水文與水資源學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告

PAGE1湖北師范學(xué)院地理科學(xué)系水文與水資源學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告專業(yè)地理科學(xué)系班級(jí)1002姓名李安迪學(xué)號(hào)2010119010236實(shí)習(xí)地點(diǎn)宜昌水文站三峽大壩三游洞實(shí)習(xí)日期2011.11.5-2011.11.7指導(dǎo)教師葛緒廣實(shí)習(xí)成績(jī)批閱時(shí)間目錄實(shí)習(xí)目的及意義3實(shí)習(xí)內(nèi)容前言3主要實(shí)習(xí)內(nèi)容4宜昌水文站4三峽大壩7三游洞8三、實(shí)習(xí)體會(huì)9一、實(shí)習(xí)的目的及意義1、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是學(xué)生大學(xué)學(xué)習(xí)很重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)習(xí)是每一個(gè)大學(xué)生的必修課，它不僅能讓我們學(xué)到很多在課堂上根本就學(xué)不到的知識(shí),還能使我們開闊視野，增長(zhǎng)見識(shí)，為我們以后更好把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2、了解和掌握水文觀測(cè)的常用方法和手段，在條件允許的情況下實(shí)地觀察和動(dòng)手操作；3、通過對(duì)野外系列、典型的水文現(xiàn)象觀察、認(rèn)識(shí)、描述和分析，不僅獲得感性認(rèn)識(shí)，掌握野外工作方法和技能，同時(shí)加深對(duì)本專業(yè)所學(xué)基礎(chǔ)理論、知識(shí)和方法的理解，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)性的思維與分析能力；4、通過野外實(shí)踐鍛煉，了解團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性，開闊眼界，激發(fā)專業(yè)興趣。同時(shí)增強(qiáng)體質(zhì)，適應(yīng)野外工作環(huán)境。二、實(shí)習(xí)的內(nèi)容（一）前言1、實(shí)習(xí)地區(qū)的地理概況：宜昌東經(jīng)110°15′~112°04′，北緯29°56′~31°3′，位于湖北省西南部，地處長(zhǎng)江上游與中游的結(jié)合部、鄂西秦巴山脈和武陵山脈向江漢平原的過渡地帶，地勢(shì)西高東低，地貌復(fù)雜多樣，境內(nèi)有山區(qū)、平原、丘陵，大致構(gòu)成“七山一水二分田”的格局，為鄂、渝、湘三省市交匯地。宜昌“上控巴蜀，下引荊襄”，素以“三峽門戶、川鄂咽喉”著稱。自古以來，宜昌就是鄂西、湘西北和川（渝）東一帶重要的物資集散地和交通要道。宜昌位于中亞熱帶與北亞熱帶的過渡地帶，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候。有四季分明，水熱同季，寒旱同季的氣候特征。多年平均降水量1215.6毫米。平均氣溫16.9攝氏度，極端最高溫度41.4攝氏度（7月），極端最低溫度零下9.8攝氏度(元月)。年平均大于10度的活動(dòng)積溫5200攝氏度以上，持續(xù)天數(shù)達(dá)250天。無(wú)霜期250～300天，年平均輻射量100.7千卡每平方厘米，年平均日照時(shí)數(shù)1538～1883小時(shí)，日照率40％。地形比較復(fù)雜，高低相差懸殊。西部山地占全市總面積的69%，主要分布在興山、秭歸、長(zhǎng)陽(yáng)、五峰縣和夷陵區(qū)的西部，大部分山脈在海拔千米左右。宜昌境內(nèi)水系屬外流水系，以長(zhǎng)江為主脈，河流多、密度大、水量豐富，年平均總水量4741.4億立方米，市境內(nèi)長(zhǎng)度大于10公里的河流有99條，其中集水面積在50平方公里以上的河流有64條，總長(zhǎng)3793公里，總集水面積占全市的83.9%。主要河流有：長(zhǎng)江、清江、沮漳河、黃柏河、香溪河、下牢溪。三游洞風(fēng)景區(qū)位于宜昌西北的南津關(guān)西陵山上，背靠長(zhǎng)江三峽的西陵峽口，面臨下牢溪。宜昌水文站位于長(zhǎng)江于流上中游交匯點(diǎn)(湖北省宜昌市濱江公園)，是干流上中游的咽喉所在，東經(jīng)111.17，北緯30.42，控制流域面積100萬(wàn)平方公里，占全流域面積的55%，是控制長(zhǎng)江上游來水來沙的總控制站。三峽大壩位于西陵峽中段的湖北省宜昌市境內(nèi)的三斗坪，其壩址位于湖北省宜昌市三斗坪中堡島，距下游水利樞紐工程38公里。2、實(shí)習(xí)時(shí)間及天氣情況2011年11月5日14點(diǎn)宜昌水文站陰轉(zhuǎn)小雨2011年11月6日8時(shí)三峽大壩陰天2011年11月6日13時(shí)三游洞風(fēng)景區(qū)小雨3、實(shí)習(xí)內(nèi)容概況⑴水文站降雨觀測(cè)、水位觀測(cè)、流量測(cè)定、浮標(biāo)法測(cè)流、參觀各種水位計(jì)、泥沙取樣器、監(jiān)測(cè)斷面的設(shè)置、三峽大壩對(duì)河流水文要素的影響等。條件許可進(jìn)行土壤水分、容重、孔隙度、飽和導(dǎo)水率的測(cè)定，以及蒸發(fā)散的測(cè)定。⑵三峽大壩三峽大壩的概況（建壩經(jīng)過、壩體有關(guān)情況、船閘等相關(guān)知識(shí)）；水庫(kù)建設(shè)對(duì)流域水文要素的影響及水庫(kù)產(chǎn)生的水文效應(yīng)，并分析水庫(kù)建設(shè)帶來的正、反面影響。⑶三游洞水力作用下形成的巖溶地貌的典型水文現(xiàn)象的分析和觀察。（二）主要實(shí)習(xí)內(nèi)容⑴宜昌水文站①水文站概況：水文站是觀測(cè)及搜集河流、湖泊、水庫(kù)等水體的水文、氣象資料的基層水文機(jī)構(gòu)。水文站觀測(cè)的水文要素包括水位、流速、流向、波浪、含沙量、水溫、冰情、地下水、水質(zhì)等。宜昌水文站坐落在長(zhǎng)江邊，它被譽(yù)為國(guó)家一級(jí)水文站，世界教科文組織一級(jí)站，在世界上也占有相當(dāng)重要的地位，同時(shí)它悠久的歷史也為自身增添了不小的魅力。該站始建于民國(guó)時(shí)期，是我國(guó)最早的，同時(shí)也是最重要的幾個(gè)水文站之一，并且在1998年抗洪期間發(fā)揮了極其重要的作用。該站從運(yùn)行之日起，就開始在水文方面發(fā)揮重要作用，至今已為我們留下了許多寶貴的數(shù)據(jù)。②宜昌水文站斷面的設(shè)置首先要求交通便利，盡量靠近城市，這樣修筑量水設(shè)施；每個(gè)水文站至少設(shè)置3個(gè)或3個(gè)以上的斷面，每個(gè)斷面的間距不少于河寬的兩倍；宜昌水文站斷面剛好在長(zhǎng)江（宜昌市段）大彎道下游不遠(yuǎn)(為山區(qū)性河流向平原性河流過渡的山區(qū)低淺河段)，屬于流域出口區(qū)，方便控制該流域的泥沙和徑流，并且該段河床穩(wěn)定，河道順直，沒有支流匯水的影響；水石板每根長(zhǎng)度1.2米，每根石板之間高差1米，每根之間有重合的地方，每根重合0.1~0.2米；圖1-1斷面上的水石板③水位測(cè)量長(zhǎng)江水位（宜昌段）分為高水位（48.5米以上），中水位（43米~48.5米)，低水位（39米~43米），枯水位（39米以下），當(dāng)然不同的水文斷面有不同的水位標(biāo)準(zhǔn)；水位測(cè)量以及其它水文要素的測(cè)量需要用到專業(yè)的測(cè)量船，而測(cè)量船是用一根長(zhǎng)980米粗37毫米的纜繩固定和調(diào)動(dòng)的；一般水位測(cè)量分為人工讀數(shù)（在量水堰體上安裝的水尺上直接讀取水位）和機(jī)器測(cè)量（用安裝在探井上的水位計(jì)觀測(cè)水位），今年8月份，宜昌水文站首次運(yùn)用自動(dòng)化度數(shù)。還有水位計(jì)，例如：數(shù)字式水位計(jì)、氣泡式水位儀、超聲波式水位計(jì)、壓力式水位計(jì)。④流速的測(cè)量通常有三種人工操作方法：第一、常規(guī)法（11線2點(diǎn)法）：在斷面上游11條垂線，每條垂線進(jìn)行2點(diǎn)法測(cè)量（在相對(duì)水深的地方測(cè)量）；第二、精密測(cè)量：精密測(cè)量每年進(jìn)行兩次，25條垂線，每條垂線進(jìn)行5點(diǎn)法（0.0m水位線、0.2m水位線、0.6m水位線、0.8m水位線和1.0m水位線）；第三、簡(jiǎn)測(cè)法：一線一點(diǎn)法注：Ⅰ、宜昌水文站使用的是DS3流速儀。Ⅱ、（垂線的選擇）基本河槽較河灘多設(shè)測(cè)速垂線，在斷面地形有劇烈轉(zhuǎn)折和流速有顯著變Ⅳ化的地方應(yīng)多設(shè)測(cè)速垂線。測(cè)速垂線選好后，在每根測(cè)速垂線上選擇測(cè)點(diǎn)測(cè)定流速。我們所帶去的儀器叫做浮標(biāo)流速儀。⑤流量的測(cè)量宜昌水文站常用的是ADCP儀器（分為走航式和水平式）進(jìn)行流量的在線監(jiān)測(cè)。⑥泥沙的測(cè)量采取水樣：用采樣器在預(yù)先設(shè)定好的垂線和測(cè)點(diǎn)上取泥水樣，取樣時(shí)應(yīng)同時(shí)觀測(cè)水位及取樣處的水深，并測(cè)定取樣垂線的起點(diǎn)距。取水樣可與測(cè)流同時(shí)進(jìn)行。泥水樣處理：泥水樣處理有過濾法和比重瓶法兩種。另外還需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)的是，根據(jù)泥沙的分類（懸移質(zhì)、推移質(zhì)、床沙），泥沙采樣器進(jìn)行了分類。如圖：圖1-2推移質(zhì)泥沙采樣器宜昌水文站使用密斯特100測(cè)沙儀，在長(zhǎng)江汛期是（5月1日~11月15日）單樣采沙至少每天一次，在枯水期時(shí)(11月16日~4月30日)進(jìn)行每月兩次的采沙。⑦三峽大壩對(duì)河流水文要素的影響對(duì)含沙量的影響：由于三峽水庫(kù)采取清水下泄，導(dǎo)致下游河水含沙量逐年減少，河水在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)兩岸以及河床的沖刷，宜昌流域河床被沖刷7米，導(dǎo)致其河床直接裸露成礁板河床。在水文站下游的胭脂壩進(jìn)行“護(hù)底加糙”工程。在2009年、2010年和2011年沒有測(cè)到推移質(zhì)卵石。⑵三峽大壩①建壩經(jīng)過：三峽工程施工總工期分三期進(jìn)行，一期計(jì)劃五年完成，從1992年到1997年底，以大江截流為完成標(biāo)志；二期工程安排六年，以2003年大壩下閘圍堰期蓄水、船閘試通航和第一批機(jī)組發(fā)電并網(wǎng)為完成標(biāo)志；三期工程安排六年，到了2009年全部竣工，總工期為17年。②壩體有關(guān)情況：水壩大致分為重力壩、拱壩、土石壩、面板壩等等，而三峽大壩屬于重力壩。三峽樞紐工程由攔江大壩、水電站和通航建筑物組成：攔江大壩的壩型為混泥土重力壩，全長(zhǎng)2309.5米，壩頂高程185米。三峽水電站采用壩后式廠房形式，其中左岸裝機(jī)14臺(tái)，右岸裝機(jī)12臺(tái)，共裝機(jī)26臺(tái)。單機(jī)容量為70萬(wàn)千瓦，總?cè)萘?820萬(wàn)千瓦。③關(guān)于五級(jí)船閘通航建筑物包括雙線五級(jí)船閘和一線垂直升船機(jī)各一座，五級(jí)船閘閘門長(zhǎng)280m，寬34m，厚3m，重850噸，船閘年單向通過能力5000萬(wàn)噸，在船閘建成后原計(jì)劃30年通航一億噸，在2003年就完成這個(gè)指標(biāo)。一級(jí)船閘水位62米，五級(jí)為175米，該船閘將在明年2月份停航進(jìn)行檢修。船閘分為南北兩閘，分別負(fù)責(zé)上游到下游和下游到上游。閘門閉合后成“人字形”。由于船通過五級(jí)船閘要花3個(gè)多小時(shí)，為了提高效率，計(jì)劃在2015年修筑垂直升船機(jī)，其高113米，能大大提高通航效率。④水庫(kù)建設(shè)帶來的正、反面影響第一、正面影響：它的益處最主要集中在防洪、發(fā)電和航運(yùn)等方面。三峽工程可以防洪，非常有效控制洪水。中國(guó)是非常典型的東南季風(fēng)氣候，降雨分布非常不均勻，長(zhǎng)江從宜賓到武漢也是地上河，過去兩千年的統(tǒng)計(jì)不到十年發(fā)一次洪災(zāi),三峽工程修建以后，可以非常有效提高下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)，而且還可以有效地延緩河流淤積。三峽大壩建成后和葛洲壩的年均總發(fā)電量將達(dá)到1050億度，若每度電價(jià)0.1元，則年度創(chuàng)現(xiàn)值105億元，若每度電創(chuàng)產(chǎn)值5元?jiǎng)t每年可為國(guó)家增創(chuàng)產(chǎn)值5250億元，三峽水電站地處我國(guó)腹地，至全國(guó)各大負(fù)荷中心的輸電距離均約在1000公里內(nèi)，是未來全國(guó)各大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)中心。電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)后，既可與全國(guó)的火。水、核電互補(bǔ)，又能大大提高電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量和效益。因此，三峽水電站，將是我國(guó)未來的電力調(diào)度中心。三峽工程還有效改善了某些河段的航運(yùn)情況。660公里的宜賓-重慶江段落差很大，有灘險(xiǎn)一百多處，單航段幾十處，重載貨輪需牽引段也有好幾處，年單向航運(yùn)能力不足1000萬(wàn)噸。而三峽大壩建成后，將淹沒所有險(xiǎn)灘、單航段和牽引段，航道擴(kuò)寬很多，萬(wàn)噸級(jí)船隊(duì)將通江達(dá)海，航運(yùn)成本可以大大降低，年單向航運(yùn)能力將超過5000萬(wàn)噸。橫貫華東、西部黃金水道的形成，對(duì)發(fā)展和繁榮長(zhǎng)江兩岸至沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)，是非常有利的。另外三峽大壩的修筑對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境等方面也有很多益處。第二、負(fù)面影響：三峽水庫(kù)淹沒了古老的城市和文化遺產(chǎn)，還迫使庫(kù)區(qū)農(nóng)民搬遷到人口更加密集的沿江坡地上。水污染問題十分嚴(yán)重。由于江水被大壩阻攔，農(nóng)業(yè)殘留物、生活及工業(yè)污染物無(wú)法水流而下排入大海，而是倒灌回水庫(kù)，使得庫(kù)區(qū)水體污染不斷加重，并導(dǎo)致庫(kù)區(qū)的長(zhǎng)江支流出現(xiàn)“水華”現(xiàn)在。產(chǎn)生關(guān)于泥沙的問題。長(zhǎng)江每年要攜帶5億立方米的泥沙進(jìn)入三峽，但其中大部分都無(wú)法排出去，水庫(kù)因此將出現(xiàn)淤塞，三峽大壩進(jìn)而有可能垮塌。工程師在大壩底部設(shè)計(jì)了23道閘門用于在汛期沖走泥沙。據(jù)他們估計(jì)，該系統(tǒng)可保證三峽水庫(kù)在今后一個(gè)世紀(jì)維持90%甚至更高的庫(kù)容。但事實(shí)上是，泥沙淤積的速度高過了蓄水；大壩兩側(cè)山體嚴(yán)重滑坡，大量泥沙淤積于大壩內(nèi)，大壩的蓄水能力與日劇減。而在長(zhǎng)江中、下游地區(qū)，泥沙淤積狀況的變化則會(huì)產(chǎn)生另外的問題，隨著水中沉淀物的減少，陽(yáng)光可以照到更深的水中，進(jìn)而促使下層的藻類滋生，影響航道的安全；與此同時(shí)，大壩影響泥沙流向下游，使包括上海地區(qū)在內(nèi)的長(zhǎng)江入?？谑湛s，海洋的咸水正在倒灌入內(nèi)陸。大壩的建立對(duì)當(dāng)?shù)氐牡鼗a(chǎn)生影響，產(chǎn)生滑坡危險(xiǎn)和地震災(zāi)害。（三）三游洞三游洞地勢(shì)險(xiǎn)峻，形如覆蓬，