水文测验知识重点

水文测验知识重点第1章测站与站网1.水文测站：是在河流上或在流域内设立的，按一定技术标准经常收集并提供水文要素的各种水文观测现场的总称。（水位、流量、泥沙、水质和降水量及蒸发量观测等）2.测站的分类：（1）按目的和作用分类：基本站、专用站、实验站、基准站、辅助站、水情站（2）按观测项目分类：水文站、水位站、降水量站、蒸发站3.水文站网是在一定地区或流域内，按一定原则，用适当数量的各类水文测站构成的水文资料收集系统。4.按观测项目可把收集某一项资料的水文测站组合在一起，则构成该项目的站网。（如流量站网、水位站网、泥沙站网等）按监测功能的水文测站结合在一起，组成这个功能的水文站网。（如水资源管理监测站网、防汛监测站网等）5.按江河治理、防汛抗旱、重要水利枢纽的管理控制运用，水资源评价以及水资源开发利用的起码要求而设立的水文站网，称为容许最稀站网。6.目前我国水文站网存在的主要问题：（1）站网稀而且分布不均匀（2）水文站网规划技术不完善（3）基本水文站网受人为和自然变化的影响较大（资料还原问题）（4）水文站网管理体制不顺（不同管理部门分头管理问题）（5）水文站网方面研究人才缺乏7.水文测站的设立：设站时，首先要对测验河段进行勘测，选择；然后在测验河段布设各种测验断面，引测水准，确定基线，建造标志；设立各种观测设备（水位、流量等），建造站房和过河设施；填写测站考证簿。8.测站控制有两种表现：断面控制和河槽控制（1）断面控制：低水（天然石梁、急滩），高水（卡口、急弯）（2）河槽控制：Q=f（z，Ω，n，S）决定河道流量大小的水力因素有水位、断面因素、糙率及水面比降。9.基线的布设:在测验河段进行水文测验时，用经纬仪或六分仪测角交会法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，称为基线。起点距是指测验断面上的固定起始点指某一垂线的水平距离。10.收集水信息的基本途径：（1）根据测验方式的不同通常可分为驻测、巡测和遥测及流量间测（2）水文调查：是为弥补水文基本站网定位观测不足或其他特定目的，采用勘测、考察、调查、考证等手段而进行的收集水文及有关资料的工作。11.大河控制站：对于大河干流流量站的布站数目，以两相邻测站之间，正常年径流量或相当于防洪标准的洪峰流量的递变率，即（Ri+1－Ri）/Ri≥（10％～15％）来估算布站数目的上限。此原则习惯称为线的原则。控制面积为3000km2～5000km2以上的大河适用此原则。12.平原区水文站网应按水量平衡和区域代表相结合的原则布设。平原区水文测验的对象应是水平衡区，水平衡区可分成大区、小区和代表片三级。13.测验断面的布设：第2章降水观测1.降水历时的概念是一次降水过程中从某一时刻到其后另一时刻经历的降水时间。若指一次降水过程从降水开始到降水结束所经历的时间，则称为次降水历时。2.日降水量：概念上是每日0:00～24:00的降水量。我国水文测验规定以北京时间每日8:00时至次日8:00时的降水量为该日的降水量。3.降水量资料整编工作内容：①对观测记录进行审核，检查观测、记载、缺测等情况。对于自记资料，除检查时间和降水量的订正外，还应检查仪器的故障处理情况。②数据整理。按水文资料整编规范要求和整编通用程序有关降水量整编数据格式的要求，对降水量原始记录(记载)进行加工，再用通用整编程序操作方法步骤进行降水量资料的整编。③编制逐日降水量表、降水量摘录表以及各时段最大降水量表（1）、各时段最大降水量表（2）。④单站合理性检查。⑤编制降水量资料整编说明表。4.降水量观测误差：风力误差、湿润误差、蒸发误差、溅水误差、积雪飘移误差（偏大）、仪器误差、测记误差、仪器计量误差。第3章水位观测1.水位是水体（如河流、湖泊、水库、海洋、沼泽等）的自由水面相对于某一指定基面以上的高程。2.基面：是计算高程和水位的起始水平面。也就是说，高程和水位的数值，一般以一个基本水准面为准，这个基本水准面称为基面。水文资料中涉及的基面有绝对基面、假定基面、测站基面和冻结基面等。冻结基面也是水文测站专用的一种固定基面，即将测站第一次使用的基面固定“冻结”下来，一直沿用不再变动，这样可以使其水位原始资料具有历史连续性。3.使用自记水位计记录水位的测站，不必进行频繁的水位观测。但必须设置校核水尺，一般每日定时进行一次校测和检查。4.日平均水位计算方法有时刻水位代表法、算术平均法、面积包围法，根据每日水位变化情况、观测次数及整编方法确定选用。5.水位资料整编：（1）基面、水准点和水尺零点的考证（2）基面校核原始记录，统计特征值（3）基面水位资料的插补（过程插补、关系插补）（4）基面水位资料整编图表的编制（5）基面水位的合理性检查6.水位资料的插补：当遇到水位短时间缺测，可根据不同情况，选用直线插补法、水位相关曲线法、水位过程线法进行插补。7.月最高（低）水位在全月瞬时水位记录中挑选最高（低）水位及其发生日期。年最高（低）水位在全年各月最高（低）水位中挑选。8.一年中日平均水位高于和等于某一水位值的天数，称为该水位的保证率。9.水位整编资料的综合合理性检查（1）审查考证材料，抽查原始资料，对整编成果进行全面检查。（2）上下游水位过程线对照，检查相邻站水位变化是否相应。（3）特征水位沿河长演变图检查。（4）上下游水位相关图检查。第4章流量测验1.流量：单位时间内流过某一过水断面的水体体积，也称为流率或断面流量。2.流量测验的目的是要取得天然河流以及水利工程地区河道经过调节控制后的各种径流资料，掌握全河水量的时空分布情况，为流域水利规划、防汛抗旱、生态环境保护、水利工程管理运用和国民经济建设提供可靠的基本资料支撑。3.江河流量（流速）测验的方法很多，按工作原理划分，有面积流速法、水力学法、物理法和化学法四大类。4.流量测验方式有驻测、巡测和间测。5.（1）河槽中垂直于水流流向的剖面，称为河流的横断面，也称为过流断面或过水断面。（2）大断面:历年最高水位以上0.5m～1.0m的水面线、岸线和河床线之间的范围。（3）水道断面：自由水面线与河床线之间的范围，包括过水面积和死水面积。6.测深垂线的布设：（1）原则：能控制断面形状的变化，绘出正确的断面图；（2）分布：能控制河床变化的转折点，且主槽部分比滩地密。7.水深测量的方法：测深杆测深、测深锤测深、铅鱼测深、回声测深仪测深（超声波的传播速度经验公式：c=1410+4.21T-0.037T2+1.14s）。8.起点距测量方法有多种，主要包括：直接量距法、建筑物标志法、地面标志法、计数器测距法、仪器交会法及GPS等。9.研究流速脉动现象及流速分布，是为了掌握流速随时间、空间分布的规律，据以合理布置测速点及控制测速历时，它对于进行流量测验具有重大意义。天然河道垂线上流速分布的一般规律为：畅流时垂线水面流速最大，河底流速为零，总体垂线流速分布呈一定形状的曲线。封冻的河流，垂线紧邻冰盖的流速和河底流速为零，总体垂线流速分布呈弓形曲线状。潮汐和回水过程的垂线流速分布呈特殊形状的曲线。10.垂线平均流速沿河宽的分布曲线，从图中可见，流速沿河宽的变化与断面形状有关。在窄深河道上，垂线平均流速分布曲线的形状与断面形状相似。11.转子式流速仪：其公式为V=kn+C，水力螺距k和仪器摩阻常数C。12.流速仪法测流是最常使用的流量测验方法。它是通过用流速仪来测定流速，同时施测水道断面，通过流速和断面面积来计算流量。13.测速垂线布设（1）测速垂线布设宜均匀分布，并能控制断面地形和流速沿河宽分布的主要转折点。（2）主槽垂线较河滩为密。（3）在测流断面内，大于总流量1%的独股分流、串沟，应布设测速垂线。（4）当断面形状或流速横向分布随着水位级不同有较明显变化时，可分高、中、低水位级分别布设测速垂线。。。。。。。（ppt59）14.用积点法测速时，相对水深是从水面起算的。相对水深是测点水深与垂线水深的比值。15.浮标系数的确定方法：（比测）实验法、经验法、水位流量关系曲线法、水面流速系数法。16.面积—流速法：根据测定平均流速的方法不同，又可分为选点（积点）法、积分法和浮标法。积分法：积分法（或称时空积分法）是流速仪以运动的方式测取垂线或断面平均流速的测速方法。根据流速仪运动形式的不同，可分为积深法、积宽法和动船法等。17.流速仪测流、浮标法测流和比降—面积法测流是我国《河流流量测验规范》中涉及的主要测流方法。有较好的发展前景，是当前高科技发展的产物，便于实现流量测量自动化的主要方法有：水工建筑物测流（堰槽测流）—水力学公式超声波时差法测流—物理法（流速面积法）溶液法测流—化学法超声波多普勒法测流—物理法（流速面积法）18.ADCP流量测验与传统方法相比有如下不同。（1）流速仪法是静态方法，ADCP是动态方法，即ADCP是随测船运动过程中进行测验的；（2）ADCP施测速率很高，可将子断面分得很细，垂线、测点数之多是传统方法无法相比的；（3）传统方法要求测流断面垂直于流速，ADCP则无此要求。测船航迹可以是斜线或曲线。19.其它流量测量方法：水工建筑物--堰槽测流、超声波频差法测流、溶液法测流。第5章泥沙测验1.河流向下游输送的不同颗粒大小的泥沙总称为全沙2.按照河流泥沙的来源，全沙又可分为冲泻质和床沙质。3.悬移质含沙量Cs（kg/m3）是指单位体积浑水中所含悬移质干沙的重量。4.单位时间内通过河渠某一测验断面的悬移质干沙的质量，称断面悬移质输沙率Qs。（断面悬移质输沙率是断面流量和断面平均含沙量之积，即sscQQ）5.即单样含沙量（单沙）：断面上有代表性的垂线或测点的悬移质含沙量。6.悬移质输沙率测验的工作内容包括：（1）观测水位、比降，按流量测验的方法在各测速垂线上施测水深、起点距和流速；（测量流量）（2）各测沙垂线上采取水样，如所取水样兼作颗粒分析时，须同时加测水温；（测量含沙量）（3）单沙垂线上采取相应单沙水样。（建立单断沙关系）7.布设测沙垂线的具体方法主要有三种:（1）等水面宽中心线法，即均匀布线法。（2）等流量中心线法。对断面冲淤变化大、主流不稳定的测站，宜用等流量中心线法布设测沙垂线，且便于使用全断面混合法测输沙率。（3）固定垂线法。对于主流稳定、河床冲淤变化小的测站，测沙垂线和一部分测速垂线位置相同，可随流速垂线固定。我国大部分水文站系按固定垂线布设测沙垂线。8.垂线含沙量的测验方法：积点法、积深法、混合法。9.悬移质水样处理的方法有以下几种:（1）烘干法（2）过滤法（3）置换法。10.实测悬移质输沙率计算方法有图解法和分析法（生产上较常用）。11.泥沙颗粒分析方法有两类。一类属直接观测法，主要有卵石粒径测定法、筛分析法和显微镜法；一类是水分析法，主要有粒径计法、比重计法、移液管法和消光法。第8章水位流量关系分析1.水位面积关系曲线特点：（1）一般河流水面宽随水位的增高逐渐加大，因此水位面积关系曲线为一凹向下方的曲线。（2）复式断面，在漫滩水位时，由于水面宽突然增大，水位面积关系曲线会出现突变。（3）对于矩形断面或“U”型断面的上部，由于水面宽趋近于常数，水位面积关系曲线近于直线。2.水位流速关系曲线为一条以垂直线为渐近线的凹向上方的曲线。（流速与水深、比降和糙率等因素有关）3.稳定的水位流量关系曲线是一条凹向下方的增值曲线。4.洪水涨落影响的流量公式为：dtdZUSSKUdtdZSKQccc11，dtdZUSQQcc11，式中cQ为稳定流的流量，dtdZUSc11称为校正因数。5.洪水绳套曲线的特征：（1）洪水绳套曲线为一逆时针的绳套：洪水上涨时，其涨落率为正，附加比降为正，涨水的校正因数大于1，因此其流量大于同水位的稳定流流量。同理，落水的涨落率为负，其流量小于同水位的稳定流流量。这样，一次洪水涨落过程的水位流量关系曲线为一逆时针绳套曲线。（2）洪水绳套曲线上各水力因素极值出现的顺序是：最大比降（最大涨率）、最大流速、最大流量和最高水位。6.受变动回水影响的水位流量关系分析对于受变动回水影响的水位流量关系，由于同水位时落差大的流量大，落差小的流量小，反映在水位流量