《水文测验》教学大纲
《水文测验学讲义》课件
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
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。
水文测验学讲义PPT文档共70页
46、我们若已接受最坏的,就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会,使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首,不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功,谁就会和我一样成功。——莫扎特
水文测验学讲义
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律,就难以成功。
3、道德行为训练,不是通过语言影响 ,而是 让儿童 练习良 好道德 行为, 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体,养 成儿童 自觉的 纪律性 ,这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
水文测验的基本知识讲课文档
现在三十二页,总共四十七页。
泥沙的计量单位
1、含沙量:单位体积浑水中所含泥沙的重量,
用 表示,以kg/m3计。
2、输沙率:单位时间内通过河流某断面的泥沙重 量,用Qs表示,以kg/s计。
Qs=Q
现在三十三页,总共四十七页。
水文测验的基本知识
现在一页,总共四十七页。
近似法推求流量
将过水断面用垂线分成若干部分,先求出通过各
部分面积上的流量qi(qi=vifi),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
流量计算
现在二页,总共四十七页。
(一)断面测量
起点距D
布置测深垂线
测水深和起点距
A
C 现在三页,总共四十七页。
现在三十八页,总共四十七页。
(二)洪峰流量的估算
1、水位流量关系曲线法 洪痕 历史洪水位高程
曲线 历史洪水洪峰流量。
延长Z~Q
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2、比降面积法
Qm
1 n
2
AR 3 J
1 2
式中,A——相当于最高水位时的过水断面
面积,m2;
R——相应的水力半径,m;
J——水力比降;
n——糙率。
(1)岸边部分平均流速计算
公式: 1 m1 或 n mn
=0.5~0.9,一般斜岸取0.7,陡岸取0.8,死
水边取0.6。
现在二十一页,总共四十七页。
(2)中间部分平均流速的计算
公式:
i
1 2
mi1
mi
式中: i——第i部分面积对应的部分平均流
水文水资源教材-《水文测验》复习提纲
《水文测验》复习提纲1、基本水尺断面是为经常观测水文测站的(水位)而设置的。
2、当一日内水位变化不大时,计算日平均水位可以采用(面积包围法)。
3、某一个或多个水文要素系列的空间地理位置表达是(测站)。
4、将浓缩水样装入比重瓶,并用澄清河水将残沙洗净,加满至一定刻度,测出瓶内水温,称出瓶加浑水重,按公式计算水样中的干沙重,这种方法是(置换法)。
5、站网规划的基本原则包括(整体布局、合理密度和适时调整)。
6、流量是单位时间内通过某一(断面)的水体体积。
7、单位体积浑水中所含悬移质干沙的(质量),称为含沙量。
8、流速仪测流断面是为经常观测水文测站的(流量)而设置的。
9、使用量雨杯读数时,视线应与水面(凹面最低处)平齐。
10、基线长度,应使及线上的观测点,对断面上最远一点的仪器视线与断面线的夹角大于(30º)。
11、不需要通过测量流速求得流量的测流方法是(比降面积法)。
12、在虹吸式自记雨量计观测中,换纸时应(无雨或仅降小雨)。
13、可用于遥测的雨量器为(长期自记型翻斗式雨量计)。
14、为了与国家高程控制系统相衔接,有条件的测站尽量采用(绝对基面)。
15、(测站控制)是对水文站水位流量关系起控制作用的断面或河段的水力因素的总称。
16、(冻结基面)是测站基本水准点开始启用时,将第一次确定的绝对高程固定下来,长期使用的水准面。
17、断面布设时,与测流横断面垂直的线是(基线)。
18、使用基本水尺进行观测水位的测站,当测站上下游受人类活动影响或分洪、决口而造成水位有变化时,(需要)增加观测次数。
19、含沙量的垂线分布与河道形势、断面形状、河床组成、泥沙特性和来水来沙有关。
20、用流速仪法测流时,历时长度需同时考虑(流速脉动与流速代表性)的影响。
21、(起点距)是指测验断面上的固定起始点至某一垂线的水平距离。
22、(水面浮标法)适用于洪水期快速测流,但对于流速小、风速大的河流不宜采用。
23、悬移质含沙量在垂线上的分布,一般是从水面向河底呈(递增)趋势。
水文测验学讲义
高精度测验技术
为了提高测验精度,将发展更多 高精度测验设备和方法,如激光 雷达、遥感技术等。
多源数据融合
将不同来源的数据进行融合,以 提高水文测验的精度和可靠性, 如气象、遥感、水文等多源数据 的融合。
水文测验在未来的应用前景
防洪抗旱决策支持
通过水文测验,可以更加 准确地预测洪水或干旱的 发生,为防洪抗旱提供决 策支持。
03
水文测验的方法和技术
水位测量方法和技术
水尺设置与读数
水尺应设置在河岸稳定、水位变 化显著的地方,读数时应准确、 迅速,避免误差。
遥感水位监测
利用卫星或无人机搭载的遥感设 备,获取大面积的水位数据,具 有快速、准确、覆盖面广的优点 。
流量测量方法和技术
浮标法
在河流中投放浮标,测量浮标流经两个固定点的时间和距离 ,计算河流流量。
水循环是指地球上水圈中的水在太阳辐射能和地心引力的作用下,通过蒸发、凝结、降水、渗透等物理和化学过 程,不断循环往复的现象。水循环原理在水文测验中具有重要意义,它不仅影响水资源的形成和分布,还决定了 水文特征的变化规律。
水位与流速的测量原理
总结词
水位与流速的测量原理是水文测验中的重要内容,它涉及到水位和流速的测量方法及精 度要求。
数据采集的困难性
在偏远地区或恶劣环境中,水文数据的采集往往 面临很大的困难,如地形复杂、气候多变等。
3
测验技术的局限性
目前的水文测验技术还存在一定的局限性,如精 度不高、自动化程度不够等,这也会影响测验结 果的准确性和可靠性。
水文测验技术的发展趋势
智能化技术应用
随着物联网、大数据、人工智能 等技术的发展,水文测验将更加 智能化,如自动识别水情、自动 采集数据等。
水文测验及资料整编课件
测验频率
根据水质变化情况和水资源管理需求,制定合理的测验频率。
测验数据分析
通过对水质数据的整理、统计和分析,掌握水体的水质变化规律,为水资源保护和水质管 理提供基础数据。
THANKS
感谢观看
任务
水文测验的主要任务是获取可靠 的水文数据,为水资源管理、规 划、保护和科学研究提供基础资 料。
水文测验的重要性
保障水资源安全
水文测验为水资源保护、合理配置和调度提供了基础数据,对于 保障水资源安全具有重要意义。
支持水利工程建设
水文测验为水利工程规划、设计、建设和运行提供了必要的水文资 料,对于工程的安全和效益发挥具有关键作用。
提高水资源利用效率
水文测验的数据支持水资源管理和规划,有助于提高水资源的利用 效率,促进水资源的可持续利用。
水文测验的发展历程
古代水文测验
古代人们通过观察水位、水流等 水文要素,开始进行水文测验, 主要为农业灌溉、水利工程等提
供基础资料。
近代水文测验
随着工业化和城市化的发展,水 文测验逐渐受到重视,开始出现 专业的水文观测站点,进行定期
生物检测法
利用生物学的原理和方法,对水样中的微生物、 藻类等进行观察和检测,评估水质状况。
遥感监测法
利用遥感设备获取水体的光谱信息,结合水质标 准和分析方法,对水质状况进行监测和评估。
03 水文资料整编
水文资料整编的目的和任务
目的
通过对水文数据的收集、审核、整理 和分析,为水资源管理、水文预报、 水利工程设计等提供科学依据。
水库调度与水资源优化
通过对水库的水文监测和调度,可以实现水资源 的优化配置,提高抗旱能力和防洪效益。
水文测验手册
水文测验手册(实用版)目录一、水文测验手册概述二、水文测验的基本概念与方法三、水文测验手册的主要内容四、水文测验手册的应用与实践五、水文测验手册的发展趋势与展望正文一、水文测验手册概述水文测验手册是一部详细介绍水文测验的基本概念、方法和技术的专业工具书。
水文测验是研究地球上水循环和水资源的重要手段,对于了解水文过程、预防水旱灾害、合理开发利用水资源以及保护水环境等方面具有重要意义。
水文测验手册不仅为水文工作者提供了理论依据和技术指导,同时也为相关领域的研究人员和工程技术人员提供了有益的参考。
二、水文测验的基本概念与方法水文测验主要包括降水、蒸发、径流、地下水、冰川和雪等水文要素的观测和分析。
其中,降水测验主要包括降雨、降雪等;蒸发测验主要包括水面蒸发、土壤蒸发等;径流测验主要包括地表径流、地下径流等;地下水测验主要包括井水、泉水等;冰川和雪测验主要包括冰川厚度、积雪深度等。
水文测验的基本方法包括野外观测、实验室分析和模型模拟等。
三、水文测验手册的主要内容水文测验手册主要包括以下几个方面的内容:1.基本理论:包括水文测验的基本原理、方法和技术等;2.观测设备:包括各种水文测验仪器的性能、使用方法和维护保养等;3.观测方法:包括不同水文要素的观测方法和技巧等;4.数据处理:包括水文观测数据的整理、分析和质量控制等;5.应用实例:包括水文测验在不同领域的实际应用案例等。
四、水文测验手册的应用与实践水文测验手册在我国水文工作中发挥着重要作用,不仅为水文工作者提供了技术指导,同时也在水资源管理、水环境保护、水旱灾害防御等领域取得了显著成果。
例如,通过水文测验,我们可以了解河流径流量、地下水水位变化等信息,为水资源配置和调度提供科学依据;可以分析降水、蒸发等水文要素的变化,为水环境保护和污染防治提供依据;可以评估水旱灾害的风险,为灾害防御和应急响应提供参考。
五、水文测验手册的发展趋势与展望随着科技进步和社会发展的需要,水文测验手册将不断完善和更新。
水文测验学教案
水文测验学教案教案标题:水文测验学教案教学目标:1. 了解水文测验学的基本概念和原理。
2. 掌握水文测验学的常用方法和技巧。
3. 培养学生对水文测验学的兴趣和研究能力。
教学准备:1. 教案提纲。
2. 教材和参考书籍。
3. 多媒体设备和投影仪。
4. 实验器材和样本。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 利用多媒体设备展示一些与水文测验学相关的图片或视频,引发学生对水文测验学的兴趣。
2. 提问:你知道水文测验学是什么吗?它有什么应用领域?二、知识讲解(15分钟)1. 介绍水文测验学的定义和研究对象。
2. 解释水文测验学的重要性和应用价值。
3. 介绍水文测验学的基本原理和方法。
三、案例分析(20分钟)1. 提供一些实际案例,让学生分析和解决相关问题。
2. 引导学生运用水文测验学的知识和方法,对案例进行分析和评估。
四、实验操作(30分钟)1. 分组进行水文测验实验。
2. 指导学生使用实验器材和样本进行水文测验。
3. 引导学生记录实验数据,并进行数据分析和结果总结。
五、总结与讨论(15分钟)1. 学生展示实验结果,并进行总结和讨论。
2. 引导学生思考水文测验学的局限性和改进方法。
六、拓展延伸(15分钟)1. 提供一些水文测验学的拓展阅读资料,让学生进一步了解和研究该领域。
2. 鼓励学生进行小组或个人研究项目,深入探讨水文测验学的相关问题。
七、作业布置(5分钟)1. 布置相关阅读任务,让学生进一步巩固和扩展水文测验学的知识。
2. 提醒学生按时完成实验报告和研究项目。
教学评估:1. 实验报告和研究项目的评估。
2. 学生对案例的分析和解决能力的评估。
3. 学生对水文测验学知识的理解和掌握程度的评估。
教学延伸:1. 可以邀请相关专家进行讲座或座谈会,进一步拓宽学生的视野。
2. 组织学生参加相关学术会议或竞赛,提高学生对水文测验学的研究能力。
教学反思:1. 教学过程中要注重培养学生的实践能力和团队合作精神。
2. 需要根据学生的实际情况和水文测验学的发展动态,不断更新教学内容和方法。
《水文测验学》学习指南
学习指南说明:为配合学生学习《水文测验学》课程,根据水文与水资源专业对该课程的教学要求,对本课程基本情况、性质、任务、教材和课程网站、学习参考资料、考核要求及各学习情境教学目标、教学组织、重点、难点、作业要求等均在本学习指南中做出了较详细的说明。
目的是使学生积极主动、有的放矢地进行学习。
一、课程基本情况、性质、研究对象和任务总学时:72学时水文信息采集处理能力是本专业的核心能力,《水文测验》是培养学生该项能力的唯一课程,是学生在校期间获取水文勘测高级工证书的主干课程,是本专业的核心课程。
同时也是水文测报自动化、水文信息处理等专业的核心课程。
本课程的主要任务是通过对水文要素的特性分析,培养学生正确使用各种的水文要素采集仪器,测得水位、流量、泥沙、冰凌等水文资料的能力;培养学生利用水文要素的特性和变化规律,进行水位、流量、泥沙、冰凌等水文信息的整编能力。
本课程的前修课程为《水文学原理》、《工程测量》、《水力学》,同时为《水文预报》、《水文水利计算》等课程的学习创造条件。
二、课程的教学组织和教学方法通过对本专业工作岗位分析,水文测验是本专业学生从事工作的重要岗位之一,也是学生在专业技术领域得以继续发展的重要途径。
本课程主要是培养学生对水位、流量、泥沙、冰凌等水位要素的采集和处理能力,使学生在校期间获取水文勘测高级工证书,为学生毕业后顺利走向工作岗位服务,因此本课程在水文与水资源专业中处于非常重要的地位,应当作为专业核心课程和必修课程。
水文信息采集和处理工作是集操作、计算、分析、应用为一体的综合性较强的工作,通过对水文测验岗位进一步调研,并经过行业专家深入、细致、系统地分析,以观测项目为载体,以任务驱动方式将教学内容分为五个模块:水位观测、流量测验、泥沙测验、冰凌观测、洪水调查与测站布设模块。
本课程主要围绕这五个模块将相关的知识、技能按照工作过程,面向工作任务进行重组并开展教学和训练。
依据高等职业教育思想,学生在真实的职业活动情境中获得职业能力,并获得理论认知水平的发展。
水文测验手册
水文测验手册摘要:一、水文测验的概述1.水文测验的定义2.水文测验的重要性二、水文测验的方法与技术1.传统水文测验方法2.现代水文测验技术三、水文测验的实施步骤1.测验计划的制定2.测验设备的准备与校准3.实地测验4.数据整理与分析5.成果报告的撰写四、水文测验的应用领域1.水利工程设计与管理2.水资源评价与管理3.防洪减灾规划与实施4.环境保护与生态修复五、水文测验的发展趋势与展望1.数字化水文测验2.遥感技术在水文测验中的应用3.人工智能在水文测验领域的融合与发展六、水文测验的注意事项1.安全措施2.数据质量保障3.法规与标准遵循正文:一、水文测验的概述水文测验是指对地表水、地下水的水量、水质、水文地质等要素进行观测、分析和评价的过程。
水文测验在水利工程设计与管理、水资源评价与管理、防洪减灾规划与实施、环境保护与生态修复等领域具有重要的现实意义和应用价值。
水文测验的重要性体现在以下几个方面:1.为水利工程规划、设计和管理提供基础数据支撑。
2.有助于合理评价水资源,为水资源开发与保护提供科学依据。
3.有助于预防和减轻自然灾害,提高防洪减灾能力。
4.有助于监测水环境质量,为水环境保护和生态修复提供数据支持。
二、水文测验的方法与技术1.传统水文测验方法传统水文测验方法主要包括以下几种:(1)水位观测:利用水位计、水准测量等方法对水位进行观测。
(2)流量测验:采用浮子法、流速仪法、电磁流量计法等对水流流量进行(3)降水观测:利用雨量计、蒸发皿等设备对降水量和蒸发量进行观测。
(4)水质监测:通过采样、实验室分析等方法对水质进行评价。
2.现代水文测验技术随着科技的发展,现代水文测验技术逐渐融入了自动化、数字化、遥感等技术手段,如:(1)自动水文测验系统:利用传感器、通信设备等实现远程自动监测。
(2)遥感技术:利用卫星、航空遥感等手段对地表水和地下水进行监测。
(3)数值模拟:运用数学模型模拟水文过程,为水文预报和分析提供依据。
黑大水文测验课程设计
黑大水文测验课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解水文测验的基本概念,掌握测验的目的和重要性。
2. 学习并掌握不同类型的水文测验方法,如流量测验、水位测验、降水测验等。
3. 掌握水文测验数据的基本处理和分析方法,如数据校核、流量计算、水位变化分析等。
技能目标:1. 能够正确使用水文测验设备,进行实地测验,并准确记录数据。
2. 能够运用水文测验数据进行分析,绘制水位-流量关系曲线,解读水文变化趋势。
3. 培养学生对水文测验数据进行批判性思考,提高问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对水文科学的兴趣,激发他们探索自然奥秘的欲望。
2. 增强学生的环保意识,让他们认识到水文测验在水资源保护和利用中的重要性。
3. 培养学生的团队协作精神,使他们学会在实地测验中相互配合、共同完成任务。
课程性质:本课程为实践性较强的学科课程,旨在通过实地测验和数据分析,帮助学生掌握水文测验的基本方法和技能。
学生特点:学生为高中年级,具有一定的物理、数学基础,具备初步的实验操作能力,但对水文测验的了解有限。
教学要求:结合学生特点,课程要求以实践操作为主,注重理论知识与实际应用的结合,提高学生的动手能力和问题解决能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 水文测验基本概念:介绍水文测验的定义、目的、意义,以及在水文学研究中的应用。
- 教材章节:第1章 水文测验概述- 内容列举:水文测验的定义、测验项目、水文测验的重要性2. 水文测验方法:学习不同类型的水文测验方法,包括流量测验、水位测验、降水测验等。
- 教材章节:第2章 水文测验方法- 内容列举:流量测验方法、水位测验方法、降水测验方法、测验设备的使用3. 水文测验数据处理与分析:掌握水文测验数据的处理和分析方法,如数据校核、流量计算、水位变化分析等。
- 教材章节:第3章 水文数据处理与分析- 内容列举:数据校核与处理、流量计算方法、水位-流量关系曲线、水文变化趋势分析4. 实践操作:组织学生进行实地水文测验,培养动手操作能力,提高实际应用水平。
水文测验课程设计PPT学习教案
为期2周:( 仅 供 参考, 有个时 间概念 )
(1)课程 设计布 置、理 清课设 思路、 明确步 骤 (2)购买 图纸, 绘制水 位过程 线 (3)复杂 水位流 量关系 连时序 法处理 (4)水力 因素型 方法定 线推流 (5)处理 、计算 、分析 及悬移 泥沙定 线 (6)机动 (7)编写 报告、 装订成 册、上 交成果
(2)根据 洪水水 文要素 摘录表 点绘逐 时水位 过程线 ,用光 滑的曲 线连接 。 (3)根据实测流量成果表点绘水位— 流量关 系图、 水位— 面积关 系图、 水位— 流速关 系图。 绘图时 要圈点 ,注意 坐标比 例以及 关系线 同横坐 标的夹 角要求 (45° 、60° 、60° ),绘 图可仿 照习题 五。由 于点数 非常多 ,图形 为复杂 的复式 绳套, 画图时 要耐心 ,细致 。
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校正因数法 :仿照习题七 第13页/共30页
本站水位后移法 适用情况 :受洪 水涨落 影响。 1.基本原 理:建 立上断 面水位 与中断 面流量 之间的 单值函 数关系 。
2.确定特 征河长 3.具体方法:本站水位后移法。用本 站实测 流量, 与本站 测流时 间后移 一个时 段的水 位建立 关系, 使绳套 曲线转 化为单 一的Z— Q关系 线,后 移时间 为洪水 波在1/2 特征河 长的传 播时间 ,
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希望我们都能交上一份优秀的课程设计!
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流量数据 处理方 法归纳 :
基本方法 是
关系 曲线法 。
Z~Q
水力因素型方法,要求的数据较少,Q f (Z, x)
不稳定 时序型方法,以水流的连续性为基础,要求测 点多且准确,Q f (Z,t)
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《水文测验》教学大纲一、课程编号:0101006二、课程名称:水文测验 (Hydrometry)三、学分、学时:2.5学分;授课学时:32;实验学时:12四、教学对象:水文水资源工程专业本科(四年制)五、开课单位:水资源环境学院水文水资源系六、先修课程:英语、数学分析、数学模型、大学物理、水化学分析、计算机基础、水力学、概率论与数理统计。
七、课程性质、作用、教学目标(含知识、能力、素质的要求)水信息采集学为陆地水文专业的技术基础课之一,包括水信息采集与水文数据处理两大部分。
它的主要作用是使学生掌握水信息采集和水文数据处理的基本概念、基本理论、基本方法和进行基木技能的训练,并使学生了解学科的发展方向。
有助于学生更好地学习后续的专业课,并为今后从事水信息采集、水文数据处理方面的教学、科研、生产工作打下一定的基础。
八、教学内容基本要求1.初步掌握测站布设的基本原理、内容及方法;2.掌握各种水文仪器(如,水位计、流速仪、采样器等)的性能及使用方法;3.掌握各种水文要素观测、测验的方法及组织工作,并能较熟练地掌握实测数据的处理、计算;4.掌握在各种条件下水位、流量、泥沙数据处理的原理、方法和进行数据处理的步骤。
5.初步了解水信息采集误差的分析。
6.了解实测期以前的水信息采集方法及应用。
7.了解遥感技术及自动遥测技术在水信息技术方面的应用。
8.了解水文信息与水质信息采集的异同点。
九、实践性环节的内容、要求1.对实验的要求(1)目的:实验课为本课程教学中极为重要的环节,通过实验使同学进一步了解各种水信息采集仪器的结构、性能,掌握各种仪器的使用、操作方法,一方面使同学增加感性认识加深所学理论知识,验证所学的理论;另一方面,也培养同学的操作能力,加强基本技能的训练。
(2)要求:1)同学在实验课之前,必须复习课堂讲解的内容,预习实验指示书中有关部分,以保证实验课取得应有的效果;2)按规定完成实验的任务,有些必须做分析报告的实验每人要完成一份报告;折装仪器时,要求每个同学能独立地进行折装。
3)实验课,一般每次二学时。
2.教学实习(结合生产进行)(1)目的:1)加强专业实践能力的培养,训练、提高学生的操作实践能力;2)结合水文测站的生产实践,初步掌握测站的主要测验业务和技能,并加深对书本理论的理解。
(2)要求:1)通过在站实践,增进对水文现象的感性认识;2)必须掌握基本技能的训练,包括各种水文要素的观测,测验的方法,观测、测验报表的填写和成果的计算(符合规范的要求),学会水文情报的报汛业务等;3)结合教学、科研进行试验研究。
培养分析问题、解决问题的能力;4)通过实习,对学生进行热爱专业及培养高尚的道德情操的思想教育。
3.课程设计(水文数据处理)(1)目的:使学生对水文数据处理有一次全面的系统的实践,除了进一步培养学生的基本技能的训练外,还通过具体数据处理过程,培养分析问题、解决问题的能力。
(2)要求:通过对某一站年实际数据的分析、计算、定线、推流,初步掌握受混合影响的水位流量关系的数据处理方法;悬移质泥沙数据处理的定线方法。
并能进一步了解测验工作与数据处理工作的互相关系。
4.对习题或作业的要求(1)目的:习题或作业是使学生巩固和加深理解所学的基本概念、基本原理和基本方法,培养学生分析问题、解决问题能力、提高计算及绘图的技能、训练严肃认真的科学作凤的重要环节,是完成工程师的基本训练必不可少的。
(2)要求:学生应认真对待习题或作业,要有实战的观念。
具体要求如下:1)计算正确,并按规范的要求进行数据处理,达到符合生产上的要求;2)图幅安排合理,绘图达到清楚美观;3)字迹清楚,说明完备;4)习题安排、习题布置采取下列四种方式:5)结合讲课布置习题。
6)设习题课,在习题课中布置(数据处理部分作业)。
7)结合课程设计布置。
8)部分习题可在教学实习中完成。
十、多媒体教学手段运用的内容、要求及占用学时(或学时比例)采用Authwere 7.0 软件平台制作的多媒体教学课件,Windows 2000或XP支持即可。
约75%内容需要使用。
十一、教材及参考书英语教材:Xie Yuebo,《Collection of Water Information and Data Processing》,自编教材,第二版,2004.03。
中文教材:谢悦波,水文测验学,国家“十五”重点教材,待出版。
参考书:(1)水利部水文司,水文测验规范,南京,河海大学出版社,1994.7(2)水利部水文司,ISO标准手册16,明渠水流测量,北京,中国科学技术出版社,1992.8(3)水利部水文司,水环境监测规范,北京,中国水利水电出版社,1998.11(4)詹道江,叶守则合编,工程水文学,北京,中国水利水电出版社,1999.11(5)水利部水文局,国标水文测验名词与术语,北京,中国计划出版社, 1987.12(6)水利部水文局,水文站网规划译文集,北京,中国计划出版社, 1986.11(7)胡凤彬等,湿润地区水文站网规划论文选集,南京,河海大学出版社, 1989.7(8)胡凤彬,水文站网规划,南京,河海大学出版社,1993.4(9)林传真、舒大兴参,流量测验译文集,北京,科学技术出版社, 1992.5(10)WMO, Guide to Hydrological Practices, Vol.1, Data Acquisition andProcessing,北京,水利电力出版社,1987.11(11)WMO, Guide to Hydrological Practices, Vol.1, Analysis, Forecasting,and other Applications,北京,水利电力出版社,1988.4(12)长委水文局,水文测验学术讨论会论文选集,贵阳,贵州人民出版社,1983.7(13)长委水文局,水文测验误差研究文集,贵阳,贵州人民出版社,1984.6(14)长委水文局,水文测验误差研究文集 (二),北京,学术期刊出版社,1987.10(15) 詹道江、谢悦波合编,古洪水研究及应用。
北京,水力电力出版社,2000.10十二、考核方式考试。
十三、教学大纲说明(说明包括:课程的重点、难点,与其他课程或教学环节的分工和联系,以及其他要说明的问题。
)大纲中包括必修和选修两部分:1至7章为必修课内容,3.4节、第8章为选修内容。
1. 绪论扼要的阐述水信息采集的任务、工作内容、发展概况,使同学明确本课程的研究对象及在国民经济建设中的作用,从而使学生对本课程学习树立正确的认识与态度。
2. 水文测验站网及测站(1)水文站网、水质站网一一讲清“测站”与“站网”两个慨念(及其区别与联系),着重介绍流量站网布设的原则,其他作一般介绍;(2)水信息采集河段选择与查勘一一河段选择作为本章讲解的重点,并着重讲清“测站控制”概念。
一般介绍河段查勘的内容、步骤。
(3)测站设立一一着重介绍断面布设的要求。
3. 实时水信息的采集3.1 水位(1)着重讲“基面”与水位观测的关系。
(2)水位观测设备和方法一一着重介绍机械型自记水位计的基本原理,其结构等在实验课讲解。
(3)水位观测成果的计算及水位数据的处理为本章重点。
着重讲日平均水位计算的方法及适用条件,水位频率表统计。
讲清保证率水位的概念,并结合做习题,掌握水文观测数据整理及数据处理。
3.2 流量(1)流量概述一一一般叙述流量测量的目的,方法(分类),讲清流量定义,着重讲测流次数确定的原则。
(2)流速面积法测定流量1)断面测量一一掌握各扼要介绍水深、起点距测量的方法,(有的使用的仪器已在测量学课程中介绍,有的放在实验课上详细介绍),着重讲解测深垂线布设的原则及测距误差的分析;介绍测深偏角改正及水位涨落改正的基本原理和方法,大断面计算的方法。
结合作习题掌握大断面计算方法。
2)流速测量一一流速分布,本章重点之一,讲清“流速脉动”、“流量模”的概念,从水力学观点,重点分析流速分布的规律;一般介绍,流向测量的目的、使用的仪器、施测方法、及数据整理方法。
3)流速仪测流一一为本章重点。
A 重点讲述流速仪的流量计算方法,结合布置习题,要求掌握流量计算的方法;B 分析流速系数,加深了解流速分布研究的意义;C 讲清“相应水位”的概念及计算方法。
4)比降面积法测流——说明重要性与作用,可作为一般介绍。
5)多普勒剖面测流仪——简要介绍使用原理。
6)浮标法测流一一介绍浮标测流的原理及流量计算方法;浮标系数的确定作一般介绍。
7)航空测流法——简要介绍航空测流法的原理。
8)积宽法测流一一讲清积宽法测流的概念。
着重介绍动船法测流的基本原理;流量计算及有关改正系数作一般介绍。
缆道积宽法测流流量计算及有关改正系数作一般介绍。
(3)水力学法测定流量1)量水建筑物测流一一着重介绍量水建筑物测流的特点,各种方法作一般的介绍。
2)水电站蜗轮测流一一主要介绍蜗壳测流的原理,水电站测流的其他方法也顺便的简介。
(4)化学法测定流量——介绍其测流的原理。
(5)物理法测定流量——介绍其测流的原理。
1)超声波法测流——介绍其测流的原理。
2)光学法测流——介绍其测流的原理。
3)电磁法测流——介绍其测流的原理。
3.3 泥沙测验(1)扼要叙述泥沙测验的目的、内容、河流泥沙来源及影响因素,河流泥沙分类,举例加以说明,以认识泥沙测验的重要性。
(2)河流泥沙运动特性一一扼要叙述泥沙脉动,悬沙分布,并与流速脉动及分布联系,讲清“全沙”的概念。
(3)悬移质泥沙测验为本章重点。
简要介绍悬移质泥沙测验的仪器,结合实验课参观介绍详细了解各种仪器的结构;悬移质输沙率测验及输沙率计算为重点;悬移质单沙测验一一讲清“单沙”的概念,单沙测次的确定;悬沙水样处理一一简要叙述,综合在实习过程中,掌握其方法、步骤等。
(4) 推移质输沙率测验及河床质测验一一本节作一般简要介绍、或让学生自学;讲清“基本输沙率”慨念。
(5) 泥沙颗粒分析一一直接分析法作简要叙述。
3.4 潮水河水信息采集*(此章属于一般选修内容)(1)讲清潮沙、潮流现象的一些概念或定义,介绍“潮流界”“潮区界”两概念。
着重分析潮汐成因,它与测流的关系;其它一般介绍。
(2)潮水位观测及数据处理着重介绍“时差订正”“潮位订正”及“月潮间隙”。
(3)潮流量测验与计算为本章重点。
着重介绍潮流量测验、计算与一般河道流量测验、计算的不同之处。
(4)潮流量数据处理着重介绍其基本原理,方法作一般介绍。
(5)潮输沙率测验与计算一一可与潮流量测验计算比较,并与一般河道输沙率测验对照,简要介绍。
3.5 水质信息采集(1)掌握水质监测的基本方法;(2)了解地面水采样、水体污染源调查的过程。
3.6 水信息采集自动遥测技术(1)掌握自动遥测技术的基本原理及要求;(2)了解国内外自动遥测技术的应用趋势。