水文测验复习-海洋仪器网资料库

1. 水文信息的采集可分为几种情况?

答:水文信息采集与处理是研究各种水文信息的测量、计算与数据处理的原理和方法的一门科学,是水文学与水资源学的重要组成部分。水文信息的采集有两种情况:一种是对水文事件当时发生情况下实际观测的信息,另一种是对水文事件发生后进行调查所得到得信息。

2.什么是水文测站?其观测的项目有哪些?

答:在流域内一定地点(或断面)按统一标准对所需要的水文要素作系统观测以获取信息并进行处理为即时观测信息,这些指定的地点称为水文测站。

水文测站所观测的项目有:水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰凌、水质、地下水位等。只观测上述项目中的一项或少数几项的测站,则按其主要观测项目而分别称为水位站、流量站(也称水文站)、雨量站、蒸发站等。水质监测站定期采集实验室分析水样和对某些水质项目进行现场测定。

3.什么是水文站网?水文站网布设测站的原则是什么?

答:由于单个测站观测到的水文要素其信息只代表了站址处的水文情况,而流域上的水文情况则须在流域内的一些适当地点布站观测,这些测站在地理上的分布网称为水文站网。

水文站网布设测站的原则是通过所设站网采集到的水文信息经过整理分析后,达到可以内插流域内任何地点水文要素的特征值,这也就是水文站网的作用。具体来讲,(1)按站网规划的原则布设测站;(2)预计将修建水利工程的地段,一般应布站观测;(3)对于较小流域,虽然不可能全部设站观测,应在水文特征分区的基础上,选择有代表性的河流进行观测;(4)在中、小河流上布站时还应当考虑暴雨洪水分析的需要;(5)布站时应注意雨量站与流量站的配合;(6)对于平原水网区和建有水利工程的地区,应注意按水量平衡的原则布站。也可以根据实际需要,安排部分测站每年只在部分时期(如汛期或枯水期)进行观测;(7)水质监测站的布设,应以监测目标、人类活动对水环境的影响程度和经济条件这三个因素作为考虑的基础。

4.收集水文信息的基本途径有哪些?并指出其优缺点。

答:按信息采集工作方式的不同,收集水文信息的基本途径可分为驻测、巡测、间测和水文调查四种。

(1)驻测就是水文观测人员常驻河流或流域内的固定观测站点上,对流量、水位、降水量等水文要素所进行的观测。根据实际需要,驻测可分为常年驻测、汛期驻测或某规定时期驻测。驻测是我国收集水文信息的最基本方式,但存在着用人多、站点不足、效益低等缺点。

(2)巡测是水文观测人员以巡回流动的方式定期或不定期地对一个地区或流域内的各观测站点进行流量等水文要素的观测。巡测可以是区域性巡测、沿线路巡测、常年巡测或季节性巡测。巡测是解决测站无人值守问题的重要手段。

(3)间测是中小河流水文站有10年以上资料分析证明其历年水位流量关系稳定,或其变化在允许误差范围内,对其中一要素(如流量)停测一时期再施测的测停相间的测验方式。停测期间,其值由另一要素(水位)的实测值来推算。

(4)水文调查是为弥补水文基本站网定位观测的不足或其它特定目的,采用勘测、调查、考证等手段而进行的收集水文及有关信息的工作。水文调查是水文信息采集的重要组成部分,它受时间、地点的限制较小,可在事后补测,并能有效地收集了解基本站集水面积上所要求的水文信息,有较大的灵活性。5.什么是水位?观测水位有何意义?

答:水位是指河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面离开固定基面的高程,以m计。水位与高程数值一样,要指明其所用基面。目前我国统一采用黄海基面,但各流域由于历史的原因,多沿用以往使用的大沽基面、吴淞基面、珠江基面,也有使用假定基面、测站基面或冻结基面的,因此使用水位资料时要查清其基面。

观测水位的作用一是直接为水利、水运、防洪、防涝提供具有单独使用价值的资料,如堤防、坝高、桥梁及涵洞、公路路面标高的确定,二是为推求其他水文数据而提供间接运用资料。如水资源计算,水文预报中的上、下游水位相关法等。

6.观测水位的常用设备有哪些?

答:水位观测的常用设备有水尺和自记水位计两类。

水尺按其构造形式不同,可分为直立式、倾斜式、矮桩式与悬锤式等。

自记水位计则能将水位变化的连续过程自动记录下来,有的还能将所观测的数据以数字或图像的形式远传室内,使水位观测工作趋于自动化和远传化。

7.什么是流量?测量流量的方法有哪些?

答:流量是单位时间内流过江河某一横断面的水量,以m 3/s 计。它是反映水资源和江河、湖泊、水库等水体水量变化的基本数据,也是河流最重要的水文特征值。

流量测验的方法很多,按其工作原理,可分为下列几种类型:

(1)流速面积法:有流速仪法、航空法、比降面积法、积宽法(动车法、动船法和缆道积宽法)、浮标法(按浮标的形式可分为水面浮标法、小浮标法、深水浮标法等)。

(2)水力学法:包括量水建筑物和水工建筑物测流。

(3)化学法:又称溶液法、稀释法、混合法。

(4)物理法:有超声波法、电磁法和光学法。

(5)直接法:有容积法和重量法,适用于流量极小的沟涧。

8.河道断面的测量是如何进行的?

答:河道水道断面扩展至历年最高洪水位以上0.5--1.om 的断面称为大断面。大断面的面积分为水上、水下两部分,水上部分面积采用水准仪测量的方法进行;水下部分面积测量称水道断面测量。

河道水道断面的测量,是在断面上布设一定数量的测深垂线,施测各条测深垂线的起点距和水深并观测水位。

测深垂线的起点距是指该测深垂线至基线上的起点桩之间的水平距离。测定起点距的方法有断面索法、仪器测角交会法、全球定位系统(GPS)定位的方法。

水深一般用测深杆、测深锤、测深铅鱼或超声波回声测深仪。

9.流速仪测量流速的原理是什么?

答:流速仪(旋杯或旋桨式)是用来测定水流中任意指定点的水流平均流速的仪器。它是由感应水流的旋转器(旋杯或旋桨),记录信号的记数器和保持仪器正对水流的尾翼等三部分组成。旋杯或旋桨受水流冲动而旋转,流速愈大,转速愈快。按每秒转数与流速的关系,便可推算出测点的流速,每秒转数n 与流速V 的关系,在流速仪鉴定槽中通过实验确定。每部流速仪出厂时都附有检定后的流速公式,为c Kn V +=(K 为仪器的检定常数,C 为机器摩阻系数)

10.浮标法测流的原理是什么?

答: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。

用水面浮标法测流时,首先在上游浮标投放断面,沿断面均匀投放浮标,投放的浮标数目大致与流速仪测流时的测速垂线数目相当。用秒表观测各浮标流经浮标上、下断面间的运行历时i T ,用经纬仪测定各浮标流经浮标中断面(测流断面)的位置(定起点距)。然后将上、下浮标断面的距离L 除以i T ,得到各浮标的虚流速f v ,同时并绘制浮标虚流速沿河宽的分布图,从虚流速分布图上内插出相应各测深垂线处的水面虚流速,计算两条测深垂线间的部分面积i A 和部分平均虚流速fi v ,则部分虚流量为fi i i

v A q =。全断面的虚流量fi i i f v A q Q ∑∑==,则断面流量Q 为断面虚流量乘以浮标系数f K ,即f f Q k Q =。

11.水位流量关系不稳定的原因何在?

答:天然河道中,由于洪水涨落、断面冲淤、变动回水影响以及结冰和生长水草等其他因素的个别和综合影响,使水位与流量间的关系不呈单值函数关系,即水位流量关系不稳定。

12.水位流量关系曲线的高低水延长有哪些方法?

答:测站测流时,由于施测条件限制或其他种种原因,致使最高水位或最低水位的流量缺测或漏测。为取得全年完整的流量过程,必须进行高低水时水位流量关系的延长。

对稳定的水位流量关系进行高低水延长常用的方法有以下几种:

(1)水位面积与水位流速关系高水延长

适用于河床稳定,水位面积、水位流速关系点集中,曲线趋势明显的测站。其中,高水时的水位面积关系曲线可以根据实测大断面资料确定。某一高水位下的流量,便可由该水位的断面面积和流速的乘积来确定。

(2)用水力学公式高水延长

此法可避免水位面积与水位流速关系高水延长中水位流速顺趋势延长的任意性,用水力学公式计算出外延部分的流速值来辅助定线。

(3)水位流量关系曲线的低水延长法

低水延长一般是以断流水位作为控制进行水位流量关系曲线向断流水位方向所作的延长。断流水位是指流量为零时的相应水位。假定关系曲线的低水部分用以下的方程式来表示:Q=K(Z-Zo)

n

式中Zo--断流水位;n ,K 一分别为固定的指数和系数。

在水位流量曲线的中、低水弯曲部分,依次选取a 、b 、c 三点,它们的水位和流量分别为Z a 、Z b 、Z c 及Q 。、Q b 、Q c 。若Qb=Q a Q c ,代人上式,求解得断流水位为: b

c a b c a O Z Z Z Z Z Z Z 22-+-= 求得断流水位Zo 后,以坐标(Zo ,o)为控制点,将关系曲线向下延长至当年最低水位即可。

13.测验河段的选择原则。 答:(1)首先应满足设站目的;根据这一原则,可确定测验河段的大致范围,

(2)能保证各级洪水安全操作与测验精度,有利于建立尽可能稳定、简单的水位流量关系。

(3)在满足上述原则的前提下,尽可能照顾生活、交通、通讯上的方便。

14.简述一个水文测站包含的基本断面并画出断面布设示意图。

答:一个水文测站断面根据不同的用途可分为:基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面、比降水尺断面。断面布设示意图如下。

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15.水位的概念及其影响因素。

答:水位是指河流或其他水体的自由水面相对于某一基面的高程,单位以米表示。

水位的变化主要取决于水体自身水量的变化,约束水体条件的改变,以及水体受干扰等因素的影响。另外一些特殊情况,如堤防的溃决,分洪以及河流结冰或消融,水体的相互干扰等,都会导致水位的变化。

16.简要说明水位、基面、水准点间的关系。

答:水位是水体的自由水面,相对于某一基面的高程,所以基面高程是水位的基础。一般都以一个基本水准面为起始面,这个基本水准面又成为基面。基面的高程通常是从国家水准点引测过来的。所以要读水位首先要有一个水准点高程,根据这个水准点高程我们确定测站基面高程。测站的水位就是河床水面相对于这个基面的高程。

17.简述断面测量的意义及主要工作内容。

答:断面测量是流量测验工作重要的组成部分。断面流量要通过对过水断面面积及流速的测定来间接加以

计算,因此断面测量的精度直接关系到流量成果的精度。同时,断面资料又是研究部署测流方案,选择资料整编方法的依据;对于研究分析河床的演变规律,河道或航道整治都是必不可少的。断面测量的内容是测定河床各点的起点距及其高程,它包括水上断面测量和水下断面测量两个部分。

18.简述流量资料整编工作的内容。

答:搜集水位、流量及有关资料;审核水位、流量原始资料;确定整编方法;作单站合理性检查及编制有关的整编说明书。

1.水文测站是在河流或流域上设立的,按一定技术标准经常收集和提供水文要素的各种水文观测现场的总称。

2.水文测验是系统收集和整理水文资料的各种技术工作的总称。

3.水文站网是在一定地区,按一定原则,用适当数量的各类水文测站构成的水文资料收集系统。

4.测站控制是对水文站水位流量关系稳定性起控制作用的断面或河段水力因素综合影响的总称。

5.输沙率是指单位时间内通过某一过水断面的干沙重量,是断面流量与断面平均含沙量的乘积。

6.相应水位:是在水位流量关系图上与实测流量相对应的某一瞬时水位。

7.日平均水位:是指在某一水位观测点1日内水位的平均值。

8.保证率水位:是指在一年内有多少天高于或等于某一水位。

9.最高水位:是指在某一水位观测点上指定时段内瞬时水位的最大值。

10.最低水位:是指在某一水位观测点上指定时段内瞬时水位的最小值。

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