第三章水文測驗(yàn)與水文調(diào)查(水文與水資源學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo))課件

第三章 水文測驗(yàn)與水文調(diào)查水文測驗(yàn)與水文調(diào)查通常被稱為水文信息的采集。水文信息的采集有兩種情況：一種是對水文事件當(dāng)時發(fā)生情況下實(shí)際觀測的信息；另一種是對水

文事件發(fā)生后進(jìn)行調(diào)查所得的信息。獲取水文信

息的方法多種多樣。新技術(shù)、新儀器的不斷出現(xiàn)，

更促使了獲取水文信息手段不斷更新。1在流域內(nèi)一定地點(diǎn)（或斷面）按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對所需要的水文要素作系統(tǒng)觀測，并按統(tǒng)一的格式進(jìn)行整理、分析、統(tǒng)計(jì)等整編工作。這些指定的地點(diǎn)

稱為測站。即：水文測站是組織進(jìn)行水文觀測的基層單位，也是收集水文資料的基本場所。第三章第2一節(jié)3.1.1水文測站的任務(wù)及種類其主要任務(wù)，就是按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對指定地點(diǎn)（或斷面）的水文要素作系統(tǒng)觀測與資料整理。水文測站所觀測的項(xiàng)目有水位、流量、泥沙、降

水、蒸發(fā)、水溫、水質(zhì)、地下水等。只觀測上述項(xiàng)目中的一項(xiàng)或少數(shù)幾項(xiàng)的測站，則按其主要觀測項(xiàng)目分別稱為水位站、流量站（也稱水文站）、雨量站、蒸發(fā)站等。根據(jù)測站性質(zhì)，河流水文測站又可分為基本站、專用站和實(shí)驗(yàn)站三大類。第三章第3一節(jié)3.1.1水文測站的任務(wù)及種類基本站是水文主管部門為掌握全國各地的

水文情況而設(shè)立的，是為國民經(jīng)濟(jì)各方面的需要服務(wù)的。專用站是為某種專門目的或某項(xiàng)特定工程的需要由各部門自行設(shè)立的。實(shí)驗(yàn)站是對某種水文現(xiàn)象的變化規(guī)律或?qū)?/p>

某些水體作深入研究，由有關(guān)科研單位設(shè)立的。第三章第4一節(jié)3.1.1水文測站的任務(wù)及種類水文站網(wǎng)因?yàn)閱蝹€測站觀測到的水文要素其信息只代表站址處的水文情況，而流域上的水文情況則須在流域內(nèi)的一些適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)布站觀測，這些測站在地理上的分布網(wǎng)稱為站網(wǎng)。第三章第5一節(jié)3.1.1水文測站的任務(wù)及種類建站包括選擇測驗(yàn)河段和布設(shè)觀測斷面。在站網(wǎng)規(guī)劃規(guī)定的范圍內(nèi)，具體選擇測驗(yàn)河段時，主要考慮在滿足設(shè)站目的要求的前提下，保證工

作安全和測驗(yàn)精度，并有利于簡化水文要素的觀

測和信息的整理分析工作。水文測站一般應(yīng)布設(shè)基線、水準(zhǔn)點(diǎn)和各種斷面（基本水尺斷面、流速儀測流斷面、浮標(biāo)測流斷面以及儀測流斷面、浮標(biāo)測流斷面以及）。第三章第6二節(jié)3.1.2水文測站的設(shè)立水準(zhǔn)點(diǎn)分為基本水準(zhǔn)點(diǎn)與校核水準(zhǔn)點(diǎn)。它

們均應(yīng)設(shè)在基巖上或穩(wěn)定的永久性建筑物

上，也可埋設(shè)于土中的石柱或混凝土樁上?；舅疁?zhǔn)點(diǎn)是測定測站各種高程的基本依據(jù)。校核水準(zhǔn)點(diǎn)是用來校核斷面、水尺等高程用的。第三章第7二節(jié)3.1.2水文測站的設(shè)立基線布設(shè)：應(yīng)垂直于測流斷面，其起點(diǎn)設(shè)在測流斷面上，其長度視河寬而定，一般應(yīng)滿足測流是最小測繪角

不小于30o的要求

。基線是用來通過三角測量以確定足測流時最小的交繪角不小于測流斷面上的測點(diǎn)位置的（圖3-1）。3.1.2水文測站的設(shè)立第三章第8二節(jié)降水、蒸發(fā)及入滲觀測降水觀測雨量器和自記雨量計(jì)第三章第9二節(jié)自記雨量計(jì)第三章第二節(jié)虹吸式113.2.2蒸發(fā)觀測第三章第12二節(jié)水面蒸發(fā)的觀測目前廣泛使用的水面蒸發(fā)儀器是蒸發(fā)器。

在蒸發(fā)器的安裝上有3種方式，即地面式、埋入式和浮標(biāo)式。有相應(yīng)換算公式。水面蒸發(fā)器第三章第13二節(jié)目前運(yùn)用較多的蒸發(fā)器第三章第14二節(jié)3.2.2.2土壤蒸發(fā)的測定測定土壤蒸發(fā)，常用

稱重式土壤蒸發(fā)器。它是通過測量一時段（一般為1d）內(nèi)蒸發(fā)器中土塊重量變化，并考慮到觀測期內(nèi)的降水及土壤滲漏的水量，用水量平衡原理求得土壤蒸發(fā)量。有相應(yīng)換算公式。第三章第15二節(jié)3.2.3入滲量觀測第三章第16二節(jié)目前，測定土壤入滲的方法有同心環(huán)法、滲透筒

法、人工降雨法及徑流場法，簡便而常用的為同心環(huán)法和滲透筒法。同心環(huán)土壤入滲實(shí)驗(yàn)裝置示意圖第三章第17二節(jié)3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編第三章第18三節(jié)水位觀測水位觀測的作用一是直接為水利、水運(yùn)、防洪、防澇提供具有單獨(dú)使用價值的資料，如堤防、壩高、橋梁及涵洞、公路路面標(biāo)高的確定。二是為推求其他水文數(shù)據(jù)而提供間接運(yùn)用資料如

，水資源計(jì)算，水文預(yù)報中的上、下游水位相關(guān)法等。水位：對某一基面而言，用高程表示江、河、湖、

海、水庫等自由水面位置的高低稱為水位。水文測驗(yàn)中采用的基面有下列4種

。因此，使用時應(yīng)注意

查明。絕對基面：將某一海濱地點(diǎn)平均海水面的高程定為

0.000m，作為水準(zhǔn)基面。我國曾沿用過大連、大沽、黃海、廢黃河口、吳淞、珠江等基面，現(xiàn)在統(tǒng)一規(guī)定的基面為青

島黃?；?/p>

。假定基面：這是在水文測站附近沒有國家水準(zhǔn)點(diǎn)或在一時還不具備接測條件的情況下暫時假定的一個水準(zhǔn)基面。

(3)測站基面：某些水文測站專用的一種假定基面，一般選擇在河床最低點(diǎn)或歷年最低水位以下0.5～1.0m處的水平面作為零點(diǎn)來計(jì)算水位高度。(4)凍結(jié)基面：將測站第一次使用的基面凍結(jié)下來作為永久固定基面的—種基面，也屬水文測站專用的另一種假定基面。使用凍結(jié)基面可保持測站水位資料的歷史連續(xù)性。第三章第19三節(jié)3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編基面、水準(zhǔn)點(diǎn)、水尺零點(diǎn)和水位的關(guān)系圖第三章第20三節(jié)水位觀測第三章第21三節(jié)水位觀測的常用設(shè)備由水尺和自記水位計(jì)兩類。按水尺的構(gòu)造形式不同，可分為直立式、傾斜式、

矮樁式與懸錘式等。觀測時，水面在水尺上的讀數(shù)加上水尺零點(diǎn)高程即為當(dāng)時的水位值?？梢娝吡泓c(diǎn)高程是一個重要的數(shù)據(jù)，要定期根據(jù)測站的校核水準(zhǔn)點(diǎn)對各水尺的零點(diǎn)高程進(jìn)行校核。1.水尺水位

=水尺零點(diǎn)高程

+水尺讀數(shù)式中，水尺零點(diǎn)高程是指水尺板上刻度起點(diǎn)的高 程，可以預(yù)先測量出來。3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編第三章第22三節(jié)2.自記水位計(jì)3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編自記水位計(jì)能將水位變化的連續(xù)過程自動記錄下來，有的還能將所觀測的數(shù)據(jù)以數(shù)字或圖像的形式遠(yuǎn)傳室內(nèi)，使水位觀測工作趨于自動化和遠(yuǎn)傳化。第三章第23三節(jié)水位的觀測第三章第24三節(jié)基本水尺的觀測，當(dāng)水位變化緩慢時（日變幅在

0.12m以內(nèi)），每日8時和20時各觀測一次（稱2段制觀測，8時是基本時）；枯水期日變幅在0.06m以內(nèi)，用1段制觀測；日變幅在0.12~0.24m時，用4段制觀測；依次8段、12段制等。有峰谷出現(xiàn)時，還要加測。日平均水位是計(jì)算月、年平均水位的基礎(chǔ)，是年

徑流量計(jì)算的依據(jù)。當(dāng)1d內(nèi)水位變化緩慢時，或水位變化較大但各次觀測的時距相等，可用算術(shù)平均法計(jì)算日平均水位。當(dāng)1d內(nèi)水位變化較大，觀測時距又不相等，要用

面積包圍法計(jì)算日平均水位（圖3-8）。即將1d水位過程線所包圍的面積除以24而得。根據(jù)逐日平均水位可算出月平均水位和年平均水位及保證率水位。這些經(jīng)過整理分析處理后的水位資料即可提供各生產(chǎn)單位應(yīng)用。第三章第25三節(jié)水位資料整編面積包圍法計(jì)算日平均水位⊙◆263.3.2流量測驗(yàn)第三章第27三節(jié)流速儀測流及流量計(jì)算

流量是單位時間內(nèi)流過江河某一橫斷面的水量，以m3/s計(jì)。它是反映水資源和江河、湖泊、水庫等水體水量變化的基本數(shù)據(jù)，也是河流最重要的水文特征值。測量流量的方法很多，常用的方法為流速面積法，其中包括流速儀測流法、浮標(biāo)測流法、比降面積

法等，這是我國目前使用的基本方法。此外還有

水力學(xué)法、化學(xué)法、物理法、直接法等。測流方法很多，本節(jié)主要介紹流速儀法測流，簡單介紹浮標(biāo)法測流。流速儀法是用流速儀測定水流速度，并由流速與斷面面積的乘積來推求流量的方法。它是目前國內(nèi)外廣泛使用的測流方法，也是最基本的測流方法。流速儀測流是用普通測量方法測定過水?dāng)嗝?。?/p>

流速儀測定流速，通過計(jì)算部分流量求得全斷面流量，分述如下：第三章第28三節(jié)3.3.2流量測驗(yàn)流速儀測流原理由于河流過水?dāng)嗝娴男螒B(tài)、河床表面特性、河底縱坡、河道彎曲情況以及冰情等，都對斷面內(nèi)各點(diǎn)流速產(chǎn)生影響。因此在過水?dāng)嗝嫔?，流速隨水

平及垂直方向的位置不同而變化。第三章第29三節(jié)流速分布圖我國采用的主要

是旋杯式和旋漿式兩類流速儀。

它們主要由感應(yīng)水流的旋轉(zhuǎn)器（旋杯或旋槳）、記錄信號的記錄器和保持儀器正對水流的尾翼等部分組成。旋杯或旋槳受水流沖動發(fā)生旋轉(zhuǎn)，流速愈大，旋轉(zhuǎn)愈快。根據(jù)每秒轉(zhuǎn)數(shù)與流速的關(guān)系，便可推算出測點(diǎn)的流速。每秒轉(zhuǎn)數(shù)與流速的關(guān)系，在流速儀檢定槽中通過實(shí)驗(yàn)確定。第三章第30三節(jié)流速儀測流原理LS68-2型旋杯式流速儀LS25-1型旋槳式流速儀32流速儀測流原理第三章第33三節(jié)測流時，只需記錄儀器旋轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)n和總歷時T，即可求出平均每秒轉(zhuǎn)數(shù)，利用（3-3）式測點(diǎn)流速，即可求出測點(diǎn)流速V。為了消除流速脈動的影響，規(guī)范要求T≥100s。流速儀法測流，就是將水道斷面劃分為若干部分，用普通測量方法測算出各部分?jǐn)嗝娴拿娣e，用流

速儀施測流速并計(jì)算出各部分面積上的平均流速，兩者的乘積，稱為部分流量，各部分流量的和為全斷面的流量，即：由此可見，測流工作實(shí)質(zhì)上是測量橫斷面及流速兩部分工作。第三章第34三節(jié)流量測量原理斷面的測量是在斷面上布設(shè)一定數(shù)量的測深垂線，施測各條測深垂線的起點(diǎn)距和水深并觀測水位，用施測時的水位減去水深，即得各測深垂線處的河底高程。斷面測量工作包括水道斷面測量和大斷面測量兩種，水道斷面是指自由水面線與河床線之間的范圍，大斷面為歷年

最高洪水位以上0.5～1.0m的水面線與岸線、河床線之間的范圍。測深垂線的數(shù)目、位置的確定：測深垂線的起點(diǎn)距：測深垂線至基線上的起點(diǎn)樁之間的水平距離。測量方法有斷面索法、儀器測角交會法、全球定位系統(tǒng)（GPS）定位法。水深測法有測深桿、測深錘、測深鉛魚、超聲波回聲儀等。第三章第35三節(jié)流速儀法測流步驟A.水道斷面測量是在斷面上布設(shè)一定數(shù)量的測深垂線，如下圖，施測各條垂線的水深，同時測得每條測深垂線與

岸上某一固定點(diǎn)（斷面的起點(diǎn)樁，一般設(shè)在左岸）

的水平距離（稱為起點(diǎn)距），并同時觀測水位，用施測時的水位減去水深，得到各測深垂線處的河底高程。3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編斷面測量示意圖第三章第36三節(jié)a.水深測量測量水深的方法通常用測深桿、測深錘、鉛魚直接測出每根測深垂線的水深。當(dāng)水很深、流速很大時，可用回聲測深儀測量水深。3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編測深桿測深錘回聲測深儀測量示意圖37b.起點(diǎn)距的測定斷面索法：斷面索法是在斷面上架設(shè)鋼絲纜索，

每隔適當(dāng)距離做上標(biāo)記，并事先測量好它們的位置，測量水深的同時，直接在斷面索上讀出起點(diǎn)距。這種方法適合于河寬較小、水上交通不多、有條件架設(shè)斷面索的河道測站，精度較高。3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編第三章第38三節(jié)b.起點(diǎn)距的測定交會法ⅰ)經(jīng)緯儀岸上交會法：水文站在布設(shè)測流斷面時，同

時布設(shè)基線(AC)，并用精確方法量出基線的長度L，測角時，將經(jīng)緯儀安放在基線的終點(diǎn)，測出角度，則起點(diǎn)距為ⅱ)六分儀船上交會法（略）3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編交會法示意圖39B.大斷面測量大斷面測量是單獨(dú)進(jìn)行的，一般在汛前、汛后或較大洪水過后施測，包括水上及水下兩部分，水下部分同上述水道斷面的施測方法，水上部分采用水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行。第三章第40三節(jié)3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編流速測量流速儀只能測得某點(diǎn)的流速，為了求得斷面平均流速，首先在斷面上布設(shè)一些測速垂線（一般在測深垂線中選擇若干條同時兼作測速垂線），在每一條測速垂線上布設(shè)一定數(shù)目的測速點(diǎn)進(jìn)行測速，最后根據(jù)測點(diǎn)流速的平均值求得測線平均流速，再由測線平均流速求得部分面積平均流速，進(jìn)而推得斷面流量。測速垂線數(shù)目，根據(jù)河寬、水深來確定。測速垂線上的測點(diǎn)數(shù)，根據(jù)垂線的水深，流速儀的懸吊

方式和測量精度的要求來確定。第三章第41三節(jié)3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編下表為我國精測法、常測法最少測速垂線數(shù)目的規(guī)定3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編第三章第42三節(jié)流速測點(diǎn)的位置3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編第三章第43三節(jié)3.流量計(jì)算方法是：點(diǎn)流速→垂線平均流速→部分面積平均流

速

→斷面面積

→部分平均流速與相應(yīng)部分面積相乘即得部分流量→部分流量相加便得全斷面流量3.3流量測驗(yàn)及流量資料整編第三章第44三節(jié)流量計(jì)算具體步驟1）垂線平均流速的計(jì)算視垂線上布置的測點(diǎn)情況，分別按下列公式

進(jìn)行計(jì)算：第三章第45三節(jié)（2）.部分平均流速的計(jì)算A.岸邊部分：由距岸第一條測速垂線所構(gòu)成的岸邊部分（兩個，左岸和右岸，多為三角形），按下列公式計(jì)算：式中，

α稱岸邊系數(shù)，其值視岸邊情況而定。斜

坡岸邊

α=0.67~0.75，一般取0.70。在陡岸邊，若岸壁不平整，取α為0.8；光滑岸壁，取α用0.9。在死水與流水交界處的死水邊，取α為

0.6。流量計(jì)算具體步驟第三章第46三節(jié)（2）部分平均流速的計(jì)算B.中間部分：由相鄰兩條測速垂線與河底及水面

所組成的部分，部分平均流速為相鄰兩垂線平均流速的平均值，按下式計(jì)算：部分面積：岸邊部分按三角形計(jì)算，中間部分按梯形計(jì)算流量計(jì)算具體步驟第三章第47三節(jié)流量計(jì)算具體步驟（3）部分流量的計(jì)算部分流量等于部分面積與部分平均流速的乘積。全部部分流量之和即為斷面流量，斷面流量被過水面積除即為斷面平均流速。第三章第48三節(jié)第三章第49三節(jié)第三章第50三節(jié)3.3.2.2浮標(biāo)法測流當(dāng)使用流速儀測流有困難時，使用浮標(biāo)測

流是切實(shí)可行的辦法。浮標(biāo)隨水流漂移，其速度與水流速度之間有較密切的關(guān)系，故可利用浮標(biāo)漂移速度（稱浮標(biāo)虛流速）與水道斷面積來推算斷

面流量。第三章第51三節(jié)用水面浮標(biāo)法測流時，測得的是浮標(biāo)在水面的漂移速度，這種流速稱浮標(biāo)虛流速，它不能代表斷面平均流速，將它與過水?dāng)嗝嫦嗯浜希?jì)算出斷面虛流量，然后乘上浮標(biāo)系數(shù)才能得到斷面實(shí)際

的流量，即Q=KQ′。K與浮標(biāo)類型、風(fēng)力風(fēng)向等因素有關(guān)。K值確定有實(shí)驗(yàn)比測法、經(jīng)驗(yàn)公式法和水位流量關(guān)系曲線法。在未取得浮標(biāo)系數(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)之前，浮標(biāo)系數(shù)一般

濕潤地區(qū)可取

0.85~0.90；

小河取0.75~0.85；干旱地區(qū)大、中河流可取0.80~0.85，小河取0.70~0.80。3.3.2.2浮標(biāo)法測流第三章第52三節(jié)3.3.3流量資料資料第三章第53三節(jié)各種水文測站得到的原始資料，都要經(jīng)過資料整編。按科學(xué)統(tǒng)一的格式整理、分析、統(tǒng)計(jì)。提煉成為系統(tǒng)、完整、有一定精度的水文資料，供水文水資源計(jì)算、科學(xué)和有關(guān)國民經(jīng)濟(jì)部門應(yīng)用。

根據(jù)實(shí)測水位、流量資料建立水位流量關(guān)系曲線，

則可通過它把水位變化過程轉(zhuǎn)換成流量變化過程，并進(jìn)一步作出各種統(tǒng)計(jì)分析。所以水位流量關(guān)系的分析就成為流量資料整編工作的主要內(nèi)容。1、水位流量關(guān)系曲線的繪制一般，低水情況下，高水延長幅度不應(yīng)超過當(dāng)年實(shí)測流量所占水位變幅的延長不應(yīng)超過。（1）穩(wěn)定的水位流量關(guān)系穩(wěn)定的水位流量關(guān)系，是指在一定條件下水位和流量之間呈單值函數(shù)關(guān)系，簡稱為單一關(guān)系。第三章第54三節(jié)3.3.3流量資料資料3.3.3流量資料資料第三章第55三節(jié)1、水位流量關(guān)系曲線的繪制（2）不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系，指測驗(yàn)河段受斷面沖淤、洪水漲落、變動回水或其他因素的個別或綜合影響，使水位與流量間的關(guān)系不成單一值函數(shù)關(guān)系。當(dāng)同時受到多種因素影響時，水位流量關(guān)系常用

連時序法進(jìn)行處理。連時序法就是按實(shí)測流量的時間順序來連接水位流量關(guān)系曲線。在按時序連線時，應(yīng)參照水位面積關(guān)系的變動情況以及水位過程線的起伏變動情況。第三章第56三節(jié)3.3.3流量資料資料3.3.3流量資料資料第三章第57三節(jié)3.3.3.2水位流量關(guān)系曲線的延長根據(jù)水位面積、水位流速關(guān)系線延長

對于河床比較穩(wěn)定、河槽斷面沒有特殊變化的測站，當(dāng)水位流速關(guān)系曲線趨勢明顯時，因水位流

速關(guān)系曲線上端近于直線變化，故可按趨勢延長。而水位面積關(guān)系可以通過實(shí)測資料得到，有了高

水位的水位流速與水位面積關(guān)系以后，同一水位的面積與流速相乘，即可得出該水位的流量。用這種方法就可將實(shí)測的水位流量關(guān)系向高水位部分延長。第三章第58三節(jié)3.3.3流量資料資料3.3.3.2水位流量關(guān)系曲線的延長（2）用曼寧公式延長

用曼寧公式求得斷面平均流速，從而延長水位流量關(guān)系曲線。（P53頁）第三章第59三節(jié)3.3.3流量資料資料（3）水位流量關(guān)系曲線的低水延長低水延長一般可用水位面積、水位流速關(guān)系曲線法，也可用斷流水位為控制向下延長。斷流水位

即流量等于0的水位。確定斷流水位的方法，可根據(jù)測站縱橫斷面資料作判斷。如測站下游有淺灘或石梁，則以其頂部高程作為斷流水位；如測站下游長距離內(nèi)河底平

坦，則取基本水尺斷面河底最低點(diǎn)高程作為斷流水位。這樣求得的斷流水位是比較可靠的。第三章第60三節(jié)3.3.3流量資料資料3.3.3.3流量資料整編第三章第61三節(jié)日平均流量計(jì)算及合理性檢查逐日平均流量計(jì)算：當(dāng)流量變化平穩(wěn)時，可用日平均水位在水位流量關(guān)系上推求日平均流量；當(dāng)

一日內(nèi)流量變化較大時，則用逐時水位推求逐時流量，再按算術(shù)平均法或面積包圍法求得日平均流量。合理性檢查：單站檢查，綜合性檢查，上下游或

干支流上的測站與本站流量數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行對照分析，以提高流量數(shù)據(jù)處理成果的可靠性。本站成果經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，才能作為正式資料提供使用。3.4坡面流測驗(yàn)第三章第62四節(jié)坡面流在小流域地表徑流中占很重要的地位，而從坡面流失的泥沙則是河流泥沙的主要源地。同時，人類活動很大部分是在坡地上進(jìn)行的，特別是山丘區(qū)。因此，了解和掌握人類活動對坡面流和坡面泥沙的影響程度是必要的。目前，測定坡面流的方法主要采用實(shí)驗(yàn)溝和徑流小區(qū)。3.4.1實(shí)驗(yàn)溝和徑流小區(qū)的選定選擇實(shí)驗(yàn)溝和徑流小區(qū)時，應(yīng)考慮如下幾個方面。實(shí)驗(yàn)區(qū)的植被、土壤、坡度及水土流失等應(yīng)有代表性，即對實(shí)驗(yàn)所取得的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)具有推廣意義。嚴(yán)禁在有破碎斷裂帶構(gòu)造和溶洞的地方選點(diǎn)。選擇的實(shí)驗(yàn)溝，其分水線應(yīng)清楚，應(yīng)能匯集全部坡面上的來水，并在天然條件下，便于布置各種觀測設(shè)備。選定的實(shí)驗(yàn)溝、徑流小區(qū)的面積一般應(yīng)滿足研究單項(xiàng)水文因素和對比的需要。實(shí)驗(yàn)溝的面積不宜過大，徑流小區(qū)的面積可從幾十平方米至幾千平方米，根據(jù)具體的地形和要求確定。第三章第63四節(jié)3.4坡面流測驗(yàn)3.4坡面流測驗(yàn)3.4.2實(shí)驗(yàn)溝的測流設(shè)施為了測得實(shí)驗(yàn)溝的坡面流量及泥沙流失量，其測驗(yàn)設(shè)施由坡面集流槽、出口斷面的量

水建筑物及沉沙池組成，其場地布局，如圖3-15。第三章第64四節(jié)3.4.3徑流小區(qū)的測流設(shè)施第三章第66四節(jié)3.4.3徑流小區(qū)的測流設(shè)施第三章第67四節(jié)取樣方法：量取徑流總量→攪拌均勻，分層取樣2~6次，每次

取樣0.1~0.5L，把所取水樣混合起來→再取0.1~1L，即可分析含沙量。觀測方法：徑流觀測泥沙測定第三章第68四節(jié)3.4.3徑流小區(qū)的測流設(shè)施3.4.3徑流小區(qū)的測流設(shè)施計(jì)算方法：徑流：由總徑量L除以1000。得總水量（m3）沖刷：由總泥水量（m3）乘以單位含沙量（g/cm3），除以1000，得總輸沙量（kg）。第三章第69四節(jié)插簽法在精度要求較低時，可用插簽法估算土壤的流失，即在土壤流失區(qū)內(nèi)，根據(jù)各種土壤類型及其地表特征，布設(shè)若干與地面齊平的鐵簽或竹簽，并測出鐵、竹簽的高程，經(jīng)過若干時間后，再測定鐵、竹簽裸露出地面的高程，則這兩高程之差即為沖刷深（mm），再乘以實(shí)測區(qū)內(nèi)的面積即為沖刷量。第三章第70四節(jié)3.4.3徑流小區(qū)的測流設(shè)施3.5泥沙測驗(yàn)第三章第71五節(jié)河流泥沙徑流，或稱固體徑流，是指河流挾帶水中的懸移質(zhì)泥沙與推移泥沙而言。懸移質(zhì)泥沙：是指顆粒較小，懸浮于水中并隨之

流動，也稱懸沙。推移質(zhì)泥沙，是指顆粒較大，受水流沖擊沿河底移動或滾動，也稱底沙。一般情況，河流中泥沙以懸移質(zhì)為主。懸移質(zhì)泥沙的兩個定量指標(biāo)，是含沙量和輸沙率。單位體積的渾水中所含干沙的重量，稱為含沙量，通常用表示，單位為kg/m3。單位時間內(nèi)流過某斷面的干沙重量，稱為輸沙率，以Qs表示，單位為kg/s。如果知道了斷面輸沙率隨時間的變化過程就可算出任何時段內(nèi)通過該斷面的泥沙重量（t）。第三章第72五節(jié)3.5.1懸移質(zhì)泥沙的測驗(yàn)與計(jì)算由于天然河流過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的含沙量并不一致，必須由

測點(diǎn)含沙量推求垂線平均含沙量，由垂線平均含沙量推求部分面積的平均含沙量。部分平均含沙量與同時測流的同一部分面積上的部分流量相乘，即得部分輸沙率。全斷面的部分輸沙率之和，即為斷面輸沙率。斷面輸沙率被斷面流量除，即得斷面平均含沙量。因此，斷面輸沙率與流量測驗(yàn)同時進(jìn)行。3.5泥沙測驗(yàn)第三章第73五節(jié)3.5.1.1含沙量測驗(yàn)第三章第74五節(jié)為求得測點(diǎn)含沙量，必須用采樣器從河流中采取含有泥沙的水樣。懸移質(zhì)采樣器目前以橫式

和瓶式為主。目前常用的含沙水樣采樣器第三章第75五節(jié)含沙水樣采樣方式第三章第76五節(jié)積時式采樣法：采樣是在一個時段內(nèi)進(jìn)行。積深式采樣法：取樣時，取樣瓶在測線上由水面到河底（或上、下往返）勻速移動，該水樣代表垂線平均情況。積點(diǎn)法采樣法：在每條垂線不同測點(diǎn)上逐點(diǎn)取樣。定比混合取樣法：各點(diǎn)取一定容積比例取樣，并

予混合。流速比混合法：各點(diǎn)按其流速比例確定取樣容積，并予混合。水樣處理采樣器取得的水樣，倒入水樣瓶中，貼上標(biāo)簽，注明測點(diǎn)位置，送交泥沙分析室進(jìn)行水樣處理。水樣處理的目的是得出一定體積渾水中的干沙重

量。測點(diǎn)含沙量的計(jì)算公式為：第三章第77五節(jié)3.5.1.2輸沙率計(jì)算第三章第78五節(jié)在得出各測點(diǎn)含沙量后，可用流速加權(quán)計(jì)算垂線

平均含沙量。例如暢流期五點(diǎn)法、三點(diǎn)法的垂線平均含沙量的

計(jì)算式如下：3.5.1.2輸沙率計(jì)算第三章第79五節(jié)當(dāng)為積深法取得的水樣時，其含沙量是按流速加權(quán)的垂線平均含沙量。根據(jù)各條垂線的平均含沙量和取樣垂線間的部分流量，即可按下式計(jì)算斷面輸沙率：3.5.1.2輸沙率計(jì)算第三章第80五節(jié)3.5.1.2輸沙率計(jì)算第三章第81五節(jié)3.5.1.3單位水樣含沙量單沙的測次，平水期一般每日定時取樣1次；含沙量變化很小時，可5-10d取樣1次；含沙量有明顯變化時，每天應(yīng)取樣2次以上；洪

水期每次較大洪峰過程，取樣次數(shù)應(yīng)不少于7-10次。第三章第82五節(jié)3.5.1.3單位水樣含沙量第三章第83五節(jié)人們從不斷的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)斷面比較穩(wěn)定、主

流擺動不大時，斷面平均含沙量（簡稱斷沙）與斷面某一垂線或某一測點(diǎn)的含沙量（簡稱單沙）之間有穩(wěn)定關(guān)系。通過多次實(shí)測資料的分析，建立其相關(guān)關(guān)系。這樣經(jīng)常性的泥沙取樣工作可只在此選定的垂線（或其上的一個測點(diǎn)）上進(jìn)行，便大大地簡化了測驗(yàn)工作。根據(jù)多次實(shí)測的斷面平均含沙量和單樣含沙量的成果，以單沙為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)斷沙為橫坐標(biāo)，點(diǎn)繪單沙與

斷沙的關(guān)系點(diǎn)，并通過點(diǎn)群中心繪出單沙與斷沙的關(guān)

系線。利用繪制的單沙斷沙關(guān)系，可進(jìn)一步計(jì)算日平均輸沙率、年平均輸沙率及年輸沙量等。3.5.1.3單位水樣含沙量某水文站1977年單沙與斷沙關(guān)系圖第三章第84五節(jié)3.5.2推移質(zhì)的測驗(yàn)和計(jì)算第三章第85五節(jié)河中推移質(zhì)的數(shù)量，一般遠(yuǎn)較懸移質(zhì)為少，但它是參與河道沖淤變化的泥沙的重要組成部分。對水庫淤積、水工建筑物及有關(guān)設(shè)備的磨損、河道整治等方面，推移質(zhì)的資料是很重要的。推移質(zhì)輸沙率是指單位時間內(nèi)通過測驗(yàn)斷面的推

移質(zhì)泥沙重量，單位為kg/s。推移質(zhì)取樣的方法，是將采樣器放到河底直接采集推移質(zhì)沙樣。由于推移質(zhì)粒徑不同，推移質(zhì)采樣器分為沙質(zhì)和

卵石兩類。沙質(zhì)推移質(zhì)采樣器適用于平原河流，我國自制的這類儀器有黃河59型和長江大型推移質(zhì)采樣器。卵石推移質(zhì)采樣器通常用來施測1.0～30cm粗粒徑推移質(zhì)，主要采用網(wǎng)式采樣器，有軟底網(wǎng)式和硬底網(wǎng)式兩種。第三章第86五節(jié)3.5.2推移質(zhì)的測驗(yàn)（略）黃河59型推移質(zhì)采樣器第三章第87五節(jié)硬底網(wǎng)式采樣器3.5.3河床質(zhì)測驗(yàn)第三章第88五節(jié)采取河床質(zhì)的目的，是為了進(jìn)行河床泥沙的顆粒

分析，取得泥沙顆粒級配資料，供分析研究懸移

質(zhì)含沙量和推移質(zhì)基本輸沙率的斷面橫向分布時

使用。另外，河床質(zhì)的顆粒級配狀況，也是研究

河床沖淤變化，利用理論公式估算推移質(zhì)輸沙率，

研究河床糙率等的基本資料。