水文测验方法(设施)ppt课件
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《水文测验学讲义》课件
特点
具有系统性、综合性和实践性， 涉及水文学、气象学、测量学、 统计学等多个学科领域。
水文测验学的历史与发展
历史
水文测验学的发展可以追溯到古代的 水利工程实践，随着科技的发展，水 文测验技术不断进步和完善。
发展
现代水文测验学融合了先进的技术手 段，如卫星遥感、GIS技术、自动化监 测等，使得水文数据的获取和分析更 加精准和高效。
据和科学依据。
02
CHAPTER
水文测验的基本原理与方法
水文测验的基本概念
水文测验是对水文要素进行观测、调 查和测量的工作，是水文学的基础。
水文测验的目的是获取水文数据，分 析水文规律，为水资源开发利用、水 利工程设计、防洪减灾等提供科学依 据。
水文要素包括水位、流量、降雨量、 蒸发量等，这些要素的观测数据对于 水资源管理、防洪减灾、水环境保护 等方面具有重要意义。
04
CHAPTER
水文测验的现代化与新技术 应用
遥感与GIS在水文测验中的应用
遥感技术
利用卫星或飞机搭载的遥感器获取地 表水文信息，如水位、流速、流向等 ，具有大范围、快速、准确的特点。
GIS技术
地理信息系统，用于水文数据的空间 分析和可视化，有助于理解水文现象 的空间分布和相互关系。
自动监测与数据传输技术
自动监测
利用传感器和仪表对水文数据进行实时监测，如水位、流量、水质等，提高了数据获取的准确性和时效性。
数据传输
通过无线或有线方式将监测数据实时传输到数据中心，便于远程监控和数据分析。
水文模型与模拟技术
水文模型
利用数学模型模拟水文循环过程，如降雨、蒸发、径流等，有助于预测水文情势和评估水环境影响。
模拟技术
水文测验的资料整理与分析
具有系统性、综合性和实践性， 涉及水文学、气象学、测量学、 统计学等多个学科领域。
水文测验学的历史与发展
历史
水文测验学的发展可以追溯到古代的 水利工程实践，随着科技的发展，水 文测验技术不断进步和完善。
发展
现代水文测验学融合了先进的技术手 段，如卫星遥感、GIS技术、自动化监 测等，使得水文数据的获取和分析更 加精准和高效。
据和科学依据。
02
CHAPTER
水文测验的基本原理与方法
水文测验的基本概念
水文测验是对水文要素进行观测、调 查和测量的工作，是水文学的基础。
水文测验的目的是获取水文数据，分 析水文规律，为水资源开发利用、水 利工程设计、防洪减灾等提供科学依 据。
水文要素包括水位、流量、降雨量、 蒸发量等，这些要素的观测数据对于 水资源管理、防洪减灾、水环境保护 等方面具有重要意义。
04
CHAPTER
水文测验的现代化与新技术 应用
遥感与GIS在水文测验中的应用
遥感技术
利用卫星或飞机搭载的遥感器获取地 表水文信息，如水位、流速、流向等 ，具有大范围、快速、准确的特点。
GIS技术
地理信息系统，用于水文数据的空间 分析和可视化，有助于理解水文现象 的空间分布和相互关系。
自动监测与数据传输技术
自动监测
利用传感器和仪表对水文数据进行实时监测，如水位、流量、水质等，提高了数据获取的准确性和时效性。
数据传输
通过无线或有线方式将监测数据实时传输到数据中心，便于远程监控和数据分析。
水文模型与模拟技术
水文模型
利用数学模型模拟水文循环过程，如降雨、蒸发、径流等，有助于预测水文情势和评估水环境影响。
模拟技术
水文测验的资料整理与分析
第三章 水文测验完整版本ppt课件
式中： N --- 流速仪在测速历时T内的总转数，一般
是根据讯号数，再乘上每一讯号代表的转数求得；
T --- 测速历时，为了消除水流脉动的影响，
测速历时一般不应少于100s。
流速测量方法
流速仪只能测得某点的流速，为了求得断面平均 流速，首先在断面上布设一些测速垂线（一般在测深 垂线中，选择若干 条同时兼作测速垂线），在每一 条测速垂线上布设一定数目的测速点进行测速，最后 根据测点流速的平均值求得测线平均流速，再由测线 平均流速求得部分面积平均流速，进而推得断面流量。
1 Z 4 [ Z 0 8 t 1 Z 1 ( t 1 t2 ) Z 2 ( t2 t 3 ) . . Z n 1 .( tn 1 tn ) Z n ( tn )
.
第三节 流量测验
学习要求：
掌握水道断面测量（包括水深和起点距的测量）的 方法；
流速仪及其测速； 流量计算的步骤和方法。
4.部分流量的计算
由各部分的部分平均流速与部分面积之积得到部分 流量。
qi Vi Ai
5.断面流量的计算
n
Q qi i1
.
3.3.3 浮标法测流
浮标测流法是一种简便的测流方法。 在洪水较大或水面漂浮物较多，特别是在使用流速
仪测流有困难的情况下，浮标法测流是一种切实可行 的办法。浮标测流的主要工作是观测浮标漂移速度， 测量水道横断面，以此来推估断面流量。
计算起点距的公式为 ：D=Lctgβ
(二)流速 仪测速
旋杯式 旋桨式
LS68-2型Βιβλιοθήκη 杯式流速仪.流速仪测速原理是利用水流冲动流速仪的旋杯或旋桨， 同时带动转轴转动，在装有信号的电路上发出讯号， 便可知道在一定时间内的旋转次数，流速愈大，转轴 转得愈快，流速与转速之间有一定的关系。
水文测验学(第一节)
③野外测量。包括地形测量、流向测量、水面纵比降测量。 ④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。
④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。
⑤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）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。
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）： ①渡河测验设施设备（过河索吊船）；②岸上测验设施设
备（水文缆道）③架空测验设施设备（渡河缆车）；④ 涉水测验设施设备
二、几种主要的测验渡河设备
①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。
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 ①根据设站目的，确定测验河段大致范围。 ②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。 ③尽可能照顾生活、交通、通讯上的方便。
水文测验标准规范课件
• 对常用降水量观测仪器适用条件统一规定，与 虹吸式自记雨量计、翻斗式自记雨量计相一致。 （翻斗式约占80%，均已采用自动测报，系统偏 大。划线模拟的日记型和长期自记型已淘汰）。
学习交流PPT
42
3.降水量观测规范
•一般宜定期或不定期下载降水量观测数据，如： 在定期巡检时或故障检查时均应下载数据。因此， 下载数据后应立即检查记录情况 •新增轮盘斗式雨量传感器，“降水强度测量范 围为：0.0mm/min～9.0mm/min。”为试验结果 数据。
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31
2.、河流悬移质泥沙测验规范
进一步明确悬移质泥沙测验的目标物理量为断面输沙率和断面平均 含沙量逐日输沙率和逐日平均含沙量两量均为整编成果，
为测沙仪投入运用留下较宽的空间，将原来有关“采样”或“水 样”、“沙样”只适合取样仪器的表述，在可能应用“测沙仪”的 条件下改为“测沙”。
原规范求出系统误差和随机误差后无继续合成测验成果总不确定度 （误差）的关系，在此补充系统误差演算为系统不确定度继续合成 出测验成果总不确定度
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21
2.对标准内容的修订
• 完成新制订标准4项 1. 受工程影响水文测验方法导则 2. 水文年鉴汇编刊印技术规定 3. 水位观测平台技术标准 4. 水文缆道设计规范 • 正在编制或修订中3项 1. 河流冰情观测规范、 2. 感潮河段水文测验规范、 3. 水文测站考证技术规定
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10
水文仪器标准48项
• 水文仪器基本参数及通用技术条件 • 水文仪器及水利水文自动化系统型 号命名方法 • （略）
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11
水文计量规程8项
• 水文仪器校准方法 第1部分：水位试验台 • 动态流量与流速标准装置校验方法 • 水环境检测仪器及设备校验方法 • 直线明槽中的转子式流速仪检定/校准方法 • 浮子式水位计(水位计检定规程) • 超声波测深仪(超声波测深仪计量检定规程) • 转子式流速仪(转子式流速仪计量检定规程) • 眀渠堰槽流量计计量检定规程
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3.降水量观测规范
•一般宜定期或不定期下载降水量观测数据，如： 在定期巡检时或故障检查时均应下载数据。因此， 下载数据后应立即检查记录情况 •新增轮盘斗式雨量传感器，“降水强度测量范 围为：0.0mm/min～9.0mm/min。”为试验结果 数据。
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2.、河流悬移质泥沙测验规范
进一步明确悬移质泥沙测验的目标物理量为断面输沙率和断面平均 含沙量逐日输沙率和逐日平均含沙量两量均为整编成果，
为测沙仪投入运用留下较宽的空间，将原来有关“采样”或“水 样”、“沙样”只适合取样仪器的表述，在可能应用“测沙仪”的 条件下改为“测沙”。
原规范求出系统误差和随机误差后无继续合成测验成果总不确定度 （误差）的关系，在此补充系统误差演算为系统不确定度继续合成 出测验成果总不确定度
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2.对标准内容的修订
• 完成新制订标准4项 1. 受工程影响水文测验方法导则 2. 水文年鉴汇编刊印技术规定 3. 水位观测平台技术标准 4. 水文缆道设计规范 • 正在编制或修订中3项 1. 河流冰情观测规范、 2. 感潮河段水文测验规范、 3. 水文测站考证技术规定
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水文仪器标准48项
• 水文仪器基本参数及通用技术条件 • 水文仪器及水利水文自动化系统型 号命名方法 • （略）
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水文计量规程8项
• 水文仪器校准方法 第1部分：水位试验台 • 动态流量与流速标准装置校验方法 • 水环境检测仪器及设备校验方法 • 直线明槽中的转子式流速仪检定/校准方法 • 浮子式水位计(水位计检定规程) • 超声波测深仪(超声波测深仪计量检定规程) • 转子式流速仪(转子式流速仪计量检定规程) • 眀渠堰槽流量计计量检定规程
水文学水文学的一般概念与水文测验PPT课件
水位－面积－流速 关系延长法
水力学公式 延长法
史蒂文森法
第45页/共50页
1）水位—面积－流速关系延长法 当需要延长的水位变幅小于总水位变幅的20％时，可
按曲线相关分析的趋势外延。
先根据本年实测大断面，绘出H-A关系曲线
延长高水位的H-V曲线
根据任一高水位值，由上述两条的延长部分查出相应的A,V值， 距Q=A·V算出延长的流量，就可将H-Q关系曲线延长
第3页/共50页
深泓线(溪线)：河 道中各横断面最大 水深点的连线。
中泓线：河道中各横断面水 流最大流速点的连线。
第4页/共50页
2) 作用： 河流特性的基本参数，可确定落差、比降和能量。 (2)弯曲系数 ( Tortuosity )
1) 定义： 沿河流中泓线两点间的实际长度与其直线距离的 比值。
观测水位设备
水尺
自记水位计
第25页/共50页
水位观测资料的整理
日、月、年 平均水位计算
编制“逐日平均 水位表”
绘制日平均水位 过程线与日平均 水位历时曲线
第26页/共50页
日平均水位法
1）算术平均法 2）面积包围法
H
1 n
n i 1
Hi
H
1 2 24
H 0 a
H1a b
H2 b c
Hn1m nH nn
Vmax h0.2H Vmid h0.6H
第37页/共50页
第38页/共50页
✓ 测流原理
实际工作中用实测断面面积和实测流速来推算
n
Q vi • Ai i 1
第39页/共50页
流速仪实测流速的方法
第40页/共50页
2.6 水位—流量关系曲线 水位—流量关系曲线的绘制
水力学公式 延长法
史蒂文森法
第45页/共50页
1）水位—面积－流速关系延长法 当需要延长的水位变幅小于总水位变幅的20％时，可
按曲线相关分析的趋势外延。
先根据本年实测大断面，绘出H-A关系曲线
延长高水位的H-V曲线
根据任一高水位值，由上述两条的延长部分查出相应的A,V值， 距Q=A·V算出延长的流量，就可将H-Q关系曲线延长
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深泓线(溪线)：河 道中各横断面最大 水深点的连线。
中泓线：河道中各横断面水 流最大流速点的连线。
第4页/共50页
2) 作用： 河流特性的基本参数，可确定落差、比降和能量。 (2)弯曲系数 ( Tortuosity )
1) 定义： 沿河流中泓线两点间的实际长度与其直线距离的 比值。
观测水位设备
水尺
自记水位计
第25页/共50页
水位观测资料的整理
日、月、年 平均水位计算
编制“逐日平均 水位表”
绘制日平均水位 过程线与日平均 水位历时曲线
第26页/共50页
日平均水位法
1）算术平均法 2）面积包围法
H
1 n
n i 1
Hi
H
1 2 24
H 0 a
H1a b
H2 b c
Hn1m nH nn
Vmax h0.2H Vmid h0.6H
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✓ 测流原理
实际工作中用实测断面面积和实测流速来推算
n
Q vi • Ai i 1
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流速仪实测流速的方法
第40页/共50页
2.6 水位—流量关系曲线 水位—流量关系曲线的绘制
水文测验与水文资料收集PPT。
然后求得全断面的流量 Q qi
流量测验工作包括： 断面测量、流速测定及流量计算
（一）断面测量
起点距D
布置测深垂线 测水深和起点距
A 线基
C
L
(a) 横断面
B
测
船
(b) 平面
测深杆
起点距的测量方法
1、断面索观读法： 这种方法适合于河宽 较小、水上交通不多、有条件架设断面 索的河道测站，精度较高。
专用站 是为某种专门目的或某项特定工程 的需要而设立的。
实验站 是为了对某种水文现象的变化规律 或对某些水体做深入研究而设立的。
2、水文站密度：我国为3.56站/万km2，世 界100多个国家的平均值为4.0站/万km2。
3、水文站的主要任务：按统一标准，对指 定地点（或断面）的水文要素进行系统观 测与资料整编。
2、测角交会法：在没有架设断面索的测站 上，可用经纬仪、平板仪或六分仪平面 测角交会法测定起点距。
断面索
130
140
测角交会法 （1）经纬仪岸上交会法：D Ltg
（2）六分仪船上交会法： D Lctg
D
A
B
L
C
（二）流速测定 测速仪器：流速仪和浮标 流速仪分为：旋杯式和旋桨式两种。
受洪水涨落影响的水位流量关系曲线
受变动回水影响的水位流量关系曲线
（三）日平均流量的推求
（1）一日内水位及其它水力因素变化缓慢时 由日平均水位直接查出日平均流量 （2）当一日内水位变幅较大时 可用瞬时水位求得瞬时流量 按算术平均法或面积包围法计算日平均流量
本节小结
一、名词解释：水位 二、水位、流速观测设备和方法 三、日平均水位和日平均流量的推求 四、断面流量计算步骤 五、使水位～流量关系不稳定的因素有哪
流量测验工作包括： 断面测量、流速测定及流量计算
（一）断面测量
起点距D
布置测深垂线 测水深和起点距
A 线基
C
L
(a) 横断面
B
测
船
(b) 平面
测深杆
起点距的测量方法
1、断面索观读法： 这种方法适合于河宽 较小、水上交通不多、有条件架设断面 索的河道测站，精度较高。
专用站 是为某种专门目的或某项特定工程 的需要而设立的。
实验站 是为了对某种水文现象的变化规律 或对某些水体做深入研究而设立的。
2、水文站密度：我国为3.56站/万km2，世 界100多个国家的平均值为4.0站/万km2。
3、水文站的主要任务：按统一标准，对指 定地点（或断面）的水文要素进行系统观 测与资料整编。
2、测角交会法：在没有架设断面索的测站 上，可用经纬仪、平板仪或六分仪平面 测角交会法测定起点距。
断面索
130
140
测角交会法 （1）经纬仪岸上交会法：D Ltg
（2）六分仪船上交会法： D Lctg
D
A
B
L
C
（二）流速测定 测速仪器：流速仪和浮标 流速仪分为：旋杯式和旋桨式两种。
受洪水涨落影响的水位流量关系曲线
受变动回水影响的水位流量关系曲线
（三）日平均流量的推求
（1）一日内水位及其它水力因素变化缓慢时 由日平均水位直接查出日平均流量 （2）当一日内水位变幅较大时 可用瞬时水位求得瞬时流量 按算术平均法或面积包围法计算日平均流量
本节小结
一、名词解释：水位 二、水位、流速观测设备和方法 三、日平均水位和日平均流量的推求 四、断面流量计算步骤 五、使水位～流量关系不稳定的因素有哪
第三章 水文测验ppt课件
（2）部分面积平均流速的计算
部分面积平均流速是指两测速垂线间部分面积 的平均流速，以及岸边或死水边与断面两端测速垂线 间部分面积的平均流速。
---- 中间部分面积平均流速的计算
Vi = ( Vmi-1 + Vmi ) ---- 岸边部分面积平均流速的计算
V1=αVm1 或 Vn = αVmn （3）部分面积的计算
取样垂线数目不少于规范规定测速垂线数的1/2； 水面宽大于50m时，不少于5条；否则，不少于3条。
绝对基面： 将某一海滨地点平均海水面的高程定为 0.000m，作为水准基面。我国曾沿用过大连、大沽、黄 海、废黄河口、吴淞、珠江等基面，现在统一规定的基 面为青岛黄海基面。
假定基面： 在水文测站附近没有国家水准点情况下暂 时假定的一个水准基面。
测站基面：某些水文测站专用的一种假定基面，一般 选择在河床最低点或历年最低水位以下0.5～1.0m处 的水平面作为零点来计算水位高度。
部分面积是以测速垂线为分界。岸边部分按 三角形计算，中间部分按梯形计算。
（4）部分流量的计算 由各部分的部分平均流速与部分面积之积得到部
分流量。
qi Vi Ai
（5）断面流量的计算
n
Q qi i1
精品课件
3.3.3 浮标法测流
浮标测流法是一种简便的测流方法。 在洪水较大或水面漂浮物较多，特别是在使用流
部分流量
全断面流量。
精品课件
（1）垂线平均流速的计算 一点法： Vm = V0.6
二点法： Vm = (V0.2 + V0.8 ) / 2
三点法：
Vm =(V0.2+V0.6+ V0.8 ) / 3
五点法：
Vm = ( V0.0 + 3 V0.2 +3 V0.6 + 2 V0.8 + V1.0 ) / 10
水文监测仪器(流速流量)PPT演示课件
声学点流速仪——应用声学多普勒原理测量仪器所 在点的水流速度。
电磁点流速仪——应用电磁测速原理测量点流速 电波流速仪——应用电磁波的多普勒测速原理测量
水面点流速 光学流速仪——由望远镜和旋转镜头为主要组成的
测量水面高流速的一种频闪装置。 激光流速仪——应用光学多普勒原理测量点流速
(6) 断面测量动态跟踪示图 2） 缆道测深（入水深）
功能；
计数显示、分辨力：0.01m
化学示踪剂－氯化钠、碘、锂、锰盐 荧光示踪剂－
4
流速面积法测量流量
按测量流速的方法和仪器的不同， 可以分为：
1。测量点流速的流速面积法。 使用各种点流速仪
2。测量剖面流速的流速面积法。 使用剖面流速仪，主要是声学流速仪。
3。测量表面流速的流速面积法。 使用电波流速仪、浮标。
5
测量点流速的流速仪
转子式流速仪——应用最普遍，也是最准确的流速 仪。仪器使用旋桨、旋杯式转子感应流速，测量转 子的转速，计算水流速度。
13
电磁式点流速仪
利用电磁感应原理测量点流速。这类仪器在水 中产生一个人工磁场，水流流过此磁场，相当于 电导体切割磁力线，将在水流两侧产生感应电动 势。测量此电动势后可以计算出水流的平均流速。 特点：
——磁场只产生在仪器附近，测得的流速被 认为是 仪器所在处的点流速。
——仪器没有可动部件，不受水中杂质影响。 ——水的电导会影响测速准确性。
• 环境温度：－ 5℃～+60℃
• 探头材料：环氧树脂 • 重 量： 0.5kg
18
流速流量测量设备
水文测船
水文缆道
水文巡测车
水文测桥
涉水测流
电磁点流速仪——应用电磁测速原理测量点流速 电波流速仪——应用电磁波的多普勒测速原理测量
水面点流速 光学流速仪——由望远镜和旋转镜头为主要组成的
测量水面高流速的一种频闪装置。 激光流速仪——应用光学多普勒原理测量点流速
(6) 断面测量动态跟踪示图 2） 缆道测深（入水深）
功能；
计数显示、分辨力：0.01m
化学示踪剂－氯化钠、碘、锂、锰盐 荧光示踪剂－
4
流速面积法测量流量
按测量流速的方法和仪器的不同， 可以分为：
1。测量点流速的流速面积法。 使用各种点流速仪
2。测量剖面流速的流速面积法。 使用剖面流速仪，主要是声学流速仪。
3。测量表面流速的流速面积法。 使用电波流速仪、浮标。
5
测量点流速的流速仪
转子式流速仪——应用最普遍，也是最准确的流速 仪。仪器使用旋桨、旋杯式转子感应流速，测量转 子的转速，计算水流速度。
13
电磁式点流速仪
利用电磁感应原理测量点流速。这类仪器在水 中产生一个人工磁场，水流流过此磁场，相当于 电导体切割磁力线，将在水流两侧产生感应电动 势。测量此电动势后可以计算出水流的平均流速。 特点：
——磁场只产生在仪器附近，测得的流速被 认为是 仪器所在处的点流速。
——仪器没有可动部件，不受水中杂质影响。 ——水的电导会影响测速准确性。
• 环境温度：－ 5℃～+60℃
• 探头材料：环氧树脂 • 重 量： 0.5kg
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流速流量测量设备
水文测船
水文缆道
水文巡测车
水文测桥
涉水测流
水文测验PPT课件
1、断面测量 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 量即可测得过水断面的几何尺寸。
2、流速测量 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： V = Kn + C
• 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 速。
精测时最少测速垂线数目
水面 <5 5 宽m
窄深 5
6
宽浅 -
-
50
100 300 1000 >1000
10
12
15
20
>20
10
15
20
25
>25
•每根测线上的测点，应根据水深大小、有无冰期、水 位变化确定，当水深大雨1m时，应采用5点法（0.0、 0.2、0.6、0.8、1.0）。
第二章 水文测验
一、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
定地点(断面)的水文要素做系统观测与资 料整理。
✓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、 地下水等项目的观测及有关资料的分析工作。
✓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， 用雷达枪瞄准水面，抠动扳机，显示器上的小数 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。
✓水文测站应建立必要的断面
➢基本水尺断面
➢流速仪测速断面
➢浮标测流断面 ➢比降断面
水文测站PPT课件
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绪
论
一、中国的水文测验历史
(一)降水量观测的发展 中国对降雨的观察，开始得很早。 南宋时著作
《数书九章》中说“今州郡都有一天池盆以测雨水”，并 叙述有“天池测雨”、“圆筒测雨”的具体计算方法。说 明当时或更早已经有了实测雨量的器具，建立了降雨深度 的概念。但实测记录没有保存下来。
清雍正二年(1724年)，开始记录北京逐日天气和降雨、 降雪起迄时间、雨雪大小的定性描述，称《晴明风雨录》， 直至光绪二十九年(1903年)止。
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（八） 泥沙站网规划
大河控制站可根据多年平均输沙量的沿程变化，按线的原则 布设。即在任何两相邻测站之间，多年平均输沙量的递变率 以不小于20％～40％为原则来估计布站数目的上限。下限为 干流沿线任何地点，内插年输沙量的误差不超过10％～15％。 区域代表站用泥沙多年平均输沙模数的递变来确定。上限为 沿多年平均输沙模数的梯度方向，任何两相邻测站之间的输 沙模数的递变率以不小于15％～30％为准则。其下限为分区 任何地点内插年输沙模数的误差以不超过15％～20％为准则。 在条件困难地区，其上限和下限都可以适当放宽。
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5.测流渡河设备
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二、现代水文测验的工作任务
水文信息采集与处理（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。
绪
论
一、中国的水文测验历史
(一)降水量观测的发展 中国对降雨的观察，开始得很早。 南宋时著作
《数书九章》中说“今州郡都有一天池盆以测雨水”，并 叙述有“天池测雨”、“圆筒测雨”的具体计算方法。说 明当时或更早已经有了实测雨量的器具，建立了降雨深度 的概念。但实测记录没有保存下来。
清雍正二年(1724年)，开始记录北京逐日天气和降雨、 降雪起迄时间、雨雪大小的定性描述，称《晴明风雨录》， 直至光绪二十九年(1903年)止。
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（八） 泥沙站网规划
大河控制站可根据多年平均输沙量的沿程变化，按线的原则 布设。即在任何两相邻测站之间，多年平均输沙量的递变率 以不小于20％～40％为原则来估计布站数目的上限。下限为 干流沿线任何地点，内插年输沙量的误差不超过10％～15％。 区域代表站用泥沙多年平均输沙模数的递变来确定。上限为 沿多年平均输沙模数的梯度方向，任何两相邻测站之间的输 沙模数的递变率以不小于15％～30％为准则。其下限为分区 任何地点内插年输沙模数的误差以不超过15％～20％为准则。 在条件困难地区，其上限和下限都可以适当放宽。
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5.测流渡河设备
第44页/共59页
第45页/共59页
第46页/共59页
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第49页/共59页
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二、现代水文测验的工作任务
水文信息采集与处理（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。
水文巡测PPT课件
悬移质输沙率巡测的条件
水文站在符合下列条件之一时，悬移质输沙率可以实行巡测： （1）采用流量输沙率关系法整编，定线达到要求的允许误差，且不需要实测沙峰和悬移质泥 沙过程的测站。 （2）采用单断沙关系法整编，定线达到要求的允许误差，驻站人员能施测单沙过程的测站。 （3）采用断沙过程线法整编，用巡测方式能达到整编精度的测站。 （4）具备悬移质输沙率停测或间测条件的测站。 （5）自动采集悬移质水样，或采用自记式现场测沙仪自动监测含沙量，并与断沙建立稳定关 系的测站。 （6）距离巡测基地较近，交通、通讯方便，按沙情变化及时施测的测站。
（2）按照巡测实现的时间，巡测方法可以采用全年巡测、时段巡测、巡驻结合三种 形式。
4、测验方法与设备 ➢实行巡测的水文站根据河道水文特征、测站特性、测验设施设备、
测时水流条件等情况，结合测验精度需求，因地制宜、经济合理 地选择流量测验方法。
➢实行巡测的泥沙站，根据实际情况，选用自动取样仪器或自记式 的现场测沙仪系线与历年（5～10年或10年以上）单沙断沙综合关系线 相比较，如果各年关系线偏离综合线的最大值均在±5%以内，则测站的悬移质输沙率可实行 间测。
（4）采用单断沙关系的单一线法整编资料的站，输沙率测验符合规定的间测条件或流量已实 行间测时，输沙率可实行间测，间测期间可只测单样含沙量。
流量间测条件
有5年以上资料的水文站，经分析论证实测流量的水位变幅已控制历年水位变幅80%以上，历年水位流量关 系或其他水力因素与流量的关系符合下列条件之一的，可以实行间测： （1）每年的水位流量关系曲线（或单值化线）与历年综合关系曲线之间的最大偏离不超过允许误差范围的测 站，可实行停2～5年测一年。 （2）各相邻年份的曲线之间的最大偏离不超过要求的允许误差范围者可停一年测一年，或实行检测。 （3）在年水位变幅的部分范围内，当水位流量关系是单一线并符合所要求的条件时，可在一年的部分水位级 内实行间测。 （4）复杂的水位流量关系，通过单值化处理，可达到所要求的条件的测站。 （5）在枯水期，流量变化不大，多年枯水总量占年总量在5%以内，且对这一时期不需要施测流量过程的测站。 （6）对潮流站，当有多年资料证明潮汐要素与潮流量关系比较稳定的测站。 （7）堰闸测流的流量系数多年稳定，且不超过要求的允许误差范围的测站。
水利单位水文测验课件
水 文 测验
2021年2月
1 • 水文测站 2 3 4
一.水文测站
1.1 水文的概念
水文---是水利工作的基础。 是研究地球上各种水体的存在、数量、分布、变化规律及其 对环境的影响和作用的一门科学。
1.2 水文测站
1 概念 水文测站是组织进行水文测验、收集水文资料的基本
场所。其任务是按一定标准对指定地点(断面)的水文要素 作系统观测和资料整编。
2.2 水位观测
水尺、自记水位计
（1） 水尺——人工观测 水尺分直立式、倾斜式、矮桩式和悬锤式四种。 水位的观读精度一般记至1cm。
➢ 水位变化不大时，每天8时和20时观测； ➢ 水位变化较大时，每天采用四段制观测(2、8、14、20时)； ➢ 洪水期或水位变化急剧时，需增加测次。
直
倾
立
斜
式
式
水
浮标 浮标测流上断面
β α 测流断面
浮标 浮标测流下断面
1、确定浮标系数的方法 （1）实验法 （2）水位流量关系曲线法 （3）水面流速系数法 2、 浮标系数的选用 • 湿润地区的大、中河流一般取0.85～0.90，小河取0.75～
0.85。 • 干旱地区的大、中河流取0.80～0.85，小河取0.70～0.80。 • 在特殊情况下，湿润地区取0.90～1.00，干旱地区取0.65～
A
垂线 号数
测测 深速
起 点 距 （m）
水 深 （m）
仪器位置
流速（m/s）
测速测深垂线间
相对
测 点 深 （m）
测点
部分平 平均
间
垂线 均流速 水深
距
平均
（m/s ）
（m）
（m ）
断面面积 （m2）
2021年2月
1 • 水文测站 2 3 4
一.水文测站
1.1 水文的概念
水文---是水利工作的基础。 是研究地球上各种水体的存在、数量、分布、变化规律及其 对环境的影响和作用的一门科学。
1.2 水文测站
1 概念 水文测站是组织进行水文测验、收集水文资料的基本
场所。其任务是按一定标准对指定地点(断面)的水文要素 作系统观测和资料整编。
2.2 水位观测
水尺、自记水位计
（1） 水尺——人工观测 水尺分直立式、倾斜式、矮桩式和悬锤式四种。 水位的观读精度一般记至1cm。
➢ 水位变化不大时，每天8时和20时观测； ➢ 水位变化较大时，每天采用四段制观测(2、8、14、20时)； ➢ 洪水期或水位变化急剧时，需增加测次。
直
倾
立
斜
式
式
水
浮标 浮标测流上断面
β α 测流断面
浮标 浮标测流下断面
1、确定浮标系数的方法 （1）实验法 （2）水位流量关系曲线法 （3）水面流速系数法 2、 浮标系数的选用 • 湿润地区的大、中河流一般取0.85～0.90，小河取0.75～
0.85。 • 干旱地区的大、中河流取0.80～0.85，小河取0.70～0.80。 • 在特殊情况下，湿润地区取0.90～1.00，干旱地区取0.65～
A
垂线 号数
测测 深速
起 点 距 （m）
水 深 （m）
仪器位置
流速（m/s）
测速测深垂线间
相对
测 点 深 （m）
测点
部分平 平均
间
垂线 均流速 水深
距
平均
（m/s ）
（m）
（m ）
断面面积 （m2）
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国外水文测验设施与方法
• 美国水文站建设如何？ • 测站如何运行管理？流量测次如何布设？测验
规范规定与我国有哪些差异？ • 国外水文测验设施设备（以美、德、英等国家
为例介绍水文站的测验设施设备)—如巡测车、 缆道、测船、测流堰、水文观测平台是啥样子？ 对我国有何借鉴作用？
.
国外水文测验技术
• 一、发达国家的水文站
in Hawaii
.
国外水文测验技术
数据采集平台
(DCP)
水位计、仪器室、 静水井、卫星数据 传输设备、蓄电池 组和太阳能电池组 构成数据采集平台 (Data collection platform 简称DCP) 。DCP可实现现场水 文数据的实时自动 采集和向各用户可 及时发送连续的水 文监测信息。
测洪峰流量的测站
Peak flow at Upper Gordon
.
国 外 水 文 测 验 技 G术ulch discharge gauge.
1.2 德国水文测站
.
国外水文测验技术
德国水文测站
通信
● GSM 调制解调器
水位
● 无线电 ● 卫星
● SE200 浮子水位计
● RLS 雷达水位传感器
● CBS 气泡原理传感器
● PS1 压力水位计(干式陶瓷电容传感器和
微处理技术，可消除水温度或密度变化所带来 的影响。精度高达0.05mm.还可补偿重力加速度 变化所带来的影响。
流量
● SLD 超声波流量计
用两束水平超声波通过多普勒原理进行测量 最大宽度80m ，量 程：± 10 m/s，精 度：
气象 读数的1% 或± 0. 5 cm/s
. the bottom of which is used to indicate the water surface
国外水文测验技术
.
国外水文测验技术
2.1 浮子式水位计
需要设立静水井，井内安装 浮子水位计，并设立一组直 立水尺，以便较核仪器时观 测水位。静水井一般建在河 流的陡岸边或桥墩上，静水 井的顶部设有一个不足1m2的 仪器室。目前笔记式和穿孔 式的浮子水位计已很少使用 ，大多数浮子水位计采用数 模转换器直接将机械模拟信 号转换为数字信号，并利用 电子技术存储记录数据，采 用卫星通讯方式将观测数据 实时的传送到外业办公室。 .
图为浮子水位计
.
国外水文测验技术
.
国外水文测验技术
.
国外水文测验技术
DCP
组站也
水，许 尺有这
是
一 、个 一测 处验 过设 河施 缆最 道全
和的
一测
.
国外水文测验技术
DCP
、 一 处 过 河 缆 道 和 一 组 水 尺
.
国外水文测验技术
Gauge updated on Spring River
.
国外水文测验技术
1.1美国的水文站
美国水文站与我国差别 很大，美国水文测验采用巡 测，水文站的概念与我国不 同，其“测站”用“测验断 面”也许更准确。美国的测 站很少有固定设施，不象我 国的测站有各种用途的站房 （宿舍、办公室、食堂、活 动室、会议室、餐厅、车库 、仓库等）、观测房、观测 道路、供电线路和设备、通 讯线路和设备、观测场、供 排水设施、断面设施、各种 测验设施，特别是一些测站 不仅有机动船测船还有吊船 吊、船缆道、悬索缆道、吊 箱等多种测验设施。
.
国外水文测验技术
Zimbabwe 津巴布韦 复合堰测流 combination weir
.
国外水文测验技术
马来西亚
.
国外水文测验技术
二、水位观测
USGS测站各水文站、水位站全部 安装有自记水位仪器，水位观测由自记
仪器完成，只有校测水位计时才使用水尺。
目前正在应用的主要仪器有气泡式 压力式、压电压力式、浮子式、雷达 水位计等水位计。采用最广泛的是浮 子式和气泡式压力水位计。浮子式水 位计通过专用数据转换器进行模数转 换，输出也为数字信号。气泡式水位 计能满足恶劣环境要求，不需要建测 井，因为其只有出流杯口（节流装置） 和传输管道暴露在野外环境中，易于 安装和维护。
自记水位一般具有水位数据存贮和 满足实时水情信息传输的要求自动发 送传输功能，有的还具备自动报警功 能。
Staff gage with stages well above zero at low flow on Falls River near Ashton,
Wire weight gage on Payette River near Letha, ID. Note weight,
用于安装天线和太阳能电池板
－ 防护外壳；GFK 塑料； 275 × 300 × 540mm； 1.4301 不锈钢附属元件组；防洪 － 总高度：4.2 米
.
国外水文测验技术
.Байду номын сангаас
国外水文测验技术
.
国外水文测验技术
1.3 英国水文站
.
国外水文测验技术
over 2500 sites across England and Wales. Some sites measure river level and river flow, while others measure river level only 英国2500个水 文水位站 测流堰
● 风速和风向
● 空气温度、湿度和气压
● 太阳能辐射
水质
● 电导率、PH 值、温度、
ORP、溶解氧、浊度 ● 叶绿素、蓝藻
.
国外水文测验技术
OTT全自动水文监测站技术指标： 机械部分说明
－ 固定架：U 面固定架，底座 100DIN1026-StZn；1.7 米 － 铝制天线杆；阳极化；
直径：70mm × 5mm； 天线杆末端的支架
Stream Gaging Station
.
国外水文测验技术
.
英国雨量站
国外水文测验技术
加拿大
Water Survey of Canada
• 英国 Gauging station weir in uk
.
国外水文测验技术
1.4 其他国家
捷克斯洛伐克stream gauge at Morava river in Moravský Svätý Ján, Slovakia.
.
国外水文测验技术
• Stream-gaging station at Ashuelot River in West Swanzey, N.H.
• （New Hampshire 美国新罕布什尔州）
Oregon 俄勒冈州
.
国外水文测验技术
.
国外水文测验技术
Gaging station on the Little Walker River in Nevada
• 美国水文站建设如何？ • 测站如何运行管理？流量测次如何布设？测验
规范规定与我国有哪些差异？ • 国外水文测验设施设备（以美、德、英等国家
为例介绍水文站的测验设施设备)—如巡测车、 缆道、测船、测流堰、水文观测平台是啥样子？ 对我国有何借鉴作用？
.
国外水文测验技术
• 一、发达国家的水文站
in Hawaii
.
国外水文测验技术
数据采集平台
(DCP)
水位计、仪器室、 静水井、卫星数据 传输设备、蓄电池 组和太阳能电池组 构成数据采集平台 (Data collection platform 简称DCP) 。DCP可实现现场水 文数据的实时自动 采集和向各用户可 及时发送连续的水 文监测信息。
测洪峰流量的测站
Peak flow at Upper Gordon
.
国 外 水 文 测 验 技 G术ulch discharge gauge.
1.2 德国水文测站
.
国外水文测验技术
德国水文测站
通信
● GSM 调制解调器
水位
● 无线电 ● 卫星
● SE200 浮子水位计
● RLS 雷达水位传感器
● CBS 气泡原理传感器
● PS1 压力水位计(干式陶瓷电容传感器和
微处理技术，可消除水温度或密度变化所带来 的影响。精度高达0.05mm.还可补偿重力加速度 变化所带来的影响。
流量
● SLD 超声波流量计
用两束水平超声波通过多普勒原理进行测量 最大宽度80m ，量 程：± 10 m/s，精 度：
气象 读数的1% 或± 0. 5 cm/s
. the bottom of which is used to indicate the water surface
国外水文测验技术
.
国外水文测验技术
2.1 浮子式水位计
需要设立静水井，井内安装 浮子水位计，并设立一组直 立水尺，以便较核仪器时观 测水位。静水井一般建在河 流的陡岸边或桥墩上，静水 井的顶部设有一个不足1m2的 仪器室。目前笔记式和穿孔 式的浮子水位计已很少使用 ，大多数浮子水位计采用数 模转换器直接将机械模拟信 号转换为数字信号，并利用 电子技术存储记录数据，采 用卫星通讯方式将观测数据 实时的传送到外业办公室。 .
图为浮子水位计
.
国外水文测验技术
.
国外水文测验技术
.
国外水文测验技术
DCP
组站也
水，许 尺有这
是
一 、个 一测 处验 过设 河施 缆最 道全
和的
一测
.
国外水文测验技术
DCP
、 一 处 过 河 缆 道 和 一 组 水 尺
.
国外水文测验技术
Gauge updated on Spring River
.
国外水文测验技术
1.1美国的水文站
美国水文站与我国差别 很大，美国水文测验采用巡 测，水文站的概念与我国不 同，其“测站”用“测验断 面”也许更准确。美国的测 站很少有固定设施，不象我 国的测站有各种用途的站房 （宿舍、办公室、食堂、活 动室、会议室、餐厅、车库 、仓库等）、观测房、观测 道路、供电线路和设备、通 讯线路和设备、观测场、供 排水设施、断面设施、各种 测验设施，特别是一些测站 不仅有机动船测船还有吊船 吊、船缆道、悬索缆道、吊 箱等多种测验设施。
.
国外水文测验技术
Zimbabwe 津巴布韦 复合堰测流 combination weir
.
国外水文测验技术
马来西亚
.
国外水文测验技术
二、水位观测
USGS测站各水文站、水位站全部 安装有自记水位仪器，水位观测由自记
仪器完成，只有校测水位计时才使用水尺。
目前正在应用的主要仪器有气泡式 压力式、压电压力式、浮子式、雷达 水位计等水位计。采用最广泛的是浮 子式和气泡式压力水位计。浮子式水 位计通过专用数据转换器进行模数转 换，输出也为数字信号。气泡式水位 计能满足恶劣环境要求，不需要建测 井，因为其只有出流杯口（节流装置） 和传输管道暴露在野外环境中，易于 安装和维护。
自记水位一般具有水位数据存贮和 满足实时水情信息传输的要求自动发 送传输功能，有的还具备自动报警功 能。
Staff gage with stages well above zero at low flow on Falls River near Ashton,
Wire weight gage on Payette River near Letha, ID. Note weight,
用于安装天线和太阳能电池板
－ 防护外壳；GFK 塑料； 275 × 300 × 540mm； 1.4301 不锈钢附属元件组；防洪 － 总高度：4.2 米
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国外水文测验技术
.Байду номын сангаас
国外水文测验技术
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国外水文测验技术
1.3 英国水文站
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国外水文测验技术
over 2500 sites across England and Wales. Some sites measure river level and river flow, while others measure river level only 英国2500个水 文水位站 测流堰
● 风速和风向
● 空气温度、湿度和气压
● 太阳能辐射
水质
● 电导率、PH 值、温度、
ORP、溶解氧、浊度 ● 叶绿素、蓝藻
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国外水文测验技术
OTT全自动水文监测站技术指标： 机械部分说明
－ 固定架：U 面固定架，底座 100DIN1026-StZn；1.7 米 － 铝制天线杆；阳极化；
直径：70mm × 5mm； 天线杆末端的支架
Stream Gaging Station
.
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.
英国雨量站
国外水文测验技术
加拿大
Water Survey of Canada
• 英国 Gauging station weir in uk
.
国外水文测验技术
1.4 其他国家
捷克斯洛伐克stream gauge at Morava river in Moravský Svätý Ján, Slovakia.
.
国外水文测验技术
• Stream-gaging station at Ashuelot River in West Swanzey, N.H.
• （New Hampshire 美国新罕布什尔州）
Oregon 俄勒冈州
.
国外水文测验技术
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国外水文测验技术
Gaging station on the Little Walker River in Nevada