湖北师范学院城市与环境学院学生实习报告
实习名称：水文学与地貌学实习报告专业班级：地理历史双学位1203
姓名(学号)：文珊（2012119030313）
2013年 11月 7 日
一实习时间
2013年11月1日____2013年11月3日
二实习地点
湖北省宜昌市长江宜昌水文站三游洞三峡大坝
三实习目的
1、了解和掌握水文观测的常用方法和手段，在条件允许的情况下实地观察和动手操作；
2、通过对野外系列、典型的水文现象观察、认识、描述和分析，获得感性认识，掌握野外工作方法和技能，同时加深对本专业所学基础理论、知识和方法的理解，培养学生专业性的思维与分析能力；
3、通过野外实践锻炼，了解团队协作的重要性，开阔眼界，激发专业兴趣。同时增强体质，适应野外工作环境。
四实习报告
(一)长江宜昌水文站
宜昌水文站位于长江干流上中游分界点，东经111°17′,北纬30°42′，控制流域面积100万平方公里，占全流域面积55%，属于国家一类基本水文站。
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。
水文测站最重要的任务是进行水文测验，包括水文观测、流量测验、泥沙测验、水质测验和降水量及蒸发量观测等。另外，“报汛”是水文站在汛期最重要的工作之一。
对宜昌水文站河流水文要素（水位、流速、流量等）的见习主要进行水文实习，包括水位观测、流量测定、浮标法测流、参观各种水位计、泥沙取样器、监测断面的设置、三峡大坝对河流水文要素的影响。
图一图二
图一为长江宜昌段远观图(观测地点为宜昌水文站,三峡大坝下游)
图二为水位测量标杆
1主要水情要素
河流水情的调查，了解历年最高、最低水位情况，估算最大流量、最小流量；了解变动回水的起源和影响范围、时间，估算变动回水向上游传播的距离；调查沙情、水草生长情况和冰凌情况。
(1)水位
水位是指河流或其它水体的自由水面在某一指定基面以上的高程，以米为单位。
水位观测的目的:
a水位是反映水体、水流变化的重要标志，水位观测可直接用于水文情报预报，为防汛抗旱、灌溉、航运及水利工程的建设、运用和管理等及时提供水情信息。长期积累的水位资料是水利水电、桥梁、航道、港口、城市给排水等的建设规划设计的基本数据。
b在水文测验中，常用连续观测水位记录。通过水位流量关系推求流量及其变化过程。
c利用水位还可推求水面比降和江河湖库的蓄水量，此外，在进行流量、泥沙、水温、冰情、水质观测的同时也要观测水位，作为水情标志。
影响水位变化的因素:
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。
水位观测的基本要求：
a水位观测的次数，应能完整地控制水位涨落的变化过程，以便满足日平均水位计算、特征值统计、推求流量变化过程和水文情报预报等方面的需要。因此，应不漏测峰、谷和明显的转折点，水位涨落急剧时应加密测次。每日8时为基本定时观测时间。
b水位观测精度，应满足使用要求。在一般水位观测中，水尺读数和水位值应准确0.01m。在小落差河段上观测比降、堰闸水头或有其它特殊精度要求时，应淮确测记至0.005m。时间应记录至分。
c根据观测对象的特点，必要时应将明显影响水位观测精度与水位变化的水文气象
要素和现象，如风力、风向、水面起伏度、流向以及漫滩、分流、决口、临时堤坝、闸门启闭情况、回水、河干断流、冰情等作为附属项目，同时进行简要的观测和记载，以供分析和资料整编时查证。
平均水位的计算：
如果一日内水位变化不大，或虽有变化但观测时距相等时，可以用算术平均法求得日平均水位。如果一日内水位变化较大，观测时距又不相等，可用面积包围法计算平均水位，即将一日0～24时的水位过程线所包围的面积除以24小时。
图三宜昌水文站洪水期水位线记录图四宜昌站实测最大卵石推移质
(2)流速：指河流中水质点在单位时间内移动的距离。
即v=L/t 式中 V为流速（米／秒），Ｌ为距离（米），ｔ为时间（秒）。
(3)流量：指单位时间内流经某一过水断面的水量，通常用Ｑ表示，单位是立方米／秒。2坡面径流量的测定
(1)测量方法流观测方法可根据径流场可能产生的最大、最小流量选定，一般常用的方
法有体积法、量水计法、溢流堰法、混合法
(2)测量仪器水尺、浮子式水位计、超声波水位计、量水计、分水箱
3小流域径流泥沙测定
(1)泥沙的类型
悬泥质泥沙：粒径较小,其沉降速度比水流的垂向脉动流速小,在紊动扩散作用下,可以悬浮在水流中,也称悬沙。
推泥质泥沙：粒径较粗，其沉降速度比水流的垂向脉动流速要大得多，不能悬浮在水中，只能在离床面不远的范围内，在纵向水流的推动下，沿着河床跃移，滚动或滑动，故也称底沙。(如图四)
(2)泥沙取样与处理方法
用泥沙采样器取泥水样
第一步采取水样：用采样器(如图五,图六)在预先设定好的垂线和测点上取泥水样，取样时应同时观测水位及取样处的水深，并测定取样垂线的起点距。取水样可与测流同
时进行。
第二步泥水样处理：泥水样处理有过滤法和比重瓶法两种。
方法取样部位（h为水深）有五种取法：
5点法水面，0.2h,0.6h,0.8h,河底
3点法 0.2h,0.6h,0.8h
2点法 0.2h,0.8h
1点法 0.5h或0.6h
图五断面泥沙采样仪器图六泥沙横式采样器
4自然断面测流
(1)断面测定
测流断面的选择：
选择河道比较平直、河床比较稳定、断面比较规则、水流较为平稳的地区
测验河段应选择在石坎，急滩、卡口河人工堰坝等容易形成断面控制的上游河段。
测验河段宜顺直、稳定，水流集中，无分流、岔流、斜流和死水等现象。
选择测验河段应避开受人为干扰的码头、渡口等。尽量避免容易发生冰坝、冰塞的河段。基本水尺断面处，要求水流平顺，两岸水面无横比降，无旋涡、回流和死水。断面应垂直于流向，最好能与测流断面重合。基本水尺断面是反映测站水位高低的断面，它是测站的重要标志。在此断面上，要进行水位的经常观测，并能够方便安装自记水位计和其它设备，一经确定，不得轻易变动。
断面测定：
过水断面测量，包括水深测量和测深垂线起点距测量，主要是测量过水断面的大小流速测定
a用流速仪测定流速
首先要选择测速垂线，并在测速垂线上选择测点测定流速。选择的基本原则是：基本河槽较河滩多设测速垂线，在断面地形有剧烈转折和流速有显著变化的地方应多设测速垂线。测速垂线选好后，在每根测速垂线上选择测点测定流速。流速仪测流断面应选择河岸顺直、等高线走向大致平顺和水流集中的河段中央。最好与基本水尺断面、浮标中断面和比降断面重叠布设，配合使用。测流断面应与流向垂直。当流向偏角超过10
度是，应布设新的垂直于流向的断面。但新断面于原断面之间不应有水量加入或流出。
B用浮标法测定流速
在观测断面上下游23-30米处分别选择上观测断面和下观测断面
在上观测断面上游10米左右处设浮标投放断面。在下观测断面处架设经纬仪。测流开始前需要对测流面进行测量。
在浮标投放断面处投放浮标，当浮标到达上观测断面时开始计时，并在下观测断面处用经纬仪确定浮标在观测断面处的具体位置（确定测深起点距），并确定测定水深。当浮标到达下观测断面时，停止计时。确定浮标从上观测断面到下观测断面所经历的时间。
(二)三游洞
三游洞(见图七)地处宜昌属于亚热带季风性气候，降雨充沛，为岩溶作用提供了良好的降水条件。宜昌多山，局部气候条件复杂，有利于多种动植物的生长发育，为岩溶作用创造了良好的生物条件，气候因素主要表现在温度、降水和气压等方面。
一般的，温度高水的电离度大，水中的氢离子和氧离子增多，溶蚀力增强。温度对岩溶作用的影响比较复杂，温度高水中二氧化碳含量少，溶蚀作用减弱。
降水量多的地区，地表径流量大，地表水和地下水交替条件好，水的溶蚀力强。降水对岩溶的作用比温度的影响更为显著。
生物因素表现在动植物的生长和活动。
地质因素表现在岩石成分、岩石结构和地质结构三个方面。
岩溶作用在地表和地下会形成不同地貌形态。地表岩溶形态：在岩溶作用下，在地表形成各种不同的岩溶形态，由于岩溶发育的不同阶段和分布在不同地区，岩溶类型和形态各有不同。主要有溶沟和石芽、落水井和竖井、漏斗、溶蚀洼地、岩溶盆地、干谷盲谷合伏流、峰丛峰林合孤峰。地下岩溶形态：地下岩溶形态主要有洞穴、地下河和岩溶泉两种。洞穴又称溶洞，是地下水沿着可溶性岩石的层面、节理或断层惊醒溶蚀和侵蚀而成的地下孔道。当地下水流沿着可溶性岩石的较小裂隙和孔道六栋时，其运动速度很慢，这时只能进行溶蚀作用。随着裂隙不断扩大，地下水除继续进行溶蚀作用外还产生机械侵蚀作用，使孔道迅速扩大为洞穴，三游洞属于典型的地下溶洞。
图七三游洞内部概况
(三)三峡大坝
实习任务是了解三峡大坝的概况（建坝经过、坝体有关情况、船闸等相关知识）；水库建设对流域水文要素的影响及水库产生的水文效应，并分析水库建设带来的正、反面影响。
1三峡双线五级船闸
三峡双线五级船闸，是世界上最大的船闸(见图八)。全长6.4公里，其中船闸主体部分1.6公里，引航道4.8公里。船闸的水位落差之大，堪称世界之最。三峡大坝坝前正常蓄水位为海拔175米高程，而坝下通航最低水位62米高程，这就是说，船闸上下落差达113米，船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度永久船闸共有24扇人字闸门。三分之二的人字门高38.5米，宽20米，厚3米，重达850吨，面积接近两个篮球场，其外形与重量均为世界之最，号称“天下第一门”。
三峡船闸水头很高，要采用多级船闸解决水力学问题和更好的适应三峡地形的条件。五级船闸的总设计水头为113米，分成了五级以后，上下级之间最大水头还有45.2米，这个数字仍大大超过世界上最大一级船闸34.5米的水头，所以为解决船闸的水力学问题需要在输水系统布置方面以及廊道的高程和体形方面、阀门的形式等各个方面采取特殊的不同一般船闸的做法。另外，船闸在岩石山体里面开挖兴建三峡的船闸基础条件很好，为了充分利用岩石的优良条件，节省工程量，结构采用了薄衬砌的闸室、闸首和输水隧洞。在两线船闸中间保留了岩体隔墩，要求混凝土结构与岩石共同承受荷载，所以在设计和施工方面就要相应地采取一系列技术措施，以保证结构和山体安全正常地工作的条件。由于船闸上下游水位落差达113米，修建船闸要在花岗岩山体中切出一道最大开挖深度为176米的高边坡。如何保持高边坡岩体内的稳定和控制边坡的变形，经过多年潜心攻关，长江委提出船闸高边坡设计方案，较好地解决了高边坡的稳定和变形控制问题。船闸的闸门最大高度达到38.5米，闸门结构既要满足受力的刚度要求，又要能够适应岩体少量变形时可靠止水。闸门的重量超过800吨，所以闸门的底枢的润滑要采取目前世界上比较新的自润滑技术。除此之外，三峡船闸运行工况复杂，如何保证对船闸实施实施有效监控，以及船闸的安全监测、消防等问题均属技术难题，均已破解。
图八图九
图八三峡大坝双线五级船闸第四级
图九三峡大坝远景
2三峡大坝
三峡水利枢纽位于中国湖北省宜昌县三斗坪、长江三峡的西陵峡中，距下游宜昌市约40km。具有巨大的防洪、发电、航运等综合利用效益，是治理和开发长江的骨干工程。经过长期的研究论证，坝段、坝址、正常蓄水位、重庆至宜昌河段的一级开发与二级开发以及分期开发等多方面的比较，最后选定了“一级开发，一次建成，分期蓄水，连续移民”的方案。坝顶高程185m，正常蓄水位175m,初期运用水位156m。为混凝土重力坝，最大坝高175m，总库容393亿m3。防洪库容221.5亿m3，可以使下游荆江河段，防洪标准可提高到百年一遇，在遇到千年一遇以上特大洪水时，配合以中游分蓄洪工程等，可以避免发生毁灭性洪灾。水电站装容量1820万kW，保证出力499万kW，多年平均发电量846.8亿kW·h。向华中、华东和川东供电。设有双线五级连续船闸，年单向通过能力5000万t，万吨船队可直达重庆。1993年开始施工准备，1998年截流，2003年6月水库开始蓄水，2009年全部建成。
三峡工程概况：坝址地形开阔，河谷宽达1000余m，右侧有中堡岛顺江分布，两岸谷坡平缓。基岩主要为前震旦纪斜长花岗岩，岩性均一、完整、力学强度高。风化壳的厚度(指全、强、弱3个带)在两岸山体地段较大，可达20～40m，漫滩地段较薄，主河床中一般无风化层或风化层厚度较小。库区和坝区地壳稳定，地震基本烈度为6度，建筑物按7度设防。水库建成后，可能产生的水库诱发地震，估计最高震级为5.5级。水库库岸总体稳定条件较好。坝址以上流域面积100万km2，多年平均径流量4510亿m3，多年平均输沙量5.3亿t。正常蓄水位175m时，库容393亿m3，防洪限制水位145m 时，相应库容171.5m3，防洪库容221.5亿m3。枯季消落低水位155m，库容228亿m3，调节库容165亿m3。。三峡工程分三期，总工期17年。一期5年（1992——1997年），主要工程除准备工程外，主要进行一期围堰填筑，导流明渠开挖。修筑混凝土纵向围堰，以及修建左岸临时船闸（120米高），并开始修建左岸永久船闸、升船机及左岸部分砼坝段的施工。一期工程在1997年11月大江截流后完成，长江水位从原68m提高到88m。己建成的导流明渠，可承受最大水流量为20000m3／s，长江航运不会因此受到很大影响。可以保证第一期工程施工期间不断航。二期工程6年（1988-2003年），工程主要任务是修筑二期围堰，左岸大坝的电站设施建设及机组安装，同时继续进行并完成永久船闸、升船机的施工，2003年6月1～15日大坝蓄水至135m高，围水至长江万县市境内。张飞庙被淹没，长江三峡的激流险滩再也见不到，水面平缓，三峡内江段将无上、下水之分。永久通航建成启用，7月10日左岸首台机组发电。三期工程6年（2003一2009年）．本期进行的右岸大坝和电站的施工，并继续完成全部机组安装。届时，三峡水库将是一座长远600km，最宽处达2000m，面积达10000km2，水面平静的峡谷型水库。水库平均水深将比现在增加10～100m。最终正常冬季蓄水水位为175米，夏季考虑防洪，可以控制在145m左右，每年将有近30m的升降变化，水库蓄水后，坝前水
位提高近100m，其中有些风景和名胜古迹会受一些影响。三峡水利枢纽效益显著，拥有防洪、发电、航运、南水北调、渔业及旅游等综合效益。同时也存在许多问题，如投资、技术、移民、生态、水质、人文景观等。但是在工程进展至今的现实表明，这些问题都能得到妥善解决的。
枢纽布置和水工建筑物:
(1).枢纽布置自左至右顺序为双线五级连续船闸、升船机左侧非溢流坝段、升船机、临时船闸、左岸非溢流坝段、左厂房坝段及左岸厂房、导墙坝段、泄洪坝段、纵向围堰坝段、右厂房坝段及右岸厂房、右岸非溢流坝段。大坝轴线总长度为2335m（不包括双线五级船闸）。
(2).挡水大坝及泄水建筑物①任务：挡水、泄洪、排沙。②坝型及主要尺寸：拦河大坝为混凝土重力坝，坝长2309m，坝顶高程185m，最大底宽126m（厂房坝段181m），顶宽15～40m，大坝砼工程量1600万立方米。③设计标准：千年一遇洪水设计；万年一遇洪水加大10％校核洪水时坝址最大下泄流量102500m3/s。④泄洪建筑：泄洪坝段位于河床中部，总长483m，设有22个表孔和23个泄洪深孔，其中深孔进口高程90m，孔口尺寸为7×9m；表孔孔口宽8m，溢流堰顶高程158m，表孔和深孔均采用鼻坎挑流方式进行消能。
(3)通航建筑物通航建筑物包括永久船闸和升船机，均位于左岸。永久船闸为双线五级连续梯级船闸。单级闸室有效尺寸为280×34×5m（长×宽×坎上最小水深），可通过万吨级船队。升船机为单线一级垂直提升式设计，承船厢设计有效尺寸为120×18×3.5m，一次可通过一条3000吨的客货轮。承船厢设计运行时总重量为11800吨，总提升力为6000万牛顿。
三峡工程的综合效益:
(1).防洪防洪是兴建三峡工程的首要出发点和目标。由于三峡水利枢纽工程位于长江中游与下游的分界处，工程建成后在重庆至宜昌段形成巨大水库，当水位达到海拔175米时，水库可拥有221．5亿立方米的防洪库容，可有效调节和控制长江上游暴雨形成的洪水，对长江中下游平原地区，特别是对荆江河段的防洪具有决定性的作用，使荆江河段防洪标准由现在的约十年一遇提高到百年一遇。遇千年一遇的特大洪水，可配合荆江分洪等分蓄洪工程的运用，防止荆江河段两岸发生干堤溃决的毁灭性灾害，减轻中下游洪灾损失和对武汉市的洪水威胁，并可为洞庭湖区的治理创造条件。因此，三峡工程是长江中下游防洪的关键工程。
(2)发电三峡工程最直接的经济效益是发电。三峡水电站左岸厂房安装14台水轮发电机组，右岸厂房安装12台，总共装机26台；单机容量70万千瓦，装机总容量为1820万千瓦，年发电量为846．8亿千瓦时。主管三峡发电的长江电力现已将三峡电能搭接上4条大电网，三峡水电站全部投入发电后，可以把华中、华东、华南电网联成跨区的大电力系统，可取得地区之间的错峰效益、水电站群的补偿调节效益和水火电厂容量交换效益。它将为经济发达、能源短缺的华东、华中和华南等地区提供可靠、廉价、清洁
的可再生能源，对经济发展和减少环境污染起到重大的作用。三峡工程所提供的电力资源，如果以火电来算，就意味着要多修建10座180万千瓦级的火电站。
(3)航运三峡工程位于南津关上游38千米处，地理位置得天独厚，对上可以渠化三斗坪至重庆江段，对下可以增加葛洲坝工程以下长江中游航道枯水季节流量和水深，能够较为充分地改善重庆至汉口间通航条件，满足长江上中游航运事业远期发展的需要。三峡水库将显著改善宜昌至重庆660公里的长江航道，万吨级船队可以从重庆直达汉口和上海。扩大了重庆至汉口门航道通过能力，可满足长江上中游航运事业远景发展的需要。航道单向年通过能力可由现在的约1000万吨提高到5000万吨，运输成本可降低35%-37%。经水库调节，宜昌下游枯水季最小流量，可从现在的3000立方米/秒提高到5000立方米/秒以上，使长江中下游枯水季航运条件也得到较大的改善。三峡工程与葛洲坝工程联合运行，对长江上中游的航运效益十分显著。大幅度降低运输成本，可充分发挥水运优势。三峡工程建成后，由于长江上中游航道和水域条件的改善，将促进船型、船队向标准化、大型化方向发展。有利于库区港口、航道建设和航标管理。此外，干流两岸遇有大型崩塌、滑坡时，不会再阻断干流航道。
(4) 旅游三峡水库蓄水使老三峡景观重新组合，并迁移保护了大量文物，在库区一支流又开发出原始生态的小三峡旅游区。工程建设本身也是一个难得的景观。（四）三峡工程建设中存在的问题三峡建设过程中，需要解决许多问题，其中既有技术方面，也有环境，生态等方面的问题。修建三峡工程对生态环境有利方面为：防治下游土地和城镇淹没，减少火电空气污染，改善局部气侯。
（四）心得体会
这一次为期三天的宜昌实习给我留下了深刻的印象，平时在学校学习书本知识，学到的只是一些基本原理，并不能很好的掌握它们和运用到实践中，而通过这次的实习既让我有机会把所学的知识运用于实践，也让我深深的体会到水文学与地貌学在实际的生产与生活是多么的有用，激起了我更大的学习热情。
在宜昌水文站的实习中，我们实地学习了如何利用各种水文仪器测量断面径流量，水流流速，观测水位，测量含沙量，以及在非常时期如何有效的监控水位与潜在的威胁，同时了解了三峡大坝建成以后，对其下游长江水位变化，水质状况，流速的影响。了解了要实际精确测量这些数据，并没有纸上谈兵来的容易，要有不怕艰苦与危险的勇气，要对这份职业有着执着的热爱与对人民的责任感。
在三游洞的实习中，我第一次实地学习了溶洞，站在溶洞里听老师讲溶洞形成的原因，发育而成的形态，以及后天受到环境的影响所发生的变化，这种教学的方式是不同于课堂的让我留下了深刻的印象，让我有极大热情去学习和了解关于溶洞的知识，并对地貌学的兴趣更浓厚了。
在三峡大坝的实习中，我们首先参观了三峡五级双向船闸，工作人员向我们详细
介绍了五级船闸的工作原理，然后是到达坝前了解三峡大坝的防洪、发电原理，最后是我们最期待的坝顶之旅，当我们到达了三峡大坝坝顶，在宽阔的坝顶上，感受到两岸水位的实际差异，巨大的差异把我们惊呆了，感叹于那些参与三峡大坝的建设的所有人，他们创造了奇迹。通过实地的考察和倾听讲解，我深深感到我从前认识的浅薄，三峡大坝绝没有人们想象的那没简单，它从设想到施工，再到运行无不凝结着我国人民智慧的结晶。