工程水文學(xué)第三章水文測驗(yàn)及水文資料收集

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1、 第 三 章 水 文 測 驗(yàn) 及 水 文 資 料 收 集 測 站 與 站 網(wǎng) 水 位 觀 測 流 量 測 驗(yàn) 泥 沙 測 驗(yàn) 水 文 調(diào) 查 水 文 數(shù) 據(jù) 處 理 第 一 節(jié) 測 站 與 站 網(wǎng) 一 、 測 站 測 站 分 類 ：按 主 要 觀 測 項(xiàng) 目 分 ： 水 位 站 流 量 站 雨 量 站 蒸 發(fā) 站 二 、 水 文 站 網(wǎng) 測 站 在 地 理 上 的 分 布 網(wǎng) 稱 為 站 網(wǎng) 。 三 、 水 文 測 站 的 設(shè) 立 選 擇 測 驗(yàn) 河 段 保 證 工 作 安 全 和 測 驗(yàn) 精 度 ， 并 有 利 于 簡 化 水 文 要素 的 觀 測 和 信 息 的 整 理 分 析 布 設(shè) 觀

2、 測 斷 面 ： 布 設(shè) 基 線 、 水 準(zhǔn) 點(diǎn) 和 各 種 斷 面 ， 即 基 本 水 尺 斷 面 、流 速 儀 測 流 斷 面 、 浮 標(biāo) 測 流 斷 面 及 比 降 斷 面 。 第 二 節(jié) 水 位 觀 測水 位 ：目 前 全 國 統(tǒng) 一 基 面 ： 黃 海 基 面 。水 位 觀 測 設(shè) 備 ：水 尺 、 自 記 水 位 計 。水 位 觀 測 內(nèi) 容 ：基 本 水 尺 、 比 降 水 尺 。水 位 觀 測 資 料 整 理 ：日 平 均 水 位 、 月 平 均 水 位 、 年 平 均 水 位 。 第 三 節(jié) 流 量 測 驗(yàn) 流 量 ： 流 速 儀 法 測 流 原 理 ： 將 河 道 斷 面

3、劃 分 為 若 干 部 分 ， 用 普 通 測 量 方 法 測算 出 各 部 分 斷 面 的 面 積 ， 用 流 速 儀 施 測 流 速 并 計 算各 部 分 面 積 上 的 平 均 流 速 ， 兩 者 的 乘 積 ， 稱 為 部 分流 量 ， 各 部 分 流 量 之 和 為 全 斷 面 的 流 量 。 測 流 工 作 組 成 ： 河 道 斷 面 測 量 、 流 速 測 量 。 ib 1ib if ih1ih i1iini i fQ 1 面 積 流 速 法 測 流 示 意 圖 一 、 斷 面 測 量 目 的 ： 繪 出 測 流 斷 面 圖 。 方 法 ： 在 斷 面 上 布 設(shè) 一 定 數(shù) 量

4、 的 測 深 垂 線 ， 施 測 各 條 測深 垂 線 的 起 點(diǎn) 距 和 水 深 并 觀 測 水 位 ， 用 施 測 時 的 水 位減 去 水 深 ， 即 得 各 測 深 垂 線 處 的 河 底 高 程 。 二 、 流 速 測 量 ： 采 用 流 速 儀 測 流 ： 流 速 儀 ： 旋 杯 式 、 旋 漿 式 。 原 理 ： 測 速 方 法 ： 積 點(diǎn) 法 、 積 深 法 、 積 寬 法 。 積 點(diǎn) 法 ： 選 擇 若 干 垂 線 作 為 測 速 垂 線 ， 并 在 每 條 垂 線 上選 定 若 干 個 測 點(diǎn) 。 CKn 20m 10m 20m20m 10m 20m9.0左 smV /2.

5、12.0 smV /8.0 8.0 2h1h smV /0.16.0 8.0右 三 、 流 量 計 算例 3-1 第 四 節(jié) 泥 沙 測 驗(yàn) 與 計 算 泥 沙 分 類 ： 懸 移 質(zhì) 泥 沙 ： 懸 浮 于 水 中 并 隨 之 運(yùn) 動 。 推 移 質(zhì) 泥 沙 ： 受 水 流 沖 擊 沿 河 底 移 動 或 滾 動 河 床 質(zhì) 泥 沙 ： 相 對 靜 止 而 停 留 在 河 床 上 。 一 、 懸 移 質(zhì) 測 驗(yàn) 與 計 算 含 沙 量 （ Cs） ： 單 位 體 積 內(nèi) 所 含 干 沙 的 質(zhì) 量 (Kg/m 3)。 輸 沙 率 （ Q s） ： 單 位 時 間 流 過 河 流 某 斷 面

6、的 干 沙 質(zhì) 量 ， kg/s。 含 沙 量 的 測 驗(yàn) 對 所 取 水 樣 ， 經(jīng) 過 量 積 、 沉 淀 、 過 濾 、 烘 干 稱 重等 手 續(xù) ， 得 出 一 定 體 積 渾 水 中 的 干 沙 重 量 。 輸 沙 率 測 驗(yàn) 含 沙 量 測 驗(yàn) 、 流 量 測 驗(yàn) 。 第 六 節(jié) 水 文 調(diào) 查 目 的 ： 補(bǔ) 充 水 文 定 位 觀 測 的 不 足 。 內(nèi) 容 ： 流 域 調(diào) 查 水 量 調(diào) 查 洪 水 與 暴 雨 調(diào) 查 其 它 專 項(xiàng) 調(diào) 查 一 、 洪 水 調(diào) 查 洪 水 痕 跡 、 發(fā) 生 時 間 、 災(zāi) 情 測 量 、 洪 水 痕 跡 的高 程 ， 河 槽 、 斷 面

7、情 況 ， 推 算 洪 水 總 量 、 洪 峰 流 量 、洪 水 過 程 線 及 重 現(xiàn) 期 ， 調(diào) 查 報 告 。 二 、 暴 雨 調(diào) 查 暴 雨 成 因 、 暴 雨 量 、 暴 雨 起 訖 時 間 、 暴 雨 變 化過 程 及 前 期 雨 量 、 暴 雨 走 向 及 當(dāng) 時 主 要 風(fēng) 力 變 化 等 。 第 七 節(jié) 水 文 數(shù) 據(jù) 處 理 處 理 工 作 ： 收 集 校 核 原 始 數(shù) 據(jù) ； 編 制 實(shí) 測 成 果 表 ； 確 定 關(guān) 系 曲線 ； 推 求 逐 時 、 逐 日 值 ； 編 制 逐 日 表 及 洪 水 水 文 要 素 摘錄 表 等 。 重 點(diǎn) : 流 量 資 料 整 編

8、： 水 位 流 量 關(guān) 系 曲 線 、 逐 時 、 逐 日 值的 推 求 。 一 、 水 位 流 量 關(guān) 系 曲 線 的 確 定 穩(wěn) 定 的 水 位 流 量 關(guān) 系 曲 線 不 穩(wěn) 定 的 水 位 流 量 關(guān) 系 原 因 ： 斷 面 沖 淤 、 洪 水 漲 落 、 變 動 回 水 或 其 他 因 素 的 個別 或 綜 合 影 響 。 、 洪 水 漲 落 、 斷 面 沖 淤 、 變 動 回 水 :下 游 干 支 流 漲 水 等 等 因 素 影 響 。 整 編 方 法 ： 水 力 因 素 類 ： 以 水 力 學(xué) 公 式 作 為 基 礎(chǔ) 。 時 序 型 :以 水 流 的 連 續(xù) 性 為 基 礎(chǔ) ，

9、按 實(shí) 測 流 量 點(diǎn) 子的 時 間 順 序 連 接 曲 線 。 二 、 水 位 流 量 關(guān) 系 的 延 長 高 水 延 長 ： 影 響 洪 水 流 量 過 程 ， 包 括 洪 峰 ， 影 響 重 大 。 延 長 幅 度 不 應(yīng) 超 過 當(dāng) 年 實(shí) 測 流 量 所 占 水 位 變幅 的 30%。 低 水 延 長 ： 相 對 誤 差 較 大 且 影 響 歷 時 長 。 延 長 幅 度 不 超 過 10%。 采 用 水 位 面 積 與 水 位 流 速 關(guān) 系 進(jìn) 行 高 水 延 長 采 用 水 力 學(xué) 公 式 進(jìn) 行 高 水 延 長 曼 寧 公 式 ： 計 算 流 速 ： 用 實(shí) 測 大 斷 面

10、資 料 延 長 水 位 面 積 關(guān) 系 曲 線 ， 再延 長 水 位 流 量 曲 線 。 流 速 計 算 ： 水 力 半 徑 由 大 斷 面 資 料 求 的 。 可 導(dǎo) 出 流 量 公 式 ：高 水 時 用 平 均 水 深 代 替 水 力 半 徑 ， 則 有 ： RASCRSCAVAQ 斯 蒂 文 斯 法 ： 根 據(jù) 謝 才 公 式 611 RnCRSCV hASCQ 根 據(jù) 斷 面 特 性 ： 高 水 部 分 的 在 不 同 流 量 時 變 化 不 大 ， 可看 作 常 數(shù) ， 令 則 ： SCSCK RKQ 高 水 時 呈 線 性 關(guān) 系 ， 據(jù) 此 外 延 。Q RA )(mH )(mZ

11、 hA )( 3 smQQZ hAQ hAZ m50m50 abc 延 長 過 程 水 位 流 量 關(guān) 系 曲 線 的 低 水 延 長 低 水 延 長 一 般 是 以 斷 流 水 位 作 為 控 制 點(diǎn) ， 將 實(shí) 測 水位 流 量 關(guān) 系 順 曲 線 延 長 。 斷 流 水 位 是 指 流 量 為 零 時 的 相 應(yīng) 水 位 。 在 水 位 流 量 曲 線 中 、 低 水 彎 曲 部 分 取 三 各 點(diǎn)（ Z a， Q a） 、 （ Z b， Q b） 、 （ Z c， Qc）代 入 上 式 ， 得 ： 以 （ Z 0， 0） 為 控 制 點(diǎn) ， 延 長 得 低 水 曲 線 。 三 、 日

12、平 均 流 量 計 算 當(dāng) 流 量 變 化 平 穩(wěn) 時 ： 可 用 日 平 均 水 位 在 水 位 流 量關(guān) 系 曲 線 上 推 求 日 平 均 流 量 。 當(dāng) 流 量 關(guān) 系 變 化 較 大 時 ： 則 用 逐 時 水 位 推 求 得 逐時 流 量 ， 再 按 算 術(shù) 平 均 法 或 面 積 包 圍 法 求 得 日 平 均 流量 。 據(jù) 此 計 算 月 平 均 流 量 和 年 平 均 流 量 。 四 、 水 文 資 料 的 刊 布 水 文 年 鑒 ： 測 站 分 布 圖 ， 水 文 站 說 明 表 及 位 置 圖 ，各 站 的 水 位 、 流 量 、 泥 沙 、 水 溫 、 冰 凌 、 水 化 學(xué) 、 地下 水 、 降 水 量 、 蒸 發(fā) 量 等 。 地 方 水 文 手 冊 和 水 文 圖 集 。 五 、 水 文 資 料 收 集 途 徑 水 文 年 鑒 （ 數(shù) 據(jù) 庫 ） 、 水 文 手 冊 和 圖 集 、 水 文 調(diào) 查