《《水文测验》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《水文测验》PPT课件.ppt（40页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第二章第二章 水文测验水文测验一、水文测站的任务及分类水文测站的任务及分类水文资料是各种水文分析的基础，主要来源水文资料是各种水文分析的基础，主要来源于水文测站对各项水文要素的长期观测。于水文测站对各项水文要素的长期观测。水文测站的基本任务是按照统一标准对指定水文测站的基本任务是按照统一标准对指定地点地点(断面断面)的水文要素做系统观测与资料整的水文要素做系统观测与资料整理。理。河流水文测站负责对河流指定地点的河流水文测站负责对河流指定地点的水位、流量、泥沙、蒸发、水温、冰凌、水化学、水位、流量、泥沙、蒸发、水温、冰凌、水化学、地下水等项目的观测及有关资料的分析工作。地下水等项目的观测及有关资
2、料的分析工作。水文测站水文测站 基本站基本站 专用站专用站 实验站实验站二、水文站网二、水文站网水文测站在地理上的分布；水文测站在地理上的分布；点、面关系；点、面关系；因各流域自然地理条件不同、各水文要素因各流域自然地理条件不同、各水文要素的时空变化规律也不相同，在站网设计中的时空变化规律也不相同，在站网设计中难于建立比较普遍的理论和方法；难于建立比较普遍的理论和方法；站网建设应与其目的结合；站网建设应与其目的结合；站网密度与监测记录应充分考虑区域的水站网密度与监测记录应充分考虑区域的水文气象特性；文气象特性；三、水文测站的设立三、水文测站的设立确定站点断面时，主要考虑的是在保证工作确定站点断
3、面时，主要考虑的是在保证工作安全和监测精度的条件下，简化观测和资安全和监测精度的条件下，简化观测和资料整理工作；料整理工作；水文站点的设立必须能够保证水位与流量之水文站点的设立必须能够保证水位与流量之间存在着良好的稳定关系。间存在着良好的稳定关系。水位流量关系受到河流断面和水力因素两方水位流量关系受到河流断面和水力因素两方面影响。面影响。一般应选择河断顺直、地质条件良好、便于一般应选择河断顺直、地质条件良好、便于布设测验设备的安装。其顺直长度应不小于布设测验设备的安装。其顺直长度应不小于洪水时主河槽宽度的洪水时主河槽宽度的3-53-5倍。倍。水文测站应建立必要的断面水文测站应建立必要的断面基本
4、水尺断面基本水尺断面流速仪测速断面流速仪测速断面浮标测流断面浮标测流断面比降断面比降断面第二节第二节 水位观测水位观测水位：是指江、河、湖、水库等水体的水位：是指江、河、湖、水库等水体的自由水面相对某一基准面的高程（自由水面相对某一基准面的高程（m m）。）。全国统一采用青岛附近黄海海平面为基全国统一采用青岛附近黄海海平面为基准面。准面。水位观测的仪器包括水尺和自计水位计。水位观测的仪器包括水尺和自计水位计。水面在水尺上读数加水尺零点的高程即水面在水尺上读数加水尺零点的高程即为当时的水位值。为当时的水位值。水位水位浮子法浮子法超声波超声波压力式压力式水位观测的次数因季节不同而不同水位观测的次数
5、因季节不同而不同 水位相对稳定时每天水位相对稳定时每天2 2次，枯水期每天次，枯水期每天1 1次，稳定封次，稳定封冻期几天观测冻期几天观测1 1次，汛期每天观测次，汛期每天观测4 4次，洪水时可适当次，洪水时可适当增加观测次数。增加观测次数。水位资料整理包括日、月、年平均水位的计算。水位资料整理包括日、月、年平均水位的计算。1 1日水位变化缓慢或水位变化大但观测间隔相等，日水位变化缓慢或水位变化大但观测间隔相等，则可用算术平均，但当间隔时间不等时应用面积包围则可用算术平均，但当间隔时间不等时应用面积包围法计算。法计算。JLWL-3型水位计型水位计具备水位数据实时采集、显示、有线短传、无线具备水
6、位数据实时采集、显示、有线短传、无线远传等功能，具有功耗低、接口简单、远传等功能，具有功耗低、接口简单、性能可靠性能可靠等特点。等特点。该机采用光电原理进行水位的变化检测，微电脑该机采用光电原理进行水位的变化检测，微电脑计算实时水位。配置一个计算实时水位。配置一个RS485RS485有线通信口，可向有线通信口，可向上位机传送实时水位值。设备可挂接专用无线数上位机传送实时水位值。设备可挂接专用无线数字传输电台（如字传输电台（如MDS2710MDS2710、日精日精MD889MD889），），视距通视距通讯距离可达讯距离可达5 5千米。各外接接口均有防雷击、抗电千米。各外接接口均有防雷击、抗电磁干
7、扰措施，可在复杂环境下使用。标准配置下，磁干扰措施，可在复杂环境下使用。标准配置下，整机输入功耗仅整机输入功耗仅2mA,2mA,可长期工作。外接可长期工作。外接10Ah10Ah蓄电蓄电池供电的情况下，设备可连续工作池供电的情况下，设备可连续工作150150天以上而无天以上而无需充电。需充电。JLWL-3型水位计型水位计第三节第三节 流量观测流量观测在河水断面上，流速随水平和垂直方向位置在河水断面上，流速随水平和垂直方向位置的不同而变化，通过全断面的流量很难用准的不同而变化，通过全断面的流量很难用准确的数学方程表示，实用的方法是通过实测确的数学方程表示，实用的方法是通过实测断面面积和实测流速来推
8、算流量。断面面积和实测流速来推算流量。流速仪测流法是将过水断面划分为很多部分，流速仪测流法是将过水断面划分为很多部分，用普通测量手段测定各部分的面积，用流速用普通测量手段测定各部分的面积，用流速仪测定各面积上的平均流速，二者之积为部仪测定各面积上的平均流速，二者之积为部分面积上的部分流量，将部分流量累加即位分面积上的部分流量，将部分流量累加即位断面流量。断面流量。1 1、断面测量、断面测量 测流断面的测量，是在断面上布设一定数量的测流断面的测量，是在断面上布设一定数量的测深垂线，测得每条垂线的起点距和水深，依此测深垂线，测得每条垂线的起点距和水深，依此测量即可测得过水断面的几何尺寸。测量即可测
9、得过水断面的几何尺寸。2 2、流速测量、流速测量 流速用流速仪测量，流速仪包括：感应水流的流速用流速仪测量，流速仪包括：感应水流的旋转器、记数器和保持仪器正对水流的尾翼。旋旋转器、记数器和保持仪器正对水流的尾翼。旋转器在水流的冲击下旋转，通过记录旋转的次数转器在水流的冲击下旋转，通过记录旋转的次数就可求得流速：就可求得流速：V=Kn+C V=Kn+C为了正确测定流速，必须选择若干条具有代表性为了正确测定流速，必须选择若干条具有代表性的垂线，在每个垂线上选择若干个测点，进行测的垂线，在每个垂线上选择若干个测点，进行测速。速。精测时最少测速垂线数目精测时最少测速垂线数目水面宽m1000窄深5610
10、12152020宽浅-1015202525每根测线上的测每根测线上的测点，应根据水深大小、有无冰期、水点，应根据水深大小、有无冰期、水位变化确定，当水深大雨位变化确定，当水深大雨1m1m时，应采用时，应采用5 5点法（点法（、）。）。3 3、流量计算、流量计算 A A：由测点速度计算垂线平均速度：由测点速度计算垂线平均速度;B B：计算部分面积的平均流速：计算部分面积的平均流速;C C：将部分面积上的平均流速与部分面积相乘得部：将部分面积上的平均流速与部分面积相乘得部分流量分流量;D D：将各部分流量相加得总流量。：将各部分流量相加得总流量。（1 1）垂线平均流速：）垂线平均流速：一点法：一点
11、法：v vm m=v =v 二点法：二点法：v vm m=(v+v)/2=(v+v)/2 三点法：三点法：v vm m=（v +v +v v +v +v ）/3/3 五点法：五点法：v vm m=（v+3v +3 v +2 v +v v+3v +3 v +2 v +v）/10/10（2 2）部分平均流速：部分平均流速：岸边部分流速：岸边部分流速：v v1 1=v vm1m1 v vn n=v vmnmn 为岸边系数（斜坡岸边：，陡岸：，死水边：）。为岸边系数（斜坡岸边：，陡岸：，死水边：）。中间部分流速为两侧垂线平均流速的平均值：中间部分流速为两侧垂线平均流速的平均值：v vi i=（v v
12、mi-1mi-1+v+vmimi）/2/2（3 3）部分面积：）部分面积：F Fi i=（H Hi i+H+H i-1i-1）b bi i/2/2（4 4）总流量：）总流量：Q=Q=v vi i F Fi iSVR-VP电波流速仪SVR-VPSVR-VP电波流速仪是美国德卡托电子公司制造，电波流速仪是美国德卡托电子公司制造，专门用于河流水面流速测量专门用于河流水面流速测量。SVR-VPSVR-VP主要特点和技术指标主要特点和技术指标单人使用，总重单人使用，总重公斤，手持测量或置于三脚架上。公斤，手持测量或置于三脚架上。内置可充电电池，连续工作内置可充电电池，连续工作8 8小时。小时。内置俯仰角
13、传感器内置俯仰角传感器,俯仰角自动改正，手动选择俯仰角自动改正，手动选择水平角。水平角。防雨淋。防雨淋。测速范围测速范围1313米米/秒秒,测速精度测速精度米米/秒秒环境温度环境温度-30-30+70+70。使用方法使用方法初次使用时，先将电池充满后插入手柄电池仓内；初次使用时，先将电池充满后插入手柄电池仓内；按下电源键按下电源键,瞄准目标瞄准目标,设置水平角设置水平角,抠动扳机，抠动扳机，1515秒后显示流速数据。秒后显示流速数据。按键功能：按键功能：SVRSVR面板上有三个按键和一个面板上有三个按键和一个LCDLCD显示窗。按显示窗。按POWERPOWER开开机或关机。按机或关机。按MOD
14、E MODE 键选择水平角状态或背景光状态。键选择水平角状态或背景光状态。在水平角状态下按在水平角状态下按SELECTSELECT键选择水平角改正值（键选择水平角改正值（004545）；在背景光状态则选择背景光开或关。在）；在背景光状态则选择背景光开或关。在任何状态下，如果任何状态下，如果6 6秒内不按秒内不按MODEMODE或或SELECTSELECT键，仪器键，仪器返回流速显示状态。返回流速显示状态。水面流速测量水面流速测量测速时面向上游或面向下游都可以。开始测速前，测速时面向上游或面向下游都可以。开始测速前，用雷达枪瞄准水面，抠动扳机，显示器上的小数用雷达枪瞄准水面，抠动扳机，显示器上的
15、小数点开始闪动，说明测量正在进行。快结束时，闪点开始闪动，说明测量正在进行。快结束时，闪动速度加快，最后停止闪动，测量结束。动速度加快，最后停止闪动，测量结束。开始测量开始测量1010秒钟后显示第一个流速数据，然后每秒钟后显示第一个流速数据，然后每5 5秒更新一次，共更新秒更新一次，共更新8 8次。该时段的平均流速一直次。该时段的平均流速一直显示在屏幕上，直至抠动扳机进行下一次测量。显示在屏幕上，直至抠动扳机进行下一次测量。在测量过程中若抠动扳机，仪器立即停止更新数在测量过程中若抠动扳机，仪器立即停止更新数据，显示前一时段的平均流速。据，显示前一时段的平均流速。由于由于SVRSVR测量水流表面
16、多普勒效应，需要一定的反测量水流表面多普勒效应，需要一定的反射能量。水面漂浮物（水草、草子等）和水面波射能量。水面漂浮物（水草、草子等）和水面波动可以形成能量反射动可以形成能量反射。由黄委水文局自行研制开发的自动化水文由黄委水文局自行研制开发的自动化水文缆道测验控制系统，该系统具备全自动、缆道测验控制系统，该系统具备全自动、半自动测流等五种工作模式，可实施远距半自动测流等五种工作模式，可实施远距离遥控操作，远在千里之外点击鼠标，即离遥控操作，远在千里之外点击鼠标，即可自动完成流量测验，并可通过远程视频可自动完成流量测验，并可通过远程视频设备进行测验现场实时监控，提高了缆道设备进行测验现场实时监
17、控，提高了缆道测验的安全性，减轻了劳动强度，缩短了测验的安全性，减轻了劳动强度，缩短了测验历时，提高了水文测验的工作效率，测验历时，提高了水文测验的工作效率，测验技术取得突破，该系统处于国际领先测验技术取得突破，该系统处于国际领先水平，现已在部分水文站正式投入使用。水平，现已在部分水文站正式投入使用。自动化水文缆道测验控制系统自动化水文缆道测验控制系统监测船监测船第四节第四节 流量资料整编流量资料整编 由于流量资料观测费时费力，因而可以用容易由于流量资料观测费时费力，因而可以用容易观测的水位资料来间接地反映流量变化过程。观测的水位资料来间接地反映流量变化过程。一、水位流量关系曲线的绘制一、水位
18、流量关系曲线的绘制 在河床稳定、控制良好的条件下，水位关系曲在河床稳定、控制良好的条件下，水位关系曲线比较稳定，在普通方格纸上，以水位为纵坐标、线比较稳定，在普通方格纸上，以水位为纵坐标、流量位横坐标、将实测的相对水位和对应的流量流量位横坐标、将实测的相对水位和对应的流量数据进行点绘，对所有点经过分析论证，去掉错数据进行点绘，对所有点经过分析论证，去掉错误点，即可绘制出水位流量关系曲线。误点，即可绘制出水位流量关系曲线。二、水位流量关系曲线延长二、水位流量关系曲线延长水文站测流时不易测到高水位和最枯水位水文站测流时不易测到高水位和最枯水位的流量资料，因此要对水位流量关系曲线的流量资料，因此要对
19、水位流量关系曲线进行延长。进一步得到全年流量过程。进行延长。进一步得到全年流量过程。对水位流量关系曲线的延长必须谨慎，高对水位流量关系曲线的延长必须谨慎，高水位部分不应该大于当年实测水位变幅的水位部分不应该大于当年实测水位变幅的30%30%，低水位不能大于，低水位不能大于10%10%。根据水位面积、水位流速关系曲线延长根据水位面积、水位流速关系曲线延长 河床比较稳定的河段，水位面积、水位流速河床比较稳定的河段，水位面积、水位流速关系比较稳定，因此可以用于延长流量。关系比较稳定，因此可以用于延长流量。先根据实测断面资料绘制所需延长部分的水先根据实测断面资料绘制所需延长部分的水位面积曲线，再将水位
20、流速曲线按照其上端趋位面积曲线，再将水位流速曲线按照其上端趋势外延，最后根据延水部分的流速与相应面积势外延，最后根据延水部分的流速与相应面积的乘积来延长流量。的乘积来延长流量。利用该方法延长时河流断面不应该有突变。利用该方法延长时河流断面不应该有突变。用曼宁公式延长用曼宁公式延长在有比降观测资料的测站，可根据流量和比在有比降观测资料的测站，可根据流量和比降以及断面观测资料，分析出各次测流时的降以及断面观测资料，分析出各次测流时的糙率糙率n n值，点绘水位糙率关系曲线，并顺势值，点绘水位糙率关系曲线，并顺势延长，以此确定高水位时河床的糙率，再利延长，以此确定高水位时河床的糙率，再利用高水位时的实
21、测比降以及最近的断面测量用高水位时的实测比降以及最近的断面测量结果，就可以利用曼宁公式求得断面平均流结果，就可以利用曼宁公式求得断面平均流速，从而得到高水位时的流量。速，从而得到高水位时的流量。3、低水位流量关系的延长低水位流量关系的延长水位面积、水位流速关系曲线；水位面积、水位流速关系曲线；低水位延长不能超过当年监测最低水低水位延长不能超过当年监测最低水位的位的10%10%。三、水位流量关系曲线的转移水位流量关系曲线的转移当在没有水位流量关系曲线的断面进行工程规当在没有水位流量关系曲线的断面进行工程规划时，需要将临近水文站的水位流量关系曲线转划时，需要将临近水文站的水位流量关系曲线转移到设计
22、断面。移到设计断面。条件条件距离不远、两断面间流域面积不大、无明显入流距离不远、两断面间流域面积不大、无明显入流和出流和出流在设计断面设立临时水尺，与水文站同时观测在设计断面设立临时水尺，与水文站同时观测水位，建立设计断面与水位站基本水尺断面间同水位，建立设计断面与水位站基本水尺断面间同时水位关系线来转移。时水位关系线来转移。在中低在中低水位情况下，流量比较稳定，同水位情况下，流量比较稳定，同时两断面距离较近，所以同一时间流量时两断面距离较近，所以同一时间流量大致相同，将与设计断面同时观测的水大致相同，将与设计断面同时观测的水文站水位，在水位站水位流量关系曲线文站水位，在水位站水位流量关系曲线
23、上查找流量，上查找流量，然后用此流量与同时观测的水位点绘曲然后用此流量与同时观测的水位点绘曲线，即得到设计断面中、低水位时的水线，即得到设计断面中、低水位时的水位流量关系曲线。位流量关系曲线。四、流量资料整编四、流量资料整编定出水位流量关系曲线以后，可以把定出水位流量关系曲线以后，可以把水位观测资料转换成连续的流量资料，水位观测资料转换成连续的流量资料，在自基础上可进行各种统计整理工作，在自基础上可进行各种统计整理工作，计算日、月、年平均流量。计算日、月、年平均流量。为提高整编成果的可靠性，还需要对为提高整编成果的可靠性，还需要对单个站整编成果进行合理性检验。单个站整编成果进行合理性检验。练习
24、练习:某水文站实测流量成果如表，试绘制水位某水文站实测流量成果如表，试绘制水位流量、水流量、水位位面积、水位面积、水位流速关系曲线，并延长水位流速关系曲线，并延长水位流流量关系曲线，求水位为时的流量。量关系曲线，求水位为时的流量。水位水位m流量流量m3/S断面面断面面积积 m2平均流平均流速速m/s水位水位m流量流量m3/S断面面断面面积积 m2平均流平均流速速m/s322.0951.553.70.96326.4810904592.37322.3680.062.91.27327.7015105912.56323.372381431.66325.236813282.08322.6911490.01.27325.988924172.14324.073972241.77330.60910328.3518206742.70