实习报告(水文)

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水文实习
（一）河流水文观测
衡量和表示河流水文变化情况的因素，一般包括水位、流速、流量、水温、泥沙和水化学。通过上述因素的观测得到的数据，能定量表示河流水情变化的基本特征。
1．水位观测
水位观测是河流水文实习的重要内容。观测所得的基础资料可直接应用于水利工程建设，如防汛、给水、灌溉、排水等建筑物的设计，通过水面比降的调查测量，还可以根据水位流量关系推测流量。
（1）水位观测断面的布设。一般河道的水位观测应尽量选择河道顺直、稳定、水流集中,便于布设测验设施的河段。基本水尺断面一般设在测验河段的中央,大致垂直于流向或直接平行于测流断面。若河段内有固定分流,流量超过总流量的20%,且两者之间没有稳定的关系时,一般应分别设立水尺断面。堪闸和水库的观测河段,一般选在建筑物的下游,避开水流紊动影响的地方。水库和湖泊的水位观测点,应选在岸坡稳定、水位有代表性、便于观测和建立测验设备的地方。
（2）水位观测设备及布置。
实践中简便办法多采用水尺和自记水位计观测水位。水尺多用坚硬平直的木板条或用搪瓷铁片制成，并画出间距为2厘米（或1厘米）的刻度，标出米、厘米数。沿江河一带布设基面，多由木桩和水泥墩固定建成，基面保证最高水位和最低水位都可测到。如图3-1所示。 图4-1 水尺的设立
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（3）水位观测的内容和方法。每次观测水位时，将水尺直立在基面上（木桩或水泥墩），读出水尺读数，水位值等于水尺读数与基面高程之和，即
水位=水尺读数+基面高程
在冬、春平水位时，于每日08时、20时观测水尺两次；夏、秋季节，于每日02、08、14、20时观测四次；在洪水涨落过程中，观测次数增多，甚至半小时观测一次。
自记水位计由浮筒、传递和自记钟3部分组成，在一昼夜内连续纪录（在自记纸上）水位随时间变化过程曲线。每日定时取换下来的自记纸，所纪录的水位过程线，要用水尺观读数据进行校核，保证数据准确。
2．流速测验和资料统计
流速是指单位时间（秒）内河水质点所流动的距离（米），单位为米/秒。流速是表示河水运动快慢的一个重要指标。影响流速的因素很多，主要是河水量的多少，其次同河流比降、河道弯曲、水草多少等因素也有密切关系。因此断面上应均匀分布流速垂线，流速垂线上又应沿水深均匀分布测点，才能正确的掌握断面上流速分布的规律。选择流速垂线时可以参考下列规定（见表六）。
表1 流速垂线数目
河宽（m）
50
50--100
100--300
300--1000
1000以上
垂线数
10
10--15
15--20
20--30
30--40
流速垂线上测点的分布以能算出正确的垂线平均流速为原则，所以测点位置和数目的选择应根据不同的水深、测验目的、精度要求等，通过实验有把握的加以确定。选取时，可参考下列规定。
表2 垂线测点的分布
垂线水深h（m）
设点方法
测点深度
h<1
1点法
0.6 h
1<h<3
2点法
0.2 h 、0.8 h
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3点法
0.2 h 、0.6 h 、0.8 h
h>3
5点法
水面、0.2 h 、0.6 h 、0.8 h、河底
测定流速的方法很多，一般采用浮标测速法和旋杯式流速仪测速两种方法。
（1）浮标测速法测速原理与方法
首先要选择顺直河段，河底变化比较小，布设测速断面（中断面）和上、下断面。上断面到中断面的距离，同下断面到中断面的距离最好等长。
浮标用木、竹、草捆、泡沫块等漂浮物制成。上断面是投放浮标涌，记录浮标通过中断面的位置和到达下断面所用的时间t秒，浮标流速就是上、下断面的距离（L）与所用时间（t）之比，如下式：
Vf(浮标速度)=L/t(米/秒)
浮标所测流速为水面流速，一般比断面平均流速为大，所以使用时要乘上一个浮标系数，一般为0.8（即f=0.80）。因此，实际流速V为：V=f Vf
经过实际测算，填写下表：
时间 地点
断面一
断面二
断面三
断面四
t1
t2
t3
t4
表七
由L1=________ L2=___________
L3=________ L4=____________
得V1=_______ V2=________
V3=________ V4=________
（2）旋杯式流速仪测速原理和方法
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使用旋杯式流速仪（见图3-2）测流时,将流速仪放在水下预定的测点上,并使旋杯对着来水的方向,水流冲击旋杯,使旋杯发生转动,旋杯转动又带动直立的旋轴转动。旋轴的截面呈卵形,轴旁有固定电丝与电源接通。每当旋杯转1周(或5周、20周),卵形的尖端便使旋轴与电丝接触一
次,电路上的灯泡(或电铃、蜂鸣器)即亮(或响)一次。根据灯泡闪亮(或电铃、蜂鸣器发出声响)的次数,即可知旋杯转动的周数。
显然流速越大，旋杯转动越快，单位时间内转数越多。在中等流速的条件下，水流速度V与单位时间内旋杯转数R/S成线性关系即：
V =aR/S+b
式中S一一旋杯转动时间(秒);
R-一旋杯在S秒内的转数;
垂线平均流速计算方法如下：
5点法：V=（V0.0+V0.2+V0.6+V0.8+V1.0）/10
3点法 V=(V0.2+V0.6+V0.8)/4
或 V=(V0.2+V0.6+V0.8)/3
2点法 V=(V0.2+V0.8)/2
1点法 V=V0.6
或 V=K1V0.0 K1=0.84—0.87
3．流量测量方法与原理
流量是指单位时间内流过河道过水断面的水量，是河流的重要水文特征之一。一般流量以米3/秒来表示。
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河流中的水位与流量有着密切的关系，不同的水位有着不同的流量，是正相关的关系。如果以水位为纵坐标，流量为横坐标，把流量与相应水位点在直角坐标纸上，当测量资料足够长的条件下，便可得到一条抛物线型的水位—流量关系曲线。利用这条水位—流量的相关曲线，通过容易测到的水位值，可以推算出不容易测量的流量值，尤其洪峰流量瞬时V通过时，这条关系线更有实际意义。
目前国内外测量流量的方法很多，实习中主要应用流速面积法进行测量。计算流量公式如下：
Q=AV
式中Q为流量（米3/秒），A为过水断面（米2）；V为全过水断面平均流速（米/秒）。
其中过水断面的测量包括水深测量、测深垂线起点距测量与测深断面水位的观测。在中、小河上测量水深多用测深杆、测深锤、测深铅鱼V等;大河多用回声测深仪。回声测深仪是利用超声波从放射器到河底,再由河底反射回到收音器,由其所经历的时间和超声波在水中传播的速度来计算河水的深度。 www.56qiuzhi.com

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