水文测验学（第一节）

1、水文测验 Hydrometry,内 容 提 纲,第一章 测站布设 （ Hydrologic Station Layout）,内容提纲,水文测站及站网 水文测验河段选择 测站的设立 测验渡河设备,第一章 测站布设 （ hydrologic station layout）,第一节 水文测站及站网 （Hydrological stations）,一、水文测站定义及基本任务,在流域内设立的，按一定技术标准提供水文要素的各种水文观测现场。,水文测站的任务：水位观测、流量测验、泥沙测验、水质测验和降水量及蒸发量观测,二、水文测站的分类（按目的和作用）,基本站：在规定的时间内连续进行观测，收集的资料应刊入水

2、文年鉴或存入数据库长期保存。 实验站：为研究某些专门问题而设立的一个或一组水文测站，实验站也可兼作基本站。,第一节 水文测站及站网 （Hydrological stations）,专用站：是为特定目的而设立的水文测站，不具备或不完全具备基本站的特点。 辅助站：为帮助某些基本站正确控制水文情势变化而设立的一个或一组站点。,三、水文站网,水文站网：在某一流域，按一定原则布置的各个水文站的集合。 水文站网布站的原则：通过所设站网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。,第一节 水文测站及站网 （Hydrological Stations）,水文站网密度（现实密度、

3、可用密度）:反映一个地区或流域内的水文测站数量多少的指标，以每站平均控制面积或单位面积内站数来表示。 水文站网现实密度指单位面积上正在运行的站数。 水文站网可用密度包括虽停止观测，但已取得有代表性资料或可以延长系列的站数。,四、水文站网规划,第一节 水文测站及站网 （Hydrological stations）,水文站网规划是制定一个地区（流域）水文测站总体布局而进行的各项工作的总称。,五、基本水文站网的布设原则,不同流量站的对比,第一节 水文测站及站网 （Hydrological stations）,不同流量站的布设原则,基本水位站的布设原则,满足防汛抗旱、分洪滞洪、引水排水、水利工程等需要

4、； 满足江河沿线任何地点推算水位的需要； 尽量与流量站基本水尺相结合。,第二节 水文测站河段查勘与选择 （Hydrological Stations）,一、测验河段的选择,测验河段：对水文观测现场作业和观测成果具有显著影响控制作用的河段。 选择原则 根据设站目的，确定测验河段大致范围。 能保证各级洪水安全操作与测验精度，有利于建立尽可能稳定、简单的水位流量关系。 尽可能照顾生活、交通、通讯上的方便。,二、测站控制,第二节 水文测站河段查勘与选择 （Hydrological Stations）,水位流量关系（通常不稳定，不具有单一性） 流量的影响因素：水位、比降、河床糙率、水力因素,水位流量关系

5、（特殊条件下具有单一性，可作为测验河段） 条件：该河段水力因素在同一水位下保持不变或虽有变化但可以相互补充。 测站控制：在测站附近有一段河槽，其水力特性能够使得测站的水位流量关系保持单一。 测站控制作用发生在一个横断面，称为断面控制。 测站控制作用发生在一段河槽，称为河槽控制。,为什么测流断面不设在控制断面上或其下游，而设在其上游？,思考,原因： 在断面控制处，水面纵坡较陡，流速大，测深测速不方便，不安全。 控制断面下游没有控制作用。,断面控制,河槽控制,天然河道流量大小的基本水力因素：水位、断面因素、糙率和水面比降。 天然河道水位-流量呈单一关系的条件： 同一水位下，断面因素、糙率和水面比降

6、不变； 同一水位下，断面因素、糙率和水面比降对流量大小的影响可以互相补偿。,可产生河槽控制作用的河段：有相当长的顺直河段，河床稳定，不生水草，不受变动回水影响。,三、选择测验河段的具体要求,第二节 水文测站河段查勘与选择 （Hydrological Stations）,测验河段应选择在石坎、急滩、卡口、人工堰坝等容易形成断面控制的上游河段。 测验河段宜顺直、稳定，水流集中，无分流、岔流、斜流和死水等现象。 选择测验河段应避开受人为干扰的码头、渡口等。,四、测验河段的勘测、调查工作内容,第二节 水文测站河段查勘与选择 （Hydrological Stations）,查勘前准备。明确设站目的，查阅

7、有关文件资料。 测验河段现场调查。河流控制情况调查；河流水情的调查； 河床组成、河道的变迁及冲淤情况的调查； 流域自然地理状况、水利工程和测站工作条件的调查。,野外测量。包括地形测量、流向测量、水面纵比降测量。 编写查勘报告。,第三节 测站的设立 （Establishment of Hydrological Stations）,一、断面的布设,断面分类（依据用途）：基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面、比降水尺断面。 （1）水流平面图 特征：反映测验河段水流流向分布；各部分流量的矢量和为断面流量的矢量，其方向代表水流通过断面的平均流向。 用途：其流向是布设测站各断面的依据。,水流平面图的

8、绘制步骤,拟设测流断面 在测流断面位置上下游平行布设1-5个断面，断面间距不小于断面平均流速的20倍。 施测准备 设立断面桩，水边点，在上游向河流均匀投放5-15个浮标，测定每个浮标流经个断面时的起点距和时间。,整理计算交会资料 绘制测验河段平面图； 绘制各浮标经过各断面的位置； 按顺序用虚线连成折线； 虚线走向代表水流情况； 将虚线走向比较一致处的断面作为初选测流断面。,绘制流速矢量线 在初选的测流断面上，计算各部分流量及流量的矢量线。 确定断面方向 将各部分流量的矢量连接成矢量多边形，定出矢量和的方向。垂直于矢量和的方向为最后的测流断面线。将原断面校正到最后的测流断面线，打好断面桩。,（2

9、）基本水尺断面的布设 作用：为经常观测水位而设置，提供水位变化过程资料，并靠它来推求流量等水文要素的变化过程。 要求：基本水尺断面应垂直于流向，最好能与测流断面重合，并能够方便安装自记水位计。,（3）流速仪测流断面的布设 目的：为用流速仪法施测流量而设置的断面。 要求：流速仪测流断面应与流向垂直。测流断面与基本水尺断面应尽量重合。,（4）浮标法测流断面的布设 目的：为用浮标法施测流量而设置的断面。 要求：布设浮标上、中、下断面；浮标测流的中断面宜与流速仪法测流断面和基本水尺断面重合。,（5）比降断面的布设 目的：设立比降水尺的断面。 要求：一般设上、中、下3个断面。取流速仪测流断面或基本水尺断

10、面兼比降中断面。,二、基线的布设 在测验河段进行流量测验时，为用经纬仪推求测验垂线在断面上的位置（起点距）而在岸上布设的线段。,第四节 测验渡河设备 （Equipment Across the River for Test）,一、测验渡河设备作用和分类 作用：测量水道断面面积和流速,分类（按位置）： 渡河测验设施设备（过河索吊船）；岸上测验设施设备（水文缆道）架空测验设施设备（渡河缆车）；涉水测验设施设备,二、几种主要的测验渡河设备,过河索吊船设备 用于船上测流测沙，包括测船和过河索。 测船作用：测流。 过河索作用：稳定和移动测船。,适用条件：水流较平稳、漂浮物不严重的河流。 优点：能进行多种项目的测验； 缺点：测船人员须上船操作。当流速大、风浪大和漂浮物多时，船只不平稳，不安全。,水文缆道 悬索缆道主要由承载、驱动和信号传递三大部分组成。承载部分包括：主索、支架和锚碇；驱动部分包括：牵引索、绞车、滑轮和行车；信号传递部分包括:发射、传播和接收3部分的信号线路与仪表装置等,