最新水文测验知识重点

水文测验知识重点
第 1 章测站与站网
1.水文测站：是在河流上或在流域内设立的，按一定技术标准经常收集并提供水文要素的各种水文观测现场的总称。

（水位、流量、泥沙、水质和降水量及蒸发量观测等）
2.测站的分类：
（1）按目的和作用分类：基本站、专用站、实验站、基准站、辅助站、水情站
（2）按观测项目分类：水文站、水位站、降水量站、蒸发站
3.水文站网是在一定地区或流域内，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。

4.按观测项目可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、泥沙站网等）
按监测功能的水文测站结合在一起，组成这个功能的水文站网。

（如水资源管理监测站网、防汛监测站网等）
5.按江河治理、防汛抗旱、重要水利枢纽的管理控制运用，水资源评价以及水资源开发利用的起码要求而设立的水文站网，称为容许最稀站网。

6.目前我国水文站网存在的主要问题：
（1）站网稀而且分布不均匀
（2）水文站网规划技术不完善
（3）基本水文站网受人为和自然变化的影响较大（资料还原问题）
（4）水文站网管理体制不顺（不同管理部门分头管理问题）
（5）水文站网方面研究人才缺乏
7.水文测站的设立：设站时，首先要对测验河段进行勘测，选择；然后在测验河段布设各种测验断面，引测水准，确定基线，建造标志；设立各种观测设备（水位、流量等），建造站房和过河设施；填写测站考证簿。

8.测站控制有两种表现：断面控制和河槽控制
（1）断面控制：低水（天然石梁、急滩），高水（卡口、急弯）
（2）河槽控制：Q = f （z, Q , n, S）
决定河道流量大小的水力因素有水位、断面因素、糙率及水面比降。

9.基线的布设：在测验河段进行水文测验时，用经纬仪或六分仪测角交会法推求测验垂线在
断面上的位置（起点距）而在岸上布设的线段，称为基线。

起点距是指测验断面上的固定起始点指某一垂线的水平距离。

10.收集水信息的基本途径：
（1）根据测验方式的不同通常可分为驻测、巡测和遥测及流量间测
（2）水文调查：是为弥补水文基本站网定位观测不足或其他特定目的，采用勘测、考察、调查、考证等手段而进行的收集水文及有关资料的工作。

11.大河控制站：对于大河干流流量站的布站数目，以两相邻测站之间，正常年径流量或相
当于防洪标准的洪峰流量的递变率，即（R+1 —R）/R i＞（10%〜15%）来估算布站数目的
上限。

此原则习惯称为线的原则。

控制面积为3000km2〜5000km2以上的大河适用此原则。

12.平原区水文站网应按水量平衡和区域代表相结合的原则布设。

平原区水文测验的对象应是水平衡区，水平衡区可分成大区、小区和代表片三级。

13.测验断面的布设:
第 2 章降水观测
1.降水历时的概念是一次降水过程中从某一时刻到其后另一时刻经历的降水时间。

若指一次降水过程从降水开始到降水结束所经历的时间，则称为次降水历时。

2•日降水量：概念上是每日0:00〜24:00的降水量。

我国水文测验规定以北京时间每日8:00 时至次日8:00 时的降水量为该日的降水量。

3•降水量资料整编工作内容：
①对观测记录进行审核，检查观测、记载、缺测等情况。

对于自记资料，除检查时间和降水量的订正外，还应检查仪器的故障处理情况。

②数据整理。

按水文资料整编规范要求和整编通用程序有关降水量整编数据格式的要求，对降水量原始记录（记载）进行加工，再用通用整编程序操作方法步骤进行降水量资料的整编。

③编制逐日降水量表、降水量摘录表以及各时段最大降水量表（1）、各时段最大降水量表（2）。

④单站合理性检查。

⑤编制降水量资料整编说明表。

4•降水量观测误差：风力误差、湿润误差、蒸发误差、溅水误差、积雪飘移误差（偏大）、仪器误差、测记误差、仪器计量误差。

第3章水位观测
1.水位是水体（如河流、湖泊、水库、海洋、沼泽等）的自由水面相对于某一指定基面以上的高程。

2.基面：是计算高程和水位的起始水平面。

也就是说，高程和水位的数值，一般以一个基本
水准面为准，这个基本水准面称为基面。

水文资料中涉及的基面有绝对基面、假定基面、测站基面和冻结基面等。

冻结基面也是水文测站专用的一种固定基面，即将测站第一次使用的基面固定“冻结”下来，一直沿用不再变动，这样可以使其水位原始资料具有历史连续性。

3.使用自记水位计记录水位的测站，不必进行频繁的水位观测。

但必须设置校核水尺，一般
每日定时进行一次校测和检查。

4.日平均水位计算方法有时刻水位代表法、算术平均法、面积包围法，根据每日水位变化情况、观测次数及整编方法确定选用。

5.水位资料整编：
（1）基面、水准点和水尺零点的考证
（2）基面校核原始记录，统计特征值
（3）基面水位资料的插补（过程插补、关系插补）
（4）基面水位资料整编图表的编制
（5）基面水位的合理性检查
6.水位资料的插补：当遇到水位短时间缺测，可根据不同情况，选用直线插补法、水位相关曲线法、水位过程线法进行插补。

7.月最高（低）水位在全月瞬时水位记录中挑选最高（低）水位及其发生日期。

年最高（低）水位在全年各月最高（低）水位中挑选。

8.一年中日平均水位高于和等于某一水位值的天数，称为该水位的保证率。

9.水位整编资料的综合合理性检查
（1）审查考证材料，抽查原始资料，对整编成果进行全面检查。

（2）上下游水位过程线对照，检查相邻站水位变化是否相应。

（3）特征水位沿河长演变图检查。

（4）上下游水位相关图检查。

第4章流量测验
1.流量：单位时间内流过某一过水断面的水体体积，也称为流率或断面流量。

2.流量测验的目的是要取得天然河流以及水利工程地区河道经过调节控制后的各种径流资料，掌握全河水量的时空分布情况，为流域水利规划、防汛抗旱、生态环境保护、水利工程管理运用和国民经济建设提供可靠的基本资料支撑。

3.江河流量（流速）测验的方法很多，按工作原理划分，有面积流速法、水力学法、物理法和化学法四大类。

4.流量测验方式有驻测、巡测和间测。

5.（1）河槽中垂直于水流流向的剖面，称为河流的横断面，也称为过流断面或过水断面。

（2）大断面：历年最高水位以上0.5m〜1.0m的水面线、岸线和河床线之间的范围。

（3）水道断面：自由水面线与河床线之间的范围，包括过水面积和死水面积。

6.测深垂线的布设：
（1）原则：能控制断面形状的变化，绘出正确的断面图；
（2）分布：能控制河床变化的转折点，且主槽部分比滩地密。

7.水深测量的方法：测深杆测深、测深锤测深、铅鱼测深、回声测深仪测深（超声波的传播速度经验公式：
c=1410+4.21T-0.037T2+1.14s ）。

8.起点距测量方法有多种，主要包括：直接量距法、建筑物标志法、地面标志法、计数器测距法、仪器交会法及GPS等。

9.研究流速脉动现象及流速分布，是为了掌握流速随时间、空间分布的规律，据以合理布置测速点及控制测速历时，它对于进行流量测验具有重大意义。

天然河道垂线上流速分布的一般规律为：畅流时垂线水面流速最大，河底流速为零，总体垂线流速分布呈一定形状的曲线。

封冻的河流，垂线紧邻冰盖的流速和河底流速为零，总体垂线流速分布呈弓形曲线状。

潮汐和回水过程的垂线流速分布呈特殊形状的曲线。

10.垂线平均流速沿河宽的分布曲线，从图中可见，流速沿河宽的变化与断面形状有关。

在窄深河道上，垂线平均流速分布曲线的形状与断面形状相似。

11.转子式流速仪：其公式为V=kn+C,水力螺距k和仪器摩阻常数Co
12.流速仪法测流是最常使用的流量测验方法。

它是通过用流速仪来测定流速，同时施测水道断面，通过流速和断面面积来计算流量。

13.测速垂线布设
（1 ）测速垂线布设宜均匀分布，并能控制断面地形和流速沿河宽分布的主要转折点。

（2 ）主槽垂线较河滩为密。

（3）在测流断面内，大于总流量1%的独股分流、串沟，应布设测速垂线。

（4）当断面形状或流速横向分布随着水位级不同有较明显变化时，可分高、中、低水位级分别布设测速垂线。

(ppt59)
14.用积点法测速时，相对水深是从水面起算的。

相对水深是测点水深与垂线水深的比值
15.浮标系数的确定方法：（比测）实验法、经验法、水位流量关系曲线法、水面流速系数法。

16.面积—流速法：根据测定平均流速的方法不同，又可分为选点（积点）法、积分法和浮
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标法。

积分法：积分法（或称时空积分法）是流速仪以运动的方式测取垂线或断面平均流速的测速方法。

根据流速仪运动形式的不同，可分为积深法、积宽法和动船法等。

17.流速仪测流、浮标法测流和比降一面积法测流是我国《河流流量测验规范》中涉及的主要测流方法。

有较好的发展前景，是当前高科技发展的产物，便于实现流量测量自动化的主要方法有：
水工建筑物测流（堰槽测流）一水力学公式
超声波时差法测流一物理法（流速面积法）
溶液法测流一化学法
超声波多普勒法测流一物理法（流速面积法）
18.ADCP流量测验与传统方法相比有如下不同。

（1 ）流速仪法是静态方法，ADCP是动态方法，即ADCP是随测船运动过程中进行测验的；
（2）ADCP施测速率很高，可将子断面分得很细，垂线、测点数之多是传统方法无法相比的;
（3 ）传统方法要求测流断面垂直于流速，ADCFP则无此要求。

测船航迹可以是斜线或曲线。

19.其它流量测量方法：水工建筑物--堰槽测流、超声波频差法测流、溶液法测流。

第5章泥沙测验
1.河流向下游输送的不同颗粒大小的泥沙总称为全沙
2.按照河流泥沙的来源，全沙又可分为冲泻质和床沙质。

3.悬移质含沙量Cs（kg/m3）是指单位体积浑水中所含悬移质干沙的重量。

4.单位时间内通过河渠某一测验断面的悬移质干沙的质量，称断面悬移质输沙率Qs。

Qs = Qcs）
（断面悬移质输沙率是断面流量和断面平均含沙量之积，即
5.即单样含沙量（单沙）：断面上有代表性的垂线或测点的悬移质含沙量。

6.悬移质输沙率测验的工作内容包括：
（1 ）观测水位、比降，按流量测验的方法在各测速垂线上施测水深、起点距和流速；（测量精品文档
流量）
（2）各测沙垂线上采取水样，如所取水样兼作颗粒分析时，须同时加测水温；（测量含沙量）
（3）单沙垂线上采取相应单沙水样。

（建立单断沙关系）
7.布设测沙垂线的具体方法主要有三种：
（1）等水面宽中心线法，即均匀布线法。

（2 ）等流量中心线法。

对断面冲淤变化大、主流不稳定的测站，宜用等流量中心线法布设
测沙垂线，且便于使用全断面混合法测输沙率。

（3）固定垂线法。

对于主流稳定、河床冲淤变化小的测站，测沙垂线和一部分测速垂线位置相同，可随流速垂线固定。

我国大部分水文站系按固定垂线布设测沙垂线。

8.垂线含沙量的测验方法：积点法、积深法、混合法。

9.悬移质水样处理的方法有以下几种：（1）烘干法（2）过滤法（3）置换法。

10.实测悬移质输沙率计算方法有图解法和分析法（生产上较常用）。

11.泥沙颗粒分析方法有两类。

一类属直接观测法，主要有卵石粒径测定法、筛分析法和显
微镜法；一类是水分析法，主要有粒径计法、比重计法、移液管法和消光法。

第8章水位流量关系分析
1.水位面积关系曲线特点：
（1）一般河流水面宽随水位的增高逐渐加大，因此水位面积关系曲线为一凹向下方的曲线。

（2 ）复式断面，在漫滩水位时，由于水面宽突然增大，水位面积关系曲线会出现突变。

（3）对于矩形断面或“ U”型断面的上部，由于水面宽趋近于常数，水位面积关系曲线近于直线。

2.水位流速关系曲线为一条以垂直线为渐近线的凹向上方的曲线。

（流速与水深、比降和糙率等因素有关）
3.稳定的水位流量关系曲线是一条凹向下方的增值曲线。

4.洪水涨落影响的流量公式为：
Q 二K S c dZ二K . $ . 1 J dZ Q 二Q c 1 1 dZ
Q
Udt” ScU dt，' S c U dt，式中Qc为稳定流的流量，
5. 洪水绳套曲线的特征：
（1） 洪水绳套曲线为一逆时针的绳套 ：洪水上涨时，其涨落率为正，附加比降为正，涨 水的校正因数大于1,因此其流量大于同水位的稳定流流量。

同理，落水的涨落率为负，其 流量小于同水位的稳定流流量。

这样，一次洪水涨落过程的水位流量关系曲线为一逆时针绳 套曲线。

（2） 洪水绳套曲线上各水力因素极值出现的顺序是：
最大比降（最大涨率）、最大流速、 最大流量和最高水位。

6. 受变动回水影响的水位流量关系分析
对于受变动回水影响的水位流量关系，由于同水位时落差大的流量大，落差小的流量小， 反映在水位流量关系点的分布上，则有落差大的测点一般偏在右侧，落差小的偏在左侧。

由于变动回水主要来自下游水体水位的变化对测流断面流量的影响，
因此，受变动回水影 响时的水位流量关系，除与本站的水情有关外，还与下游水体的水情变化有关。

随着下游水 体对测站影响程度的变化， 水位流量关系曲线的走向也不同， 因此，变动回水影响下的水位
流量关系有的呈逆时针绳套，有的呈顺时针绳套，有时呈“
8”字形，有的呈反“ 8 ”字形。

6. 洪水和回水影响分析
（1 ）相同点：分析变动回水影响与洪水涨落影响的水位流量关系曲线，就会发现
两者都是
通过对流速的影响来影响流量的 ，而对流速的影响都是 因水面比降的变化而引起的 。

若把 各实测点的比降（或落差）标在水位流量关系图上，可发现
右边点的比降大、左边点的比 降小这一规律。

因此，有时有些水位流量关系既可当成洪水涨落影响， 也可当成变动回水影
响。

特别是因河槽的调蓄作用而引起的变动回水影响与洪水涨落影响就更难区分， 有时把复
式洪水绳套当成变动回水影响来分析处理。

因此，整编变动回水影响的落差法，
有时也可用 作整编受洪水涨落影响的流量资料。

（2）不同点：但变动回水影响与洪水涨落影响之间也存在着明显的差异。

例如，洪水涨落 影响下水位流量关系按时序连成逆时针绳套曲线的特征
，是变动回水影响的水位流量关系 所没有的；变动回水影响时 水位流量关系与下游水位密切程度 则是洪水涨落影响所不及的；
洪水涨落影响 的水位流量关系主要是 分析洪水特性，常用涨落率 来反映比降的变化，而 变 动回水影响 的水位流量关系主要是 分析落差；对洪水涨落影响的一些现象的分析是
把水流当
成渐变的不稳定流，而变动回水影响下的水流则当作 缓变的稳定流。

7. 按冲淤发生的时间 来分，有不经常性冲淤和经常性冲淤两种类型。

按照冲淤的范围来分，有普遍冲淤和局部冲淤两种。

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1
1 dZ
■, ScU dt
称为校正因数。

（有冲淤不一定有充淤影响）
水位面积关系曲线切线分析：不经常的冲淤，水位流量、水位面积关系 点分成明显的组
经常性冲淤则会 散乱无章；普遍冲淤面积与流量的 变化是相应的，而局部冲淤面积与流量的 关系没有一定的规律。

8. 由于河道内流水结冰，使得 过水面积减小，同时影响 糙率和水力半径；冰塞、冰坝会使 比降发生很大的改变。

第9章流量资料整编
1.单一关系曲线或使用时间较长的临时曲线在测点有 10个以上者应做符号检验、适线性检
验和偏离数字检验。

（符号检验，a 值米用0.25;适线检验，a 值米用0.05〜0.10;偏离数 字检验，a 值采用0.10〜0.20 ; t （学生氏）检验，a 值采用0.05。

）
（1）符号检验的目的是检验所定曲线两侧的测点分布是否均衡；
（2 ）适线性检验可以检验各级水位曲线两侧的关系点分布是否均衡。

对比适线性检验和符号检验，应特别注意它们之间的相异之处：
1）符号检验是双侧检验，“ +”、“- ”太多或太少都将不通过。

适线性检验是单侧检验，“1 ” 出现的越多定线越好，其否定域只是“ 1”出现太少的定线。

个数，也可以是“-”的个数，而后式中 k 已界定为“1”的个数；前式中的n ,在后式中为 n-1，这是因为相邻符号相对比，总个数比总测次少
1。

3）符号检验与适线性检验查得的临界值
u 是不一样的。

符号检验因是双侧检验， 临界值为 5//2 ;适线检验是单侧检验，临界值为 U 1」。

2. 河道站流量资料整编方法：
（1） 单一曲线法：测站控制良好、实测的 Z-Q 关系点据密集地分布成一狭窄带状，且
75% 以上的中高水流速仪测流点据与平均关系线的偏差不超过 土 5% 75%的低水点或浮标测流点
据偏差不超过土 8%,称为具有稳定的水位流量关系的测站，
都可以用单一曲线法来推求流量 资料。

（2） 校正因数法：整编受洪水涨落影响 的水力因素型 的流量资料整编方法。

（适用于共轴 洪水绳套，复式绳套可进行分解成单式绳套分别定线）
（3） 抵偿河长法：整编受洪水涨落影响 的水力因素型 的流量资料整编方法。

（它适用于断 面比较稳定、断面附近的上游无支流汇入和受洪水涨落影响的测站）
2)
K -0.5n — 0.5 u - ----------- 7= ---- 与 u 0.5/n 匕05纭土05是有区别的。

前式中的 05 n -1 k 可以是“ +”的
1）上游站水位法：上游站距测流断面的距离为抵偿河长的一半。

2）本站水位后移法：本站水位后移法是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，使绳套曲线转化成单一的水位流量关系曲线。

后移时间为洪水波的1/2抵偿河长的传播时间，：T二一
2
（4）落差法（落差指数法）：适用于受变动回水影响或变动回水与洪水涨落混合影响的测站。

（5）（两因素）综合校正法：整编受洪水和回水混合影响的流量资料整编方法。

（6）时序型流量资料整编方法：
1）连时序法：适用于受某一因素或综合因素影响的测站。

本法要求测次较多，并能控
制水位流量关系变化的转折点
2）临时曲线法：主要适用于不经常性冲淤的测站，有时也用于处理结冰、水草生长影响的测站。

3）改正水位法：可用于受经常性冲淤但变化较均匀缓慢的测站，也用于受水草生长影
响或结冰影响的时期。

本法要求有足够的实测流量点，影响因素变化过程的转折处要求有实
测点加以控制。

4）连实测流量过程线法：在畅流期，当受断面冲淤、变动回水等因素影响，使水位流
量关系紊乱，而流量变化不甚剧烈时，只要流量测次较多，能控制流量变化过程，即可用此法。

在封冻期，当水位流量关系紊乱，而流量变化平缓，测次较多时，宜用此法。

流冰期，测验困难使用其他方法受到限制时也可使用此法。

3.根据长江上游50个水文站10年的水位流量关系点据拟合定线，有如下结论：
（1）流量关系曲线曲率较小时，拟合较好；
（2 ）水位流量关系曲线曲率较大时，低水位会出现系统偏离；
（3）水位流量关系曲线低水点据很多时，低水位部分系统误差减小；
（4）水位流量关系曲线低水点据流量较小时，低水位部分系统误差造成流量为负值；（5）在推求流量时，只能内插，外延很危险，危险程度随模型方次升高而增大。

4.（1）水位流量关系曲线曲率较大时，也能拟合较好；
（2）对同一测站，对数浮动多项式较浮动多项所需的项数少；
（3）高低水测点分布均匀时，高低水拟合效果均好；
（4）水位流量关系曲线低水点据很多时，高水位部分误差增大；
（5）水位流量关系曲线低水点据流量较小时，拟合曲线低水流量仍为正值；
（6）在推求流量时，只能内插，外延很危险，危险程度随模型方次升高而增大。

5.稳定流时水位、流量和蓄量呈单值函数关系。

6.根据闸门开高对出流的影响分为：堰流（无）和孔流（有）；
根据下游水位对出流的影响分为：自由出流（无）和淹没出流（有）；
7.定线推流方法——流量系数法：它是最常用、最基本的堰闸站流量的整编方法。

流量系数法推求流量通常有三个步骤。

（1）计算流量系数：根据水工建筑物的形式、出流方式、实测流量和水位等，选择条件适合的流量计算公式，反算流量系数或效率系数。

（2）建立流量系数或效率系数与相关因素的关系：影响流量系数或效率系数的因素很复杂，
可选取一二个能经常观测的主要因素和流量系数或效率系数建立关系。

（3）推求各时刻的流量：率定出流量系数或效率系数与相关因素的关系后，就可用此关系，查出各种情况下的流量系数或效率系数，代入各自公式推求各时刻的流量。

8.综合流量系数法堰闸站流量的推求，其方法步骤是相似的，但各种出流方式所选的相关因素是不同的，不过相关因素的选取有其规律性。

（1）各种出流都与上游水位（或上游水头）有关；
（2）淹没式出流还与下游水位（体现在下游水头和上、下游水位差）有关；
（3）所有孔流都与开启高度有关。

9.影响堰闸流量推求误差的因素分析：
（1）影响堰流流量推求精度的因素有水位的观读误差及水尺断面布设的代表性不好引起的误差；因实测流量的测验误差而造成关系线的率定误差；因流态判断造成的流量计算的误差；因上、下游水位差太小造成相对误差太大引起流量计算的误差等。

（2）影响孔流推求流量精度的因素有以下几方面：
1）闸门开启高度e的误差：有时因e较小，相对误差较大，而使e/ AZ— M关系点散乱。

2）闸门漏水：例如，对于同一e/ A Z值，由于上、下游水位差的不同，或由于闸门浸水面
积的不同，漏水量占总出水量的比重就会有差异，算得的流量系数M可能相差较大，反映在
e/ A Z—M关系上，会因漏水使关系点散乱，推求流量也会有较大误差。

3）为水尺的观读方便，上、下水尺断面的位置不是理论上的位置。

下游水尺断面不是在收缩断面，上游水尺断面与闸门也有相当长的距离，因此，所用水力学公式会因水尺断面的代表性不好而产生误差，在闸门开启高度不一致时影响更甚。

4）平原地区上、下游水位差Z很小，水尺的观读误差对A Z影响相对较大，对流量推求的精品文档。