水文测验学(第一节)
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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
水文测验学讲义3062共89页
11/30/2019
12
（一） 时差法（脉冲时差法）
• 时差法测速布置。在河流两岸边水下某深度处，相对地装 置一对电声可逆的换能器，其间距为L，该层水流平均速 度为v，水流方向与AB成的夹角为θ ，水流在AB方面的分 速度为V，v1 vc，os超声波在静水中传播速度为C。
•
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10
五、水电站测流
• 水电站测流，可以在引水渠、压力水管、 水轮机蜗壳或尾水渠上进行。在引水渠和 尾水渠上可以采用一般河流上的测流方法， 应用最广的是流速仪法。在压力水管和蜗 壳中测流的方法有流速仪法、盐溶液法、 指数法、抽水法、压力时间法、毕脱管法、 文德利管法、摩擦损失落差法等。
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29
• 取样方法：横式采样器主要应考虑脉动影响和器壁粘沙。 在输沙率测验时，因断面内测沙点较多，脉动影响相互可 以抵消，故每个测沙点只须取一个水样即可。在取单位水 样含沙量时，采用多点一次或一点多次的方法，总取样次 数应不少于2～4次。所谓多点一次是指在一条或数条垂线 的多个测点上，每点取一个水样，然后混合在一起，作为 单位水样含沙量。一点多次是指在某一固定垂线的某一测 点上，连续测取多次混合成一个水样，以克服脉动影响。 为了克服器壁粘沙，在现场倒过水样并量过容积后，应用 清水冲洗器壁，一并注入盛样筒内。采样器采取的水样应 与采样器本身容积一致，其差值一般不得超过10%，否则 应废弃重取。
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四、悬移质泥沙在断面内的分布
• 纵向分布：
• 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。含沙量的变化梯度还随泥沙颗 粒粗细的不同而不同。颗粒越粗，变化越大。颗 粒越细其梯度变化越小，这是细颗泥沙属冲泻质， 不受水力条件影响，能较长时间漂浮在水中不下 沉所致。由于垂线上的含沙量包含所有粒径的泥 沙，故含沙量在垂线上的分布呈上小下大的曲线 形态。
《水文测量》课件——水准测量共69页
《水文测量》课件——水准测 量
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
3 水文测验及水文资料收集
—江、河、湖、海和水库等水体在某一地点的水面离标准基面的高度
标准——我国统一采用青岛附近黄海海平面为标准基面
意义与作用——是最基本的水文特征，是反映水流变化的重要标志，也是水利建设、防汛抗旱斗争的重要依据
2.水位观测设备
分为水尺和水位计两类
水尺
是传统的有效的直接观测设备，分为 、 、 和 式等数种。观测时，水面在水尺上的读数加上水尺零点的高程即得水位值。
上式表明，要使水位流量关系保持稳定，必须在同一水位下， 等因素均保持不变；或者各因素虽有变化，但对流量的影响能互相补
由此可见，在测站控制良好、河床稳定的情况下，该测站的水位流量可以保持稳定的单一关系，点绘出的水位流量关系曲线，其点据比较密集，没有系统的偏离
推求流量时，在稳定的水位流量关系曲线上，由已知的水位过程便可求得相应的流量过程
2)水力学法，是利用各种量水建筑物，测量水力因素，代入相应的水力学测流公式算出流量的方法
3)化学法，是从物质不灭原理出发，将一定浓度的指示剂注入河水中，由于扩散，稀释后的浓度与水流的流量成反比，因此，测出水中指示剂的浓度，就可以算出流量
4)物理法，是利用某种物理量在水中的变化来测定流速，例如超声波法测速、电磁法测速等
水位变化较大或出现缓慢的峰谷是，每日
洪水期或水位变化急剧时期，每 小时观测一次
暴涨暴落时期，应视需要再增加测试
水位观测结果，应换算成日平均值，并编制“逐日平均水位表”
内水位变化缓慢，或水位变化虽然较大，但系等时距观测时，日平均的水位的计算可采用算术平均法；
若 内水位变化较大，且不等时距观测时，采用面积包围法（亦称“加权法”），将本日 时内水位过程线所包围的面积，除以一日时间求得。
第四节流量资料整编
标准——我国统一采用青岛附近黄海海平面为标准基面
意义与作用——是最基本的水文特征，是反映水流变化的重要标志，也是水利建设、防汛抗旱斗争的重要依据
2.水位观测设备
分为水尺和水位计两类
水尺
是传统的有效的直接观测设备，分为 、 、 和 式等数种。观测时，水面在水尺上的读数加上水尺零点的高程即得水位值。
上式表明，要使水位流量关系保持稳定，必须在同一水位下， 等因素均保持不变；或者各因素虽有变化，但对流量的影响能互相补
由此可见，在测站控制良好、河床稳定的情况下，该测站的水位流量可以保持稳定的单一关系，点绘出的水位流量关系曲线，其点据比较密集，没有系统的偏离
推求流量时，在稳定的水位流量关系曲线上，由已知的水位过程便可求得相应的流量过程
2)水力学法，是利用各种量水建筑物，测量水力因素，代入相应的水力学测流公式算出流量的方法
3)化学法，是从物质不灭原理出发，将一定浓度的指示剂注入河水中，由于扩散，稀释后的浓度与水流的流量成反比，因此，测出水中指示剂的浓度，就可以算出流量
4)物理法，是利用某种物理量在水中的变化来测定流速，例如超声波法测速、电磁法测速等
水位变化较大或出现缓慢的峰谷是，每日
洪水期或水位变化急剧时期，每 小时观测一次
暴涨暴落时期，应视需要再增加测试
水位观测结果，应换算成日平均值，并编制“逐日平均水位表”
内水位变化缓慢，或水位变化虽然较大，但系等时距观测时，日平均的水位的计算可采用算术平均法；
若 内水位变化较大，且不等时距观测时，采用面积包围法（亦称“加权法”），将本日 时内水位过程线所包围的面积，除以一日时间求得。
第四节流量资料整编
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。
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
《水文测验学》15——河道推流_OK
• △T即为洪水波经过特征河长的传播时间τ的一半
T 2
32
处理步骤：
(1)从Z～t关系曲线中，选几个涨落率较大的测点，分 别查出各实测点距离稳定的Z～Q曲线的水位差△Z
(2)计算 T ，取Z 几点的平均值作为初试值 dZ dt
Z
4
3
3
4
5
△Z
5
6
2
2
6
1
1
7
7
Q
△T
t
33
处理步骤：
(3)若△T小于实际的τ/2，则后移的Z～Q线仍为逆时针绳
若要判定关系曲线是否发生显著性变化，还要进 行 t 检验。
9
四项检验
• 符号检验 • 适线检验 • 偏离数值检验 • t 检验
10
1. 符号检验
•目的：
Z
-
-
-
+
-
+
-
-
0
+
+
Q
检验所定的Z～Q关系曲线两侧的测点分布是否 均衡
假设：Z～Q关系点分布在关系线两侧，若关系点 在右侧为“+”，在左侧为“-”(在线上，则做 “+”、 “-”各半分配)。假设分布均衡，则“+” “-”出现概率相等。
2
Z中
1
1
2
L
30
上断面
下断面
(一)上游站水位法
• 此法通过试错，找出上游水尺断面的水位与测流断面的流 量为单一关系的上游站，建立Z上～Q关系，进行推流。
31
(二)本站水位后移法
• 此法是用本站实测流量，与本站测流时间后移一个时 段△T的水位建立关系，将绳套曲线转化成为单一的 Z～Q关系曲线，进行推流。
T 2
32
处理步骤：
(1)从Z～t关系曲线中，选几个涨落率较大的测点，分 别查出各实测点距离稳定的Z～Q曲线的水位差△Z
(2)计算 T ，取Z 几点的平均值作为初试值 dZ dt
Z
4
3
3
4
5
△Z
5
6
2
2
6
1
1
7
7
Q
△T
t
33
处理步骤：
(3)若△T小于实际的τ/2，则后移的Z～Q线仍为逆时针绳
若要判定关系曲线是否发生显著性变化，还要进 行 t 检验。
9
四项检验
• 符号检验 • 适线检验 • 偏离数值检验 • t 检验
10
1. 符号检验
•目的：
Z
-
-
-
+
-
+
-
-
0
+
+
Q
检验所定的Z～Q关系曲线两侧的测点分布是否 均衡
假设：Z～Q关系点分布在关系线两侧，若关系点 在右侧为“+”，在左侧为“-”(在线上，则做 “+”、 “-”各半分配)。假设分布均衡，则“+” “-”出现概率相等。
2
Z中
1
1
2
L
30
上断面
下断面
(一)上游站水位法
• 此法通过试错，找出上游水尺断面的水位与测流断面的流 量为单一关系的上游站，建立Z上～Q关系，进行推流。
31
(二)本站水位后移法
• 此法是用本站实测流量，与本站测流时间后移一个时 段△T的水位建立关系，将绳套曲线转化成为单一的 Z～Q关系曲线，进行推流。
水文测验题(含答案)
考 场 号___________ 准 考 证 号 _________________ 单 位____________________ 姓 名_________…………………………… 密 ………………………… 封 ………………………………… 线 …………………………《水文测验学》试卷（一）一、填空题（每小题2分，共20分，请在括号内填入正确答案）1．水文勘测工要有高度的主人翁责任感和良好的职业道德，不迟测、误测和漏测， 严禁 和伪造资料。
2．使用日记式自记水位计时，一般站一日内水位与校核水位之差超过 cm ，时间误差超过5分钟，应进行改正。
3．水位变化的一般特性有：水位变化的连续性，涨落率的 、洪水涨陡落缓的特性等。
4．测站一年中测流次数的多少，应根据水流特性以及 能等因素而定，总的要求是能准确推算出逐日流量和各项特征值。
5．河床糙率大，流速脉动亦相应 。
6．为控制流速仪法测流误差，宜使仪器接近测速的实际位置，流速较大时，在不影响 的前提下，应适当加大铅鱼重量。
7．单一曲线法适用于测站 ，各级水位流量关系都保持稳定的站。
8．当水位流量关系曲线较为平直，水位及其它有关水力因素在一日内变化 时，可根据日平均水位直接推求日平均流量。
9．单样含沙量测验的垂线取样方法，应与 测验的垂线取样方法一致。
10．泥沙颗粒筛分析时，当累计总沙重与备样沙重之差超过 %时，应重新备样分析。
二、单项选择（每小题2分，共20分。
请将你认为正确的答案的序号填入括号内）1． 各类水文站必须在（ ）编制测站考证簿，认真考证，详细填写。
A ．每年整编B ．建站初期C ．逢5年份D ．逢0年份2．上级领导机关应对缆道操作人员（ ）进行培训和技术考核。
A ．不定期B ．随时C ．天天D ．定期3．当水尺零点发生大于（ ）cm 的变动时，应查明变动原因及时间，并应对有关的水位记录进行改正。
A ．1B ．2C ．3D ．54．浮标法测流属于（ ）法。
工程水文学第三章1
2、单一线定线的方法 ⚫图解法
单纯采用作图的一种人工定线的方法。 ⚫解析法
采用具有一定数学表达式的计算机定线的方法。
3、单一线图解法步骤
⚫ 点绘( z 、A )、( z 、V )、(z 、Q )关系点。
z
Q
A
V
⚫ 分析( z、A )、(z 、V )、(z 、Q )关系点的特点。 ⚫初步绘制 z ～ A、 z ～ V关系曲线。
第三章 水文测验及水文资料收集
第一节 概述
进行水文分析计算时，需要收集水文资料。为了正确 地使用这些资料，有必要了解它们的来源。水文资料一 般是通过建立水文测站进行长期观测而获得。
一、测站 水文测站是获得水文资料的基本场所。 按测验项目测站可分为：雨量站、水位站、流量站、 蒸发站、水质监测站等。
按测站性质，测站又可分为基本站、专用站两大类。 基本站：是综合国民经济各方面的需要，由国
推求流量 。
4、流量数据处理的主要内容
⚫对原始资料进行审核。 ⚫绘制水位流量、水位面积、水位流速关系曲线。 ⚫编制实测流量成果表和实测大断面成果表。 ⚫水位流量关系曲线的分析与检验。 ⚫整编逐日平均流量表、洪水水文要素摘录表。 ⚫绘制逐时或逐日平均流量过程线。 ⚫合理性检查。 ⚫编制河道流量资料整编说明表。
Q =V *A V :断面平均流速 A : 过水断面面积。
目前还没有好的方法直接测出断面的平均流速 流速仪测流将过水断面划分为若干部分，计算出各部分 面积，用流速仪测算出各部分面积上的平均流速，部分 面积*部分面积上的平均流速，得部分流量 qi
Q = qi = Vi Ai
（二）断面测量：包括水道断面和大断面测量
(二）不稳定的Z—Q关系 不稳定的Z—Q关系是指先后所测得的水位虽然相同，
第三章水文测验
1、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。
对于为了探索各种水文特征值在时间上的变化规律和防汛需要而设立 的基本水文站。特别是对于干、支流大河控制站，要求水文观测人员常驻 水文观测站点，对流量等水文要素进行较长时期的连续观测。
6
第一节 测站与站网
内容提要 1、水文测站（hydrometric station）的内容和分类； 2、水文站网（hydrologic network）的定义和布设原则； 3、水文测站的设立（network layout）； 4、收集水文信息的基本途径。 学习要求 握水文测站和站网的定义、布设原则和内容以及水文信息收集的基本途 径。
水文站网（Hydrologic network）：在一定地区或流域内，按一定原则， 用一定数量的各类水文测站构成的水文资料收集系统。 站网布设（Network layout）：按一定的原则和方法，经统一规划，对 水文测站进行的查勘设站工作。 水文信息（Hydrologic information）：广义指一切水文数据。狭义指 预先不知道的有关水文情况的报道。 水文资料（水文数据）（Hydrologic data）：各种水文要素的测量、调 查、记录及其整理分析成果的总称。 水文资料整编（Hydrologic data processing）：对原始水文资料按科 学方法和统一规格进行整理、分析、统计、审查、汇编、刊印和存贮的 全部技术工作。 水文资料插补（Hydrologic data interpolation）：根据水文资料中断 前后的实测值或相邻测站的同期资料或用其它方法推算出中断部分数据 的工作。 水文年鉴（Hydrologic year-book）：按照统一的要求和规格并按流域、 水系统一编排卷册，逐年刊印的水文资料。 站年（Station year）：水文资料系列的统计单位，以单站观测一年的 资料为一站年。
水文测验学(第三章)
测至洪水边界；有堤防的河流，应测至堤防背河侧地面为止。 测量时间
大断面测量宜在枯水期单独进行；水道断面测量与流量测验同时 进行。
测量次数 新设测站的基本水尺断面、测流断面、浮标断面、比降断
面，均应进行大断面测量。 断面设立后，对于河床稳定的测站，每年汛期前复测1次；
对河床不稳定的站，除每年汛前、汛后施测外，每次较大洪峰 后加测，以了解和掌握断面冲淤变化过程 。 精度要求
Wi
1 2
(
H
i
-1
H i )ai
W0
1 2
H 1a1
W4
1 2
H 4a5
②大断面计算 大断面计算的作用：计算各
水位级的平均水深、湿周、 水力半径。 计算原则：按水平分层计算。 方法：分析法和图解法
分析法步骤 ①在大断面图上，以河床最
低点分界，画一垂线，将 断面划分为左、右2部分。 ②将断面按水位分成若干级 （0.5m或1.0m为一级）。 ③分别计算左右两边各分级 水位所增加的水面宽
二、流速仪法测流
河流横断面上的流速分布 不均匀，全断面的流量 可用积分法求得：
（一）测流原理
（二）测速方法
用流速仪测流时，必须在断面上布设测速垂线和测速点，以测 量断面面积和流速。
测速方法分类： 根据布设垂线、测点的多少繁简程度可分为精测法、常测法
和简测法。 根据测速方法的不同可分为积点法和积深法。
55.00
54.00
53.00
0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550
起 点 距 (m)
某水文站流速仪测流断面图
断面面积的计算
①水道断面面积计算 以测深垂线为界，分别计算出每一部分面积，其中两岸边的部分面积按三
大断面测量宜在枯水期单独进行；水道断面测量与流量测验同时 进行。
测量次数 新设测站的基本水尺断面、测流断面、浮标断面、比降断
面，均应进行大断面测量。 断面设立后，对于河床稳定的测站，每年汛期前复测1次；
对河床不稳定的站，除每年汛前、汛后施测外，每次较大洪峰 后加测，以了解和掌握断面冲淤变化过程 。 精度要求
Wi
1 2
(
H
i
-1
H i )ai
W0
1 2
H 1a1
W4
1 2
H 4a5
②大断面计算 大断面计算的作用：计算各
水位级的平均水深、湿周、 水力半径。 计算原则：按水平分层计算。 方法：分析法和图解法
分析法步骤 ①在大断面图上，以河床最
低点分界，画一垂线，将 断面划分为左、右2部分。 ②将断面按水位分成若干级 （0.5m或1.0m为一级）。 ③分别计算左右两边各分级 水位所增加的水面宽
二、流速仪法测流
河流横断面上的流速分布 不均匀，全断面的流量 可用积分法求得：
（一）测流原理
（二）测速方法
用流速仪测流时，必须在断面上布设测速垂线和测速点，以测 量断面面积和流速。
测速方法分类： 根据布设垂线、测点的多少繁简程度可分为精测法、常测法
和简测法。 根据测速方法的不同可分为积点法和积深法。
55.00
54.00
53.00
0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550
起 点 距 (m)
某水文站流速仪测流断面图
断面面积的计算
①水道断面面积计算 以测深垂线为界，分别计算出每一部分面积，其中两岸边的部分面积按三
水文测验的基本知识 ppt课件
水文测验的基本知识
流速与转速的关系式
a N b
T
式中： v——水流速度，m/s； N——旋转器在T秒内的总转数；
T——测速历时（不少于100s），s； a,b——常数，可通过对仪器的检定求得。
水文测验的基本知识
2、测速垂线和测点的选择 测深垂线中选择若干条同时兼作测速垂线 。 测速垂线数目，根据河宽、水深来确定。
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些，
各自对水位～流量关系曲线有何影响？
水文测验的基本知识
§3—4 泥沙的测算
❖ 悬移质：随水流悬浮前进的小而轻的颗粒， 也称悬沙。
❖推移质：在水流作用下沿河底滚动、跳跃或 滑动前进的重而粗的颗粒，也称底沙。
3、部分面积的计算 ➢ 岸边部分按三角形计算； ➢ 中间部分按梯形计算。 4、部分流量计算
qi i fi
断面流量： Q qi
水文测验的基本知识
三、水位流量关系 （一）稳定的水位流量关系曲线
水文测验的基本知识
水位～流量关系曲线外延 外延方法： （1）面积流速相乘法 （2）水力学公式（曼宁公式）延长法
水文测验的基本知识
测点数目和位置一览表
测点数目
一点 二点 三点 五点
测点位置 （相对水深）
0.6 0.2、0.8 0.2、0.6、0.8 0.0、0.2、 0.6、0.8、1.0
适应水深 （m） <1.5 1.5~2.0 2.0~3.0 >3.0
水文测验的基本知识
3、测点流速的测定 测速时，将流速仪顺次放在每条测速垂线
计算公式
vm＝v0.6 vm＝1/2（v0.2＋v0.8） vm＝1/3（v0.2＋ v0.6＋v0.8） vm＝1/10（v0.0＋3v0.2＋
流速与转速的关系式
a N b
T
式中： v——水流速度，m/s； N——旋转器在T秒内的总转数；
T——测速历时（不少于100s），s； a,b——常数，可通过对仪器的检定求得。
水文测验的基本知识
2、测速垂线和测点的选择 测深垂线中选择若干条同时兼作测速垂线 。 测速垂线数目，根据河宽、水深来确定。
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些，
各自对水位～流量关系曲线有何影响？
水文测验的基本知识
§3—4 泥沙的测算
❖ 悬移质：随水流悬浮前进的小而轻的颗粒， 也称悬沙。
❖推移质：在水流作用下沿河底滚动、跳跃或 滑动前进的重而粗的颗粒，也称底沙。
3、部分面积的计算 ➢ 岸边部分按三角形计算； ➢ 中间部分按梯形计算。 4、部分流量计算
qi i fi
断面流量： Q qi
水文测验的基本知识
三、水位流量关系 （一）稳定的水位流量关系曲线
水文测验的基本知识
水位～流量关系曲线外延 外延方法： （1）面积流速相乘法 （2）水力学公式（曼宁公式）延长法
水文测验的基本知识
测点数目和位置一览表
测点数目
一点 二点 三点 五点
测点位置 （相对水深）
0.6 0.2、0.8 0.2、0.6、0.8 0.0、0.2、 0.6、0.8、1.0
适应水深 （m） <1.5 1.5~2.0 2.0~3.0 >3.0
水文测验的基本知识
3、测点流速的测定 测速时，将流速仪顺次放在每条测速垂线
计算公式
vm＝v0.6 vm＝1/2（v0.2＋v0.8） vm＝1/3（v0.2＋ v0.6＋v0.8） vm＝1/10（v0.0＋3v0.2＋
水文测验学
第一章测站布设第一节水文测站及站网一、水文测站水文测站是在河流上或流域内设立的，按一定技术标准经常收集和提供水文要素的各种水文观测现场的总称。
按目的和作用分为基本站、实验站、专用站和辅助站。
基本站是为综合需要的公用日的，经统一规划而设立的水文测站。
基本站应保持相对稳定，在规定的时期内连续进行观测，收集的资料应刊入水文年鉴或存人数据库长期保存。
实验站是为深入研究某些专门问题而设立的一个或一组水文测站，实验站也可兼作基本站。
专用站是为特定的日的而设立的水文测站。
不具备或不完全具备基本站的特点。
辅助站是为帮助某些基本站正确控制水文情势变化而设立的一个或一组站点。
辅助站是基本站的补充，弥补基本站观测资料的不足。
计算站网密度时，辅助站不参加统计。
基本水文站按观测项目可分为流量站、水位站、泥沙站、雨量站、水面蒸发站、水质站、地下水观测井等。
其中流量站(通常称作水文站)均应观测水位，有的还兼测泥沙、降水量、水面蒸发量及水质等；水位站也可兼测降水量、水面蒸发量。
这些兼测的项目，在站网规划和计算站网密度时，可按独立的水文测站参加统计；在站网管理、刊布年鉴和建立数据库时，则按观测项目对待。
二、水文站网及其作用水文站网足在一定地区，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。
由基本站组成的站网，称为基本水文站网。
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、雨量站网、水面蒸发量站网、水质站网、地下水观测井网等。
通常所称的水文站网，就是这些单项观测站网的总称，有时也简称为“站网”。
以满足水资源评价和开发利用的最低要求，由起码数量的水文测站组成的水文站网，是容许最稀站网。
首先应建成容许最稀站网，然后，根据需要与可能，逐步发展并优化站网。
力求在适应于当地经济发展水平的投入条件下，使站网的整体功能最强。
水文站网密度，可以用“现实密度”与“可用密度”两种指标来衡量。
前者是指单位面第1页积上正在运行的站数；后者则包括虽停止观测，但已取得有代表性的资料或可以延K系列的站数。
第三章 水文测验ppt课件
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。
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。
凡能漂浮在水面上的物体都可以制成浮标。
编辑版pppt
42
方法：
用水面浮标法测流时，测得的是浮标在水面的漂移 速度，这种流速称浮标虚流速，它不能代表断面平均 流速，将它与过水断面相配合，计算出断面虚流量， 然后乘上浮标系数 才能得到断面实际的流量。
3.2.3 日平均水位的计算
1983年赣江吉安站逐日平均水位表
日平均水位计算方法
（1）算术平均法：适用于一日内水位变化缓慢，或水 位变化较大，但系等时距人工观测或从自己水位计上摘 录情况。
（2）面积包围法：适用于一日内水位变化较大，且 系不等时距观测或摘录情况。即将当日0~24小时内水位 过程线所包围的面积，除以一日时间求得。
V K N C T
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。
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。
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。
凡能漂浮在水面上的物体都可以制成浮标。
编辑版pppt
42
方法：
用水面浮标法测流时，测得的是浮标在水面的漂移 速度，这种流速称浮标虚流速，它不能代表断面平均 流速，将它与过水断面相配合，计算出断面虚流量， 然后乘上浮标系数 才能得到断面实际的流量。
3.2.3 日平均水位的计算
1983年赣江吉安站逐日平均水位表
日平均水位计算方法
（1）算术平均法：适用于一日内水位变化缓慢，或水 位变化较大，但系等时距人工观测或从自己水位计上摘 录情况。
（2）面积包围法：适用于一日内水位变化较大，且 系不等时距观测或摘录情况。即将当日0~24小时内水位 过程线所包围的面积，除以一日时间求得。
V K N C T
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。
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不同流量站的布设原则
水文站类型 大河控制站
布站原则 线的原则
数量上限控制（最多） 数量上限控制（最少）
满足两个相邻测站间 满足内插任一点流量
流量特征值变化不小 特征值时精度在5-
于一定的递変率
10%。
水文站类型 小河站
布站原则 分类原则
数量上限控制（最多） 数量上限控制（最少）
满足年径流特征值递 满足年径流特征值内
五、基本水文站网的布设原则
不同流量站的对比
水文站类型 位置
控制面积
设站任务
大河控制站 大河干流小源自站小河流区域代表站 其余天然河流
3000km2
为江河治理、防汛抗 旱、大型水利工程建 设提供资料
300-500km2(干旱区) 为研究暴雨洪水、产 300km2以下（湿润区） 流、汇流规律提供资
料
为解决水文分区内任 一点流量特征值提供 资料
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。
第二节 水文测站河段查勘与选择 （Hydrological Stations）
四、测验河段的勘测、调查工作内容
①查勘前准备。明确设站目的，查阅有关文件资料。
②测验河段现场调查。河流控制情况调查；河流水情的调查； 河床组成、河道的变迁及冲淤情况的调查； 流域自然地理状 况、水利工程和测站工作条件的调查。
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。
思考
断面控制
为什么测流断面不设在控制断面上或其下游，而设在其上游？
原因： ①在断面控制处，水面纵 坡较陡，流速大，测深测 速不方便，不安全。 ②控制断面下游没有控制 作用。
河槽控制
天然河道流量大小的基本水力因素：水位、断面因素、糙率和 水面比降。 天然河道水位-流量呈单一关系的条件： ①同一水位下，断面因素、糙率和水面比降不变； ②同一水位下，断面因素、糙率和水面比降对流量大小的影响 可以互相补偿。
第二节 水文测站河段查勘与选择 （Hydrological Stations）
二、测站控制 水位—流量关系（通常不稳定，不具有单一性） 流量的影响因素：水位、比降、河床糙率、水力因素
水位—流量关系（特殊条件下具有单一性，可作为测验河段） 条件：该河段水力因素在同一水位下保持不变或虽有变化但可 以相互补充。 测站控制：在测站附近有一段河槽，其水力特性能够使得测站 的水位流量关系保持单一。 测站控制作用发生在一个横断面，称为断面控制。 测站控制作用发生在一段河槽，称为河槽控制。
水文站网密度（现实密度、可用密 度）:反映一个地区或流域内的水文测 站数量多少的指标，以每站平均控制面 积或单位面积内站数来表示。
水文站网现实密度指单位面积上正 在运行的站数。
水文站网可用密度包括虽停止观测， 但已取得有代表性资料或可以延长系列 的站数。
地区
密度 （km2/站）
欧洲 1750
北美洲 1000
专用站：是为特定目的而设 立的水文测站，不具备 或不完全具备基本站的 特点。
辅助站：为帮助某些基本站 正确控制水文情势变化 而设立的一个或一组站 点。
第一节 水文测站及站网 （Hydrological Stations）
三、水文站网
水文站网：在某一流域，按一定原则布置的各个水文站的集合。 水文站网布站的原则：通过所设站网采集到的水文信息经过整理 分析后，达到可以内插流域内任何地点水文要素的特征值。
水流平面图的绘制步骤
①拟设测流断面
在测流断面位置上下游平行布 设1-5个断面，断面间距不小 于断面平均流速的20倍。
②施测准备
设立断面桩，水边点，在上游 向河流均匀投放5-15个浮标， 测定每个浮标流经个断面时的 起点距和时间。
③整理计算交会资料 绘制测验河段平面图； 绘制各浮标经过各断面的位置； 按顺序用虚线连成折线； 虚线走向代表水流情况； 将虚线走向比较一致处的断面 作为初选测流断面。
教学 目标一：理解掌握基本水文站网布置原则
目标
目标二：理解掌握测站不同断面的设立
学习 难点一：不同断面设立的差异 难点 难点二：不同测验设备的使用差异
第一节 水文测站及站网 （Hydrological stations）
一、水文测站定义及基本任务 在流域内设立的，按一定技
术标准提供水文要素的 各种水文观测现场。
（5）比降断面的布设 目的：设立比降水尺的断面。 要求：一般设上、中、下3个断面。取流速仪测流断 面或基本水尺断面兼比降中断面。
二、基线的布设
在测验河段进行流量测验时，为用经纬仪推 求测验垂线在断面上的位置（起点距）而在岸上布 设的线段。
第四节 测验渡河设备 （Equipment Across the River for Test）
要求：基本水尺断面应垂直于流向，最好能与测流 断面重合，并能够方便安装自记水位计。
（3）流速仪测流断面的布设 目的：为用流速仪法施测流量而设置的断面。 要求：流速仪测流断面应与流向垂直。测流断面与基本水尺 断面应尽量重合。
（4）浮标法测流断面的布设 目的：为用浮标法施测流量而设置的断面。 要求：布设浮标上、中、下断面；浮标测流的中断面宜与流 速仪法测流断面和基本水尺断面重合。
水文测站的任务：水位观测、流量测验、泥沙测验、 水质测验和降水量及蒸发量观测
第一节 水文测站及站网 （Hydrological stations）
二、水文测站的分类（按目的和作用）
基本站：在规定的时间内连续进 行观测，收集的资料应刊入 水文年鉴或存入数据库长期 保存。
实验站：为研究某些专门问题而 设立的一个或一组水文测站 ，实验站也可兼作基本站。
水文测验
Hydrometry
内容提纲
测站布设 水位观测 流量测验 泥沙测验 水位流量资料整编
第一章 测站布设 （ Hydrologic Station Layout）
内 容
①水文测站及站网
提
②水文测验河段选择
纲
③测站的设立
④测验渡河设备
第一章 测站布设 （ hydrologic station layout）
変率在10-15%。
插相对误差在±5%-
10%
水文站类型 区域代表站
布站原则 区域原则
数量上限控制（最多） 数量上限控制（最少）
在水文分区的基础上，依据下垫面特性分类； 再按面积分级。
基本水位站的布设原则
①满足防汛抗旱、分洪滞洪、引水排水、水利工程 等需要； ②满足江河沿线任何地点推算水位的需要； ③尽量与流量站基本水尺相结合。
适用条件：水流较平稳、漂浮物不严重的河流。 优点：能进行多种项目的测验； 缺点：测船人员须上船操作。当流速大、风浪大和漂 浮物多时，船只不平稳，不安全。
②水文缆道
悬索缆道主要由承载、驱动和信号传递三大部分组成。承 载部分包括：主索、支架和锚碇；驱动部分包括：牵引索、绞 车、滑轮和行车；信号传递部分包括:发射、传播和接收3部分 的信号线路与仪表装置等
可产生河槽控制作用的河段：有相当长的顺直河段，河床稳 定，不生水草，不受变动回水影响。
第二节 水文测站河段查勘与选择 （Hydrological Stations）
三、选择测验河段的具体要求
①测验河段应选择在石坎、急滩、卡口、人工堰坝等容易形 成断面控制的上游河段。 ②测验河段宜顺直、稳定，水流集中，无分流、岔流、斜流 和死水等现象。 ③选择测验河段应避开受人为干扰的码头、渡口等。
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。
③升降式缆车
适用条件：河流的流速大、漂浮物多，水位变幅较 大，不宜使用流速仪缆道。
☆课程小结
掌握水文测站的规划 掌握水文测验河段的选择 掌握不同水文断面的布设 掌握不同测验设备的应用
☆思考题与作业
1、基本流量站网规划的原则？ 2、水文测站设立的主要内容？
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。
大洋洲 2600
亚洲 3600
全球 2650
中国 3000
第一节 水文测站及站网 （Hydrological stations） 四、水文站网规划
水文站网规划是 制定一个地区（流 域）水文测站总体 布局而进行的各项 工作的总称。
第一节 水文测站及站网 （Hydrological stations）