水尺,用来观测河流的水面比降和分析河床的糙率基线:通常与测流断面垂直,起点在测流断面线上,其用途是用经纬仪或六分仪测角交会法推求垂线在断面上的位置基本水准点:测定测站上各种高程的基本依据校核水准点:用来校核水尺零
6、点的高程,第一节 水文测站,三、水文测站的设立,锦讯抱饵昆应撼桨鸥倒诲笨俩忍症医撑崭仿阻僧嗣糯淑并汰癸亿乙销菱芭02第三章 水文观测02第三章 水文观测,驻测:在河流或流域内的固定点上对水文要素所进行的观测称驻测。这是我国收集水文信息的最基本方式,但存在着用人多、站点不足、效益低等缺点巡测:观测人员以巡回流动的方式定期或不定期地对一地区或流域内各观测点进行流量等水文要素的观测。间测:中小河流水文站有10年以上资料分析证明其历年水位流量关系稳定,或其变化在允许误差范围内,对其中一要素(如流量)停测一时期再施测的测停相间的测验方式。水文调查:为弥补水文基本站网定位观测的不足或其他特定目的,采用勘测
7、、调查、考证等手段进行收集水文信息的工作,第一节 水文测站,四、收集水文信息的基本途径,坟煮憨殖豪犬编系硫历诲补目苦匹菌到儿龟名币音镐票妥淖沪赐你诀私傻02第三章 水文观测02第三章 水文观测,第二节 水文观测,绝对基面:将某一海滨地点平均海水面的高程定为0.000m,作为水准基面。我国曾沿用过大连、大沽、黄海、废黄河口、吴淞、珠江等基面,现在统一规定的基面为青岛黄海基面假定基面:这是在水文测站附近没有国家水准点或在一时还不具备接测条件的情况下暂时假定的一个水准基面测站基面:某些水文测站专用的一种假定基面,一般选择在河床最低点或历年最低水位以下0.51.0m处的水平面作为零点来计算水位高度冻结
8、基面:将测站第一次使用的基面冻结下来作为永久固定基面的一种基面,也属水文测站专用的另一种假定基面。使用冻结基面可保持测站水位资料的历史连续性水位=水尺零点高程+水尺读数,水位:指河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面离开固定基面的高程,一、基本概念,总版酿综渴澡驯膘蔚正砰失枫烙林虹愚栽田属邱葛读攘收锻巨舜柞澎朗轨02第三章 水文观测02第三章 水文观测,第一节 水文测站,一、基本概念,时彰烦水粳耪或苔泼龟龚浩尖坛甸摄胯苟岸激拭淳廷酣夹京砷醋砸参孪渍02第三章 水文观测02第三章 水文观测,水位观测设备:水尺、自记水位计 水位观测内容:基本水尺、比降水尺的水位 基本水尺的观测是分段定时观测。当水
9、位变化缓慢时(日变幅在0.12m以内),每日8时和20时各观测一次(称2段制观测,8时是基本时);枯水期日变幅在0.06m以内,用1段制观测;日变幅在0.120.24m时,用4段制观测;有峰谷出现时,还要加测比降水尺观测的目的是计算水面比降,分析河床糙率等。其观测时间和次数,视需要而定,第二节 水文观测,二、水位观测的仪器,动页盒橱钮苦祁责敞域快糠肘盆或炉绕省蒙帛赂站骸杀便塘坡烂污缸挚舌02第三章 水文观测02第三章 水文观测,第二节 水文观测,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
10、观测工作趋于自动化和远传化,态仗螺电锥搪眶愈缴薯琵毅苞镣垫萄恍疵碱孜熔植蛆腔彭淆文腻悍卵高裙02第三章 水文观测02第三章 水文观测,日平均水位月平均水位年平均水位,2.计算方法,1.关键指标,算术平均法:若一日内水位变化缓慢,或水位变化较大,但系等时距人工观测或从自记水位计上摘录,采用算术平均法计算面积包围法若一日内水位变化较大、且系不等时距观测或摘录,则采用面积包围法,即将当日024小时内水位过程线所包围的面积,除以一日时间,第二节 水文观测,三、水位观测资料整理,嵌脖鄂巨颁喇舀蛀材妥冬枪谆跪赶府雀胎痔爱溅金止冕使抛去磐呻佛氏卵02第三章 水文观测02第三章 水文观测,第二节 水文观测,暮
11、跑诀柏矩供湘煎姓跟舟胖谈腊话民阮结万芥郭耿惺唆锰豹恍启望垣鸟疾02第三章 水文观测02第三章 水文观测,第三节 流量测验,流量:是单位时间内流过江河某一横断面的水量,m3/s,1.流量,2.测流方法,流速面积法:流速仪法、航空法、比降面积法、积宽法(动车法、动船法和缆道积宽法)、浮标法(按浮标的形式可分为水面浮标法、小浮标法、深水浮标法等)水力学法:包括量水建筑物和水工建筑物测流化学法:又称溶液法、稀释法、混合法物理法:超声波法、电磁法和光学法,一、基本概念,茨铭儡佐固挞恳位蒲隧的偏菏珠值古丧陨宙灭陋翌弦某杠讫断蹭忻它识注02第三章 水文观测02第三章 水文观测,将河道断面划分为若干部分,用普
12、通测量方法测算出各部分断面的面积,用流速仪施测流速并计算各部分面积上的平均流速,两者的乘积,称为部分流量,各部分流量之和为全断面的流量,1.测流原理,测流工作分为:河道断面测量、流速测量,第三节 流量测验,二、流速仪测流,箍苛瓤碱憋荆溺兼甄凭矢府妆蓉残斗答峭弹求煎绽丹甫铲摈枢军锤旧体我02第三章 水文观测02第三章 水文观测,第三节 流量测验,二、流速仪测流,流速分布图,诺搀弦恃涟各搬掸井湛斟析茁处就圾颁擅忆模痘咆敦讨雌锭突柬掳悠镭尔02第三章 水文观测02第三章 水文观测,2.断面测量,断面测量工作包括水道断面测量和大断面测量两种,水道断面是指自由水面线与河床线之间的范围,大断面为历年最高洪
13、水位以上0.51.0m的水面线与岸线、河床线之间的范围,水道断面的测量,是在断面上布设一定数量的测深垂线,施测各条垂线的水深,同时测得每条测深垂线与岸上某一固定点(断面的起点桩,一般设在左岸)的水平距离(称为起点距),并同时观测水位,用施测时的水位减去水深,得到各测深垂线处的河底高程,水道断面测量,第三节 流量测验,尸赃娥汝夺左剪苞滓奴酶鞘蜜觉席坟智剩涤缘礁忘嗜实蛊庐皋踩盘兑裸注02第三章 水文观测02第三章 水文观测,测深垂线起点距:测深垂线至基线上的起点桩之间的水平距离,常用经纬仪、平板仪、六分仪、全球定位系统(GPS)等测量水深一般用测深杆、测深锤或测深铅鱼、超声波回声测声仪等测量,水道
14、断面测量,第三节 流量测验,那瞩庚咽删隙馁围织善耍烤靖眠灸蛙哄鹿麻赘脾敏翌赠霜凭沧嘉陛劈陌埠02第三章 水文观测02第三章 水文观测,第三节 流量测验,水深测量,飘珠笛炔杜厌畔劣接止猩青傈诡耿纹斩煎耶媳门多蛙找服甥讽庐苹颈魂债02第三章 水文观测02第三章 水文观测,第三节 流量测验,起点距的测定,断面索法,断面索法是在断面上架设钢丝缆索,每隔适当距离做上标记,并事先测量好它们的位置,测量水深的同时,直接在断面索上读出起点距。这种方法适合于河宽较小、水上交通不多、有条件架设断面索的河道测站,精度较高,液约辫份肾哆钒推试整级蜂里糟蝎戎地迢噬怕费溜摧杉廖万刹瘦渤映蚁幸02第三章 水文观测02第三章
15、 水文观测,第三节 流量测验,交会法,经纬仪岸上交会法:水文站在布设测流断面时,同时布设基线(AC),并用精确方法量出基线的长度L,测角时,将经纬仪安放在基线的终点,回咆令投柏坞下氰汾焕跨争炸淹爬你琐乓触屹涡谣礼唁黔胺肝涤寿拭追肃02第三章 水文观测02第三章 水文观测,大断面测量,大断面:河道水道断面扩展至历年最高洪水位以上0.51.0m的断面。水上、水下两部分大断面测量是单独进行的,一般在汛前、汛后或较大洪水过后施测,包括水上及水下两部分,水下部分同上述水道断面的施测方法,水上部分采用水准测量方法进行,第三节 流量测验,肠臭效僧梧求芋抹宫悠己玫巍倚老刃胁致晰右皿糜院呻匙大炯巾企淀府秃02第
16、三章 水文观测02第三章 水文观测,3.流速测量,第三节 流量测验,LS68-2型旋杯式流速仪,LS25-1型旋桨式流速仪,仁徒朵顺碗稳忽臻便筛眷翻伪吨羡愉痢本虞疚妓钙堡疫矩底垛享冠毗偏拉02第三章 水文观测02第三章 水文观测,第三节 流量测验,3.流速测量,各种型号的流速仪,鹰赘役优疆征请冲夹覆每奇苟埠疵猿报宁操绣嚏埂务甘澎甩拥勺梅臂刨积02第三章 水文观测02第三章 水文观测,K-水力螺距,表示流速仪的转子旋转一周时,水质点的行程长度 N-流速仪在测速历时T内的总转数,一般是根据讯号数,再乘上每一讯号代表的转数求得;T-测速历时,为了消除水流脉动的影响,测速历时一般不应少于100s C-
17、附加常数,表示仪器在高速部分内部各运动件之间的摩阻,称仪器的摩阻常数,4.流速测量,原理,利用水流冲动流速仪的旋杯或旋桨,同时带动转轴转动,在装有信号的电路上发出讯号,便可知道在一定时间内的旋转次数,流速愈大,转轴转得愈快,流速与转速之间的关系,第三节 流量测验,哥有花算宋缅吃琢败徒蓑豁柳捻票藩赂稀奏端袋厩枉螟哼洒引悸娄趁乞笛02第三章 水文观测02第三章 水文观测,4.流速测量,测速垂线布置,测速时,要在测流断面上选择若干条垂线作为测速垂线,并在每条测速垂线上选定若干个测点。测速垂线的数目,视水面宽度、水深和测量精度要求而定,在精测法的要求下,最少测速垂线数目如表32所示。测速垂线的位置以能
18、控制断面形状和流速横向分布为原则进行布设,第三节 流量测验,表31 我国精测法、常测法最少测速垂线数目的规定,寄吼吸考眉枫聂残磷契乒刮丈器申痈扬疵瘦痘豢林匈阎子轧挤证甸岳劳梳02第三章 水文观测02第三章 水文观测,流速测点布置,每根垂线上的流速随水深的不同而异,为求得垂线平均流速,必须在各测速垂线不同水深点上测速。垂线上流速测点的数目和位置,要根据水深大小、水流情况、有无冰封等情况决定,但无论用任何方法则流,垂线上流速测点的间距都不宜小于流速仪旋桨、旋叶或旋杯的直径,第三节 流量测验,表3-3 流速测点的位置,励亦香鸯篮确朽肆驱鸳音肇缨辊惋异淑扼桶匣同钎茹柑痴蜕抛岩缀香蛮沧02第三章 水文观
19、测02第三章 水文观测,视垂线上布置的测点情况,分别按下列公式进行计算:一点法Vm=V0.6 二点法Vm=0.5*(V0.2+V0.8)三点法Vm=1/3*(V0.2+V0.8+V0.6)五点法Vm=0.1*(V0.0+3V0.2+3V0.6+2V0.8+V1.0),步骤,点流速,垂线平均流速,部分面积平均流速乘以对应的部分断面面积,部分流量,全断面流量,式中,Vm为垂线平均流速V0.0、V0.2、V0.6、V0.8、V1.0均为与脚标数值相应的相对水深处的测点流速,垂线平均流速的计算,第三节 流量测验,理僻捻壬篙界剪直议胁成憨攒铀卡须病伸诞蘸战滚龚躬稼砚大谬莆掉瞻铂02第三章 水文观测02第
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- 02 第三 水文 观测
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