第三章水文測(cè)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(cè)驗(yàn)與水文調(diào)查水文測(cè)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(duì)水文事件當(dāng)時(shí)發(fā)生情況下實(shí)際觀測(cè)的信息；另一種是對(duì)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(duì)所需要的水文要素作系統(tǒng)觀測(cè)，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(cè)站。即：水文測(cè)站是組織進(jìn)行水文觀測(cè)的基層單位，也是收集水文資料的基本場(chǎng)所。第三章第2一節(jié)3.1.1水文測(cè)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(duì)指定地點(diǎn)（或斷面）的水文要素作系統(tǒng)觀測(cè)與資料整理。水文測(cè)站所觀測(cè)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(cè)上述項(xiàng)目中的一項(xiàng)或少數(shù)幾項(xiàng)的測(cè)站，則按其主要觀測(cè)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(cè)站性質(zhì)，河流水文測(cè)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(cè)站的任務(wù)及種類基本站是水文主管部門為掌握全國(guó)各地的

水文情況而設(shè)立的，是為國(guó)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(duì)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(cè)站的任務(wù)及種類水文站網(wǎng)因?yàn)閱蝹€(gè)測(cè)站觀測(cè)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(cè)，這些測(cè)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(cè)站的任務(wù)及種類建站包括選擇測(cè)驗(yàn)河段和布設(shè)觀測(cè)斷面。在站網(wǎng)規(guī)劃規(guī)定的范圍內(nèi)，具體選擇測(cè)驗(yàn)河段時(shí)，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(cè)驗(yàn)精度，并有利于簡(jiǎn)化水文要素的觀

測(cè)和信息的整理分析工作。水文測(cè)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(cè)流斷面、浮標(biāo)測(cè)流斷面以及儀測(cè)流斷面、浮標(biāo)測(cè)流斷面以及）。第三章第6二節(jié)3.1.2水文測(cè)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(cè)定測(cè)站各種高程的基本依據(jù)。校核水準(zhǔn)點(diǎn)是用來(lái)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(cè)站的設(shè)立基線布設(shè)：應(yīng)垂直于測(cè)流斷面，其起點(diǎn)設(shè)在測(cè)流斷面上，其長(zhǎng)度視河寬而定，一般應(yīng)滿足測(cè)流是最小測(cè)繪角

不小于30o的要求

?；€是用來(lái)通過(guò)三角測(cè)量以確定足測(cè)流時(shí)最小的交繪角不小于測(cè)流斷面上的測(cè)點(diǎn)位置的（圖3-1）。3.1.2水文測(cè)站的設(shè)立第三章第8二節(jié)降水、蒸發(fā)及入滲觀測(cè)降水觀測(cè)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(cè)第三章第12二節(jié)水面蒸發(fā)的觀測(cè)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(cè)定測(cè)定土壤蒸發(fā)，常用

稱重式土壤蒸發(fā)器。它是通過(guò)測(cè)量一時(shí)段（一般為1d）內(nèi)蒸發(fā)器中土塊重量變化，并考慮到觀測(cè)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(cè)第三章第16二節(jié)目前，測(cè)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(chǎng)法，簡(jiǎn)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(cè)驗(yàn)及流量資料整編第三章第18三節(jié)水位觀測(cè)水位觀測(cè)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(jià)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(bào)中的上、下游水位相關(guān)法等。水位：對(duì)某一基面而言，用高程表示江、河、湖、

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

。因此，使用時(shí)應(yīng)注意

查明。絕對(duì)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(guó)曾沿用過(guò)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

島黃海基面

。假定基面：這是在水文測(cè)站附近沒(méi)有國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)或在一時(shí)還不具備接測(cè)條件的情況下暫時(shí)假定的一個(gè)水準(zhǔn)基面。

(3)測(cè)站基面：某些水文測(cè)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(lái)計(jì)算水位高度。(4)凍結(jié)基面：將測(cè)站第一次使用的基面凍結(jié)下來(lái)作為永久固定基面的—種基面，也屬水文測(cè)站專用的另一種假定基面。使用凍結(jié)基面可保持測(cè)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(cè)驗(yàn)及流量資料整編3.3流量測(cè)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(cè)第三章第21三節(jié)水位觀測(cè)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(cè)時(shí)，水面在水尺上的讀數(shù)加上水尺零點(diǎn)高程即為當(dāng)時(shí)的水位值?？梢?jiàn)水尺零點(diǎn)高程是一個(gè)重要的數(shù)據(jù)，要定期根據(jù)測(cè)站的校核水準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)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(cè)量出來(lái)。3.3流量測(cè)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(cè)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(guò)程自動(dòng)記錄下來(lái)，有的還能將所觀測(cè)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(cè)工作趨于自動(dòng)化和遠(yuǎn)傳化。第三章第23三節(jié)水位的觀測(cè)第三章第24三節(jié)基本水尺的觀測(cè)，當(dāng)水位變化緩慢時(shí)（日變幅在

0.12m以內(nèi)），每日8時(shí)和20時(shí)各觀測(cè)一次（稱2段制觀測(cè)，8時(shí)是基本時(shí)）；枯水期日變幅在0.06m以內(nèi)，用1段制觀測(cè)；日變幅在0.12~0.24m時(shí)，用4段制觀測(cè)；依次8段、12段制等。有峰谷出現(xiàn)時(shí)，還要加測(cè)。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(shí)，或水位變化較大但各次觀測(cè)的時(shí)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(cè)時(shí)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(guò)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(guò)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(cè)驗(yàn)第三章第27三節(jié)流速儀測(cè)流及流量計(jì)算

流量是單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)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(kù)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(cè)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(cè)流法、浮標(biāo)測(cè)流法、比降面積

法等，這是我國(guó)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(cè)流方法很多，本節(jié)主要介紹流速儀法測(cè)流，簡(jiǎn)單介紹浮標(biāo)法測(cè)流。流速儀法是用流速儀測(cè)定水流速度，并由流速與斷面面積的乘積來(lái)推求流量的方法。它是目前國(guó)內(nèi)外廣泛使用的測(cè)流方法，也是最基本的測(cè)流方法。流速儀測(cè)流是用普通測(cè)量方法測(cè)定過(guò)水?dāng)嗝?。?/p>

流速儀測(cè)定流速，通過(guò)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(cè)驗(yàn)流速儀測(cè)流原理由于河流過(guò)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(duì)斷面內(nèi)各點(diǎn)流速產(chǎn)生影響。因此在過(guò)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(guó)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(hào)的記錄器和保持儀器正對(duì)水流的尾翼等部分組成。旋杯或旋槳受水流沖動(dòng)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(cè)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(guò)實(shí)驗(yàn)確定。第三章第30三節(jié)流速儀測(cè)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(cè)流原理第三章第33三節(jié)測(cè)流時(shí)，只需記錄儀器旋轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)n和總歷時(shí)T，即可求出平均每秒轉(zhuǎn)數(shù)，利用（3-3）式測(cè)點(diǎn)流速，即可求出測(cè)點(diǎn)流速V。為了消除流速脈動(dòng)的影響，規(guī)范要求T≥100s。流速儀法測(cè)流，就是將水道斷面劃分為若干部分，用普通測(cè)量方法測(cè)算出各部分?jǐn)嗝娴拿娣e，用流

速儀施測(cè)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(jiàn)，測(cè)流工作實(shí)質(zhì)上是測(cè)量橫斷面及流速兩部分工作。第三章第34三節(jié)流量測(cè)量原理斷面的測(cè)量是在斷面上布設(shè)一定數(shù)量的測(cè)深垂線，施測(cè)各條測(cè)深垂線的起點(diǎn)距和水深并觀測(cè)水位，用施測(cè)時(shí)的水位減去水深，即得各測(cè)深垂線處的河底高程。斷面測(cè)量工作包括水道斷面測(cè)量和大斷面測(cè)量?jī)煞N，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(cè)深垂線的數(shù)目、位置的確定：測(cè)深垂線的起點(diǎn)距：測(cè)深垂線至基線上的起點(diǎn)樁之間的水平距離。測(cè)量方法有斷面索法、儀器測(cè)角交會(huì)法、全球定位系統(tǒng)（GPS）定位法。水深測(cè)法有測(cè)深桿、測(cè)深錘、測(cè)深鉛魚、超聲波回聲儀等。第三章第35三節(jié)流速儀法測(cè)流步驟A.水道斷面測(cè)量是在斷面上布設(shè)一定數(shù)量的測(cè)深垂線，如下圖，施測(cè)各條垂線的水深，同時(shí)測(cè)得每條測(cè)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(shí)觀測(cè)水位，用施測(cè)時(shí)的水位減去水深，得到各測(cè)深垂線處的河底高程。3.3流量測(cè)驗(yàn)及流量資料整編斷面測(cè)量示意圖第三章第36三節(jié)a.水深測(cè)量測(cè)量水深的方法通常用測(cè)深桿、測(cè)深錘、鉛魚直接測(cè)出每根測(cè)深垂線的水深。當(dāng)水很深、流速很大時(shí)，可用回聲測(cè)深儀測(cè)量水深。3.3流量測(cè)驗(yàn)及流量資料整編測(cè)深桿測(cè)深錘回聲測(cè)深儀測(cè)量示意圖37b.起點(diǎn)距的測(cè)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(cè)量好它們的位置，測(cè)量水深的同時(shí)，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(cè)站，精度較高。3.3流量測(cè)驗(yàn)及流量資料整編第三章第38三節(jié)b.起點(diǎn)距的測(cè)定交會(huì)法ⅰ)經(jīng)緯儀岸上交會(huì)法：水文站在布設(shè)測(cè)流斷面時(shí)，同

時(shí)布設(shè)基線(AC)，并用精確方法量出基線的長(zhǎng)度L，測(cè)角時(shí)，將經(jīng)緯儀安放在基線的終點(diǎn)，測(cè)出角度，則起點(diǎn)距為ⅱ)六分儀船上交會(huì)法（略）3.3流量測(cè)驗(yàn)及流量資料整編交會(huì)法示意圖39B.大斷面測(cè)量大斷面測(cè)量是單獨(dú)進(jìn)行的，一般在汛前、汛后或較大洪水過(guò)后施測(cè)，包括水上及水下兩部分，水下部分同上述水道斷面的施測(cè)方法，水上部分采用水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行。第三章第40三節(jié)3.3流量測(cè)驗(yàn)及流量資料整編流速測(cè)量流速儀只能測(cè)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(cè)速垂線（一般在測(cè)深垂線中選擇若干條同時(shí)兼作測(cè)速垂線），在每一條測(cè)速垂線上布設(shè)一定數(shù)目的測(cè)速點(diǎn)進(jìn)行測(cè)速，最后根據(jù)測(cè)點(diǎn)流速的平均值求得測(cè)線平均流速，再由測(cè)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(cè)速垂線數(shù)目，根據(jù)河寬、水深來(lái)確定。測(cè)速垂線上的測(cè)點(diǎn)數(shù)，根據(jù)垂線的水深，流速儀的懸吊

方式和測(cè)量精度的要求來(lái)確定。第三章第41三節(jié)3.3流量測(cè)驗(yàn)及流量資料整編下表為我國(guó)精測(cè)法、常測(cè)法最少測(cè)速垂線數(shù)目的規(guī)定3.3流量測(cè)驗(yàn)及流量資料整編第三章第42三節(jié)流速測(cè)點(diǎn)的位置3.3流量測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)速垂線所構(gòu)成的岸邊部分（兩個(gè)，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(cè)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(guò)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(cè)流當(dāng)使用流速儀測(cè)流有困難時(shí)，使用浮標(biāo)測(cè)

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(lái)推算斷

面流量。第三章第51三節(jié)用水面浮標(biāo)法測(cè)流時(shí)，測(cè)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(guò)水?dāng)嗝嫦嗯浜?，?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(cè)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(rùn)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(cè)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(cè)站得到的原始資料，都要經(jīng)過(guò)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(guó)民經(jīng)濟(jì)部門應(yīng)用。

根據(jù)實(shí)測(cè)水位、流量資料建立水位流量關(guān)系曲線，

則可通過(guò)它把水位變化過(guò)程轉(zhuǎn)換成流量變化過(guò)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(zhǎng)幅度不應(yīng)超過(guò)當(dāng)年實(shí)測(cè)流量所占水位變幅的延長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)。（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(jiǎn)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(cè)驗(yàn)河段受斷面沖淤、洪水漲落、變動(dòng)回水或其他因素的個(gè)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(shí)受到多種因素影響時(shí)，水位流量關(guān)系常用

連時(shí)序法進(jìn)行處理。連時(shí)序法就是按實(shí)測(cè)流量的時(shí)間順序來(lái)連接水位流量關(guān)系曲線。在按時(shí)序連線時(shí)，應(yīng)參照水位面積關(guān)系的變動(dòng)情況以及水位過(guò)程線的起伏變動(dòng)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(zhǎng)根據(jù)水位面積、水位流速關(guān)系線延長(zhǎng)

對(duì)于河床比較穩(wěn)定、河槽斷面沒(méi)有特殊變化的測(cè)站，當(dāng)水位流速關(guān)系曲線趨勢(shì)明顯時(shí)，因水位流

速關(guān)系曲線上端近于直線變化，故可按趨勢(shì)延長(zhǎng)。而水位面積關(guān)系可以通過(guò)實(shí)測(cè)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(cè)的水位流量關(guān)系向高水位部分延長(zhǎng)。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(zhǎng)（2）用曼寧公式延長(zhǎng)

用曼寧公式求得斷面平均流速，從而延長(zhǎng)水位流量關(guān)系曲線。（P53頁(yè)）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(zhǎng)低水延長(zhǎng)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(zhǎng)。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(cè)站縱橫斷面資料作判斷。如測(cè)站下游有淺灘或石梁，則以其頂部高程作為斷流水位；如測(cè)站下游長(zhǎng)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(shí)，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(shí)，則用逐時(shí)水位推求逐時(shí)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：?jiǎn)握緳z查，綜合性檢查，上下游或

干支流上的測(cè)站與本站流量數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行對(duì)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(wú)誤后，才能作為正式資料提供使用。3.4坡面流測(cè)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(shí)，人類活動(dòng)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(dòng)對(duì)坡面流和坡面泥沙的影響程度是必要的。目前，測(cè)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(shí)，應(yīng)考慮如下幾個(gè)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(duì)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(lái)水，并在天然條件下，便于布置各種觀測(cè)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(duì)比的需要。實(shí)驗(yàn)溝的面積不宜過(guò)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(cè)驗(yàn)3.4坡面流測(cè)驗(yàn)3.4.2實(shí)驗(yàn)溝的測(cè)流設(shè)施為了測(cè)得實(shí)驗(yàn)溝的坡面流量及泥沙流失量，其測(cè)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(chǎng)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(cè)流設(shè)施第三章第66四節(jié)3.4.3徑流小區(qū)的測(cè)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(lái)→再取0.1~1L，即可分析含沙量。觀測(cè)方法：徑流觀測(cè)泥沙測(cè)定第三章第68四節(jié)3.4.3徑流小區(qū)的測(cè)流設(shè)施3.4.3徑流小區(qū)的測(cè)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(shí)，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(cè)出鐵、竹簽的高程，經(jīng)過(guò)若干時(shí)間后，再測(cè)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(cè)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(cè)流設(shè)施3.5泥沙測(cè)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(dòng)，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(dòng)或滾動(dòng)，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(gè)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(shí)間內(nèi)流過(guò)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(shí)間的變化過(guò)程就可算出任何時(shí)段內(nèi)通過(guò)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(cè)驗(yàn)與計(jì)算由于天然河流過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的含沙量并不一致，必須由

測(cè)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(shí)測(cè)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(cè)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行。3.5泥沙測(cè)驗(yàn)第三章第73五節(jié)3.5.1.1含沙量測(cè)驗(yàn)第三章第74五節(jié)為求得測(cè)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(shí)式采樣法：采樣是在一個(gè)時(shí)段內(nèi)進(jìn)行。積深式采樣法：取樣時(shí)，取樣瓶在測(cè)線上由水面到河底（或上、下往返）勻速移動(dòng)，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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(shí)，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(cè)次，平水期一般每日定時(shí)取樣1次；含沙量變化很小時(shí)，可5-10d取樣1次；含沙量有明顯變化時(shí)，每天應(yīng)取樣2次以上；洪

水期每次較大洪峰過(guò)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(dòng)不大時(shí)，斷面平均含沙量（簡(jiǎn)稱斷沙）與斷面某一垂線或某一測(cè)點(diǎn)的含沙量（簡(jiǎn)稱單沙）之間有穩(wěn)定關(guān)系。通過(guò)多次實(shí)測(cè)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(gè)測(cè)點(diǎn)）上進(jìn)行，便大大地簡(jiǎn)化了測(cè)驗(yàn)工作。根據(jù)多次實(shí)測(cè)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(guò)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(cè)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(duì)水庫(kù)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(shí)間內(nèi)通過(guò)測(cè)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(guó)自制的這類儀器有黃河59型和長(zhǎng)江大型推移質(zhì)采樣器。卵石推移質(zhì)采樣器通常用來(lái)施測(cè)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(cè)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(cè)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(jí)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(shí)

使用。另外，河床質(zhì)的顆粒級(jí)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。