第三章水文测验

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第一节 测站与站网
内容提要 1、水文测站（hydrometric station）的内容和分类； 2、水文站网（hydrologic network）的定义和布设原则； 3、水文测站的设立（network layout）； 4、收集水文信息的基本途径。 学习要求 握水文测站和站网的定义、布设原则和内容以及水文信息收集的基本途 径。
第一节 测站与站网 第二节 水位观测 第三节 流量测验 第四节 泥沙观测与计算 第五节 水文调查与水文遥感 第六节 水文数据处理
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研究对象： 水文信息（水位、流量、泥沙等要素）的采集与处理技术。 研究内容： 1、水文测站的设立和水文站网的布设； 2、水位、流量、泥沙的观测； 3、水文的调查方法； 4、水文数据的处理方法和技术。 研究目的： 要学会收集水文资料，中心内容包括掌握水位、流量、泥沙等水文要 素测验的一般方法、日平均水位的计算、流量计算等，同时对水位流量关 系有一定的了解，重点是流量的测算。
西江高要水文站
北江飞设立 水文测站的设立包括选择测验河段和布设观测断面。 1、测验河段的选择：在站网规划规定的范围内, 具体选择测验河段 时，主要考虑在满足设站目的要求的前提下，保证工作安全和测验精度， 并有利于简化水文要素的观测和信息的整理分析工作。具体地说，就是 测站的水位与流量之间呈良好的稳定关系（单一关系）。 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（见图3-1），即基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面、比 降断面。
1、基本站（basic station）：是水文主管部门为全国各地的水文情 况而设立的,是为国民经济各方面的需要服务的。
2、专用站（special station）：是为某种专门目的或用途由各部门自 行设立的。 这两类测站相辅相成，专用站在面上辅助基本站，而基本站在时间系 9 列上辅助了专用站 。
二、水文站网 因为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。广义的站网是指测站及其管理机构所组成 的信息采集与处理体系。 水文站网布站的原则：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。 水文站网规划的任务：就是研究测站在地区上分布的科学性、合理性、 最优化等问题。 广东全省共有水文站78处，水位站84 处，雨量站833 处，泥沙站21 处，水质监测站201 处，已建成布局比较合理、观测项目齐全的水文、水 质监测站网。
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水文测验：对各种水文要素进行系统观测及对观测资料进行整编的总 称。水文测验是水文工作的基础。根据水文测验资料，可以掌握各地水文 要素变化规律，为水资源评价和开发利用、防洪抗旱、水源保护、生态建 设提供情报。水文资料是水利工程规划设计和管理运用的基础资料。 水文测站：组织进行水文测验的基层单位，也是收集水文资料的基本 场所。水文测站的主要任务是按照统一标准对指定地点（或断面）的水位、 流量、泥沙、降水、蒸发 、水温、冰凌、水质、地下水位等项目进行观 测及资料整编。水文测站观测的水文资料，经过系统地分析计算和整编， 才能作为正式的水文资料刊布或存贮入数据库。 水文测站按其观测项目可分为水位站、流量站、雨量站等；按其性质 又可分为基本站和专用站两类。 基本站是综合国民经济各方面需要，由国家统一规划建立的，它执行 水文测验标准，进行较长时期的连续观测，资料编成《水文年鉴》刊布或 以其它形式长期存贮。
水文站网（Hydrologic network）：在一定地区或流域内，按一定原则， 用一定数量的各类水文测站构成的水文资料收集系统。 站网布设（Network layout）：按一定的原则和方法，经统一规划，对 水文测站进行的查勘设站工作。 水文信息（Hydrologic information）：广义指一切水文数据。狭义指 预先不知道的有关水文情况的报道。 水文资料（水文数据）（Hydrologic data）：各种水文要素的测量、调 查、记录及其整理分析成果的总称。 水文资料整编（Hydrologic data processing）：对原始水文资料按科 学方法和统一规格进行整理、分析、统计、审查、汇编、刊印和存贮的 全部技术工作。 水文资料插补（Hydrologic data interpolation）：根据水文资料中断 前后的实测值或相邻测站的同期资料或用其它方法推算出中断部分数据 的工作。 水文年鉴（Hydrologic year-book）：按照统一的要求和规格并按流域、 水系统一编排卷册，逐年刊印的水文资料。 站年（Station year）：水文资料系列的统计单位，以单站观测一年的 资料为一站年。
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2、巡测：水文观测人员以巡回流动的方式，定期或不定期地对一地 区或流域内各观测点进行流量等水文要素的观测。如有些水文站一年内的 水位与流量呈单一线型关系，可用水力学公式推算流量，以及枯水期流量 变化不大、采用定期测流可以满足精度要求等情况，均可采用巡测方式。
3、间测：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 。
（3）基本水尺断面上设立基本水尺，用来进行经常的水位观测。 （4）测流断面应与基本水尺断面重合，且与断面平均流向垂直。
（5）浮标测流断面有上、中、下三个断面一般中断面应与流速仪测 流断面重合，上、下断面之间的间距不宜太短，其距篱应为断面最大流速 的50～80倍。
（6）比降断面设立比降水尺，用来观测河流的水面比降和分析河床 的糙率。 四、 水文测验的方式 收集水文信息的基本途径可分为：
1、驻测：在河流或流域内的固定点上对水文要素所进行的观测称驻 测。这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。
对于为了探索各种水文特征值在时间上的变化规律和防汛需要而设立 的基本水文站。特别是对于干、支流大河控制站，要求水文观测人员常驻 水文观测站点，对流量等水文要素进行较长时期的连续观测。
第三章 水文测验及水文资料的收集与处理
本章重点名词解释 水文测验（Hydrometry）：从站网布设到收集、整编水文资料的全部水 文过程。狭义指测量水文要素所进行的全部作业。 遥测（Telemetry）：以有线或无线通讯方式将现场的水文要素的自动 观测值传送至室内的技术和作业。 驻测（Stationary gauging）：水文专业人员驻站进行水文测报的作业。 巡测（Tour gauging）：水文专业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各观测点的流量等水文要素所进行的观测作业。 间测（Intermittent gauging）：水文测站资料经分析证明两水文要素 如水位流量间历年关系稳定，或其变化在允许误差范围内，对其中一要 素如流量停测一段时期后再行施测的测停相间的测验方法。 检测（Test gauging）：在间测期间，对两水文要素稳定关系所进行的 检验测验。 校测（Corrective gauging）：按一定技术要求，对水文测站基本设施 的位置高程控制点及水位流量关系等所进行的校正测量作业。
某些水文站在取得多年实测资料以后，经分析证明某二个水文要素 （如水位与流量）间历年关系稳定，或其变化在允许误差范围之内，对其 中某一水文要素（如流量）采取停测一个时期再行校测的测验方式 。 4、自动测报系统：随着电子计算机技术、通讯技术及传感器的发展， 在国内已建成不同形式的水文自动测报系统．该系统通常由传感器、编码 器、传输系统和资料接收设备等部分组成。遥测站的传感器将感应的水文 变量（如水位、雨量等）转换成电讯号 ，经过编码、调制、发射，直接或 通过中继站、卫星将数据传送到资料接收中心。经解调、解码、鉴别，还 原水文变量，并对搜集到的数据及时地进行适当处理。 自动测报系统具有效率高、速度快、节省人力的特点。可以实时地获 取水文信息，有效地提高预报精度和增长预见期，对防洪、工程管理和水 14 利调度发挥巨大作用 。
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加权平均法（Weighted mean method）：以每个测量值及其权重系数 乘积之和与权重系数之和的比值，是计算平均值的一种方法。 水文过程线（Hydrograph）：水文要素值随时间变化的连续曲线。 径流总量（Total runoff）：在一定时段内，通过水文测验断面的总水量。 径流模数（Runoff modulus）：时段径流总量与相应集水面积的比值， 或时段内单位集水面积所产生的平均流量。 径流系数（Runoff coefficient）：时段或次流域平均径流深与相应降水 量的比值。 洪峰（Flood peak）：由起涨至落平的整个过程，或洪水过程线的峰顶。 洪峰流量（Peak discharge）：一次洪水过程中的最大瞬时流量。 洪水总量（Flood volume）：一次洪水过程中或在给定时段内通过河流 某一断面的洪水体积。 输沙量（Sediment load）：在一定时段内，通过水文测验断面的全部 干沙质量。 输沙模数（Sediment modulus）：时段总输沙量与相应集水面积的比 值。 水位流量关系（Stage-discharge relation）：河渠中某断面的实测流 4 量与其相应水位之间所建立的相应关系。
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西江高要水文站：设于1931年7月， 集水面积351,535平方公里，是西江中、 下游的国家级重要控制站，担负着水位、 流量、泥沙、降水量、水质监测、水文预 报等业务项目。高要水文站扼守西江与北 江交汇处思贤滘上游44公里处，上接广西 梧州，下连广东大珠三角经济区，防洪上 象咽喉，处于一个重要的防洪战略位置， 其水文数据对下游地区非常重要。
专用站是为科学研究、工程建设、管理运用等特定目的而设立的。其 观测项目、观测要求及观测年限，由设站部门依据设站目的自行规定。
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单个水文测站观测的水文资料，只能代表水文测站所在位置或流域的 水文情况。为了能得到大范围内的基本水文资料，满足水利水电、环境保 护及其它国民经济建设的需要，还必需合理地在流域面积上规划布局水文 测站，构成能够反映水文规律的控控制观测体系，即水文站网。 一、水文测站 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。