水文测验的基本知识 ppt课件
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水利单位水文测验课件
水 文 测验
2021年2月
1 • 水文测站 2 3 4
一.水文测站
1.1 水文的概念
水文---是水利工作的基础。 是研究地球上各种水体的存在、数量、分布、变化规律及其 对环境的影响和作用的一门科学。
1.2 水文测站
1 概念 水文测站是组织进行水文测验、收集水文资料的基本
场所。其任务是按一定标准对指定地点(断面)的水文要素 作系统观测和资料整编。
2.2 水位观测
水尺、自记水位计
（1） 水尺——人工观测 水尺分直立式、倾斜式、矮桩式和悬锤式四种。 水位的观读精度一般记至1cm。
➢ 水位变化不大时，每天8时和20时观测； ➢ 水位变化较大时，每天采用四段制观测(2、8、14、20时)； ➢ 洪水期或水位变化急剧时，需增加测次。
直
倾
立
斜
式
式
水
浮标 浮标测流上断面
β α 测流断面
浮标 浮标测流下断面
1、确定浮标系数的方法 （1）实验法 （2）水位流量关系曲线法 （3）水面流速系数法 2、 浮标系数的选用 • 湿润地区的大、中河流一般取0.85～0.90，小河取0.75～
0.85。 • 干旱地区的大、中河流取0.80～0.85，小河取0.70～0.80。 • 在特殊情况下，湿润地区取0.90～1.00，干旱地区取0.65～
A
垂线 号数
测测 深速
起 点 距 （m）
水 深 （m）
仪器位置
流速（m/s）
测速测深垂线间
相对
测 点 深 （m）
测点
部分平 平均
间
垂线 均流速 水深
距
平均
（m/s ）
（m）
（m ）
断面面积 （m2）
2021年2月
1 • 水文测站 2 3 4
一.水文测站
1.1 水文的概念
水文---是水利工作的基础。 是研究地球上各种水体的存在、数量、分布、变化规律及其 对环境的影响和作用的一门科学。
1.2 水文测站
1 概念 水文测站是组织进行水文测验、收集水文资料的基本
场所。其任务是按一定标准对指定地点(断面)的水文要素 作系统观测和资料整编。
2.2 水位观测
水尺、自记水位计
（1） 水尺——人工观测 水尺分直立式、倾斜式、矮桩式和悬锤式四种。 水位的观读精度一般记至1cm。
➢ 水位变化不大时，每天8时和20时观测； ➢ 水位变化较大时，每天采用四段制观测(2、8、14、20时)； ➢ 洪水期或水位变化急剧时，需增加测次。
直
倾
立
斜
式
式
水
浮标 浮标测流上断面
β α 测流断面
浮标 浮标测流下断面
1、确定浮标系数的方法 （1）实验法 （2）水位流量关系曲线法 （3）水面流速系数法 2、 浮标系数的选用 • 湿润地区的大、中河流一般取0.85～0.90，小河取0.75～
0.85。 • 干旱地区的大、中河流取0.80～0.85，小河取0.70～0.80。 • 在特殊情况下，湿润地区取0.90～1.00，干旱地区取0.65～
A
垂线 号数
测测 深速
起 点 距 （m）
水 深 （m）
仪器位置
流速（m/s）
测速测深垂线间
相对
测 点 深 （m）
测点
部分平 平均
间
垂线 均流速 水深
距
平均
（m/s ）
（m）
（m ）
断面面积 （m2）
《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
水文测量课件( 水文高程测量)
水准点设置后，应逐一编号。以后无论其高程是否变动，都不应改 变其编号，必要时可加辅助编号。
§4 水文高程测量
三、水文测站水准点的引测和校测
（一）水准点的引测
1、 基本水准点的高程，以国家一、二等水准点为起算点，用不低 于三等水准测量方法引测，条件不具备时，可从国家三等水准点引测， 但水准路线长度不宜超过规定限额长度的一半。引测起算点应长期固定， 一经选用无特殊情况不应更换。
● 三、四等水准测量的技术要求
三、四等水准测量是引测和校测水准点高程的最主要方法。
1、三（四）等水准测量的作用
三等水准测量用于接测基本水准点和校核水准点的高程。 四等水准测量用于接测高程基点、固定点和洪水痕迹的高程；地 形测量的高程控制和大断面岸上部分的高程测量；接测校核水准点的 高程（注：没有条件按三等水准接测）。
四等：20 Lmm
注：L为各种路线单程长度，以km为单位。 L小于1km时，按1km计。
§4 水文高程测量
5、三等水准测量中误差分析
（1）中误差分析内容
计算往返高差平均值每公里高差的偶然中误差：
M
1 4n R
式中符号的含义为：
△—— 测段往返测高差不符值，以mm为单位；
R —— 测段的长度，以km为单位； n —— 测段的个数；
谢谢再大见家！！
2、水尺零点高程测量记载计算表式
§4 水文高程测量
§4 水文高程测量
五、洪水痕迹和大断面控制桩（点）高程测量
1、 重要洪水痕迹的高程应采用四等水准测量，一般洪水痕迹可 采用五等水准测量。
2、大断面控制桩（点）高程宜采用四等水准测量。 3、用电磁波测距高程导线、卫星定位高程等方法测量洪水痕迹、
大断面固定点时，应能达到相应精度。
§4 水文高程测量
三、水文测站水准点的引测和校测
（一）水准点的引测
1、 基本水准点的高程，以国家一、二等水准点为起算点，用不低 于三等水准测量方法引测，条件不具备时，可从国家三等水准点引测， 但水准路线长度不宜超过规定限额长度的一半。引测起算点应长期固定， 一经选用无特殊情况不应更换。
● 三、四等水准测量的技术要求
三、四等水准测量是引测和校测水准点高程的最主要方法。
1、三（四）等水准测量的作用
三等水准测量用于接测基本水准点和校核水准点的高程。 四等水准测量用于接测高程基点、固定点和洪水痕迹的高程；地 形测量的高程控制和大断面岸上部分的高程测量；接测校核水准点的 高程（注：没有条件按三等水准接测）。
四等：20 Lmm
注：L为各种路线单程长度，以km为单位。 L小于1km时，按1km计。
§4 水文高程测量
5、三等水准测量中误差分析
（1）中误差分析内容
计算往返高差平均值每公里高差的偶然中误差：
M
1 4n R
式中符号的含义为：
△—— 测段往返测高差不符值，以mm为单位；
R —— 测段的长度，以km为单位； n —— 测段的个数；
谢谢再大见家！！
2、水尺零点高程测量记载计算表式
§4 水文高程测量
§4 水文高程测量
五、洪水痕迹和大断面控制桩（点）高程测量
1、 重要洪水痕迹的高程应采用四等水准测量，一般洪水痕迹可 采用五等水准测量。
2、大断面控制桩（点）高程宜采用四等水准测量。 3、用电磁波测距高程导线、卫星定位高程等方法测量洪水痕迹、
大断面固定点时，应能达到相应精度。
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
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
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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。
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
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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
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
水文测验与水文资料收集PPT。
然后求得全断面的流量 Q qi
流量测验工作包括： 断面测量、流速测定及流量计算
（一）断面测量
起点距D
布置测深垂线 测水深和起点距
A 线基
C
L
(a) 横断面
B
测
船
(b) 平面
测深杆
起点距的测量方法
1、断面索观读法： 这种方法适合于河宽 较小、水上交通不多、有条件架设断面 索的河道测站，精度较高。
专用站 是为某种专门目的或某项特定工程 的需要而设立的。
实验站 是为了对某种水文现象的变化规律 或对某些水体做深入研究而设立的。
2、水文站密度：我国为3.56站/万km2，世 界100多个国家的平均值为4.0站/万km2。
3、水文站的主要任务：按统一标准，对指 定地点（或断面）的水文要素进行系统观 测与资料整编。
2、测角交会法：在没有架设断面索的测站 上，可用经纬仪、平板仪或六分仪平面 测角交会法测定起点距。
断面索
130
140
测角交会法 （1）经纬仪岸上交会法：D Ltg
（2）六分仪船上交会法： D Lctg
D
A
B
L
C
（二）流速测定 测速仪器：流速仪和浮标 流速仪分为：旋杯式和旋桨式两种。
受洪水涨落影响的水位流量关系曲线
受变动回水影响的水位流量关系曲线
（三）日平均流量的推求
（1）一日内水位及其它水力因素变化缓慢时 由日平均水位直接查出日平均流量 （2）当一日内水位变幅较大时 可用瞬时水位求得瞬时流量 按算术平均法或面积包围法计算日平均流量
本节小结
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
流量测验工作包括： 断面测量、流速测定及流量计算
（一）断面测量
起点距D
布置测深垂线 测水深和起点距
A 线基
C
L
(a) 横断面
B
测
船
(b) 平面
测深杆
起点距的测量方法
1、断面索观读法： 这种方法适合于河宽 较小、水上交通不多、有条件架设断面 索的河道测站，精度较高。
专用站 是为某种专门目的或某项特定工程 的需要而设立的。
实验站 是为了对某种水文现象的变化规律 或对某些水体做深入研究而设立的。
2、水文站密度：我国为3.56站/万km2，世 界100多个国家的平均值为4.0站/万km2。
3、水文站的主要任务：按统一标准，对指 定地点（或断面）的水文要素进行系统观 测与资料整编。
2、测角交会法：在没有架设断面索的测站 上，可用经纬仪、平板仪或六分仪平面 测角交会法测定起点距。
断面索
130
140
测角交会法 （1）经纬仪岸上交会法：D Ltg
（2）六分仪船上交会法： D Lctg
D
A
B
L
C
（二）流速测定 测速仪器：流速仪和浮标 流速仪分为：旋杯式和旋桨式两种。
受洪水涨落影响的水位流量关系曲线
受变动回水影响的水位流量关系曲线
（三）日平均流量的推求
（1）一日内水位及其它水力因素变化缓慢时 由日平均水位直接查出日平均流量 （2）当一日内水位变幅较大时 可用瞬时水位求得瞬时流量 按算术平均法或面积包围法计算日平均流量
本节小结
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
水文测验学讲义2
分析检验站网存在的问题主要有：测站位置是否合适，测 站河段是否满足要求，水帐是否能算清，测站间配套是否 齐全等。（受水利工程影响，现在很多站网存在上述问题， 需要进行调整。）
2019/6/25
7
四、基本水文站网的布设原则
（一）、基本流量站网的布设原则 流量站按水体的类型，可分为河道站、水库站、湖泊站、潮流量站。
5、辅助水尺断面：测算通过闸坝、堰槽、涵洞的流量，而在其 下游适当位置处设立的水位（水头）观测断面。
6、临时测流断面：测流断面设施因故遭受破坏，或某一级水位
测站控制发生变化，或水文勘测中在测验河段附近临时设立的流
量201测9/6/验25 断面。
18
布设断面前首先要弄清楚测验河段的水流方向， 绘制水流平面图。
深。
需要注意的是：
1、石梁、急滩等断面控制一般只在低水时有控制作用，高水时消失；
2、卡口、弯道及人工堰坝等在高水时，也能够造成水面曲线的转折，形成临界
流，产生临界水深，有测站控制作用；
3、测流断面一般选择在控制断面上游附近河段。原因：断面处测验误差大，且
不安2全019。/6/2下5 游处没有控制作用。
河道站是设立在天然或人工河道或渠道上的流量站。天然河道上的流 量站根据控制面积大小及作用，区分为大河控制站、区域代表站和小 河站。 大河控制站：控制面积3000km2 —5000km2以上的大河干流上的流 量站。按线的原则布设（着重讲解布站数目的上下限、位置等）。 （如长江干流葛洲坝以下从上到下依次设有宜昌站、枝城站、沙市站、 监利站、螺山站、汉口站、九江站、大通站、南京站等） 小河站：干旱区在300km2—500km2以下、湿润区在100km2— 200km2以下的小河流上设立的流量站。布设小河站网的目的主要在 于收集小面积暴雨洪水资料，探索产汇流参数在地区上和随下垫面变 化的规律。按分类原则布设。 区域代表站：其余天然河流上设立的流量站。布设区域代表站的目的 主要在于控制流量特征值的空间分布，通过径流资料的移用技术，提 供分区内其它河流的流量特征值或流量过程。按区域原则布设。
2019/6/25
7
四、基本水文站网的布设原则
（一）、基本流量站网的布设原则 流量站按水体的类型，可分为河道站、水库站、湖泊站、潮流量站。
5、辅助水尺断面：测算通过闸坝、堰槽、涵洞的流量，而在其 下游适当位置处设立的水位（水头）观测断面。
6、临时测流断面：测流断面设施因故遭受破坏，或某一级水位
测站控制发生变化，或水文勘测中在测验河段附近临时设立的流
量201测9/6/验25 断面。
18
布设断面前首先要弄清楚测验河段的水流方向， 绘制水流平面图。
深。
需要注意的是：
1、石梁、急滩等断面控制一般只在低水时有控制作用，高水时消失；
2、卡口、弯道及人工堰坝等在高水时，也能够造成水面曲线的转折，形成临界
流，产生临界水深，有测站控制作用；
3、测流断面一般选择在控制断面上游附近河段。原因：断面处测验误差大，且
不安2全019。/6/2下5 游处没有控制作用。
河道站是设立在天然或人工河道或渠道上的流量站。天然河道上的流 量站根据控制面积大小及作用，区分为大河控制站、区域代表站和小 河站。 大河控制站：控制面积3000km2 —5000km2以上的大河干流上的流 量站。按线的原则布设（着重讲解布站数目的上下限、位置等）。 （如长江干流葛洲坝以下从上到下依次设有宜昌站、枝城站、沙市站、 监利站、螺山站、汉口站、九江站、大通站、南京站等） 小河站：干旱区在300km2—500km2以下、湿润区在100km2— 200km2以下的小河流上设立的流量站。布设小河站网的目的主要在 于收集小面积暴雨洪水资料，探索产汇流参数在地区上和随下垫面变 化的规律。按分类原则布设。 区域代表站：其余天然河流上设立的流量站。布设区域代表站的目的 主要在于控制流量特征值的空间分布，通过径流资料的移用技术，提 供分区内其它河流的流量特征值或流量过程。按区域原则布设。
水文基础知识PPT
7、流速及流量：
流速是指水流质点在单位时间内所通过的距离。渠道和河道里的水流各点的流速是不相
同的，靠近河(渠)底、河边处的流速较小,河中心近水面处的流速最大,为了计算简便, 通常用横断面平均流速来表示该断面水流的速度。单位时间内通过某一过水断面的水量 为流量
8、径流与径流量：
流域地表面的降水，如雨、雪等，沿流域的不同路径向河流、湖泊和海洋汇集的水流叫
2、流域与水系：
流域是地表水与地下水分水线所包围的集水区或汇水区，因地下水分水线不易确 定，习惯上将地表水的集水区称为流域。河道干流的流域是由所属各级支流的流域所
组成。流域面积的确定，可根据地形图勾出流域分水线，然后求出分水线所包围的面 积。河流的流域面积可以计算到河流的任一河段，如水文站控制断面，水库坝址或任
2、频率与重现期：
(l)频率的概念。频率是指某一数值随机变量出现的次数与全部系列随机变量总数的比
值,用符号P表示,以百分比(％)作单位。 频率是随机变量出现的机会,例如P=1％,表示平均每100年会出现一次;P=5％，表示
平均每l00年会出现5次,或平均每20年会出现一次。 (2)重现期的概念。随机变量出现频率的另一种表达方式是重现期，即通常所讲“多少
肥料的重要来源。水文循环所带来的洪水和干旱，也会给人类和生物造成威胁。
五、主要水文名词
河流的分段及特点
流域和水系 基面
水尺与水位
河流断面
降水与蒸发
流速及流量
径流与径流量
1、河流的分段及特点： 河流：由雨水、冰川或地下径流在地球引力作用下汇集，经常（周
期性）地沿着它本身所营造的延续延伸的凹地流动的水流。 每条河流一般都可分为河源．上游．中游．下游．河口等五个分段。
《水文测量》课件——水准测量
f
h
L
Li
∑ 7.4 +4.330 -0.037 +4.293
辅
助
fh
h测 (H终 H始 ) 4.330 (49.579 45.286) 0.037m 37mm
计 fh限 20 L 20 7.4 54mm
算 fh fh限.......所. 以，精度合格
§2 水准测量
（三）普通水准测量的精度要求
1.高差闭合差 f h ——观测高差与理论高差的差值。
附合水准路线：
闭合水准路线： 支水准路线：
fh
h测
（H终
H
）
始
fh h测
fh h往 h返
通常进行 往返观测
2.高差闭合差的限差 f h 限
fh限 30 L（mm），L为水准路线长度，以km为单位。 fh限 10 （n mm），n为水准路线的总的测站数。
等 视线长度 前后视距差 前后视距差积累 红黑面读数差 红黑面高差之差
级 （m）
（m）
（m）
（mm）
（mm）
三等 ≤75
≤2.0
≤5.0
≤2.0
≤3.0
四等 ≤100
≤3.0
≤10.0
≤3.0
≤5.0
五、水准路线的平差计算
§2 水准测量
1、水准路线的高差闭合差
定义：观测高差与理论高差的差值称为高差闭合差。
附合水准路线：
fh
h测
（H d
H ） u
闭合水准路线：
fh h测
支水准路线：
fh ht hc
式中：
fh — —高差闭合差；
水文测站PPT课件
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绪
论
一、中国的水文测验历史
(一)降水量观测的发展 中国对降雨的观察，开始得很早。 南宋时著作
《数书九章》中说“今州郡都有一天池盆以测雨水”，并 叙述有“天池测雨”、“圆筒测雨”的具体计算方法。说 明当时或更早已经有了实测雨量的器具，建立了降雨深度 的概念。但实测记录没有保存下来。
清雍正二年(1724年)，开始记录北京逐日天气和降雨、 降雪起迄时间、雨雪大小的定性描述，称《晴明风雨录》， 直至光绪二十九年(1903年)止。
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（八） 泥沙站网规划
大河控制站可根据多年平均输沙量的沿程变化，按线的原则 布设。即在任何两相邻测站之间，多年平均输沙量的递变率 以不小于20％～40％为原则来估计布站数目的上限。下限为 干流沿线任何地点，内插年输沙量的误差不超过10％～15％。 区域代表站用泥沙多年平均输沙模数的递变来确定。上限为 沿多年平均输沙模数的梯度方向，任何两相邻测站之间的输 沙模数的递变率以不小于15％～30％为准则。其下限为分区 任何地点内插年输沙模数的误差以不超过15％～20％为准则。 在条件困难地区，其上限和下限都可以适当放宽。
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5.测流渡河设备
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第47页/共59页
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二、现代水文测验的工作任务
水文信息采集与处理（水文测验学）是研究水资源中各 种水文要素的测量、计算与资料整编的原理和方法的一门科 学，即研究水文资料信息的搜集、处理、存贮和检索的一门 科学。
绪
论
一、中国的水文测验历史
(一)降水量观测的发展 中国对降雨的观察，开始得很早。 南宋时著作
《数书九章》中说“今州郡都有一天池盆以测雨水”，并 叙述有“天池测雨”、“圆筒测雨”的具体计算方法。说 明当时或更早已经有了实测雨量的器具，建立了降雨深度 的概念。但实测记录没有保存下来。
清雍正二年(1724年)，开始记录北京逐日天气和降雨、 降雪起迄时间、雨雪大小的定性描述，称《晴明风雨录》， 直至光绪二十九年(1903年)止。
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（八） 泥沙站网规划
大河控制站可根据多年平均输沙量的沿程变化，按线的原则 布设。即在任何两相邻测站之间，多年平均输沙量的递变率 以不小于20％～40％为原则来估计布站数目的上限。下限为 干流沿线任何地点，内插年输沙量的误差不超过10％～15％。 区域代表站用泥沙多年平均输沙模数的递变来确定。上限为 沿多年平均输沙模数的梯度方向，任何两相邻测站之间的输 沙模数的递变率以不小于15％～30％为准则。其下限为分区 任何地点内插年输沙模数的误差以不超过15％～20％为准则。 在条件困难地区，其上限和下限都可以适当放宽。
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5.测流渡河设备
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第49页/共59页
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二、现代水文测验的工作任务
水文信息采集与处理（水文测验学）是研究水资源中各 种水文要素的测量、计算与资料整编的原理和方法的一门科 学，即研究水文资料信息的搜集、处理、存贮和检索的一门 科学。
《水文测验》课件
测量目的
了解河流流量变化情况， 为水资源管理、水环境保 护等提供依据。
数据处理
对流量数据进行整理、分 析，绘制流量变化曲线， 分析流量变化规律。
泥沙含量测量
测量方法
采集水样，通过过滤、烘干等方 法测定泥沙含量。
测量目的
了解河流泥沙含量变化情况，为水 土保持、河流治理等提供依据。
数据处理
对泥沙含量数据进行整理、分析， 绘制泥沙含量变化曲线，分析泥沙 含量变化规律。
水库监测
水库水位与库容监测
通过对水库的水位和库容进行监测，可以及时了解水库的蓄 水状况，为水库的调度和运行提供决策依据。
水库出水量与发电量预测
通过水文测验获得的水文数据，可以预测水库的出水量和发 电量，提高水库的运行效率和经济效益。
湖泊监测
湖泊水位与水域面积监测
通过对湖泊的水位和水域面积进行监测，可以了解湖泊的水情变化，为湖泊的管理和保护提供依据。
水文测验涉及到多个领域，如气象、环境、农业、工程等，这些领域之 间的交叉融合可以为水文测验提供更加全面和深入的理论和技术支持。
例如，气象领域中的数值模拟技术和观测方法可以应用于水文测验中， 实现对水流和水质的模拟和预测；环境领域中的污染物迁移转化规律可
以为水质监测和水污染控制提供理论支持。
通过与其他领域的交叉融合，水文测验可以得到更加广泛的应用和发展 ，为人类社会和自然环境的可持续发展提供更加全面和准确的水文信息 。
水文测验的目的和意义
总结词
水文测验的主要目的是为水资源管理、 环境保护、灾害防治等领域提供科学依 据。
VS
详细描述
水文测验是水资源管理的基础，通过对水 文要素的测量和监测，可以了解水资源的 分布、数量和质量，为水资源的合理开发 利用提供科学依据。同时，水文测验也是 环境保护和灾害防治的重要手段，通过对 水文要素的监测和分析，可以及时发现环 境问题，预测和应对自然灾害。
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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＋
3 v0.6＋2v0.8＋v1.0）
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
2、部分平均流速的计算 （1）岸边部分平均流速计算
二、流量测验 流量3/s计。 流量＝断面平均流速×过水断面面积，即
Q vA
水文测验的基本知识
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
水文测验的基本知识
（一）断面测量
起点距D
布置测深垂线 测水深和起点距
A 基
线
水文C测验的基本知识
L
(a) 横断面
B
测
船
(b) 平面
测深杆
水文测验的基本知识
起点距的测量方法 1、断面索观读法： 这种方法适合于河宽较
小、水上交通不多、有条件架设断面索的 河道测站，精度较高。 2、测角交会法：在没有架设断面索的测站上， 可用经纬仪、平板仪或六分仪平面测角交 会法测定起点距。
水文测验的基本知识
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
水文测验的基本知识
3、输沙量：某时段内通过断面的泥沙重量， 用Ws表示，以 kg或t计。
Ws＝QsT
4、侵蚀模数：单位面积上的输沙量，用Ms
的各个测点上施测; 记录各测点的总转数N和测速历时T。
a N b
T
水文测验的基本知识
（三）流量计算
方法是：点流速 垂线平均流速 部分面积平均流速 乘以对应的部分断 面面积 部分流量 全断面流量
水文测验的基本知识
1、垂线平均流速的计算
按测点总数区 分的公式名称
一点法 二点法 三点法
五点法
垂线平均流速计算公式一览表
水文测验的基本知识
洪痕：最高洪水位所遗留的泥印、水迹、人工标记 以及一切能够代表最高洪水位到达位置的标志物。
水文测验的基本知识
表示，以t/km2计。
Ms
Ws F
水文测验的基本知识
本节小结
1、悬移质、推移质 2、含沙量、输沙率、输沙量、侵蚀模数
水文测验的基本知识
§3—5 水文调查
一、洪水调查 二、暴雨调查 三、枯水调查
水文测验的基本知识
一、洪水调查 洪水调查：历史洪水调查和当年洪水调查。 （一）洪水调查工作的主要内容 ➢ 各次洪水发生时间及相应洪水痕迹调查； ➢ 洪痕高程测量及调查河段的纵横断面测量； ➢ 推算洪峰流量、洪水总量及重现期等。
旋杯式流速仪
水文测验的基本知识
旋桨式流速仪
水文测验的基本知识
流速仪观测
水文测验的基本知识
水文缆道自动测控
水文测验的基本知识
1、流速仪测速原理 结构：旋转器、尾翼、附属机件 测速原理：利用水流冲击流速仪的旋杯
或旋桨，同时带动转轴转动，在装有信 号的电路上发出讯号。 流速愈大，转轴转得愈快。
➢ 公式： 1m 1或 nm n
➢ ＝0.5～0.9，一般斜岸取0.7，陡岸取0.8，
死水边取0.6。
水文测验的基本知识
（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
流速；
、 mi1
mi——分别为第i-1及第i条测速垂
线的垂线平均流速。
水文测验的基本知识
比降变
Z
小的点
稳定
Q
受变动回水影响的水位流量关系曲线
水文测验的基本知识
（三）日平均流量的推求 （1）一日内水位及其它水力因素变化缓慢时 ➢ 由日平均水位直接查出日平均流量 （2）当一日内水位变幅较大时 ➢ 可用瞬时水位求得瞬时流量 ➢ 按算术平均法或加权平均法计算日平均流量
水文测验的基本知识
本节小结
水文测验的基本知识
（二）不稳定的水位流量关系曲线
河床冲淤 洪水涨落 变动回水
Z～Q线偏离原曲线
形成逆时针绳套曲线 偏向稳定的水位流量 关系曲线的左边
水文测验的基本知识
淤积
Z
稳定
冲刷
Q
受冲淤影响的水位流量关系曲线
水文测验的基本知识
Z
落水
稳定
涨水
Q
受洪水涨落影响的水位流量关系曲线
水文测验的基本知识
水文测验的基本知识
断面索
130 140
水文测验的基本知识
测角交会法
（1）经纬仪岸上交会法：
DLtg
（2）六分仪船上交会法：
DLctg
D
A
B
L
C
水文测验的基本知识
（二）流速测定 测速仪器：流速仪和浮标 流速仪分为：旋杯式和旋桨式两种。
水文测验的基本知识
流速仪示意图
旋杯式流速仪
旋桨式流速仪
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＋
3 v0.6＋2v0.8＋v1.0）
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
2、部分平均流速的计算 （1）岸边部分平均流速计算
二、流量测验 流量3/s计。 流量＝断面平均流速×过水断面面积，即
Q vA
水文测验的基本知识
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
水文测验的基本知识
（一）断面测量
起点距D
布置测深垂线 测水深和起点距
A 基
线
水文C测验的基本知识
L
(a) 横断面
B
测
船
(b) 平面
测深杆
水文测验的基本知识
起点距的测量方法 1、断面索观读法： 这种方法适合于河宽较
小、水上交通不多、有条件架设断面索的 河道测站，精度较高。 2、测角交会法：在没有架设断面索的测站上， 可用经纬仪、平板仪或六分仪平面测角交 会法测定起点距。
水文测验的基本知识
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
水文测验的基本知识
3、输沙量：某时段内通过断面的泥沙重量， 用Ws表示，以 kg或t计。
Ws＝QsT
4、侵蚀模数：单位面积上的输沙量，用Ms
的各个测点上施测; 记录各测点的总转数N和测速历时T。
a N b
T
水文测验的基本知识
（三）流量计算
方法是：点流速 垂线平均流速 部分面积平均流速 乘以对应的部分断 面面积 部分流量 全断面流量
水文测验的基本知识
1、垂线平均流速的计算
按测点总数区 分的公式名称
一点法 二点法 三点法
五点法
垂线平均流速计算公式一览表
水文测验的基本知识
洪痕：最高洪水位所遗留的泥印、水迹、人工标记 以及一切能够代表最高洪水位到达位置的标志物。
水文测验的基本知识
表示，以t/km2计。
Ms
Ws F
水文测验的基本知识
本节小结
1、悬移质、推移质 2、含沙量、输沙率、输沙量、侵蚀模数
水文测验的基本知识
§3—5 水文调查
一、洪水调查 二、暴雨调查 三、枯水调查
水文测验的基本知识
一、洪水调查 洪水调查：历史洪水调查和当年洪水调查。 （一）洪水调查工作的主要内容 ➢ 各次洪水发生时间及相应洪水痕迹调查； ➢ 洪痕高程测量及调查河段的纵横断面测量； ➢ 推算洪峰流量、洪水总量及重现期等。
旋杯式流速仪
水文测验的基本知识
旋桨式流速仪
水文测验的基本知识
流速仪观测
水文测验的基本知识
水文缆道自动测控
水文测验的基本知识
1、流速仪测速原理 结构：旋转器、尾翼、附属机件 测速原理：利用水流冲击流速仪的旋杯
或旋桨，同时带动转轴转动，在装有信 号的电路上发出讯号。 流速愈大，转轴转得愈快。
➢ 公式： 1m 1或 nm n
➢ ＝0.5～0.9，一般斜岸取0.7，陡岸取0.8，
死水边取0.6。
水文测验的基本知识
（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
流速；
、 mi1
mi——分别为第i-1及第i条测速垂
线的垂线平均流速。
水文测验的基本知识
比降变
Z
小的点
稳定
Q
受变动回水影响的水位流量关系曲线
水文测验的基本知识
（三）日平均流量的推求 （1）一日内水位及其它水力因素变化缓慢时 ➢ 由日平均水位直接查出日平均流量 （2）当一日内水位变幅较大时 ➢ 可用瞬时水位求得瞬时流量 ➢ 按算术平均法或加权平均法计算日平均流量
水文测验的基本知识
本节小结
水文测验的基本知识
（二）不稳定的水位流量关系曲线
河床冲淤 洪水涨落 变动回水
Z～Q线偏离原曲线
形成逆时针绳套曲线 偏向稳定的水位流量 关系曲线的左边
水文测验的基本知识
淤积
Z
稳定
冲刷
Q
受冲淤影响的水位流量关系曲线
水文测验的基本知识
Z
落水
稳定
涨水
Q
受洪水涨落影响的水位流量关系曲线
水文测验的基本知识
水文测验的基本知识
断面索
130 140
水文测验的基本知识
测角交会法
（1）经纬仪岸上交会法：
DLtg
（2）六分仪船上交会法：
DLctg
D
A
B
L
C
水文测验的基本知识
（二）流速测定 测速仪器：流速仪和浮标 流速仪分为：旋杯式和旋桨式两种。
水文测验的基本知识
流速仪示意图
旋杯式流速仪
旋桨式流速仪
水文测验的基本知识