水文信息采集與處理-文庫吧
2025-06-02 20:00 本頁面
【正文】 確定,二是為推求其他水文數(shù)據(jù)而提供間接運用資料。如Q=f(Z),s=(Z2Z1)/L,水資源計算,水文預(yù)報中的上、下游水位相關(guān)法等。其中Q為流量,以m3/s計。S為比降,以千分率或萬分率表示。ZZl分別為上、下比降斷面的水位。L為上、下比降斷面的間距,單位均以m計。水位觀測的常用設(shè)備有水尺和自記水位計兩類。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)加上水尺零點的高程即為當(dāng)時的水位值?？梢娝吡泓c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)點對各水尺的零點高程進(jìn)行校核。自記水位計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。在荷蘭水文信息服務(wù)中心,從計算機屏幕上可直接調(diào)看或用電話直接詢問全國范圍內(nèi)各測站當(dāng)時的水位,而這些又幾乎都是無人駐守測站。水位的觀測包括基本水尺和比降水尺的水位?；舅叩挠^測,當(dāng)水位變化緩慢時(),每日8時和20時各觀測一次(稱2段制觀測,8時是基本時)。,用1段制觀測。~024m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。比降水尺觀測的目的是計算水面比降,分析河床糙率等。其觀測次數(shù),視需要而定。水位觀測數(shù)據(jù)整理工作的內(nèi)容包括日平均水位、月平均水位、年平均水位的計算。日平均水位的計算方法有二:1. 算術(shù)平均法計算：若一日內(nèi)水位變化緩慢,或水位變化較大,但系等時距人工觀測或從自記水位計上摘錄,采用算術(shù)平均法計算。2. 面積包圍法：若一日內(nèi)水位變化較大、且系不等時距觀測或摘錄,則采用面積包圍法,即將當(dāng)日0~24小時內(nèi)水位過程線所包圍的面積,除以一日時間求得(見圖32),其計算公式為： (31)如0時或24時無實測數(shù)據(jù),則根據(jù)前后相鄰水位直線內(nèi)插求得。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。如刊布的水文年鑒中,均載有各站的日平均水位表，年平均水位,年及各月的最高、最低水位。汛期內(nèi)水位詳細(xì)變化過程則載于水文年鑒中的汛期水文要素摘錄表內(nèi)。圖32面積包圍法示意圖第三節(jié) 流量測驗一、概述流量是單位時間內(nèi)流過江河某一橫斷面的水量,以m3/s計。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。流量是根據(jù)河流水情變化的特點,在水文站上用各種測流方法進(jìn)行流量測驗取得實測數(shù)據(jù),經(jīng)過分析、計算和整理而得的資料,用于江河流量變化的規(guī)律,為國民經(jīng)濟各部門服務(wù)。測流方法很多,按其工作原理,可分為下列幾種類型。(1 )流速面積法。有流速儀法、航空法、比降面積法、積寬法(動車法、動船法和纜道積寬法)、浮標(biāo)法(按浮標(biāo)的形式可分為水面浮標(biāo)法、小浮標(biāo)法、深水浮標(biāo)法等)。(2 )水力學(xué)法。包括量水建筑物和水工建筑物測流。(3 )化學(xué)法。又稱溶液法、稀釋法、混合法。（4）物理法。有超聲波法、電磁法和光學(xué)法。（5）直接法。有容積法和重量法，適用于流量極小的溝澗。本節(jié)主要介紹流速儀法測流。二、流速儀法測流由于河流過水?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不同而變化，即V=f(b,h)。其中V為斷面上某一點的流速,b為該點至水邊的水平距離，h為該點至水面的垂直距離。因此，通過全斷面的流量Q為: (32)式中A一一水道斷面面積,dA則為A內(nèi)的單元面積(其寬為db,高為dh),m2。V一一垂直于dA的流速,m/s。B一一水面寬度,m。H一一水深,m。因為f(b,h)的關(guān)系復(fù)雜,目前尚不能用數(shù)學(xué)公式表達(dá),實際工作中把上述積分式變成有限差分的形式來推求流量。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算出各部分面積上的平均流速i,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: (33)式中qi一一第i個部分的部分流量,m3/s 。n一一部分的個數(shù)。需要注意的是,實際測流時不可能將部分面積分成無限多,而是分成有限個部分,所以實測值只是逼近真值。河道測流需時間較長,不能在瞬時完成,因此實測流量是時段的平均值。由此可見,測流工作實質(zhì)上是測量橫斷面及流速測驗兩部分工作。(二)斷面測量河道水道斷面的測量,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距和水深并觀測水位,各測深垂線處的河底高程為：河底高程=水位水深測深垂線的位置,應(yīng)根據(jù)斷面情況布設(shè)于河床變化的轉(zhuǎn)折處,并且主槽較密,灘地較稀。測深垂線的起點距是指該測深垂線至基線上的起點樁之間的水平距離。測定起點距的方法有多種：斷面索法，適宜中小河流，可在斷面上架設(shè)過河索道,并直接讀出起點距,稱此法為斷面索法。儀器測角交會法，大河上常用儀器測角交會法。常用儀器為經(jīng)緯儀,平板儀、六分儀等。如用經(jīng)緯儀測量,在基線的另一端(起點距是一端)架設(shè)經(jīng)緯儀,觀測測深垂線與基線之間的夾角。因基線長度已知,即可算出起點距。目前最先進(jìn)的是用全球定位系統(tǒng)(GPS)定位的方法,它是利用全球定位儀接收天空中的三顆人造定點衛(wèi)星的特定信號來確定其在地球上處位置的坐標(biāo),優(yōu)點是不受任何天氣氣候的干擾,24小時均可連續(xù)施測,且快速、方便、準(zhǔn)確。水深一般用測深桿、測深錘或測深鉛魚等直接測量。超聲波回聲測聲儀也可施測水深,它是利用超聲波具有定向反射的特性,根據(jù)聲波在水中的傳播速度和超聲波從發(fā)射到回收往返所經(jīng)過的時間計算出水深,具有精度好、工效高、適應(yīng)性強、勞動強度小,且不易受天氣、潮涉和流速大小限制等優(yōu)點。大斷面：~。它是用于研究測站斷面變化的情況以及在測流時不施測斷面可供借用斷面。大斷面的面積分為水上、水下兩部分。水上部分面積采用水準(zhǔn)儀測量的方法進(jìn)行。水下部分面積測量稱水道斷面測量。由于測水深工作困難,水上地形測量較易,所以大斷面測量多在枯水季節(jié)施測,汛前或汛后復(fù)測一次。但對斷面變化顯著的測站,大斷面測量一般每年除汛前或汛后施測一次外,在每次大洪水之后應(yīng)及時施測過水?dāng)嗝娴拿娣e。(三)流速測量 圖33為旋杯式流速儀1一旋杯,2一傳訊盒，3一電鈴計數(shù)器。4一尾翼；5一鋼絲繩,6一繩鉤；7一懸桿；8一鉛魚圖34旋槳式流速儀
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