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文档简介
1、实习报告(水文)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
2、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(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
3、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、
4、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(m5050-100100-300300-10001000以上垂线数1010-1515-2020-3030-40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h35点法水面、h、h、h、河底 测定流速的方法很多,一般采用浮标测速
5、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。1234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(I )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(即f=)。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t1t2
6、 t3t4表七由 11=12=13=14=得 v1=v2=v3=v4=(2)旋杯式流速仪测速原理和方法35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
7、成线性关系即:v =ar/s+b式中s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=( +)/103 点法 v=(+)/4或 v=(+)/32 点法 v=(+)/21点法v=或 v= k1=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般流量以米3/秒来表示。36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一流量关系曲线。 利用这条水位一流量的相关曲线,通
8、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。断面部分面积计算方法为:部分面积是指测速垂
9、线间的部分断面面积。I面积间没有测深垂线时,则部分面积等于两边垂线水深的平均值和其间距的乘积式中:fl、f2 为部分面积hl。h2为垂线水深bl。b2为垂线间距(2)部分面积间有测深垂线,则其部分面积应等于欲求部分面积的两测深垂线间 各测深垂线间面积的和。即:f3=( h2+h3) /2*b3+ ( h3+h4) /2*b4+ ( h4+h5) /2*b5 f4=( h5+h6) /2*b6+ ( h6+h7) /2*b7+ ( h7+h8) /2*b837(二)地下水调查地下水是水资源的重要组成部分,也是河流补给的重要来源。进行地下水调查就 是了解调查区的水文地质状况,地下水的补给、径流和排
10、泄条件以及地下水的水 位、水量等特点。首先需要调查区内地质图、地形图、水文地质图、调查区的水利规划报告等资料, 通过对资料的分析和野外勘探,了解实习调查区地形起伏、地层出露及分布概况; 了解断层、褶皱等地质构造的分布、性质及与地下水的关系;了解含水层的岩性、 分布及层位厚度等特点,掌握地下水埋藏条件与区域地质地貌状况的相互关系。其次进行地下水的观测。观测可在观测井中进行。1 地下水位的观测。可采用测杆、测锤、测绳等测量工具,每次观测应重复两次,取平均值,两次测量误差不应超过 2厘米,否则应重测。地下水位等于井口 固定点高程减固定点至水面的距离。固定点至水面距离减去固定点与测井附近地 面的平均高
11、差即得地下水埋深。2 地下水流量调查。可进行机井出水量观测。首先应事先在井旁沟渠内安装好顶角为 90。的三角堰或 三角堰箱(图4-4)。抽水前测量静水位。抽水后,当井水位下降保持稳定时,观 测动水位和三角堰水头高度,从“三角堰水头与流量换算表”中即可查得流量。三角堰箱a 三角堰箱纵剖面结构;b三角堰箱立体图;1水泵出水管;2隔板;3读数 标尺(三)河流泥沙检测河流夹带泥沙能直接影响河床变化以及水库、渠道的淤积,给防洪、灌溉、航运 带来困难,因此泥沙测验是水文实习的重要项目。描述河流中38悬移质的情况,常用的两个定量指标是含沙量和输沙率。单位体积内所含干沙的质量,称为含沙量,用cs表示,单位为k
12、g/m3。单位时间流过河流某断面的干 沙质量,称为输沙率,以qs表示,单位为kg/s。断面输沙率是通过断面上含沙 量测验配合断面流量测量来推求的。1 悬移质单位含沙量检测方法。含沙量测验,一般需要采样器从水流中采取水样。 我国目前使用较多的采样器有 横式采样器和瓶式采样器。取样位置一般要通过输沙率资料的分析选择。取样位置选择的原则:(1)在含沙量横向分布较稳定均匀的断面, 在主流边附近 选取一条垂线取样;(2)在含沙量横向分布变化较复杂,主流分散的河道,可用 横渡法或斜航法取样。不论用何种方式取得的水样,都要经过量积、沉淀、过滤、 烘干、称重等手续,才能得出一定体积浑水中的干沙重量。2 输沙率
13、测验方法输沙率测验是由含沙量测定与流量测验两部分工作组成的。为了测出含沙量在断面上的变化情况,由于断面内各点含沙量不同,因此输沙率测验和流量测验相似, 需在断面上布置适当数量的取样垂线, 通过测定各垂线测点流速及含沙量, 计算 垂线平均流速及垂线平均含沙量,然后计算部分流量及部分输沙率。对于取样垂 线的数目,当河宽大于50m时,取样垂线不少于5条;水面宽小于50m时,取样 垂线不应少于3条。垂线上测点的分布,视水深大小以及要求的精度而不同, 可 有一点法、二点法、三点法、五点法等。(1)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。(2)断面输沙率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。计算公式为:(1) (2) (3) (4)a. 求垂线平均含沙量:五点法 p = (p +3 p +3 p +2 p + p) /10v三点法 p = ( p + p + p) /(+)
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