水文与水资源专业
水文测验
姓名: 周安
班级: 15水文大专班学号: 20151910
指导教师: 郭成建
二〇一七年五月
目录
第一部分概述 ......................................................................... o ne
一、实习目的............................................................................................ o ne
二、实习时间、人员、地点安排............................................................ o ne
三、注意事项和要求................................................................................ o ne
四、实习内容............................................................................................ t wo
五、思考题或总结................................................................................. three
1、编写实习报告 .......................................................................... three
2、其他（评分标准） .................................................................... four 第二部分赣州与周边水坏境调查 .. (iv)
一、水文站概述 (iv)
二、赣州洪水 (iv)
三、赣州河流............................................................................................ s ix
四、赣州降雨............................................................................................ s ix 第三部分实训内容.................................................................. e ight
一、水文测站的基本概况、工作性质和工作内容............................ e ight
1、基本概况 ................................................................................... e ight
2、工作性质 ................................................................................. e ight
3、工作内容 ................................................................................. e ight
二、水文测站测验河段选择、断面布设、基线及高程基点的布设. n ine
1、河段的选择原则 ........................................................................ n ine
三、水文测验要素的表示符号和计量单位...........................................ten
四、直立式水尺的布设原则及仪器设备性能，掌握水尺的零点高程测定和水位观测方法....................................................................................... eleven 布设原则：................................................................................... eleven
五、日平均水位计算方法................................................................. twelve
六、河道流量测验流程及计算方法............................................... t hirteen
1、流速仪的使用 .................................................................... t hirteen
2、起点距测量及水面宽计算 ................................................ t hirteen
3、测点流速测量 ................................................................... f ourteen
5、部分面积、部分流量的计算 ............................................. sixteen
6、过水断面A、Q、V的计算 ................................................ sixteen
七、悬移质泥沙测验及计算方法.................................................... sixteen
八、人工雨量筒、自记雨量计、水面蒸器的设备性能，掌握雨量、蒸发观测和计算方法........................................................................................ e ighteen
1、人工雨量筒 ......................................................................... e ighteen
2、自记雨量计 ......................................................................... e ighteen
3、水面蒸器的设备性能 ....................................................... e ighteen
4、雨量、蒸发观测和计算方法 .......................................... nineteen
九、水文缆道测流操作方法......................................................... nineteen
十、河道大断面测量及计算方法、历史特大洪水的调查方法.....twenty 实训总结 ......................................................................... t wenty-one 参考文献 ........................................................................ twenty-two
第一部分概述
一、实习目的
1、通过水文测验实习，了解水文测站的工作任务和内容；知道水文资料的收集方法与历史特大洪水的调查方法；清楚各种水文测量仪器的用法和有关水文要素的观测方法；重点掌握雨量、水位观测和流速仪流量测验及流量计算。
2、学生在实习期间，要求在测站跟班工作，并对雨量、蒸发、水位、流量、泥沙等项目的测量进行实际操作，同时作好实习笔记，编写实习报告作好准备。通过实际操作的训练，达到巩固所学的水文测验学基本理论知识，为后阶段学好水利计算打下良好的基础。
二、实习时间、人员、地点安排
时间：2017年5月15日～6月2日，共19天
实习人员：水院15级水文水资源大专班共41人，其中男生25人、女生16人。
实习人员和地点安排详见附表。
三、注意事项和要求
1、实习单位在做好学员安置的同时，向实习生介绍测站各项规章制度、工作内容、测验操作流程及安全生产知识。在确保安全的情况下，多安排学生参与
水文测验、资料整理、水文预报及打扫卫生等工作实践。
2、各学员要认真遵守测站规章制度，熟悉测站工作和生活环境，积极参与测站各项工作，严禁违章操作，注意安全生产。自觉遵守作息制度，不迟到、早退，有事必须向指导教师请假，不得擅自离队。实习期间，学生不得游泳、戏水，必须穿着长裤和运动鞋，不得穿着高跟鞋、裙装、短裤等暴露较多的服装（因野外作业）。对不遵守纪律、不听从指挥、不顾劝阻、违反安全操作规程、擅自离队等行为造成损失或事故的，由学生自行负责。
3、实习期间，学校应安排指导老师加强实习生的生产生活安全管理和业务指导等。
四、实习内容
1、了解所在水文测站的基本概况、工作性质和工作内容。
2、了解水文测站测验河段选择、断面布设、基线及高程基点的布设。
3、了解水文测验要素的表示符号和计量单位。
4、了解直立式水尺的布设原则及仪器设备性能，掌握水尺的零点高程测定和水位观测方法。
5、熟悉日平均水位计算方法。
6、掌握河道流量测验流程及计算方法:
(1)流速仪的使用；
(2)水深测量；
(3)起点距测量及水面宽计算；
(4)测点流速测量；
(5)垂线平均流速、部分流速的计算；
(6)部分面积、部分流量的计算；
(7)过水断面A、Q、V的计算（表格形式计算）。
7、熟悉悬移质泥沙测验及计算方法(有此项目的水文站)。
8、了解人工雨量筒、自记雨量计、水面蒸器的设备性能，掌握雨量、蒸发观测和计算方法。
9、熟悉水文缆道测流操作方法(有此缆道的水文站)。
10、熟悉河道大断面测量及计算方法。了解历史特大洪水的调查方法。
11、编写实习报告。
五、思考题或总结
1、编写实习报告
实习目的、实习内容、水文测站的基本概况、实习过程和实习体会。实习报告要有必要的图示说明，必须按时独立完成，不得抄袭，流量计算要求准确，图表工整无误。实习报告要求附有相关图表。
2、其他（评分标准）
实习结束后，每人须完成《江西水利职业学院水文测验实习报告》，实习报告要求统一用黑色笔书写。《实习报告》要求格式规范、条理清晰、语句通顺、没有错别字。报告正文不少于2000字。实习报告的最后部分应谈谈通过本次实习后，对从事该项工作的感想。
根据学生的实习表现及《江西水利职业学院水文测验实习报告》的质量由指导老师综合评定（按优秀、良好、及格、不及格四级评定实习成绩）。
第二部分赣州与周边水坏境调查
一、水文站概述
坝上水文站建于1953年1月，是长江流域赣江水系章江控制站，国家重要水文站，控制流域面积7657平凡千米，占章江流域99.4%。测验项目有水位、降水量、水温、水质、流量、输沙、泥沙颗粒分析等。实测历年最高水位103.83米（1961年6月13日）；实测最低水位93.82米（2004年1月28日）；多年平均流量198立方米/秒；多年平均年径流量62.4亿立方米；多年平均悬移质输沙量101万吨；多年平均降水量1420毫米。
二、赣州洪水
赣州市河流是雨洪型河流，洪水主要由暴雨形成，汛期一般从3月下旬至9月底。洪水发生的时间和地区，与暴雨时空变化基本相应；洪水的大小，与降雨范围，强度以及暴雨的移动路径等密切相关。
1、锋面暴雨洪水4-6月的暴雨多为锋面雨形成的洪水是造成全市性洪灾的主要原因。
2、台风暴雨洪水7-9月的暴雨多为台风雨形成的洪水是造成中小流域山洪灾害的主要原因。
3、赣州洪水特点：突发性洪水、汇流时间段、水位暴涨暴落、流速大冲刷破坏力强。
三、赣州河流
赣州市四周山峦重叠、丘陵起伏，形成溪水密布，河流纵横。地势周高中低，南高北低，水系呈辐辏状向中心——章贡区汇集。赣南山区成为赣江发源地，也成为珠江之东江的源头之一。千余条支流汇成上犹江、章水、梅江、琴江、绵江、湘江、濂江、平江、桃江9条较大支流。其中由上犹江、章水汇成章江；由其余7条支流汇成贡江；章贡两江在章贡区相会而成赣江，北入鄱阳湖，属长江流域赣江水系。另有百条支流分别从寻乌、安远、定南、信丰流入珠江流域东江、北江水系和韩江流域梅江水系。区内各河支流，上游分布在西、南、东边缘的山区，河道纵坡陡，落差集中，水流湍急；中游进入丘陵地带，河道纵坡较平坦，河流两岸分布有宽窄不同的冲积平原。
四、赣州降雨
赣州市雨量充沛，年均降水量为1580.2毫米，年均降水日数为156至170天。
本市降水量年际变化比较大，最大年平均降水量是最小年平均降水量的2.02倍；单站年最大降水量与年最小降水量倍比为4.5。
在空间分布上，宁都、瑞金、全南为本市降水量最多的地区，兴国、于都、信丰和龙南等地年降水量接近全市平均值。章贡区、上犹、南康年降水量低于全市平均值。其中章贡区是全市降水量最少的地区。
在时间分布上，表现出季节分布不均且差别较大的特点。1至6月降水量呈
逐月增加的趋势，4月至6月降水量最为集中，7月份降水有较明显的减少，8月份又有所增加，9至10月份降水量逐月减少。
第三部分实训内容
一、水文测站的基本概况、工作性质和工作内容
1、基本概况
水文站（hydrological station），是观测及搜集河流、湖泊、水库等水体的水文、气象资料的基层水文机构。水文站观测的水文要素包括水位、流速、流向、波浪、含沙量、水温、冰情、地下水、水质等；气象要素包括降水量、蒸发量、气温、湿度、气压和风等。
2、工作性质
按测验项目分为观测水位、流量或兼测其他项目的水文站；只观测水位，或兼测降水量的水位站；只观测降水量的雨量站；只测水质的水质站；只测地下水的地下水井观测站；测量河流泥沙的泥沙站；观测水面蒸发和陆面蒸发的蒸发站。中国把水文站按性质分为基本站和专用站。前者的任务是收集实测资料，提供探索基本水文规律的资料，满足水资源评价、水文计算、水文情报、水文预报和水文科学研究的需要；后者是对基本站的补充。
3、工作内容
严格来讲，水文站的观测项目可分为：水位、流量、泥沙、降水、蒸发五大类，自2008年来还有断面污染取样。
流量观测内容有：流速、水深、风向风力；流速测量方法有：浮标法、流速
仪法及超声波法。流速测量设备有：吊箱、船、重铅鱼过河。
含沙量观测内容有：主要观测分析河流水中泥沙含量和泥沙粗细颗粒分级，取样分为悬移质、推移质、河床质，目前主要取样有悬移质和河床质。
降水观测内容：降雪和降雨，主要观测仪器为雨量计和雨量筒，雨量计主要观测降水，仪器型式有远传和非远传。
蒸发：与降水观测相反，降水观测是观测降到地面的水量，蒸发则是观测从地面到空中的水量，主要观测仪器为蒸发器和蒸发皿。
二、水文测站测验河段选择、断面布设、基线及高程基点的布设
1、河段的选择原则
在满足设站目的的要求的前提下，保证工作安全和测验精度，并有利与简化水文要素的观测和信息的整理分析工作。
2、观测断面的布设
水文测站一般应布设基线、水准点和各种断面，即基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面、比降断面。
3、基线及高程基点的布设
基线：用于测量断面起点距的基准线。基线的起点应位于测流断面，并垂直于测流断面。
图1—1
三、水文测验要素的表示符号和计量单位
水位水体表面在某一地点某一时刻高于某个特定基准面的高程称为水位。通常用观测水位推算流量。水位观测次数以能控制水位变化为准。（水位计的单位是cm。但是有用到江海的单位就是m，表示符号为Z。）流量单位时间内通过过水断面流体的体积，是反映水体水量变化的基本资料。（单位是立方米每秒，表示符号为S。）
泥沙泥沙测验包括悬移质、推移质的数量及颗粒级配、河床质的颗粒级配的测定。常用各种采样器采取样品进行室内测定。近年也有用同位素测沙仪在水流中直接测定悬移质的方法。（单位是kg/m3，表示符号为D。）降水用人工观测或自记雨量计记录（见雨水量）。（单位是毫米或升/
平方米，表示符号为P。）
四、直立式水尺的布设原则及仪器设备性能，掌握水尺的零点高程测定和水位观测方法
直立式水尺由水尺靠桩和水尺板组成。一般沿水位观测断面设置一组水尺桩，同一组的各支水尺设置在同一断面线上。使用时将水尺板固定在水尺靠桩上，构成直立水尺。水尺靠桩可采用木桩、钢管、钢筋混凝土等材料制成，水尺靠桩要求牢固，打入河底，避免发生下沉。水尺靠桩布设范围应高于测站历年最高水位、低于测站历年最低水位0.5米。水尺板通常是长1米，宽8～10厘米的搪瓷板、木板或合成材料制成。水尺的刻度必须清晰，数字清楚，且数字的下边缘应放在靠近相应的刻度处。水尺的刻度一般是1厘米，误差不大于0.5毫米。相邻两水尺之间的水位要有一定的重合，重合范围一般要求在0.1～0.2米，当风浪大时，重合部分应增大，以保证水位连续观读。
布设原则：
①便于观测人员接近，直接观读水位，应避开涡流、回流、漂浮物等影响，在风浪较大地区，必要时采取静水设施。
②水尺布设的范围，应高于测站历年最高、低于历年最低水位0.5m。
③同一组各支水尺，应设置在同一断面线上。当不在同一断面线时，最上游与最下游一支水尺之间的水位差不超过1cm。
④同一组的各支比降水尺，当不能设置在同一断面线上时，偏离断面线的距离不得超过5m，同时任何两支水尺的顺流向距离不得超过上、下比降断面间距
的1/200。
⑤相邻两只水尺的观测范围宜有0.1～0.2m 的重合，当风浪较大时，重合部分可适当放大至0.4m 。（附图1）
五、日平均水位计算方法
由各次观测或从自记水位资料上摘录的瞬时水位值i Z （i=1,2,3,....,n ）计算日平均水位dm Z 的方法有计算平均法或面积包围法两种。
面积包围法：
如一日内水位变化较大且为不等时距观测或摘录时，应采用面积包围法。面积包围法又称梯形面积法，它将本日0—24时内的水位过称线所包围的面积，除以一日的时间（即24h ）而得，计算公式为：
dm Z =()()[]n n n 1-n 1-n 32221110t Z t t Z t t Z t t Z t Z 48
1?+?+?++?+?+?+?+?）（ 表1-1 日平均水位计算 日 时 分 纸上水位 相邻水位和（米） 时距 面积 总面积 日平均水位
21
0 0 97.44
2 30 38 0.82 2.5 2.05 17.745 97.37
5 30 44 0.82 3 2.46
8 30 49 0.93 3 2.79
12 30 41 0.9 4 3.60
20 30 24 0.65 8 5.20 21 0 0 23 0.47 3.5 1.65
六、河道流量测验流程及计算方法
1、流速仪的使用
当水流作用到仪器的感应元件——旋杯时，由于左右两边的杯子具有凹凸形状的差异，因此压力将不等，其压力差即形成了一转动力矩并促使旋杯旋转。水流的速度越快，旋杯的转速也越快；它们之间存在着一定的函数关系，此关系是通过检定水槽的实验而确定的。每架仪器检定的结果均附有检定公式，其形式如下：
V＝Kn+C
式中V—流速（m/s）；
n—旋杯转率，等于旋杯总转数“N”与相应的测速历时“T”之比，即n＝TN（1/S）
K —水力螺距（m）;
C—仪器常数（m/s）
K和C是表征仪器性能的系数，与旋杯的大小、形状、旋轴的轴向间隙，顶针与宝石轴承的圆弧、光洁度等因素有关。因此，对该部分的配合关系必须严格地遵照技术要求进行检查和调整。
2、起点距测量及水面宽计算
表1-2 起点距测量及水面宽计算
起点距为11.5m ，每隔13m 设点测一次流速。
水面宽=最后一个点的长度-起点距
3、测点流速测量
用流速仪测量水流速度，实际上乃是测量在预定时间内旋杯被水流冲击时所产生的转数。旋杯的转数借助于仪器的接触机构转换为电脉冲信号，并经由电线传递到水面部分的计数器。旋杯每转1转，接触机构接通电路一次，计数器即发出一次信号。测量者统计此信号数“N ”和相应的测速历时“T ”，据此，即可按上式计算水流速度。坝上水文站的流速计算公式： V=0029.0T
N 7875.0+ N ：总转数 T ：总历时（s ） 注：岸边系数为：0.7
4、垂线平均流速、部分流速的计算
垂线平均流速：V=0029.0T N 7875.0+
部分流速：第一个点的部分流速=流速*岸边系数 水边
1 2 3 4 5 6 7 8 9 11.5
19.0 32.0 45.0 58.0 71.0 84.0 97.0 110.0 123.0 10
11 12 13 14 15 16 水面宽 136.0 149.0 162.0 175.0 188.0 201.0 214.0 202.5
余下的点的部分流速=相邻的两个点的流速/2
5、部分面积、部分流量的计算
部分面积=平均水深*间距
部分流量=测线垂线间面积*部分平均流速
6、过水断面A 、Q 、V 的计算
（附图2）
七、悬移质泥沙测验及计算方法
悬移质泥沙测验的主要内容是测定含沙量、输沙率和附属观测项目。测验的目的在于精确的测定任一时间通过测验断面的悬移质干沙质量，并据以计算断面平均含沙量。输沙率测验应与流量测验同时进行。
垂线平均含沙量计算：
根据测点的水样，得出各测点的含沙量之后，可用流速加权计算垂线平均含沙量。公式为：
一点法： sm C =5.0s aC 或sm C =6.0s bC
式中：sm C ——垂线平均含沙量，3/kg m
a 、
b ——一点法的系数，由多点法的资料分析确定，无资料时可用1.0 断面输沙率的计算：
根据各条垂线的平均含沙量，配合测流计算的部分流量，即可算得断面输沙率为：
s Q =Q*s C
式中：Q ——流量m3/S
s C ——含沙量kg/m3
表1—3 悬移质泥沙测验及计算 视测时间： 2017-3-10 15：13 至 16：11 （平均： 15：42）
垂线号 起点距（m ） 部分流量（m 3/S) 含沙量(kg/m 3)
部分输沙率
（kg/s ）
测速 取样 取样垂线间
垂线平均 部分平均 水
边 13.7 0
1 19 1.98 0.194 0.194 0.384
2 45 72.4 0.21 0.202 14.6
3 71 10
4 0.196 0.203 21.1
4 97 90.1 0.172 0.184 16.6
5 123 74.7 0.184 0.178 13.3
6 149 72.6 0.203 0.194 14.1
7 175 60.7 0.166 0.185 11.2
8 201 32.6 0.17 0.168 5.48 水 边 218.4
4.24 0 0.17 0.721 断面流量 513m3/S 断面平均含
沙量
0.19kg/m3 相应单养含沙量 0.196kg/m3 相应水位 97.5m
八、人工雨量筒、自记雨量计、水面蒸器的设备性能，掌握雨量、蒸发观测和计算方法
1、人工雨量筒
直接观测时段降水由承雨器、漏斗、储水瓶和雨量杯等部件组成，承雨器口径为20厘米。器口水平，一般离地面高70厘米。雨量筒直立安装，雨量筒用于观测日降水量、一日内分段降水量和一次降水量。
观测时视线应与水面水平对齐。
2、自记雨量计
雨量器是用来收集降水的专用器具，并通过与之配套的雨量量筒，用来测定以毫米为单位的降水量。适用于气象台（站）、水文站、环保、防汛排涝以及农、林等有关部门用来测量降水量。
3、水面蒸器的设备性能
蒸发器主要由蒸发器、水圈、溢流桶和测针四部分组成。
每日20时进行观测。观测时先调整测针尖与水面恰好相接，然后从游标尺上读出水面高度。读数方法：通过游尺零线所对标尺的刻度，即可读出整数；再从游尺刻度线上找出一根与标尺上某一刻度线相吻合的刻度线，游尺上这根刻度线的数字，就是小数读数。
如果由于调整过度，使针尖伸入水面之下，此时必须将针尖退出水面，
重新调好后始能读数。
4、雨量、蒸发观测和计算方法
从天空降落到地面上的雨水,未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的水层深度,我们称为降雨量（以毫米为单位）,它可直观地表示降雨的多少.目前,气象台（站）测定降雨量的常用仪器是雨量筒和量杯.雨量筒的直径一般为20厘米,内装一个漏斗和一个瓶子.量杯的直径为4厘米,将雨量筒中的雨水倒在量杯中,根据杯上的刻度就可知道当天的降雨量。
蒸发量=前一日水面高度+降水量（以雨量器观测值为准）-测量时水面高度
九、水文缆道测流操作方法
1、按下操作台上的上升按钮，慢慢向右转动调速旋钮，将铅鱼升起；按停字按钮，再按前进按钮，将铅鱼水平送出；到0桩后与GXSW软件连接，然后开出，到达垂线位置后左旋调速旋钮到最小位置，按下停止按钮；然后按下操作台上的下降按钮，把铅鱼下降到水面、相对水深位置，测流开始。
“向上”、“向下”、“前进”、“后退”这四个动作，每按一个动作，必须先按下“停止”按扭;不允许同时按下两个动作进行操作。
3、调速时要从慢慢转动调速旋钮，水平移动铅鱼前必须保证铅鱼处于水面之上。
4、操作人员注意力要集中，不得一心二用，注意观察水面漂浮物的情况以及铅鱼、电机运行情况，如船只或漂浮物，并估计对安全或测速有影响时，要提
前升起铅鱼或按紧急脱离按钮；如听到电机运行有异响，要按急停按钮或及时切断电源检查。
5、雷电交加时，暂停测流作业，否则容易造成机损人伤事故。
十、河道大断面测量及计算方法、历史特大洪水的调查方法
1、水文测验河道大断面如何分析计算①准备基本资料，如实测大断面成果（包含有起点距、河底高程等数据）。
2、在EXCEL中列表计算，也可自己编程计算。计算内容有：垂线间距、垂线水深、湿周、水力半径、过水断面面积等。
某河段历史上发生的大洪水的水位、流量、重现期和发生情况的考察。调查方式有实地访问、调查和历史文献的考证等。调查内容包括洪水发生时间（年、月、日）；洪痕高程和洪水水面线；洪水涨落过程；河道过水断面和河床糙率；雨情、灾情和流域地形等自然地理情况；洪峰流量分析计算和洪水过程线的推求；洪水重现期的考证分析。历史洪水调查可以补充水文站网定位观测之不足，有助于了解大洪水的发生规律和洪水分析计算。
实训总结
从2017年5月15日～6月2日，我们一共在坝上水文站进行了为期19天的实训过程，期间我们一共学习了直立式水尺、日平均水位计算、河道流量测验流程及计算方法、悬移质泥沙测验及计算方法、人工雨量筒、自记雨量计、水面蒸器的设备性能，雨量、蒸发观测和计算方法、水文缆道测流操作方法和河道大断面测量及计算方法等，学习并了解了水文测站的基本概况、工作性质和工作内容、水文测站测验河段选择、断面布设、基线及高程基点的布设和一些水文测验要素的表示符号和计量单位。
通过这次坝上水文站实习，我巩固了许多专业知识，这次的实习内容是在我们在校期间学习了理论知识后再实践的，让我对上课所学的知识理解的更加深刻，也使得专业知识更加扎实。水文与水资源是一门很专业的课程，在整个水文测验阶段要考虑的范围很广，所要安排的工作任务量很大。通过这次实习，我对以前学习和实习中存在的问题和不足有了正确的认识，在今后的学习中，要虚心向前辈们请教学习，从而获得更大的进步，我们也才会在水文与水资源这一艰苦而又充满挑战的工作领域取得更大的收获。
参考文献
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【4】我国水文站网建设与发展[J]. 王左,何惠,魏新平. 水文. 2006(03)
【5】浅议水文站网的维持和发展[J]. 杜淡娟,徐广生. 河海科技进展. 1994(03)