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《工程水文及水利计算》课程教学奖(PPT课件讲稿)第三章 水文测验及水文资料收集

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3.1 概述 3.2 水位观测及计算 3.3 流量观测及计算 3.4 流量资料整编 3.5 河流泥沙的测算 3.6 水文调查 3.7 水文测验资料的收集
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第三章水文测验及水文资料收集 83.1概述 §32水位观测及计算 83.3流量观测及计算 83.4流量资料整编 83.5河流泥沙的测算 83.6水文调查 §3.7水文测验资料的收集

第三章 水文测验及水文资料收集 §3.1 概述 §3.2 水位观测及计算 §3.3 流量观测及计算 §3.4 流量资料整编 §3.5 河流泥沙的测算 §3.6 水文调查 §3.7 水文测验资料的收集

3.1概述 水文测验学是研究水资源中各种水文要 素的测量、计算与资料整编的原理和方法的 门科学,即研究水文资料信息的搜集、处 理、存贮和检索的一门科学。 水文测验的根本任务是根据国民经济发 展的需要,进行水文站网的规划,布设水文 站;采用定位观测、巡回测验、水文调查等 方法测定各种水文要素,包括水位、流量 水温、降水、蒸发、泥沙的观测以及泥沙颗 粒分析,水质监测和分析;经分析整编,刊 印成为系统的水文资料,如水文年鉴等。因 此,水文测验工作也可称水文资料搜集系统

3.1 概述 水文测验学是研究水资源中各种水文要 素的测量、计算与资料整编的原理和方法的 一门科学,即研究水文资料信息的搜集、处 理、存贮和检索的一门科学。 水文测验的根本任务是根据国民经济发 展的需要,进行水文站网的规划,布设水文 站;采用定位观测、巡回测验、水文调查等 方法测定各种水文要素,包括水位、流量、 水温、降水、蒸发、泥沙的观测以及泥沙颗 粒分析,水质监测和分析;经分析整编,刊 印成为系统的水文资料,如水文年鉴等。因 此,水文测验工作也可称水文资料搜集系统

根据水文测验资料,可以掌握各地各种 水文要素的变化规律,为水资源的研究评价 和开发利用、防汛抗旱、水资源保护提供情 报,为水利工程的规划设计和管理运用提供 资料,为国防建设以及其他国民经济建设服 务。 水文站是进行水文测验的观测站,它是 按国家水文测验规范的统一标准对指定地点 的水文要素如水位流量泥沙降水蒸发水温冰 凌水化学地下水等项目做系统观测并对资料 进行整理

根据水文测验资料,可以掌握各地各种 水文要素的变化规律,为水资源的研究评价 和开发利用、防汛抗旱、水资源保护提供情 报,为水利工程的规划设计和管理运用提供 资料,为国防建设以及其他国民经济建设服 务。 水文站是进行水文测验的观测站,它是 按国家水文测验规范的统一标准对指定地点 的水文要素如水位流量泥沙降水蒸发水温冰 凌水化学地下水等项目做系统观测并对资料 进行整理

32水位观测及计算 观测常设备有水尺和自记水位计两大类 采用水尺观测时,水面在水尺上的读数 加旧永尺零点高程即为水面水位 自记水位计可将水位变化的过程自动记 录下来

3.2 水位观测及计算 观测常设备有水尺和自记水位计两大类。 采用水尺观测时,水面在水尺上的读数 加旧永尺零点高程即为水面水位。 自记水位计可将水位变化的过程自动记 录下来

、水尺 观测时记录水尺读数,水位按下式计算: 水位=水尺零点高程+水尺读数 式中,水尺零点高程是指水尺板上刻度起点的 高程,可以预先测量出来。 、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, 使水位观测工作趋于自动化和远传化

一、水尺 观测时记录水尺读数,水位按下式计算: 水位 = 水尺零点高程 + 水尺读数 式中,水尺零点高程是指水尺板上刻度起点的 高程,可以预先测量出来。 二、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, 使水位观测工作趋于自动化和远传化

33流量观测与计算 流速仪定点测速由于河流断面上的流速是不 均匀的,需分块计算平均流速和流量,首先用从 水面至河底的数条垂线将测流断面划分成数块部 分面积A1,A2…An,然后测出每块小面积 上的平均流速V1,V2,Vn。根据下式计算 流量 Q=∑vA

3.3 流量观测与计算 流速仪定点测速 由于河流断面上的流速是不 均匀的,需分块计算平均流速和流量,首先用从 水面至河底的数条垂线将测流断面划分成数块部 分面积A1,A2 … An,然后测出每块小面积 上的平均流速V1,V2,Vn。根据下式计算 流量: = = n i 1 Q vi Ai

1.部分面积测量 部分面积的垂线也称测深垂线,测量各 垂线上的水深一般采用测深锤深深杆,水深 很深时亦可采用超声波仪器测深。由此可得 各垂线水深H1,H2…所。部分面积计算 采用梯形法: A H.,+H n 式中,bi为第i块部分面积水面宽度,而H 0=团n=0 2.部分面积平均流速测验 测深垂线一般也是测速垂线。常用一点 法,二点法,三点法和五点法四种

1.部分面积测量 部分面积的垂线也称测深垂线,测量各 垂线上的水深一般采用测深锤深深杆,水深 很深时亦可采用超声波仪器测深。由此可得 各垂线水深 H1,H2……Hn。部分面积计算 采用梯形法: 式中,bi为第i块部分面积水面宽度,而H 0=Hn=0。 2.部分面积平均流速测验 测深垂线一般也是测速垂线。常用一点 法,二点法,三点法和五点法四种。 (H H )b i 1,2, ,n 2 1 Ai = i−1 + i i = 

(m/s) H(m) 测速垂线流速分布图

V (m/s) H (m) 测速垂线流速分布图

各部分面积平均流速计算如下: 中间部分 +v 两岸水边 V=aV Vn=av 式中,α称岸边系数,斜坡岸边 a=0.67~075 陡岸a=08~09;死水边a=05~0.37。 在洪水期水位较高无法采用流速仪测流,或 洪水调查时,常采用浮标测速方法。 现在,一些测站应用超声波测速方式,观测 断面流速和流量 当水文资料缺乏和不充分时,需进行洪水调 查

各部分面积平均流速计算如下: 中间部分 两岸水边 式中,α称岸边系数,斜坡岸边α=0.67~0.75; 陡岸α=0.8~0.9;死水边α=0.5~0.37。 在洪水期水位较高无法采用流速仪测流,或 洪水调查时,常采用浮标测速方法。 现在,一些测站应用超声波测速方式,观测 断面流速和流量。 当水文资料缺乏和不充分时,需进行洪水调 查。 ( ) j Vj 1 V' j 2 1 V =  − + V1 V1 =  Vn Vn-1 = 

3.4流量资料整编 观测以及分析计算出的水文资料可以整编成日 月、年平均水位和平均流量,汛期水位和流量过程, 刊登于水文年鉴或水文数据库。 稳定的水位流量关系:流量测验比较困难,而 观测水位很容易,如果水位流量之间的关系较好, 则可以借助水位推求流量。 在河床稳定,控制良好的情况下,水位流量关 系比较稳定。在方格纸上,以纵坐标代表水位,横 坐标代表流量,将实测水位和流量的数据点绘上去。 若点子分布成一带状,且有75%以上的中高水流 速仪测点与平均关系曲线的偏离不超过±5%,则 可以定为单一水位~流量关系曲线

3.4 流量资料整编 观测以及分析计算出的水文资料可以整编成日、 月、年平均水位和平均流量,汛期水位和流量过程, 刊登于水文年鉴或水文数据库。 稳定的水位流量关系:流量测验比较困难,而 观测水位很容易,如果水位流量之间的关系较好, 则可以借助水位推求流量。 在河床稳定,控制良好的情况下,水位流量关 系比较稳定。在方格纸上,以纵坐标代表水位,横 坐标代表流量,将实测水位和流量的数据点绘上去。 若点子分布成一带状,且有75%以上的中高水流 速仪测点与平均关系曲线的偏离不超过±5%,则 可以定为单一水位~流量关系曲线

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