水文测验学讲义306289页
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水文测验与水文资料整编修改PPT学习教案
部分面积上的流量
过水断面面积的总流量
第21页/共52页
a. 求垂线平均流速
按测点数区分的公 式名称
一点法
Vm=V0.6
计算公式
二点法 三点法
Vm=(V0.2+V0.8)/2 Vm=(V0.2+V0.6+V0.8)/3
五点法
Vm=(V0.0+3V0.2+3V0.6+2V0.8+V1.0)/10
适合的水深 (m) < 1.5
② 时间加权法 该法适合于水位变化大且不等时距观测的情况。
Z(m)
时间加权法求日平均水位示意图
Z0 Z1 △t1 △t2
Z2 … △t3 …
Zi … △ti …
Zn-1 Zn
△tn-1 △tn
t
时间加权法计算公式：
Z
1 48
Z0t1 Z1( t1 t2 ) Zn1( tn1 tn ) Zntn
水文测验与水文资料整编修改
会计学
1
3.1 概述
水文测验：
指系统地收集和整理水文资料的技术工作的统 称。狭义的水文测验指水文要素的观测。水文测 验是水文学的基础。
水文测验工作包括下列各方面：
水文站网的规划、布设和调整，水文站网的 规划指拟定和选择水文测站合理布局的方案。
第1页/共52页
❖ 水文测验方法的研究和技术标准的制订（ 测验时制、度量单位、精度要求、计算方法和 工作程序等），使得到的各项资料能在同一基 础上进行比较和分析。
水文测站: 水文测验的基本单位，其主要
任务是对指定的地点的水文要素进行系统观测 和整编。水文测站分为:
基本测站 专用测站
第4页/共52页
《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。
•
11/30/2019
11/30/2019
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。
水文学讲义
水文学讲义前言* 一、水文学的研究对象* 1.水文：指在自然环境中，水的各种现象的发生、发展及其相互关系和规律性。
* 2.水文学是研究自然界各种水体的组成、性质、现象、运动变化规律及其时空分布规律的科学。
* 3.水体：以各种形态存在于自然界中的水的总称。
* 如大气中的水、江河湖海的水、冰川、地下水、生物有机体中的水等等。
* 二、水文现象的基本特点* 1.水文现象：水在循环过程中的蒸发、降水、径流、水位涨落、冰情、冰川进退、地下水运动、波浪、洋流和水质变化等。
* 2.水文现象的基本特点* 1）具有周期性和随机性* 2）具有地区性* 3）不同地区的水文现象具有一定联系* 三、水文学的研究方法1.成因分析法2.野外观测法3.统计分析法4.模拟实验法5.现代科技手段第一章地球上的水资源和水量平衡第一节地球上的水资源一水在地理环境中的地位和作用1、没有水，生物不可能生存，更没有人类的出现2、广泛分布于地球表层，构成水圈3、对地表形态起着重要的塑造作用4、在人类生活、生产中起着重要作用二地球上的水资源1.水资源的概念⑴广义的说：指地球表层可供人类利用的水。
⑵狭义的说：指地表水体和地下水体中的淡水资源。
2.水资源的储量2.水资源的特点⑴时空分布的不均性⑵可再生性⑶不可替代性⑷利害两重性⑸有限性3.我国水资源概况⑴总量较丰富，但人均、亩均占有量不高⑵时、空分布不均⑶污染严重⑷供需矛盾尖锐第二节地球上的水分循环一、水循环的概念1.概念2.原因：水有三态、太阳辐射、重力二、水循环的类型⑴大循环⑵小循环三、水分循环在地理环境中的作用1.直接影响气候变化⑴水汽是产生云雨雷电的物质基础⑵使水热状况得以重新分配⑶一定程度上缓解了内陆的干燥程度2.与地球上的人类和生物有密切联系⑴使气温变化趋于缓和，使生物得以生存⑵使水周而复始的被利用，成为再生性资源循环周期=水体储量/该水体每年参与水循环的量河流：2120立方千米/47000立方千米=16D（22次）海洋：13.38 亿立方千米/505000立方千米=2650年⑶把大气中的氮素带到地面，肥沃土壤，滋养植物⑷）也会带来旱涝灾害3.对改造地表形态起着重要作用第三节水量平衡一、基本概念水量平衡原理：地球上某一区域在某一时段内，收入的水量与支出的水量之差等于该区域内时段始末的蓄水变量。
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)
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。
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
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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。
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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
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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
水文测验学(第五章)
级水位中发生的次数，横向合计各级水位的总次数，然后再 从中自高到底纵向累计，求出各水位级分界处的发生次数， 再判明指定保证率是在哪一水位级中，再从这一水位级中的 水位从高到低排列，直到找到所求的保证率水位为止。
②日平均水位过程线法
当日平均水位变化平缓，洪峰涨落缓慢的测站，可用此 法。挑选时，可在绘制的日平均水位过程线上直接量取，如 挑选第90天的保证率水位时，即从高到低，用试错法找一水 位，作水平线，使它与水位过程线相交部分的水平长度，恰 好等于90天，用同法找出其它保证率水位。
保证率水位的挑选
保证率水位：在一年内有多少天数高于或等于某一水位，供航 运部门使用。
挑选：保证率水位从逐日平均水位表的日平均水位中挑选，从 高向低排列。保证率水位分为：年最高平均水位，第15、30、 90、180、270天及年最低日平均水位7个档次。
①列表法 将一年中日平均水位从高到低分成若干级，分别统计各月在各
Z上
Z上1
Z下1
Z下
（3）水位过程线法： 缺测期间水位起伏变化，上下站区间径流增减不多、水
位过程大致相似时，可将本站与邻站的水位绘在同一坐标过 程线纸上，缺测期间的水位参照邻近站的水位过程线趋势， 勾绘出本站水位过程线，在过程线查读缺测日期的水位。
Z
Z上
Z上1
Z下
Z下1
第二节 水位资料整编
（ Compilation of Water Level Information ）
第一节 资料整编工作内容
（ Compilation of Water Level and Flow Information ）
三、测站考证
（1）测站附近河流情况及断面布设的考证 （2）基面和水准点的考证 （3）测站附近水利工程基本情况的考证
②日平均水位过程线法
当日平均水位变化平缓，洪峰涨落缓慢的测站，可用此 法。挑选时，可在绘制的日平均水位过程线上直接量取，如 挑选第90天的保证率水位时，即从高到低，用试错法找一水 位，作水平线，使它与水位过程线相交部分的水平长度，恰 好等于90天，用同法找出其它保证率水位。
保证率水位的挑选
保证率水位：在一年内有多少天数高于或等于某一水位，供航 运部门使用。
挑选：保证率水位从逐日平均水位表的日平均水位中挑选，从 高向低排列。保证率水位分为：年最高平均水位，第15、30、 90、180、270天及年最低日平均水位7个档次。
①列表法 将一年中日平均水位从高到低分成若干级，分别统计各月在各
Z上
Z上1
Z下1
Z下
（3）水位过程线法： 缺测期间水位起伏变化，上下站区间径流增减不多、水
位过程大致相似时，可将本站与邻站的水位绘在同一坐标过 程线纸上，缺测期间的水位参照邻近站的水位过程线趋势， 勾绘出本站水位过程线，在过程线查读缺测日期的水位。
Z
Z上
Z上1
Z下
Z下1
第二节 水位资料整编
（ Compilation of Water Level Information ）
第一节 资料整编工作内容
（ Compilation of Water Level and Flow Information ）
三、测站考证
（1）测站附近河流情况及断面布设的考证 （2）基面和水准点的考证 （3）测站附近水利工程基本情况的考证
水文测验的基本知识讲课文档
❖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。
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
现在三十九页，总共四十七页。
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
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
现在三十九页，总共四十七页。
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
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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。
水文测验及资料整编课件
采用水质监测仪器、化学分析等手段，对水样中的各种污染物和化学物质进行检测和分析 。
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。
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。
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13
1．分层测流法
h
Q v法
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15
第五章、泥沙测验
• 第一节、概述 • 一、泥沙测验的意义 • 二、河流泥沙的分类 • 河流泥沙按其运动形式可分为悬移质、推移质、
河床质。 • 悬移质是指悬浮于水中，随水流一起运动的泥沙； • 推移质是指在河底床表面，以滑动、滚动或跳跃
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9
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。
形式前进的泥沙； • 河床质是组成河床活动层处于相对静止的泥沙。
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16
• 河流泥沙按在河床中的位置可分为冲泻质和床沙 质。
• 冲泻质是悬移质泥沙的一部分，它由更小的泥沙 颗粒组成，能长期的悬浮于水中而不沉淀，它在 水中的数量多少，与水流的挟沙能力(在一定的水 流条件下，能够挟运泥沙的数量，称为挟沙力。) 无关，只与流域内的来沙条件有关；
L T
• 则积宽流速为：
v积
vv2vb 2
KNC2L2 T T
v0积 v2v v2b
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3
2．积宽法测流的断面流量计算
• 根据流量模的概念可得：QBhvmdBBh(1vd)dB
0
00
1
vm vd
0
• 矩形断面： B
B
Q hm vdB K0 h0vdB K0Q0
0
0
Q
0
B
hv 0 dB
• 床沙质是河床质的一部分，与水力条件有关；当 流速大时，可以成为推移质和悬移质，当流速小 时，沉积不动成为河床质。
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17
• 因为泥沙运动受到本身特性和水力条件的影响， 各种泥沙之间没有严格的界限。当流速小时，悬 移质中一部分粗颗粒可能沉积下来成为推移质或 河床质。反之，推移质或河床质中的一部分在水 流的作用下悬浮起来起成为悬移质。随着水力条 件的不同，它们之间可以相互转化，这也是泥沙 治理困难的关键所在。 河流泥沙测验的内容包括悬移质、推移质的 数量和颗粒级配，以及河床质的颗粒级配。
• 在横断面上的每一观测点记录的流速是矢量，它
代表水流与船的合成速度 v v ，即水流速度V与测 船航速v b 的矢量和。
4/5/2020
1
• 流速仪安置在水下某一固定深度，由缆道沿断面 方向输送仪器作匀速的航行，同时记录仪器从一 岸到另一岸所需的时间和流速信号。假如航速极 小，流速仪沿程的平均流速称积宽流速。
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10
六、 超声波测流
• 超声波测流方法是利用超声波传播具有很 强的方向性的特点，超声波传播速度与水 流流速成正比例变化，以及超声波的多普 勒效应。在实际应用中可分为三大类：第 一类是利用超声波在水中传播时间的变化 来反映水流速度的变化，包括时差法、频 差法和相位差法；第二类是利用声波波束 偏移的方法，即声束偏移法；第三类是用 多普勒原理即多普勒法。
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（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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12
• 根据测得的水层平均流速，就可计算出全断面的 流量。计算流量的方法随测流量方法不同而异。 超声波测流量有两种方法：一是沿河岸边安设多 对换能器，测得几个水层的平均流速 ；二是沿河 岸边选择一个合适的固定位置安放一对换能器。 前者称为分层测流法，后者称为单层测流法。
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7
三、 比降面积测流法
• 比降面积测流法也是流速面积法的一种，它是测
量比降，用水力学公式计算河段平均流速v ，测
量河段的平均断面面积 F ，并将平均流速与平均
断面面积的乘积得流量，即 Q F v
v
1 n
R2/3Ie1/
2
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8
四、量水建筑物测流
• 量水建筑物测流属于水力学法测流。它是 由测得的水位或水深、水头等，代入水力 学公式计算出流量，该方法比流速仪法测 流简单，观测人员少，量测精度较高，使 用方便，主要是用于小流量的测定。而且 容易实现遥测和便于电子计算机处理数据。 常用的量水建筑物有量水槽、量水堰等。 量水建筑物类型的选择主要根据流量大小、 河床特性及排沙情况而定。下面介绍几种 量水建筑物及其适用条件。
0
v0积
1 B
B 0
v0dB
Q 0
1B F B0v0dBhBv0积
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缆道积宽法测流计算断面流量的基本公式
• 当断面为矩形断面时，所求 是一致的。但在非矩 形断面，水深h沿河宽方向有变化，用上式计算 是偏小的。
• Q K 0 K 形 Q 0 K 积 Q 0 K 积 F v 0 积
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K积K0K形
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5
2．缆道积宽法测流中的几个问题
• （1）积宽系数K积的确定：通过比测试验推求 • （2）岸边盲区的处理
• 处理方法是测出积宽起点和终点的相应点流速 （如等深水面积宽，则测水面流速 ），然后求出 各种水位级的岸边流速系数的实测段（积宽测速 段）平均流速按河道宽度加权求全断面的积宽平 均流速。
v0积v0左 B左 v0积 B积 右 v0右 B 右
B左 B积 B 右
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6
• （3）流速仪横移速度的问题
• 流速仪横移速度（称航速）的快慢与积宽测速成 果的质量有密切关系。当航速愈大，测速历时愈 短，合速度愈大。在一定水流流速条件下，航速 愈大，所得合速度中航速所占成分愈大，而积宽 流速所占的成分小，易造成测验误差。
•
v 积 1 T vdt T0
• 由于流速仪是沿断面河宽B连续累积沿途各点的
瞬时流速，v积 故又B 1B 0可vd表b示K为N TC
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2
• 由于流速仪的航速不可能很小，因此沿断面横渡， 流向垂直于断面，施测出的流速并不是水流的流 速，而是流速与航速的合速度 。
•
而流速仪的航速为： vb