水文观测与资料收集资料
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水文收集资料
(1)流域及工程所在地区的主要气象要素特征值,气温、风向、降水、蒸发、泥沙(历年输沙率、含沙量)情况,植被情况,河道滩涂糙率,水质情况(取样检测),社会经济,人口,上下游取用水户(主要是居民及工矿、农灌等),耕地面积及种植制度,上下游水利工程情况。
(2)项目周围(雨量站、气象站、水文站)尽可能多的站点,历年逐月(旬、日)降水量、历年逐旬蒸发量、历年最大洪峰流量、最大1日3日洪量,暴雨资料(最大一日、最大1、24小时暴雨量),进行枯水调查,若附近有水文站,要收集逐旬(月)径流量,枯水流量(枯水期、最小月、最小日流量)。
水源点位置、流量。
(3)进行洪水调查,测量河道深泓线、水面线、洪痕线、主要地点的大断面。
(4)测量坝址大断面图(电站的尾水处断面)、河源至坝址以下适当距离的大比例尺地形图,同时收集项目所在地及附近万分之一地形图(涵盖项目所在流域)。
(5)根据水库的任务收集社会经济(人口、农业、工业、三产用水、用电数据(供水、发电任务)),最好是最新的统计年鉴,水力资源、供水水源情况、电网情况、存在问题,社会经济发展规划(十二五规划),主要供水用户情况、供电用户情况。
(6)流域规划情况(水资源综合规划、水利规划、农田水利规划、防洪规划、相关产业规划及其批复)
水电站增容改造水文工作
1、设计报告(坝址、尾水水位流量关系曲线,库容曲线)
2、上下游水利工程(水库、电站)情况
3、历史洪水(洪水位、洪峰流量、洪水过程)
4、历年弃水、出力情况、库水位变幅、年发电量、利用小时数、设计保证率
5、供电范围、主要用户
6、上下游新增大用水户情况
7、防洪预案、水库调度原则、运行方式。
1、陆地表面水的组成:详见P89的表3-1.2、河流分段:可分为上、中、下游三段。
其水文特点是:上游:比降大,多瀑布急滩,流速大,流量小,冲刷占优势,河槽多为基岩或砾石。
中游:比降与流速减小,流量加大,冲刷、淤积都不严重,河槽多为粗砂。
下游:比降与流速更小,流量更大,淤积占优势,多浅滩或沙洲,河槽多细沙或淤泥。
3、水系:在一定集水区内,大大小小的河流构成脉络相通的系统。
4、水系特征——1)河流长度(河长):河源到河口的轴线长度。
2)河网密度:单位流域面积内的河流总长度。
D=∑L/FD——河网密度(千米/平方千米),∑L——流域内各级河道总长度(千米),F——流域面积(平方千米)。
3)河流的弯曲系数:某河段的实际长度与该河段直线长度之比。
K=L/lK——河流弯曲系数;L——河段实际长度(千米);l——河段的直线长度(千米)。
K值越大,河段越弯曲。
K值大,对航运及排洪不利。
一般平原区河流的弯曲系数比山区的大,下游的比上游大。
5、水系类型:1)扇状水系:干支流呈扇状分布,即来自不同方向的各支流较集中地汇入干流,流域呈扇形或圆形。
(海河上游的潮白河、永定河、大清河、子牙河、漳河等五大支流均于天津汇入海河)2)羽状水系:支流从左右两岸相间汇入干流,呈羽毛状。
如滦河水系。
3)树枝状水系:干支流的分布呈树枝状。
大多数河流属此类型。
如珠江干流西江,沿途接纳柳江、郁江、桂江等,即为一树枝状水系。
4)平行水系:几条支流平行排列,至下游或河口附近才汇合。
如淮河左岸的洪河、颖河、西淝河、涡河、浍河、沱河等。
• 5)格状水系:干支流分布呈格子状,即支流多呈90°角汇入干流。
如闽江水系。
这是由于河流沿着互相垂直的两组构造线发育而成6)辐合、辐散状水系:从四周向中间辐合的水系,称辐合状水系,发育于盆地地区。
从中间向四周辐散的水系,称辐散状水系,发育于穹隆构造地区。
6、流域:是指一条河流(或水系)的集水区域。
分水线包围的区域称为一条河流(或水系)的流域。
水文信息的采集与处理摘要:水文信息的采集与处理技术,包括水文测站的设立和水文站网的布设;水入、流量、泥沙、水质等各种水文信息要素的观测;水文的调查方法;以及水文数据的处理方法和技术。
水文信息采集与处理是工程水文学中最基本的概念和方法之一,是学习水文统计、流域产汇流计算、水文预报等内容的基础。
关键词:水文信息;采集方法;处理方法一、水文信息采集的方式(一)测站。
水文测站所观测的项目:水\、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰凌、水质、地下水等。
测站分类:基本站、专用站。
两种测站相辅相成,专用站在面上辅助基本站,基本站在时间系列上辅助了专用站。
(二)站网。
布站原则是通过所设立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。
根据实际需要,对于不同流域、不同要求,不同流域、不同水文站布设测站项目不同,在地区分布上具有科学性、合理性和最优化。
我国水文站网于1956年开始统一规划布站,经过多次调整,布局已经比较合理,但随着我国水利水电的发展,大规模人类活动的影响,不断改变着天然河流产汇流、蓄水条件及来水水量等条件,因此对水文站网要进行适当调整、补充。
(三)测站的设立。
具体选择测验河段时,主要考虑在满足设站的目的要求的前提下,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。
水文测站的建站包括测验河段和布设观测断面。
断面控制的原理:在天然河道中,由于地质或人工的原因,造成河段中局部地形突起,使得水面曲线发生明显转折,形成临界流,从而构成断面控制。
河槽控制:水A流量关系要靠一段河槽所发生的阻力作用来控制,如河段的底坡、断面形状、糙率等因素比较稳定,则水入流量关系也比较稳定。
水文测站布设:基线、水准点、各种断面即基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面及比降断面。
二、收集水文信息的途径及方法(一)驻测。
为了提高水文信息采集的社会效益和经济效益,一般都采取驻测、巡测、间测及水文调查相结合的方式收集水文信息。
水文学一、名词解释水文现象:水循环过程中,水的存在和运动的各种形态。
水循环:水循环是指地球上各种形态的水,在太阳辐射、地心引力等作用下,通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节,不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。
海水盐度:单位质量海水中所溶解物质的质量,叫海水盐度。
它是海水物理、化学性的重要标志。
水循环过程中,水的存在和运动的各种形态。
水资源:指全球水量中可谓人类生存、发展所利用的水量,主要是指逐年可以得到更新的那部分淡水量。
水体更替周期:指水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需要的时间。
水量平衡:指任意选择的区域,在任意时段内,其收入的水量与支出的水量之间差额必等于该时段区域内蓄水的变化量,从总体上说收支平衡。
蒸发能力:通常,将处在特定的气象环境中,具有充分供水条件的可能达到的最大蒸发量,称为蒸发能力。
区域总蒸发:是指研究区域内所有蒸发面上各种蒸发、散发之综合。
水汽扩散:指由于物质、粒子群等的随机运动而扩展于给定空间的一种不可逆现象。
扩散现象不仅存在于大气之中,也存在于液体分子运动进程中。
水汽输送:指大气中水分因扩散而由一地向另一地运移,或由低空输送到高空的过程。
降水历时:指一场降水自始至终所经历的时间。
降水量:指一定时间内降落在某一面积上的总水量。
降水面积:即降水所笼罩的面积,以平方公里计。
下渗率:下渗又称入渗,是指水从地表渗入土壤和地下的运动过程。
下渗能力:又称下渗容量,指在充分供水条件下的下渗率。
稳定下渗率(fc):通常在下渗初期,下渗具有较大的数值,称为初渗,其后,下渗作用不断进行,下渗率不断递减。
当下渗到一定深度后,下渗率趋于常值,此时称为稳定下渗率。
产流机制:水在沿土层的垂向运行中,供水与下渗矛盾在一定介质条件下的发展机理和过程,称为产流机制。
流量:指单位时间内通过某断面的水量,常用单位为立方米每秒。
径流深:指将径流总量平铺在整个流域面积上所求得的水层深度,以毫米为单位。
1、水文与水资源的基本特征:水文:泛指自然界中水的分布、运动和变化规律以及与环境的相互作用(指有关地球上各种形态水体的起源、存在、分布、循环、运动等的变化规律)。
特点:不重复性、地区性和周期性。
水资源的基本特征:水资源的循环性、有限性及分布不均匀性;利用的多样性。
2、我国水资源的特点:我国水资源的基本国情:总量比较大,人均低,仍为水资源贫乏的国家之一。
我国水资源特征:南方高于北方,主要体现在空间和时间分布差异上。
空间分布特点:三多三少水资源时间分布特征:降水年内分配不均匀,年际变化大,枯水年和丰水年连续发生。
3、水循环产生的原因及水循环的作用和意义:水循环产生的原因:内因:水的物理三态之间的相互转化;外因:太阳辐射和地心吸力的作用。
水循环的作用和意义:①提供水资源,使水资源成为“可再生资源”;②影响气候变化,调节地表气温和湿度;③形成各种形式的水体(江河、湖泊、沼泽等)以及与其相关的各种各种地貌现象;④形成多种水文现象4、大循环与小循环区别和联系:根据水循环的过程:大循环、小循环。
大循环:发生在海-陆之间的水分循环;小循环:发生在陆-陆之间、海-海之间的水分循环。
大循环:水分由海洋输送到大陆,又回到海洋的循环称为大循环或外循环。
在大循环中,空中水汽主要是由海洋上空向陆地输送,而陆地也向海洋输送少量水汽,但这部分量仅占海洋蒸发量的8%。
通常把海洋向陆地输送的净水汽量称为有效水汽输送量(海洋向陆地输送的水汽减去陆地向海洋输送的水汽),它是陆地降水的主要来源。
小循环:海洋上蒸发的水汽,在海洋上空凝结后,以降水形式落到海洋中,或陆地上的水经蒸发凝结又降落到陆地上,这种局部的水循环称小循环或内循环。
这种局部水循环,对内陆局部地区的降水有重要作用,因内陆远离海洋,直接接受海洋水汽不多,需要通过内陆局部地区的水循环运动使水汽不断地向内陆输送,这是内陆地区的主要水汽来源。
5、降水的成因及分类:大气中的水汽以液态或固态形式到达地面,称为降水。
1.可能最大降水P164可能最大降水是指现代气候及地理条件下设计地区(或流域)可能发生的最大降水2 水文现象P1地球上的水主要受太阳辐射和地心引力作用而不停地运动,其表现形式可概括为四大类型,即降水、蒸发、渗流和径流,统称为水文现象。
3.河川径流P14河川径流是指下落到地面上的降水,由地面和地下汇流到河槽并沿河槽流动的水流的统称5自由水面是指水面不停地运动的,有时上升,有时下降,而潜水是来自于大气降水的补给,所以一降水,水位就上升,不降水,水位就下降,所以就是自由水面。
6承压水1.定义:充满于上下两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。
7潜水1.定义:饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水。
潜水的水面为自由水面,称为潜水面。
设计洪水三要素:洪峰流量;洪水总量;洪水过程线水文现象的研究方法(1)成因分析法:由观测资料,从物理成因上研究水文变化规律,只定性分析,在定量上不能满足工程设计要求。
(2)数理统计法:运用概率统计理论对长期观测的资料进行统计计算,以寻求其规律性。
(3)地理综合法:由地区经验公式和等值线图分析,揭示水文现象的地区分布规律。
径流年内分配的表示方法1.主要形式--流量(或水位)过程线2.特殊形式--流量(或水位)历时曲线径流年内分配方式:1,流量过程线,即一年内径流随时间的变化过程,1,流量历时曲线,即今年内zurich平均流量按递减次序排列而成含水层含水层是指能够透过并给出相当数量水的岩层二、构成含水层的基本条件(一)岩层要具有能容纳重力水的空隙(二)有储存和聚集地下水的地质条件(三)具有充足的补给来源绘制经验频率曲线P46:1,将按时间顺序排列的实测资料按其数值大小进行递减顺序排列成X1,X2,…Xn,对应的序号m为1,2,…n2,公式计算个变量的经验频率3,以实测水文资料为变量X作为纵坐标,以P为横坐标,在坐标纸上点绘经验频率点据,通过点群中心,目估绘制一跳光滑的曲线4,根据工程设计标准指定的频率,在该曲线上查出所需的相应设计频率标准的水文数据理论频率曲线绘制步骤:P551由实测的资料,统计并计算x均、Cv2确定Cs3由Cs查附录3,得不同P的离均系数Φp4由ΦpCv+1=Kp,求Kp5由Xp=KpX均,求不同的P的Xp,在海森概率格纸上以P为横坐标,Xp为纵坐标,点绘理论点据,根据分布趋势,目估并绘制一条光滑的曲线绘制频率曲线步骤:P641将审核过的水文资料按递减顺序排列,利用经验频率公式计算个随机变量的经验频率,并点绘于概率格纸上2计算统计参数X均、Cv3假定Cs值4确定线形5柑橘Cs、Pi查离均系数Φ值表,计算理论频率曲线纵坐标,绘理论频率曲线6观察理论频率曲线师傅符合经验点的分布趋势回归线误差:Sy=根号下Σ(Yi-Y)^2/(n-2)相关系数误差:Sr≈1-r^2/根号下n设计年径流量的计算:资料审查频率计算成果合理性分析P663.1.2 事件P33随机试验:对随机现象的观测;事件:随机试验的结果。
1.2 水文条件1.2.1 年径流莫嘎河段径流主要来源于降雨,其次是地下水补给。
每年4月开始随着气温逐渐回升,径流逐渐加大。
根据资料分析,坝址处的多年平均流量100m3/s,多年平均总量为31.5m3/s,年内分配很不均匀,主要集中在汛期4-9月份。
6~10月为丰水期,11月~翌年5月为枯水期。
根据呷姑水文站1961年6月~2004年5月径流系列统计,多年平均流量139m³/s,年径流深478mm,年径流量43.8亿m³。
径流的年内分配和降雨的年内分配基本相应,丰水期(6~10月)多年平均流量为252m³/s,占年径流量的76.0%,枯水期(12月~翌年4月)多年平均流量为41.1m³/s,占年径流量的12.2%。
最丰水年的年平均流量为240m³/s,最枯水年的年平均流量为76.6m³/s,两者的比值为3.13。
1.2.2 洪水采用所选取的产汇流计算参数及河段特征参数,用推理公式计算莫嘎电站坝、厂址设计洪水。
根据统计资料推算1000年一遇的设计洪水流量为11700m/s,5000年一遇的校核洪水流量洪水14900m3/s。
1.2.3 固体流量及水库淤积莫嘎河为木里河右岸支流,河段内植被覆盖率高,加之人口稀少,人类活动影响很小,水土保持较好,河流中泥沙含量较小。
四合水文站是木里河上唯一具有悬移质泥沙实测资料的测站,在有实测资料的情况下尽量采用实测资料,因此确定四合水文站为本河段泥沙设计的依据站。
根据四合水文站的水沙资料计算得出,2004、2005年输沙模数分别为143t/(km².a)、293t/(km².a),可见2005年输沙模数与《四川省水文手册》中查得的多年平均悬移质年输沙模数较为接近。
同时将2005年四合水文站的年平均流量134m³/s按集水面积比移用至莫嘎电站坝址处,并与该处多年平均流量比较,2005年流量略大。
成县⽔⽂资料1.2⽔⽂⽓象1.2.1 ⽓象成县地处⼤陆腹地,属暖温半湿润⽓候,四季分明、⾬⽔充沛、湿度较⼤。
冬季受来⾃北⽅和西北⽅的冷空⽓影响,寒冷⼲燥;夏季盛⾏东南季风和来⾃孟加拉湾的暖温季风的影响,⾬热同期;春季温暖湿润,秋季多连阴⾬。
降⽔年际变化较⼤,年内分配不均。
根据成县⽓象站实测资料统计,多年平均降⽔量614.7mm,⼀年中,降⽔主要集中在7~9⽉,7~9⽉降⽔量约占全年降⽔量的54%左右;多年平均⽓温11.9℃,极端最⾼⽓温37.3℃,极端最低⽓温-15.0℃;多年平均风速0.8m/s,最⼤风速16.7m/s,风向为NNE;⽆霜期210天,最⼤冻⼟深度90cm。
河流的初冰期在10⽉上旬到12⽉上旬,终冰期在2⽉下旬⾄4⽉中旬。
1.2.2 ⽔⽂东河(亦称青泥河或长丰河)系嘉陵江⼀级⽀流,东河发源于西秦岭南麓西和县马元乡周家沟,由北⾄南依次流经天⽔、徽县、成县,于陕西略阳⼊汇嘉陵江,全流域⾯积1830km2,河长143.9km,⽐降6.3‰。
流域内沟壑纵横、⽀流较多,较⼤⽀流有南河、⿇沿河、⿊峪河等,流域为扇形。
流域地势西北⾼、东南低,上游⾄下游地形依次为中⼭、丘陵、盆地,之后⼜进⼊中⼭区。
⼭地乔⽊林密布丘陵区⼴布林地和灌⽊丛,植被良好部地⼴布红层低丘,⼤部分开垦为农⽥。
流域内⽆⼤、中型⽔利⼯程,⽔资源开发利⽤程度低。
成县境内的黄渚镇是省内著名的暴⾬中⼼之⼀,暴⾬强盛。
2010年8⽉12⽇2:00⾄9:00黄渚镇周围突发⼤暴⾬,7⼩时降⽔量达261.8mm。
造成特⼤⼭洪泥⽯流、⼭体滑坡等地质灾害,⼭青⽔秀的成县重镇,顷刻间变成⼀座破碎的伤⼼之镇,⼗⼏⼈失踪,数千⼈被困。
本次堤防⼯程区位于成县宋坪乡。
⼯程区以上控制流域⾯积1720km2,主河道长118km,平均⽐降8.2‰。
经过分析计算,⼯程区段⼆⼗年⼀遇洪峰流量为1509m3/s,⼗年⼀遇洪峰流量为990m3/s,五年⼀遇洪峰流量为565m3/s,⼆年⼀遇洪峰流量为234m3/s。