工程水文学-第三章
工程水文学第3章课件讲解
3.1.1 水文测站
在流域内一定地点(或断面)按统一标准对所需要的水文要素作系统观 测以获取信息并进行处理为即时观测信息，这些指定的地点称为水文测站
水文测站所观测的项目有：水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰 凌、水质、地下水位等。只观测上述项目中的一项或少数几项的测站,则按 其主要观测项目而分别称为水位站、流量站(也称水文站)、雨量站、蒸发站 等。
适合的水深(m) <1.5
1.5 ~ 2.0
三点
0.2、0.6、0.8h
五点
水面、0.2、0.6、0.8h、 河底
2.0 ~ 3.0 >3.0
(二)断面测量 断面测量工作包括水道断面测量和大断面测量两种，水道断面是指自
由水面线与河床线之间的范围，大断面为历年最高洪水位以上0.5～1.0m的 水面线与岸线、河床线之间的范围。
3.1.4 收集水文信息的基本途径
收集水文信息的基本途径可分为：
---- 驻测： 在河流或流域内的固定点上对水文要素所进行的观测称驻测。 这是我国收集水文信息的最基本方式，但存在着用人多、站点不足、效益低 等缺点。 ---- 巡测： 观测人员以巡回流动的方式定期或不定期地对一地区或流域内 各观测点进行流量等水文要素的观测。 ---- 间测: 中小河流水文站有10年以上资料分析证明其历年水位流量关系稳 定，或其变化在允许误差范围内，对其中一要素(如流量)停测一时期再施测 的测停相间的测验方式。 ---- 水文调查： 为弥补水文基本站网定位观测的不足或其他特定目的,采用 勘测、调查、考证等手段进行收集水文信息的工作。
断面流量计算示意图
2 部分面积计算
中间部分面积按梯形面积公式计算：
Wi
1 2 (Hi-1
武大《工程水文学》课件第三章
WUHEE
布设观测断面：布设基线、水准点和各种 断面，即基本水尺断面、流速仪测流断面、浮 标测流断面及比降断面。
WUHEE
WUHEE
（二）不稳定的水位流量关系
原因：断面冲淤、洪水涨落、变动回水或 其他因素的个别或综合影响。 （1）洪水涨落 （2）断面冲淤
WUHEE
（3）变动回水
WUHEE
（4）处理方法
WUHEE
（5）连时序法
WUHEE
二、水位流量关系的延长 高水延长：影响洪水流量过程，包括洪峰。 延长幅度不应超过当年实测流量所 占水位变幅的30%。 低水延长：相对误差较大且影响历时长。 延长幅度不超过10%。
WUHEE
WUHEE
第七节 水文数据处理Βιβλιοθήκη 水文数据属国家公益性数据。
处理工作包括：收集校核原始数据；编制实测 成果表；确定关系曲线；推求逐时、逐日值； 编制逐日表及洪水水文要素摘录表；合理性检 查；编制处理说明书。 本节重点是流量资料整编：水位流量关系、逐 时、逐日值的推求。
WUHEE
一、水位流量关系曲线的确定 （一）稳定的水位流量关系曲线
WUHEE
第六节 水文调查与水文遥感
目的：补充水文定位观测的不足。 内容：流域调查、水量调查、洪水与暴雨调查、其 它专项调查。 一、洪水调查 包括洪水痕迹、发生时间、灾情测量、洪水痕 迹的高程，河槽、断面情况，推算洪水总量、洪峰 流量、洪水过程线及重现期，调查报告。 二、暴雨调查 包括：暴雨成因、暴雨量、暴雨起讫时间、暴雨 变化过程及前期雨量、暴雨走向及当时主要风力变 化等。
工程水文学第三章
•
•
•
工程水文学
第三节
水位观测
第三章 水文信息采集与处理
一、基本概念
水位：指河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面离开固定基面的高程
•
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。我国曾沿用过大沽、黄海、吴淞、珠江等基面，现在统一规定的基面 为黄海基面 假定基面：这是在水文测站附近没有国家水准点或在一时还不具备接测条 件的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 冻结基面：将测站第一次使用的基面冻结下来作为永久固定基面的一种基 面，也属水文测站专用的另一种假定基面。使用冻结基面可保持测站水位 资料的历史连续性 水位=水尺读数+水尺零点高程（水尺的零刻度线相对于某一基面的高程 ）
内），每日8时和20时各观测一次（称2段制观测，8时是基本时）；枯水期 有峰谷出现时，还要加测
日变幅在0.06m以内，用1段制观测；日变幅在0.12～0.24m时，用4段制观测；
比降水尺观测的目的是计算水面比降，分析河床糙率等。其观测时间和次数，
视需要而定
工程水文学
第二节
水文观测
第三章 水文信息采集与处理
• • •
工程水文学
第四节
流量测验
第三章 水文信息采集与处理
二、流速仪测流
流速分布图
分布特点
断面分布：一般从河底向水面流速逐渐增大 垂向分布：通常从河底向水面，从两岸向河心逐渐增大
工程水文学
第四节
流量测验
第三章 水文信息采集与处理
二、流速仪测流 1. 测流原理 将河道断面划分为若干部分，用普通测量方法测算出 各部分断面的面积，用流速仪施测流速并计算各部分面积 上的平均流速，两者的乘积，称为部分流量，各部分流量
史上最全工程水文学知识点归纳
工程水文学第一章绪论工程水文学：水文学的一个重要分支,为工程规划设计、施工建设、运行管理提供水文依据的一门科学。
工程水文学基本内容：①水文资料收集、整理、刊布；②水文分析与计算——推求设计值；③水文预报——预报预见期内发生的预报预见期内发生的水文现象。
水资源：①狭义上:水资源是指人类在一定的经济技术条件下能够直接使用的淡水。
②广义的:水资源是指能够直接或间接使用的各种水和水中的物质，在社会生活中具有使用价值和经济价值的水都可称为水资源。
简言之，水资源是一种参与自然界水分循环，可恢复的动态资源。
在确定水资源定义时，要包括三个方面：①可恢复的动态资源，②参与自然界水分循环，③地球水圈中可以利用并且利用的具有资源价值的水。
水资源的复杂性表现为：①水的类型繁多，具有运动性;②用途广泛;③量与质在一定条件下可以改变;④开发利用受经济技术条件、社会条件和环境条件的制约。
水资源的特点：①水利和水害的两重性；②综合利用；③水资源的再生性；④水流的随机可变性；⑤水利资源的地区性和整体性；⑥某些意义的不可取代性。
我国水资源的特点：①总量不算少，但人均水量低；②地区上分布极不均匀；③与耕地、人口的分布不相匹配；④年内、年际变化大。
这些对我国水资源的开发利用是不利的。
水文研究的基本方法：①成因分析法；②数理统计法；③地理综合法。
第二章径流及径流形成过程径流：降水形成的，沿着流域地面和地下向河川、湖泊、水库、洼地等流动的水流。
径流形成过程：在流域中，从降水到达地面至水流汇集于流域出口断面的物理过程。
3为产流过程，后2为汇流过程）产流过程：降雨扣除损失成为净雨的过程。
净雨：降雨扣除损失后的雨量称为净雨，净雨和它形成的径流在数量上是相等的。
但二者的过程却完全不同，汇流阶段：净雨通过坡地、河网汇集到流域出口断面的过程，可细分为坡地汇流和河网汇流。
坡地汇流：坡面漫流+表层流径流+坡地地下汇流河网汇流：从支流到干流，从上游到下游，到流域出口断面的过程；第三章水文信息采集与处理水文测站：在流域内一定地点(或断面)按统一标准对所需要的水文要素作系统观测，以获取信息并进行处理为即时观测信息，这些指定的地点称为水文测站。
工程水文第3章课件
Q
Qt
Qt+△t 0
Qt t
Qt
e
t Kg
t
t +△t
t
地下水时段退水方程
第十五页，编辑于星期六：二点 五十分。
确定Kg的方法
方法1：根据地下水退水曲线上每隔△t
的流量值Q（t）、Q（t+△t），可算出
Kg
t ln Q(t) ln Q(t t)
取若干计算值的平均值作为流域的Kg。
第十六页，编辑于星期六：二点 五十分。
N
地表径流
B
A
地下径流
地表径流停止点
地下径流分割示意图
第二十一页，编辑于星期六：二点 五十分。
三、土壤含水量
土壤含水量是表示包气带土壤湿润程度的物 理量，土壤保持水分的最大量称为田间持水量。
田间持水量与凋萎含水量的差值称流域蓄水容 量（Wm ）。土壤含水量与前期降雨有密切关系，
可以用参数 前期影响雨量（Pa ）来反映。
已知 Pa = 58mm P ΣP ΣR R 50 50 18 18 30 80 38 20 25 105 63 25 25 130 88 25
18 38 63 88
R(mm)
第三十七页，编辑于星期六：二点 五十分。
3、简化的降雨径流相关图
降雨径流
关系也可采用
简化形式，以
Pe+Pa为纵坐标 ，R 为横坐标
第四十一页，编辑于星期六：二点 五十分。
A+Pe
R = Pe + W0 - Wm
△W =PWe m-W0
Wm
A
W0 0
R= Pe – △W流=域Pe蓄–(水W容m –量W曲0 ) 线
第四十二页，编辑于星期六：二点 五十分。
23高职高专工程水文学第三章 水文统计的基本方法
****************学院
教师授课教案
课程名称：水文2011年至2012 年第1 学期第次课
授课教师：授课日期：2011 年月日
小于或等于P
****************学院
教师授课教案
课程名称：水文2011 年至2012 年第1 学期第次课
授课教师：授课日期：2011 年月日
而对于算，而是采用某一个假定值。
****************学院
教师授课教案
课程名称：水文2011 年至2012 年第 1 学期第次课
授课教师：授课日期：2011 年月日
可将对应点据
的某一取值，相关点据
指标是
的回归方程式为：以上式中
和
和
相关系数
时，所有的相关点据
时，
）水文计算中，除要求外，一般认为
****************学院
教师授课教案
课程名称：水文2011 年至2012 年第 1 学期第次课
授课教师：授课日期：2011 年9 月日
实际应用时，可以根据给定的偏态系数
的比值称为模比系数
值表，该表给出常用的
得对应于给定参数
随机变量
和三个统计参数中，两个参数不变，仅有一个参数发生变化时：
计算水文变量总体均值和离势系数的初估值。
用无
所选的
）调整理论频率曲线时，如个别点据始终偏离曲线，应注意对其合。
工程水文学复习整理
工程水文学期末复习整理第一章 绪论1.水文现象的基本规律: 周期性、随机性、地区性。
2、工程水文学的研究方法: 成因分析法、数理统计法和地理综合法。
第二章 水循环与径流形成1.海洋向内陆输送水汽, 内陆向海洋注入径流。
水量平衡方程:2、式中 ——给定时段内输入、输出该区域的总水量。
——时段内区域蓄水量的变量, 可正可负。
3、若河床切割较深, 地面分水线与地下分水线相重合, 这样的流域成为闭合流域。
由于地质构造原因, 地面分水线与地下分水线并不完全一致, 这种流域称为非闭合流域。
4、凋萎含水量（凋萎系数）, 植物根系无法从土壤中吸取水分, 开始凋萎, 此时土壤含水量称为凋萎含水量。
5、田间持水量, 指土壤中能保持的最大毛管悬着水时的土壤含水量。
当土壤含水量超过这一限度时, 多余的水分不能被土壤所保持, 以自由重力水的形式向下渗透。
6、当土壤孔隙被下渗水充满, 下渗趋于稳定, 此时的下渗率称为稳定下渗率。
7、降雨损失包括: 植物截留、填洼、入渗和蒸发。
8、径流的表示方法和度量单位（1）流量 , 是指单位时间内通过河流某一断面的水量, 单位为 。
径流总量 , 是指时段 内通过某一断面的总水量, 常用单位为 , 万 , 亿 , 有时也用其时段平均流量与时段的乘积表示。
其单位为 或 。
径流深 , 是指将径流总量平铺在整个流域面积上所得水层深度, 单位为 。
FT Q F W R 10001000== 径流模数 , 是流域出口断面流量与流域面积 的比值, 单位为 。
FQ M 1000= 第三章 径流系数 , 是指某一时段的径流深度 与相应降雨深度 的比值。
即第四章 因 , 故 。
第五章 水文资料的观测、收集与处理1、日平均水位的计算将当日 内水位过程线所包围的面积, 除以一日时间。
第四章 水文统计基本知识1、把数理统计方法应用在水文学上, 称为水文统计。
2、概率是理论值, 而频率是经验值。
在试验中事件发生的频率通常不等于概率。
工程水文学讲义
第三章 河川水文测验 → (2) 水位观测
2/7
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”
1/1
冰川：
湖泊：
大气：
沼泽：
沼泽：
地下：
贵州安顺 地下暗河
地下：
趵突泉
山河：
长江
山河：
黄河入海口
4/4
我们可以：
但是：
海平面上升 酸雨 臭氧层空洞 水污染
科学技术以前所未有的速度和 规模迅猛发展，增强了人类改造自 然的能力，给人类社会带来空前的 繁荣，也为今后的进一步发展准备 了必要的物质技术条件。对此，人 们产生了盲目乐观情绪，好象自己 已经成为大自然的主人，可以长期 掠夺资源而不会受到大自然的惩罚。 然而，这种掠夺式生产已经造成了 生态和生活的破坏，大自然向人类 亮起了红灯。
1/4
地面分水线和地下分水线相重合的流域为闭合流域；地 面与地下分水线不重合的流域叫做非闭合流域。
流域的分水线和出口断面所包围的面积，称为流域面积， 或称为集水面积（km2）
第二章 河川水文基础知识 → (1) 河流与流域 → b）流域
2/4
2）流域特征 几何特征
自然地理特征
第二章 河川水文基础知识 → (1) 河流与流域 → b）流域
1/2
b）影响径流的主要因素
气象气候因素
下垫面因素
降水
蒸发 人类活动
农业措施
地形 土壤和地质 植被和湖沼
林牧业措施
流域形状 和面积
水利措施
第二章 河川水文基础知识 → (2) 径流形成过程及其主要影响因素
2/2
a）河川水文情势
工程水文学第三章
b. 求测流面积上的部分面积
中间部分面积按梯形面积公式计算：
Wi 1 2 ( H i - 1 H i )bi
岸边的部分面积按三角形面积计算：
W1 1 2 H 1b1
c. 求部分面积上的平均流速
中间部分面积上的平均流速计算：
Vi 1 (Vm ,i 1 Vm ,i ) 2
水文调查：
为了水文分析计算、水利规划、水文预报以及其它工 农业生产部门的需要而进行的野外查勘、试验，并向有关 部门搜集资料的工作。 目的是补充水文基本站网定位观测之不足。 调查内容包括： 水文要素（水位、流量、含沙量、土壤含量、下渗等） 气候特征（降水、蒸发、气温、湿度、风等） 流域自然地理（地形、地质、水系、分水线、土壤、植 被等） 河道情况（河宽、水深、弯道、建筑物等） 人类活动（水利、水土保持措施、土地利用、工农业用 水等）以及水旱灾情，社会经济状况等方面。
四、收集水文信息的基本途径 收集水文信息的基本途径可分为： 1. 驻测：最基本方式 在河流或流域内的固定点上对水文要素所进行 的观测称驻测。 2. 巡测： 观测人员以巡回流动的方式定期或不定期地对 一地区或流域内各观测点进行流量等水文要 素的观测。
3. 间测: 中小河流水文站有10年以上资料分析证明其历年 水位流量关系稳定，或其变化在允许误差范围内， 对其中一要素(如流量)停测一时期再施测的测停 相间的测验方式。 4. 水文调查： 为弥补水文基本站网定位观测的不足或其他特定 目的,采用勘测、调查、考证等手段进行收集水 文信息的工作。
基本测站：为掌握全国各地水文情况而设立的， 故需统一规划和布设，对水文要素要长期观 测，测验按规范进行。 专用测站：为专门科学研究或为某水利工程而 设立的水文站，其工作内容由设站目的而定。 实验测站：对某种水文现象的变化规律或对某 些水体作深入研究，由有关科研单位设立。
工程水文学ppt精选课件
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55
时段降雨量（mm）
1. 降雨过程线 降雨在时程上的分配可用降雨强度过程线表示
。 常以时段雨量为纵坐标，时段时序为横坐标，采用 柱状图表示。
40
30
20
10
0
ห้องสมุดไป่ตู้
2
4
6
8
时段（Δt＝6h）
降雨过程线
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2. 降雨累积曲线 降雨过程也可用降雨量累积曲线表示。此曲线
河源
上游
中游
下游
河口
河源
中游
河口
上游
黄河分段示意图 精选ppt课件2021
下游
38
2、河流的基本特征
河流 断面
河流 比降
河流的 基本特征
河流 长度
l 河流长度——从河源到河口的距离。 l 河流比降——单位长度河段的落差。
i H 2 H 1 /l H /l
i —— 河底或水面比降。
H2, H1 —— 河段上游端和下游端水面或河底的高程。
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3） 降雨强度i
降雨强度表示单位时间内的降雨量， 以mm/min或mm/h计，简称雨强。雨强大 小反映了一次降雨的强弱程度，故常用雨 强进行降雨分级，常见分级标准见下表：
4） 降雨面积指降雨笼罩的水平面积，以 km2计。
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降 雨 强 度 分 级（mm）
1/6
一、世界水资源存在形式及比例
地球的总储水量约1386×10^7亿立方米，其中 海洋水为1338×10^7亿立方米，约占全球总水 量的97%。人类主要利用的淡水约35×10^7亿 立方米，在全球总储水量中只占2.5%。
(整理)工程水文学第3章流域产流与汇流计算
第三章流域产流与汇流计算第一节概述 (2)第二节降雨径流要素计算 (3)第三节流域产流分析 (9)第四节产流计算 (11)第五节流域汇流计算 (22)小结 (30)课前学习指导本章要求（1）掌握实测降雨径流要素的分析计算方法；（2）掌握蓄满产流和超渗产流的基本概念，及其产流面积变化过程的分析方法；（3）了解影响流域产流量的因素，掌握蓄满产流和超渗产流的产流量计算方法；（4）了解流域汇流的物理过程，掌握流域汇流计算方法。
课时安排共需7个课内学时，10个课外学时课前思考如何由单站降雨量推求流域平均降雨量？为什么要对实测流量过程线的不同水源成分进行划分？降雨是怎么变成径流的？有哪些基本的产流方式？哪些因素影响流域径流的形成？如何计算一场降雨所产生的径流量？汇流计算的目的是什么？常用的汇流计算方法有哪些？什么是单位线？如何推求单位线？如何进行单位线的时段转换？学习重点掌握流域产流计算和汇流计算的方法。
难点将水文循环中蒸发、下渗、产流、汇流等过程联系起来，结合水量平衡原理实现产汇流过程的逐时段连续演算。
知识点单站降雨特性分析流域降雨特性分析实测径流量计算前期影响雨量包气带对降水的再分配蓄满产流和超渗产流产流面积及其变化过程降雨径流关系蓄满产流的产流量计算蒸散发计算超渗产流的产流量计算流域汇流过程、流域汇流时间、流域调蓄作用单位线的基本概念、单位线的推求、单位线的时段转换瞬时单位线的基本概念地下径流汇流第一节概述内容提要1、由降雨过程推求径流过程的基本内容与流程2、流域产汇流计算的基本方法与思路学习要求掌握由降雨过程推求径流过程的主要环节与基本思路1、流域产汇流计算基本内容与流程由流域降雨推求流域出口的流量过程，大体上分为两个步骤：a、产流计算：降雨扣除植物截留、蒸发、下渗、填洼等各种损失之后，剩下的部分称为净雨，在数量上等于它所形成的径流深。
在我国常称净雨量为产流量，降雨转化为净雨的过程为产流过程，关于净雨的计算称为产流计算。
工程水文学(第三章水文资料的收集)
b
v m v 0 .6
vm 1 2 ( v 0 .2 v 0 .8 )
b h
b
v 0 .2 v 0 .6 v 0 .8
v 0 .6
三点： 五点：
vm
vmห้องสมุดไป่ตู้
1 3
1
( v 0 .2 v 0 .6 v 0 .8 )
vm 2
v m1
10
( v 0 .0 3 v 0 .2 3 v 0 .6 2 v 0 .8 v 1 .0 )
稳定的Z~Q关系
不稳定的Z~Q关系
（2） 断面布设：见下图。
上 比 降 断 面 上 浮 标 断 面 流 速 仪 测 流 断 面 基 本 水 尺 断 面 下 浮 标 断 面 下 比 降 断 面
基线
河道测流断面布置示意图
标 杆
4、站网：测站按照规划设置的网络
第二节 水位观测
一、水位 1、水位：水面相对于某一基准面的高程。 2、水深：水面相对于河底的高程。 二、水位观测
二、流速测量 1、仪器：流速仪。 （1）旋杯式 （2）旋浆式
流速仪组成：旋转器、记录信号的记数器、尾翼。
2、点流速观测
v K n C
n N T
T>100秒
LS68-2型旋杯式流速仪
LS25-1型旋桨式流速仪
3、断面测量
（1）测深垂线 （2）起点距、间距
4、垂线平均流速
一点： 二点：
乘以对应的部分断面面积
部分流量
第四节 水文资料收集
1、水文调查
洪水调查、暴雨调查和 枯水调查。
2、水文资料查用
水文资料的来源：主要是由国 家水文站网按全国统一规定对观测 的数据进行处理后的资料，即由主 管单位分流域、干支流及上下游， 每年刊布一次的水文年鉴。水文年 鉴仅刊布各水文测站的基本资料。 1986年起陆续实行计算机存储、 检索。 年鉴中载有：测站分布图，水 文站说明表及位置图，各站的水位 、流量、泥沙、水温、冰凌、水化 学、地下水、降水量、蒸发量等资 料。 各地方水文手册和水文图集。 水文年鉴
工程水文学第三章水文统计.ppt
（3）条件概率
【例】 某测站有40年的实测枯水位记录，各种水位出现的频率如表3.2所示，试确定 水位H≥2.0m和H≥2.7m的概率？
序号
1 2 3 4 5
∑
某站水位频率计算
表3.2
水位H（m） 频数f（a） 频率W（%） 累积频率P （%）
• 在一个确定的随机变量系列内， 各个随机变量对应着一个累积频 率值，随机变量的大小于累积频 率成反比。
• 工程上一般把累积频率为频率。 • 根据选用样本的不同，频率分为
年频率和次频率。
（2）重现期
• 重现期：指等于及大于（或等于及小于）一定数量级的水 文要素出现一次的平均间隔年数，以该量级频率的倒数。
水文统计基本原理及方法
➢ 内 容： ✓ 3.1 水文统计的意义及基本概念 ✓ 3.2 频率和概率 ✓ 3.3 经验频率曲线 ✓ 3.4 随机变量的统计参数 ✓ 3.5 理论频率曲线 ✓ 3.6 抽样误差 ✓ 3.7 水文频率分析方法 ✓ 3.8 相关分析
➢ 重 点： ✓ 水文频率及水文相关分析等水文统计基本知识； ✓ 水文频率及水文相关分析等水文统计计算。
利用数理统计的方法分析样本的统计规律， 考虑抽样误差．作为总体的规律，应用到工程中 去解决实际问题。
3.1.4 数理统计法对水文资料的要求
• 检查资料的可靠性； • 检查资料的一致性；
要求所使用的资料系列必须是同一类型或者在同一条件下 产生的。如：暴雨洪水和雨雪洪水；瞬时水位和日平均水 位。
• 检查资料的代表性；
本系列，推求频率作为概率的近似值。
3.2.2 概率运算定律
(1)概率相加定理
• 互斥事件：在一次试验中，只有一个事件发生，其余事件 均不能发生，这类事件称为互斥事件；
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直接计量雨量器
液柱测量虹吸式，少数是浮子式
翻斗测量单翻斗与多翻斗
21
器测法
观测仪器有雨量器和自记雨量计。 雨量器：可以测量各种类型的降水 自记雨量计：自动记录降水过程的仪器
称重式：可以测量各种类型的降水 虹吸式：只能测降雨
翻斗式：只能测降雨
22
雨量器
由承雨器、漏斗、储水 瓶和雨量杯组成
2
3.1 测站与站网
测站：在流域内一定地点(或断面)按统一标准 对所需要的水文要素作系统观测以获得信息并 进行整理为即时观测信息，这些指定的地点称 为测站。
测站所测的项目主要有：降水、水位、流量、 水温、冰凌、泥沙、水质和地下水等。 只测其中部分项目的分别称为水位站、流量站 (也称水文站)、雨量站、蒸发站等。
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水文调查
为弥补水文基本站网定位观测的不足或其他特 定目的，采用勘测、调查、考证等手段进行收 集水文信息的工作。
水文调查包括：水文要素、气候特征、流域自 然地理、河道情况、人类活动以及水旱灾情， 社会经济状况等方面。
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3.2 降水观测
降水量观测是水文要素观测的重要组成部分， 一般包括测记降雨、降雪、降雹的水量。
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水尺
水位观测常用设备有水尺和自记水位计两类 按水尺的构造形式不同，可分为直立式、倾斜式、矮 桩式与悬锤式等 水面在水尺上的读数加上水尺零点的高程即为当时的 水位值。 水位值=水尺读数+水尺零点高程 自记水位计可将水位变化的连续过程自动记录下来， 有的还能远程传输，自动化和远传化。
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翻斗式(自记式)
只能测量降雨。 2. 由感应器及信号记录器组成。 3. 翻斗式雨量器内有一对承接雨水的 斗状容器置于一个支点上。 4. 当其中一个翻斗接满相当于0.1mm 的雨量时，受重力的作用而翻倒， 并倾出雨水。 5. 另一个翻斗处于接水状态承接雨水. 6. 每次翻斗倾倒之际接通了电路，发 出信号到附近的自动记录器。 7. 自记笔记录100次后，自动归零重 新记录。
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雨量器观测记载资料的整理
有降水之日于8时观测完毕之后，立即检查观 测记载是否正确、齐全。如检查发现问题，应 加注统一规定的整编符号。 计算日降水量，当某日内任一时段观测的降水 量注有降水物或降水整编符号时，则该日降水 量也注相应符号。
每月初统计填制上月观测记载表的月统计栏各 项目。
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水文测站基线、断面布设图
基本水尺断面 比降上断面 浮标上断面 测流中断面 浮标下断面 比降下断面
>30o Lp L
基线
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观测断面
比降断面：在该断面设立比降水尺，用来观测 河流的水面比降和分析河床的糙率。
上、下比降断面间的河底和水面比降，不应有 明显的转折，其间距应使得所测比降的相对误 差控制在±15%之内。
基线的长度视河宽B而定，一般应为0.6B，最 短也应为0.3B。 基线的长度一般为10m的整数倍，基线的丈量 误差不得大于1/1000。
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收集水文信息的基本途径
驻测：在河流或流域内的固定点上对水文要素 所进行的观测。 以上断面、基线、水准点等均为驻测，是我国 收集水文信息的最基本方式。 缺点：用人多、站点不足、效益低。 一般可采用与巡测、间测及水文调查相结合的 方式收集水文信息。
承雨器口径200mm 器口距地面高700mm
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称重式(自记式)
可以连续记录接雨杯上以及储积在其内降水的 重量。
记录方式可以用机械发条装置或平衡锤系统， 降水时全部降水量的重量如数记录下来。 其优点是能够记录雪、冰雹及雨雪混合降水。
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虹吸式(自记式)
只能测量降雨。 雨水收集到装有浮球的虹吸室， 浮球会随虹吸室内的水位上升而 升高,带动自动笔在记录纸上划线. 虹吸室满后，盛载的雨水会通过 虹吸管抽走 记录纸上是一个连续性的雨量纪 录，既表示雨量大小，又表示降 雨过程变化情况，曲线的坡度表 示降雨强度。 虹吸式雨量器所得出的数据可用 作核对邻近普通雨量器的记录
水文测站布置内容
水文测站一般应布设基线、水准点和各种断面.
各种断面包括：基本水尺断面、流速仪测流断 面、浮标测流断面及比降断面。
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观测断面
基本水尺断面：在某一断面上设立基本水尺， 用来进行经常的水位观测。 测流断面：测流速断面，应与基本水尺断面重 合，且与断面平均流向垂直，若不能重合时亦 不能相距过远。 浮标测流断面：有上、中、下3个断面，一般 中断面应与流速仪测流断面重合，上、下断面 之间的间距不宜太短，其距离应为断面最大流 速的50~80倍。
单位mm，其观测记载的精度要求：
需要控制雨日地区分布变化的雨量站必须记至0.1mm. 当有蒸发站记录时，降雨的记录精度必须与蒸发观测 的记录精度相匹配。
每日降水量观测时间为本日8时到次日8时。
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仪器及观测
降水量观测仪器由传感器、测量控制、显示与 记录、数据传输和数据处理等部分组成。
按传感原理分类：直接计量、液柱测量和翻斗 测量。
Δt1
0
Z
1 Z 0 t1 Z1 (t1 t2 ) 48
Z n 1 (tn 1 tn ) Z n tn
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水位观测数据整理
所以测站在地区上分布的科学性、合理性和最 优化等是水文站网规划的任务。
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水文站网的一些布站原则
在预计将修建水利工程的地段一般应布站。 在中小河流上布站时还应当考虑暴雨洪水分析的需要， 如对小河应按地质、土壤、植被、河网密集程度等下 垫面因素分类布站。 布站时应注意雨量站与流量站的配合。 水质监测站布设应考虑监测目标、人类活动对水环境 的影响程度和经济条件这3个因素。 我国水文站网于1956年开始统一规划布站，经多次调 整，布局已比较合理。但由于人类活动的影响，还需 对水文站进行适当调整和补充。
水位观测办法
水位的观测包括基本水尺和比降水尺的水位。 水位变化缓慢时(日变幅<0.12m)：每日8时和 20时各观测一次(二段制)； 枯水期日变幅<0.06m时，用一段制观测； 日变幅小于0.24m、大于0.12m时，用四段制； 有峰谷出现时，需加密测试。 比降水尺观测的目的是计算水面比降，分析河 床糙率等，观测次数根据需要而定。
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水位观测数据整理
包括日平均水位、月平均水位和年平均水位计算
日平均水位的计算方法有二： 算术平均法
一日内水位变化缓慢或水位变化较大但是等时距人工 观测或从自记水位计上摘录 一日内水位变化较大，且是不等时距观测或摘录。
面积包围法
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面积包围法
水位过程线
Z2 Z1 Z0 Z3 Δt2 Δt3 Δt4 Δtn-3 Δtn-2 Δtn-1 Δtn 24 t Z4 Zn-3 Zn-2 Zn-1 Zn
工程水文学—
(第三章 水文信息采集与处理) 上海大学土木系 武亚军
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概述
水文信息采集与处理是研究水文信息的测量、 计算与数据处理原理和方法，是工程水文学的 重要基础。 水文信息包括：降水、水位、流量、水温、冰 凌、泥沙、水质和地下水等要素。
量测时间节点: (1)水文事件发生时;(2) 水文事 件发生后。
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巡测与间测
巡测是观测人员以巡回流动的方式定期或不定 期地对一地区或流域内各观测点进行流量等水 文要素的观测。 间测是当中小河流水文站有10年以上资料分析 证明其历年水位--流量关系稳定，或其变化在 允许误差范围内，对其中某一要素(如流量)停 测一段时期再施测的测停相间的测验方式，停 测期间由另一要素(水位)的实测值来推算。
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测站
根据测站的性质，河流水文测站又可分为 基本站、专用站两大类。
基本站
是水文主管部门为全国各地的水文情况而设 立，为国民经济各方面需要服务的。 是为某种专门目的或用途由各部门自行设立 的，是基本站的补充。
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专用站
水文站网
站网：单站只能代表站址处的水文情况，流域 上的水文情况则须在流域内的一些适当地点布 站观测，这些测站在地理上的分布称为站网。 布站原则(或站网作用)：通过所设站网采集到 的水文信息经过整理分析后，达到可以内插值 得到流域内任何地点水文要素的特征值。
各项整理计算分析工作，必须坚持一算两校，即 委托雨量站完成原始记录资料的校正、故障处理 和说明，统计日、月降水量，并于每月上旬将降 水量观测记载簿或记录纸复印或抄录备份，以免 丢失，同时将原件用挂号信邮寄至指导站，由指 导站进行一校、二校及合理性检查。
无法独立完成资料整理的雨量站，应由指导站协 助进行。
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水准点
水准点：分为基本水准点和校核水准点，均应 设在基岩或稳定的永久性建筑物上，也可埋设
于土中的石柱或混凝土桩上。
基本水准点是测定测站上各种高程的基本依据. 校核水准点是经常用来校核水尺零点的高程。
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基线
基线通常与测流断面垂直，起点在测流断面线 上，其用途是推求垂线在断面上的位置。
采用定时、分段观测 一般少雨季节采用1段或2段次，遇暴雨时应随 时增加观测段次；多雨季节应选用自记雨量计. 注意事项：
每次观测时，检查容器是否变形，储水筒是否漏水 暴雨时应及时更换储水筒 每次观测后，储水筒和量雨杯内不可有积水