水文学与水资源实习报告

《水文学与水资源》实习报告指导教师：黄新会学生姓名：马莉学生学号：20100753011学生专业：水土保持与荒漠化防治2010级二零一叁年五月实习的目的本次实习的目的是：理论联系实际，将课堂的理论教学与实践中的水文与水资源问题紧密结合，并进一步扩大知识面。去水文站参观，了解和掌握水文观测的常用方法和手段,以及降雨、水位、水深、流速、流量等水文要素的测定、测验方法；增强对水文学测量仪器的感性认识，了解其工作原理。了解水文调查与水文资料的收集及水文资料的整理分析，让学生对已学过的水文与水资源方面的根底理论知识加深理解，培养学生的独立工作和解决问题的能力。了解某省水资源情况及存在的问题，试提出解决问题的方法。〔我所选择是是青海省〕实习的时间2013年5月17日至5月19日实习时间总共三天，以室外水文测站参观和室内查找资料相结合的方式进行。第1天：室内，黄老师给我们讲解水文与水资源学实习课程的目的、内容、方案安排、实习要求和考核方法等。第2天：室外，黄老师带着我们参观水文站，测站技术人员讲解测站的根本情况，了解并掌握降雨、水位、水深、流速、流量等水文要素的测定、测验方法。第3天：室内，学生做水文资料的整编工作，结合第二天实习内容，按要求写出实习报告。实习的地点昆明市水文与水资源局昆明市水文站实习的内容1.老师讲解水文与水资源学实习课程的目的、内容、方案安排、实习要求和考核方法等。2.通过老师带着，选择水文观测设备齐全、交通方便的水文站，参观水文站；测站技术人员讲解测站的根本情况，了解并掌握降雨、水位、水深、流速、流量等水文要素的测定、测验方法。3.做水文资料的整编工作，结合第二天实习内容，按要求写出实习报告。水文站参观在参观水文站之前，我们不得不去了解一下什么是水文站。在资料查阅后，我解决了这个问题。水文站是观测及搜集河流、湖泊、水库等水体的水文、气象资料的基层水文机构。水文站观测的水文要素包括水位、流速、流向、波浪、含沙量、水温、冰情、地下水、水质等；气象要素包括降水量、蒸发量、气温、湿度、气压和风等。水文站按测验工程分为观测水位、流量或兼测其他工程的水文站；只观测水位，或兼测降水量的水位站；只观测降水量的雨量站；只测水质的水质站；只测地下水的地下水井观测站；测量河流泥沙的泥沙站；观测水面蒸发和陆面蒸发的蒸发站。中国把水文站按性质分为根本站和专用站。前者的任务是收集实测资料，提供探索根本水文规律的资料，满足水资源评价、水文计算、水文情报、水文预报和水文科学研究的需要；后者是对根本站的补充。严格来讲，水文站的观测工程可分为：水位、流量、泥沙、降水、蒸发五大类，自2008年来还有断面污染取样。水位观测内容有：水位、起伏度、风向风力、流冰等。流量观测内容有：流速、水深、风向风力；流速测量方法有：浮标法、流速仪法及超声波法。流速测量设备有：吊箱、船、重铅鱼过河。含沙量观测内容有：主要观测分析河流水中泥沙含量和泥沙粗细颗粒分级，取样分为悬移质、推移质、河床质，目前主要取样有悬移质和河床质。降水观测内容：降雪和降雨，主要观测仪器为雨量计和雨量筒，雨量计主要观测降水，仪器型式有远传和非远传。蒸发：与降水观测相反，降水观测是观测降到地面的水量，蒸发那么是观测从地面到空中的水量，主要观测仪器为蒸发器和蒸发皿。我国的水文站按观测工程及控制流域的大小分三个等级。既：一类站二类站三类站在解决了“什么是水文站”这个问题后，我们便可以更有目的性的将理论应用到实际中，同时对水文站参观奠定了根底，让我们可以更加深刻的了解和掌握水文观测的常用方法和手段,以及降雨、水位、水深、流速、流量等水文要素的测定、测验方法；增强对水文学测量仪器的感性认识，了解其工作原理。1、昆明市水文站概况老师选择了水文观测设备齐全、交通方便的水文站，带着我们参观水文站；测站技术人员讲解测站的根本情况，了解并掌握降雨、水位、水深、流速、流量等水文要素的测定、测验方法；以及参观完水文站回来后的资料查阅，我对昆明水文站有了些许了解。我们所参观的昆明水文站于1928年设立，位于昆明市中心敷润桥，地理位置东经102043′，北纬25003′，流域集水面积735km2，该站设有水位、流量、降水、水质4个监测工程。属省级报汛站。在测站技术人员的介绍中了解到，昆明市水文站建立在盘龙江旁，盘龙江水的水质是Ⅴ类，上游有松华坝水库汛期弃水和掌鸠河引水供水工程通水后的近期余水可以直接补给。我做了资料查阅得知盘龙江北起嵩明县西北梁王山，南至滇池东岸官渡区福海乡海埂村滇池人海口，全长105公里江水自松花坝流出，穿城而过，淌入滇池，是唯一一条横穿昆明市区的河流，是昆明各族人民的成长摇篮。然而，这条昆明人民的母亲河没能逃脱成为了工业化的牺牲品的厄运。由于工业废水，生活污水和垃圾的无节制排放使它失去了往日的美丽容颜。尽管从上世纪90年代中期开始政府就着手对其整治，但直到现在，盘龙江水的水质依然只是停留在劣Ⅴ类。而盘龙江为流入滇池最主要河流，盘龙江水的水质直接影响到滇池的治理工程。而盘龙江上游的主要水库松花坝是一个汇水面积近600平方公里的巨型水库，据说最早是由元代的赛典赤·瞻思丁提议修建的。过去数百年来，盘龙江雨季时经常洪水漫天，附近农田被水淹，河边民房进水，1946年，昆明人修建谷昌水库，1958年，在谷昌水库的根底上修建了松花坝水库。后经过多年扩建，如今，一座现代化的大坝雄伟地挺立在两座大山的豁口之间，挡住了上游的来水，一年四季调节着盘龙江水位的变化。在了解了昆明水文站的大体情况后，我们得知昆明水文站观测的水文要素包括降雨、水位、水深、流速、流量等。与此同时，水文站观测技术人员带着我们一一参观了水文站观测的仪器，并对其做了讲解。依所用仪器设备不同，在昆明市水文站里，降雨观测用的是雨量计和自计雨量计；水位观测使用的是自计水位计；流量测定时用水文缆道；流速测量是用旋桨式流速仪来测流速。2、水文观测〔水尺观测、自计水位计观测法〕水文观测是《水文与水资源学》教学当中的重要讲授内容，通过实习、在课堂所学和自己查阅书籍和资料，对水文观测的手段和方法都有了很多的掌握。昆明水文站观测的水文要素包括降雨、水位、水深、流速、流量等，下面分别简述。2.1水尺观测在参观水文站时，测站技术人员没有介绍到水尺观测。我做了资料查阅，找到一些水尺观测的资料作为了解。按照水尺的构造形式不同，可分为直立式、倾斜式、矮桩式、和悬锤式。观测时，水面在水尺上的读数加上水尺零点的高程就是当时的水位值。2.2自计水位计观测法自计水位记是自动记录水位的仪器，一般每天8:00测一次，同时调整笔尖位置，从当日8:00到次日8:00的水位为当日水位。自计水位计是自动测定并记录河流湖泊和灌渠水体的水位的仪器。它能将水位变化的连续过程记录下来，也能将所观测的数据以数字或图像的形式传送至数据库，使得水位观测工作趋于自动化和遥测化。按传感器原理分浮子式、跟踪式、压力式和反射式等。水位记录方式主要有：记录纸描述，数据显示或打字记录,穿孔纸带,磁带和固体电路储存等。水位计的精确度一般在1～3厘米以内，中国制造的水位计的记录周期有1天、30天和90天等。走时误差,机械钟为2分/日，石英晶体钟小于5分/月。3、流量观测〔流速仪观测〕流量观测内容有：流速、水深、风向风力；流速测量方法有：浮标法、流速仪法及超声波法。流速测量设备有：吊箱、船、重铅鱼过河。在流量观测里，测站技术人员主要介绍的是流速仪观测。流速仪法测流，是以公式Q=〔其中：Q-通过河流某一断面的流量；-断面平均流速；A过水断面面积〕为依据，将过水断面划分为假设干局部，用普通测量的方法测算出各局部过水断面的面积，用流速仪测算出各局部面积上的平均流速，局部面积乘以相应局部面积上的平均流速，称为局部流量。局部流量的总和即为断面的流量。因此，流量测验包括断面测量和流速测量两局部工作。3.1.断面测量河道断面测量，是在断面上布设一定数量的测深垂线，测得每条测深垂线的起点距和水深，从施测的水位减去水深，即得个测深垂线处的河底高程，便可绘制断面图。断面测量包括水深测量和起点距测量，起点距测量又包括断面索法、仪器测角教会法。3.2流速测量流速测量中包括三个局部：〔1〕点流速测定流速仪是用来测定水流中任意指定低点沿流向的水平流速的仪器。我国采用的主要是旋杯式和旋桨式两类。流速仪转子的转速与流速的关系，在流速仪检定槽中通过实验率定，其关系时一般为,式中K、C分别为仪器检定常数与摩阻系数。测流时，对于某一测点，记下仪器的总转数N和测速历时T，求出转速n=N/T，由式即可求出该测点的流速。为消除流速脉动的影响，要求T>100s。昆明市水文站流速测量是用旋桨式流速仪来测流速的。旋桨式流速仪供测定流水中预定测点的时均流速。本仪器特点是，体积小，造型轻巧，结构紧凑、精密，携带、使用方便，适用于小河流、大河沽水期浅滩、灌排渠道、水利调查、径流实验等，并广泛用于测试中小型泵站效率的管流测量和水力机械的效率实验，以及环保部门的污水监测、渗水流量测量。流速垂线及测速点布置流速仪测速时必须在断面上布设测速垂涎和测速点，以计算测量断面面积上的流速。测速的方法，根据布设的垂线，测点的多少繁简程度而分为精测法、常测法和简测法，其布线数目及测速点分布参考我国相关规定。流量计算流量计算一般都以列表方式进行。方法是：由测点流速推求垂线平均流速，由垂线平均流速推求局部面积上的平均流速，局部平均流速和局部面积相乘得局部流量，各局部流量之和即为全断面流量。4、降雨观测在水文站长的带着下我们来到水文站屋顶，那里是降雨量的观测点，上面有各式各样的雨量计。降水量可采用器测法、雷达探测或气象卫星云图估算。降水观测内容：降雪和降雨，主要观测仪器为雨量计和雨量筒；雨量计主要观测降水，在传递方式上，仪器型式有线远传和非远传〔遥测〕两种型式。昆明市水文站用的是仪器法观测，常用的仪器有雨量计和自记雨量计。雨量计是由承雨器、漏斗、储水瓶和雨量杯组成，分时段人工观测，大局部的雨量计都是以毫米作为测量单位，有时候测量结果也会以英寸或厘米作为单位。雨量计的读数可以用手工读出或者使用自动气象站，而观测的频率那么可以根据采集单位的要求而变化。大多数情况下收集的雨水在观测后就不再保存，但也有少数气象站会保存作为污染程度或其他测试的样本。自记雨量计是观测降雨过程的自记仪器，能够随时间连续记录降水过程。常用的有称重式、虹吸式〔浮子式〕和翻斗式。青海省水资源1.青海省水资源概况青海省地形地貌复杂多样，水系发育，河流众多，大小湖泊星罗棋布，高山峰顶冰雪覆盖。省境内，有穿越高原、峡谷奔腾东流的黄河、长江，有全国最大的咸水湖泊――青海湖，有湖群密布的神秘无人区――可可西里盆地，有开发历史悠久、人烟稠密的“河湟谷地”等。1.1水系青海境内集水面积在5OO平方公里以上的河流有271条，河流总长约2.8公里。受降水和地形地质条件的制约，省内河流在地区分布上很不均匀，多雨的东南部和东北部水系发育，河网密集；干旱少雨的西北部诸内陆盆地，那么河流稀疏，在柴达木盆地西北部甚至出现大面积的无径流区。按河川径流的循环形成，省内河流可分为内、外流两大区域。以乌兰乌拉山－布尔汗布达山－日月山－大通山－线为分水岭，此线以南为外流区，占全省总面积的48.2％，分属黄河、长江和澜沧江三大流域；此线以北为内流区，占全省总面积的51.8％，分属可可西里盆地、柴达木盆地、茶卡－沙珠玉盆地、哈拉湖盆地、青海湖盆地和祁连山地等六大内陆水系。1.2冰川青海境内的祁连山、昆仑山、巴颜喀拉山、唐古拉山等山脉，多在海拔5，000米以上，山上终年积雪，广布冰川。据中科院兰州冰川研究所的考察资料，全省有冰川面积为4，872.92平方公里，占中国冰川总面积的8.8％，冰川覆盖率为0.67％，冰川储水量为3，519.66亿立方米。冰川补给径流年融水量31.72亿立方米，占全年径流总量的5.1％。其中：外流区有冰川面积1，853.71平方公里，占全省冰川总面积的38.O％，主要分布在长江、黄河的源流区；内流区有冰川面积3，O19.21平方公里，占全省冰川总面积的62.0％，主要分布在祁连山、昆仑山和可可西里的高山地带。1.3湖泊青海省是中国多湖泊的地区之一。全省水面面积大于1平方公里的湖泊有266个，湖泊总面积为12，610.5平方公里，占中国湖泊总面积的15.8％，青海省湖泊率为1.7％；湖水总储量为2，244亿立方米，其中有淡水湖151个，湖泊淡水储量约355亿立方米、占全国湖泊淡水总储量的16.5％。省内湖泊主要分布在内流区的诸盆地中，计有湖泊138个，面积为10，411.3平方公里，占全省湖泊总面积的82.6％。其中尤以可可西电盆地湖群密布，湖泊率高达7.5％，为中国罕见的多湖地区。由于内流区的气候和水文特点，湖泊大多处于退缩和咸化的演变过程，故多咸水湖和盐湖。淡水湖只有56个，面积仅919.7平方公里，只占内流区湖泊总面积的8.8％，淡水储量约139亿立方米，占全省湖泊淡水储量的39.2％。青海湖是区内最大的湖泊，也是中国第一大〔微咸水〕湖。现青海湖面积约4.6万公顷，最大水深32米，储水量约742亿立方米、湖水矿化度15.5克／升。在青海省的外流区有湖泊128个，面积为2，199.2平方公里，占全省湖泊总面积的17.4％。其中95个为淡水湖，面积为1，865.2平方公里，占外流区湖泊总面积的84.8％，淡水储量约216亿立方米，占全省湖泊淡水储量的6O.8％。外流区的湖泊主要分布在长江、黄河的源流区，其中最大的两个〔淡水〕湖泊就是著名的鄂陵湖和扎陵湖面积分别为610.7和526.1平方公里，最大水深分别为30.7和13.1米，储水量共计154.3亿立方米，占全省湖泊淡水储量的43.5％。1.4降水青海省地处中纬度内陆高原，属大陆性气候，降水的水汽来源主要是孟加拉湾上空的暖湿气流，其次为太平洋的东南季风输送来的暖湿气流。由于青海省深居内陆，远离海洋及受高山阻隔，无论是西南或东南来的水汽，进入青海省境内已成强弩之末，故全省气候枯燥，降水稀少。全省多年平均年降水总量为2，064亿立方米，年降水量为285.6毫米，仅为全国平均年降水量648毫米的44％。省内降水在地区分布上极不均衡，多年平均年降水量变化在17.6毫米〔冷湖〕～767〔久治〕毫米之间，最少地区与最多地区相差4O多倍。降水地区分布的总趋势是由西北向东北和东南方向递增并随海拔高程的增加而增加。1.5蒸发与干湿程度青海省内的年蒸发能力变化在8OO毫米～2，000毫米之间，其分布规律恰与降水相反，即由东南向西北递增，并随海拔高程的增加而减小。年蒸发能力与年降水量之比称为干旱指数，通常以此作为区别各地区气候干湿程度的指标。青海省全省的干旱指数变化在大多1.5～1OO之间，共由东南向西北递增，青海省东南部和东北部地区的干旱指数变化大多在1.5～2.O之间，属半湿润向半干旱过渡地带，而西北部柴达木盆地的干旱指数那么在10以上，盆地中心地区甚至高达1OO以上，故柴达木盆地属严重干旱地带。1.6水质地表水水质。青海省内大局部河流的天然水质良好，宜于生活饮用和工农业生产利用。其地区分布总的趋势是：河水的矿化度和总硬度由东北和东南向西部逐渐增大，即在一般情况下，地表水的天然水质东部优于西部，且山区优于平原或河谷平原地区。河水矿化度。青海省东北部〔黑河、大通河流域〕和东南部，因降水丰沛，河水矿化度一般均小于30O毫克／升，属低矿化水区，长江上游的沱沱河和楚玛尔河，以及柴达木盆地和茶卡—沙珠玉盆地的大多数河流，河水矿化度大于5OO毫克/升，柴达木盆地中心及西北部甚至高达1000毫克／升以上，属高矿化水区；省内其他地区，包括黄河、长江和澜沧江流域的大多数河流，以及青海湖盆地水系等，河水矿化度多在300毫克／升～500毫克／升之间，属中等矿化水区。河水总硬度。青海省河水总硬度的分布规律大致与矿化度相似，青海省东北部河水总硬度小于8.4德国度，属软水区；柴达木盆地格尔木河及其以西的河水总硬度在17德国度～25德国度之间，属硬水区；长江上游的楚玛尔河水总硬度大于25德国度，属极硬水区；省内其余地区的河水总硬度在8.4德国度～17德国度之间，属中等硬水区。河水化学类型。青海省河水化学类型以重碳酸盐和碳酸盐类分布最广，约占8O％；氯化物类次之，占15％；硫酸盐类最少，占5％。总的分布规律是，氯离子和硫酸根离子随矿化度的增加而增多，即由重碳酸盐类转化为氯化物和硫酸盐类，其阳离子由钙转换为钠；在内陆盆地，河流出山口后，河水因蒸发、渗漏而浓缩，河水化学类型也存在由重碳酸盐或碳酸盐钙型水向高矿化度的硫酸盐、氯化物钠型水转化的特点。河水酸碱度。省内天然河水的PH值在7.5～8.6之间，呈弱碱性。地下水水质。青海省绝大局部地区的地下水水质良好，PH值在7.O～8.5之间，矿化度小于1克／升，适于饮用、灌溉及工业用水。由于气候、地形、地质和地表水水质等因素的影响，地下水的水质变化也是具有一定的分带性特征。在山丘区和山前冲洪积扇地带，地下水在径流过程中以溶滤作用为主，水质一般较好；在内陆区诸盆地山前平原地带，随着地下水埋深向盆地江水中心逐步变小，盐化作用加强，水质也随之恶化，矿化度急剧升高，到盆地中心地带那么形成盐水或卤水；在外流区河谷平原地带形成盐水或卤水；由于河水与地下水关系密切，在外流区河谷平原地带，地下水水质那么主要受河水水质的影响，在河水受工业和城镇生活污水污染的河段，那么近河地段的地下水水质较差，甚至不能饮用。水资源总量与分布特点2.1水资源总量地表水与地下水的转换关系。地表水和地下水转换频繁，是青海省水资源的特点之—。由于地处高原，该省的河流一般下切较深，山丘区地下水的排泄形成几乎全是汇入河道，即山丘区地下水的绝大局部通过向河道的排泄而转换形成地表水资源的河川基流局部。水资源总量估算。由于地表水与地下水之间存在频繁的转换和重复关系，在计算水资源总量时，还应扣除二者之间的重复量之后才是实际的水资源总量。估算结果，全省的水资源总量为627.48亿立方米。其中；外流区有493亿立方米，占全省总量的78.57％；内流区134.48亿立方米，占全省总量的21.43％。2.2水资源的特点地表水资源的时空分布。降水是径流最主要的补给来源，降水的地区分布根本决定了径流的地区分布。①径流的地区分布。青海省内径流在地区分布上极不平衡，年径流深主要变化在0毫米～500毫米之间，同降水一样呈由西北向东北和东南方向递增的变化趋势，其中柴达木盆地中心地区径流深在5毫米以下，根本不产流，视为无径流区。②径流的年内变化。径流的年内变化主要取决于河流的补给条件，大致有以下三种情况：以雨水补给为主的河流，径流年内的丰枯变化主要受降水变化的支配，往往是汛期与雨季同步，暴雨出现洪水，冬季为枯水期，径流的年内分配极不均匀。这一类河流汛期一般出现在6月～9月或7月～10月，连续最大4个月的径流量的55％～85％。省内东南部地区的河流多属此类型。以冰雪融水补给为主的河流，在气温较高的4月～9月，因大量冰雪水补给而出现汛期，并有春汛发生。此类河流连续最大4个月的径流量可占年径流量的70％以上。省内柴达木盆地北部以及发源于祁连山、昆仑山和可可西里盆地高山区的河流多属此类型。以地下水补给为主的河流，除冰雪融水或降雨形成短暂洪峰外，河流水量一般较稳定，径流年内变化不大，连续最大4个月的径流量占年径流量的40％～50％。柴达木盆地南部的格尔木、诺木洪等河流属此类型。③径流的年际变化。从青海省内各主要河流的代表测站的最大、最小年径流比值和变差系数值较大外，其余河流的比值多在1.60～3.50之间，变差系数值也较小〔在0.15～0.39之间〕。可见省内绝大多数河流的径流年际变化不大，且变差系数值的地区变化也与降水相同，由东南向西北递增，说明降水的年际变化是影响径流年际变化的主要因素。但是由于下垫面因素和河流补给类型的不同，对径流的年际变化也有很大影响，少数河流〔或河段〕和地区又有其特殊性。地下水资源的分布特点。通常将地下水资源划分为山丘区地下水和平原区地下水两大局部。山丘地下水的分布趋势大致与降水的分布相一致，主要分布在外流区，而外流区的河流又全部属于山丘区河流，那么其多年平均的年河川流量即可视为外流区的山丘区地下水天然资源量，而这局部水量正是外流的稳定水源。由于全省外流区的河流除黄河外，均少有河谷平原地带，故外流区内的平原地下水主要分布于黄河流域的河谷平原区，尤以湟水和河的河谷平原区较丰富。在内陆区诸盆地中，以柴达木盆地诸河流出山口的冲积，洪积扇地带和青海湖滨平原地带区地下水较丰富。3水资源的利用1996年，青海省加大了对水利根底设施的投资、全年用于水利建设资金3.22亿元。全年安排各类水利工程371项，建成368项，新增灌溉面积1，793公顷〔2.69万亩〕，治理水土流失面积155平方公里，兴修水平梯田7，333公顷〔11万亩〕，解决了8.17万人、42.65万头〔只〕牲畜的饮水困难。3.1水利工程建设现状青海省共建成水库136座，总库容为20，121万立方米。其中：库容1，O0O万立方米以上的中型水库5座，总库容8，282万立方米；库容1OO万立方米～l，000万立方米的小型水库32座，总库容9，500万立方米；库容1O万立方米～100万立方米的99座，总库容2，339万立方米。此外，建成涝地〔蓄水量1O万立方米以下〕630座，总蓄水量1，127．O8万立方米。青海省共建有农田灌溉干支渠3，020条，总长10，617.09公里。其中：草原灌溉干支渠449条，总1，797公里；供水管道1，248条，总长6，144.3O公里。青海省共建有抽水机站944座，水轮泵站22座，喷灌169处。青海省有机电井1，3O3眼，其中己配套完好机电井1，264眼。青海省农田有效灌溉面积到达21.71万公顷〔325.71万亩〕。其中，自流引水灌溉14.38万公顷〔215．74万亩〕，水库灌溉8，298公顷〔59．43万亩〕，涝地灌溉2，82O公顷〔4.23万亩〕，抽水机站灌溉2.35万公顷〔35.25、万亩〕，水轮泵站灌溉7，28O公顷〔3.64万亩〕，井灌3，767公顷〔5．65万亩〕，喷灌1，18O公顷〔1．77万亩〕。同时，治理水土流失面积4，177.6平方公里，治河造田12，O93.3公顷〔18.14万亩〕，改进盐碱地9，5O7公顷〔14.26万亩〕，并解决了156.88万人和654.95万头〔只〕牲畜的饮水困难。3.2供水量现状。青海省现总供水量为28.O亿立方米。其中：引水工程供水量16.63亿立方米，占59.39％；蓄水工程供水量3.58亿立方米，占12.79％；提水工程供水量2.94亿立方米，占10.50％；机井工程供水量2.98亿立方米，占10.64%；其他供水量1.87亿立方米，占6.68％。在总