水文测验测站布设
丹东地区水文测站水文测验垂线精简分析研究

丹东地区水文测站水文测验垂线精简分析研究梁卓然1,2,李叶3,于露4(1.辽宁省水利事务服务中心,辽宁沈阳11003;2.沈阳农业大学水利学院辽宁沈阳110866;3.辽宁省河库管理服务中心(辽宁省水文局),辽宁沈阳11003;4.辽宁省本溪水文局,辽宁本溪11700)[摘要]文章以龙湾站为实例,对丹东地区水文测验垂线进行精简试验分析。
分析结果表明:在高水位(Z>93.50m)以上,可将龙湾站传统常规测流方法需布设的6条垂线精简到3条或2条,精简后流量测定误差均可满足GB50179-2015《河流流量测验规范》及水文资料整编的要求,垂线精简方案切实可行。
[关键词]水文测验垂线;精简分析;误差分析;龙湾水文站;辽宁丹东[中图分类号]P335[文献标识码]B[文章编号]1002—0624(2020)06—0023—030引言按照国家GB50179-2015《河流流量测验规范》规定,水文站常规测验方法要求水面宽小于50m时不少于5条测验垂线,但在高洪测流时,由于需要布设的垂线较多,使得一次测流的时间较长,常错失抢测洪峰时机,测到的流量精度也不够准确[1]。
有多项研究成果表明[2-6],可结合河流水情特点,对测验垂线进行精简,从而提高测验效率,保障汛期测流的时效性。
丹东地区属于辽宁省暴雨洪水易发区[7],大部分水文站均位于山区型河流,洪水陡涨陡落,在汛期大洪水期间,对测流的时效性要求较高,为提高丹东地区洪水测验时效性,亟需对其垂线精简方案进行分析,通过测验垂线的精简,既能节省测流时间,又能及时抢测到洪峰流量,保证实测流量成果的精度。
为此本文结合水文测验常用的对比观测试验方式[8-10],以丹东地区龙湾水文站为研究实例,对该站点的垂线精简方案进行分析,分析精简方案的可行性。
1水文站流量测验垂线的布设原则《河流流量测验规范》对不同类型水文测站垂线的布设明确了6个原则。
1)垂线精简方式:对于可以进行精简分析的水文测站,以结合其多条垂线进行流量测定的基础上,对其垂线精简分析,从而确定其最优的垂线精简条数。
水文测站实行巡测方式的探讨

《河南水利与南水北调》2023年第12期水文水资源水文测站实行巡测方式的探讨郭佳静,郭佳进(黄委河南水文水资源局,河南郑州450004)摘要:水利在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。
推进水利现代化要从水文现代化开始。
按照黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略和“十四五”水利发展规划的部署要求,水文亟须加快推进“巡驻结合、以巡为主、自动测报、应急补充”的巡测模式。
近年来,随着测报能力的不断提升,黄河水文测报实现了从单纯依靠人工观测到自动化测报的跨越,具备了从驻测走向巡测的基本条件,文章以黄河小浪底水文站为例,对水文测站巡测方式进行思考和探讨,为日后实现“有人看管、无人值守”的测验模式奠定了基础。
关键词:水文测站;巡测方式;小浪底水文站中图分类号:P332文献标识码:B文章编号:1673-8853(2023)12-0041-02Discussion on Implementing Patrol Surveying Methods in Hydrological StationsGUO Jiajing,GUO Jiajin(Henan Hydrological and Water Resources Bureau of the Yellow River Commission,Zhengzhou450004,China)Abstract:Water conservancy plays an important role in the national economy and social development.Promoting the modernization of water conservancy should start with the modernization of hydrology.In accordance with the major national strategy for ecological protection and high-quality development in the Yellow River Basin and the deployment requirements of the14th Five Year Plan for water conservancy development,it is urgent to accelerate the promotion of the“combination of patrol and stationing,focusing on patrol, automatic reporting,and emergency replenishment”patrol mode in hydrology.In recent years,with the continuous improvement of the survey capability,the hydrological survey of the Yellow River has realized the leap from relying solely on manual observation to automatic survey,and has the basic conditions of moving from stationary survey to patrol survey.This article takes the Xiaolangdi hydrological station on the Yellow River as an example.This paper thinks and discusses the survey mode of the Hydrological Station, which lays a foundation for the realization of the test mode of manned supervision,unmanned operation in the future.Key words:hydrometric station;patrol method;Xiaolangdi Hydrological Station1测站概况小浪底水文站始建于1955年4月,位于河南省洛阳市孟津县马屯乡小浪底村,1991年由于小浪底水利枢纽工程建设,测验断面下迁4km,站名改为小浪底(二)站(以下简称小浪底水文站),站址迁至河南省济源市坡头镇泰山村,至河口距离894km,集水面积694221km2,占黄河流域总面积的92.50%。
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 。
第1 章 水文测站与站网

图中的流向是以某断面处若干个部分流量的 矢量了表示的。各部分流量的矢量和就是断 面的流量矢量,其方向代表水流通过断面的 平均流向。 水流平面图的测绘方法步骤如下: 1、拟设测流断面 在测流断面上下游平行布设1~5个断面,各 断面之间间距基本相等,且不小于断面平均 流速的20倍。
2、施测准备 包括经纬仪、平板仪、断面桩、水准点和水 面浮标等。 3、整理计算交会资料 整理计算各断面测角交会资料,绘制河段平 面图,标出每个浮标经过各断面的位置,按 顺序连成虚线,其走向代表水流情况。选择 走向比较一致处的断面作为初选的测流断面。
(五)比降断面: 用来测量水面比降的断面。测验河段根据需 要应设置上、中、下3个比降断面,其中的中 比降断面由基本水尺断面代替。 上、下比降断面间距Ls采用下公式计算: Ls=2/(△Z2Xs2)(Sm2+ (Sm4+2△Z2+Xs2Sz2)0.5) (1-4) 式中: Ls——比降断面间距,km; △Z——每km水面落差,mm; Xs——比降观测允许的不确定度,取15%; Sm——比降水准测量每km的标准差,3等水准,取 6mm,4等水准取10m; Sz——比降水位观测误差。
黑龙江省水文站网分布图
第二节 水文测验河段的查勘与选择 第二节 水文测验河段的查勘与选择
一、测验河段的选择原则
测验河段:是野外进行水文测验的场所。 (一)测验河段的选择 应满足以下3个条件: 1、满足设站的目的和要求; 2、保证测验信息的必要精度和工作安全; 3、方便、经济、有利于测验工作。
二、测站控制
若取浮标流速的相对误差 δu= 1.25 ~ 2.0%作为允许误差, 代入上公式得 LF=Vf/ δu= Vmax/0.0125 ~ 0.020 = (80~ 50) Vmax 2、山区中小河流,可适当缩短,但不得小于 20倍的Vmax; 3、WMO的水文气象指南中建议浮标漂流历 时宜大于20s,以确定上下浮标断面间距。
第1 章 水文测站与站网

图中的流向是以某断面处若干个部分流量的 矢量了表示的。各部分流量的矢量和就是断 面的流量矢量,其方向代表水流通过断面的 平均流向。 水流平面图的测绘方法步骤如下: 1、拟设测流断面 在测流断面上下游平行布设1~5个断面,各 断面之间间距基本相等,且不小于断面平均 流速的20倍。
2、施测准备 包括经纬仪、平板仪、断面桩、水准点和水 面浮标等。 3、整理计算交会资料 整理计算各断面测角交会资料,绘制河段平 面图,标出每个浮标经过各断面的位置,按 顺序连成虚线,其走向代表水流情况。选择 走向比较一致处的断面作为初选的测流断面。
水文站网分类表
按照测验项目分 水位站网、流量站网、蒸发站网、 泥沙站网、水质站网和实验站网 等;
按照管理和经营 国家站网、地方站网、 单位划分 群众站网; 按照测站性质分 基本站网和专业站网。
按测验精度可分 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类精度站网。
四、水文站网的规划与调整
水文站网规划:是制定一个地区(流域)水 文测站总体布局而进行的各项工作的总 称。 水文站网规划的主要原则是: 根据需要和可能,着眼于依靠站网的结 构,发挥站网的总体功能,提高站网产 出的社会效益和经济效益。 水文站网的调整:是根据总结经验,在经 济水平、科技和测验手段的提高和对水 文规律的不断认识中定期飞行检查站网 存在的问题,进行站网的调整。
由水力学可知,临界流处的Fr=1,即 Fr= (aQ/gA3)B=1 令动能校正系数a=1,则有 Q= (gA3/B)0.5= =(Bg1/2)dk-3/2 dk为临界水深,有dk=A/Q。 A和dk是水位Z和断面因素Ω的函数,即 Q=f(Z, Ω ) 当断稳定,断面因素Ω是Z的函数,即 Ω =f(Z) Q=f(Z) (1-1) 说明在石梁处流量只是水位的函数,并且流量与 水位呈单一关系。
SL61-94水文自动测报系统规范

中华人民共和国行业标准水文自动测报系统规范SL 61-94批准部门:中华人民共和国水利部--------------------------------------------------------------------------------目次1 总则2 水文自动测报系统规划和可行性研究报告的编制3 水文自动测报系统的设计4 水文自动测报系统的设备5 水文自动测报系统的考核、验收和运行管理网页制作:powerfoo 条文说明--------------------------------------------------------------------------------1 总则1.0.1 为适应我国水文自动测报系统的发展,做好水文自动测报系统规划、设计、建设和运行管理,统一技术标准,特制定本规范。
1.0.2 本规范适用于江河、湖泊、水库、水电站等水文自动测报系统的规划、设计、建设和运行管理。
1.0.3 水文自动测报系统属于应用遥测、通信、计算机技术,完成江河流域降水量、水位、流量、闸门开度等数据的实时采集、报送和处理的信息系统。
1.0.4 按水文自动测报系统规模和性质的不同可分为水文自动测报基本系统和水文自动测报网。
水文自动测报基本系统由中心站(包括监测站)、遥测站、信道(包括中继站)组成。
水文自动测报网是通过计算机的标准接口和各种信道,把若干个基本系统联接起来,组成进行数据交换的自动测报网络。
1.O.5 新建水利、水电工程需要建设的水文自动测报系统,应作为工程规划设计的组成部分,并将系统的建设纳入工程建设一并实施。
1.O.6 本规范中涉及水文测验、水文情报预报的精度要求,应按有关的国家标准和行业标准的规定执行。
2 水文自动测报系统规划和可行性研究报告的编制2.1 基本资料收集和可行性论证2.1.1 进行水文自动测报系统的规划设计,应收集下列基本资料:(1)计划建设水文自动测报系统地区的大比例尺地形图。
水文自动测报系统规范

水文自动测报系统规范1总则1.0.1为适应我国水文自动测报系统的发展,做好水文自动测报系统规划、设计、建设和运行管理,统一技术标准,特制定本规范。
1.0.2本规范适用于江河、湖泊、水库、水电站等水文自动测报系统的规划、设计、建设和运行管理。
1.0.3水文自动测报系统属于应用遥测、通信、计算机技术,完成江河流域降水量、水位、流量、闸门开度等数据的实时采集、报送和处理的信息系统。
1.0.4按水文自动测报系统规模和性质的不同可分为水文自动测报基本系统和水文自动测报网。
水文自动测报基本系统由中心站(包括监测站)、遥测站、信道(包括中继站)组成。
水文自动测报网是通过计算机的标准接口和各种信道,把若干个基本系统联接起来,组成进行数据交换的自动测报网络。
1.O.5新建水利、水电工程需要建设的水文自动测报系统,应作为工程规划设计的组成部分,并将系统的建设纳入工程建设一并实施。
1.O.6本规范中涉及水文测验、水文情报预报的精度要求,应按有关的国家标准和行业标准的规定执行。
2水文自动测报系统规划和可行性研究报告的编制2.1 基本资料收集和可行性论证2.1.1进行水文自动测报系统的规划设计,应收集下列基本资料:(1)计划建设水文自动测报系统地区的大比例尺地形图。
(2)流域内已建水文站网、报汛站网、邻近地区遥测站网方面的资料。
(3)流域的气象、水文资料:包括重要水文站的最高最低水位、短历时暴雨雨强、洪水产流汇流时间、洪水传播时间、防洪标准和洪水灾害,降雪量占降水量的百分比,最高、最低气温,相对湿度的平均值和最大、最小值,日照时数最少的持续时间等特征资料。
(4)雷电情况与地震烈度。
(5)已建和计划建设的水利工程布局,以及重要水利工程的技术资料。
(6)现行的水文预报、防洪调度方案,预报和调度工作的要求。
(7)流域内无线电台设置情况和发展规划。
(8)流域的社会经济、交通、供电和通信情况。
2.1.2建设水文自动测报系统的可行性论证包括:(1)依据建设目标、功能要求,所在地区的水文气象特征与地形条件,当前国内外的技术、设备状况,论证实现建设目标的技术可行性。
3 水文测验及水文资料收集

标准——我国统一采用青岛附近黄海海平面为标准基面
意义与作用——是最基本的水文特征,是反映水流变化的重要标志,也是水利建设、防汛抗旱斗争的重要依据
2.水位观测设备
分为水尺和水位计两类
水尺
是传统的有效的直接观测设备,分为 、 、 和 式等数种。观测时,水面在水尺上的读数加上水尺零点的高程即得水位值。
上式表明,要使水位流量关系保持稳定,必须在同一水位下, 等因素均保持不变;或者各因素虽有变化,但对流量的影响能互相补
由此可见,在测站控制良好、河床稳定的情况下,该测站的水位流量可以保持稳定的单一关系,点绘出的水位流量关系曲线,其点据比较密集,没有系统的偏离
推求流量时,在稳定的水位流量关系曲线上,由已知的水位过程便可求得相应的流量过程
2)水力学法,是利用各种量水建筑物,测量水力因素,代入相应的水力学测流公式算出流量的方法
3)化学法,是从物质不灭原理出发,将一定浓度的指示剂注入河水中,由于扩散,稀释后的浓度与水流的流量成反比,因此,测出水中指示剂的浓度,就可以算出流量
4)物理法,是利用某种物理量在水中的变化来测定流速,例如超声波法测速、电磁法测速等
水位变化较大或出现缓慢的峰谷是,每日
洪水期或水位变化急剧时期,每 小时观测一次
暴涨暴落时期,应视需要再增加测试
水位观测结果,应换算成日平均值,并编制“逐日平均水位表”
内水位变化缓慢,或水位变化虽然较大,但系等时距观测时,日平均的水位的计算可采用算术平均法;
若 内水位变化较大,且不等时距观测时,采用面积包围法(亦称“加权法”),将本日 时内水位过程线所包围的面积,除以一日时间求得。
第四节流量资料整编
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四、基本水文站网的布设原则 基本水文站网中,流量站网是最主要的站网,因此重点介绍流量站网,并
简要介绍水位站网和泥沙站网。 (一)基本流量站网的布设原则
由于河流有大小、干支流的区分,因此流量站网的布设原则也不相同。 控 制 面 积 为 3000km2 以 上 的 大 河 干 流 流 量 站 , 称 为 大 河 控 制 站 。 干旱区在500km2以下,湿润区在300km2以下的河流上设立的流量站,称
选择布设代表站的河流和河段,应符合以下要求:
①有较好的代表性和测验条件;②能控制径流等值线明显的转折与走向, 尽量不遗漏等值线的高、低中心;③控制面积内的水利工程措施少;④无 过大的空白地区;⑤综合考虑防汛,水利工程规划、设计、管理运用等需 要;⑥尽量照顾交通和生活条件。
3.分类原则 布设小河站,应在水文分区的基础上,参照植被、土壤、地质及河床组
第一章 测站布设
第一讲
一、水文测站
水文测站是在河流上或流域内设立的,按一定技术标准经常收集和提 供水文要素的各种水文观测现场的总称。按目的和作用分为基本站、实验 站、专用站和辅助站。
基本站是为综合需要的公用目的,经统一规划而设立的水文测站。基 本站应保持相对稳定,在规定的时期内连续进行观测,收集的资料应刊入 水文年鉴或存入数据库长期保存。
二、水文站网及其作用
水文站网是在一定地区,按一定原则,用适当数量的各类水文测站构成 的水文资料收集系统。由基本站组成的站网,称为基本水文站网。
把收集某一项资料的水文测站,组合在一起,则构成该项目的站网。如流 量站网,水位站网,泥沙站网,雨量站网,水面蒸发量站网,水质站网,地 下水观测井网等。通常所称的水文站网,就是这些单项观测站网的总称,有 时也简称为“站网”。
成等下垫面的性质进行分类,再按面积分级,并适当考虑流域形状、坡度 等因素。选择河流布设测站。
小河站址的选择应符合下列要求: ①代表性和测验条件较好。 ②水利工程影响小。 ③面上分布均匀。 ④按面积分级布站时,要兼顾到坡降和地势高程的代表性。 ⑤ 尽量照顾交通和生活条件。
把上述原则汇集在一起,称为线的原则。
2.区域原则
在任一水文分区之内,沿径流深等值线的梯度方向,布站不宜过密,也 不宜过稀。决定站网密度下限的年径流特征值内插允许相对误差采用 ±5~±10%。决定密度上限的年径流特征值递变率采用10%~15%。
对于分析计算较困难的地区,在水文分区内,可按流域面积进行分级, 一般情况下,分为4~7级,每级设1~2个代表站。
基本水文站按观测项目可分为流量站、水位站、泥 沙站、雨量站、水面蒸发站、水质站、地下水观测 井等。其中流量站(通常称作水文站)均应观测水位,有
的还兼测泥沙、降水量、水面蒸发量及水质等;水位站也 可兼测降水量、水面蒸发量。这些兼测的项目,在站网规 划和计算站网密度时,可按独立的水文测站参加统计;在 站网管理和刊布年鉴和建立数据库时,则按观测项目对待。
同时布站间距也不能过大,布站数量不能过少,否则将难以保证按5%~ 10%的精度标准,内插干流沿线任一地点的流量特征值。由此,又可以确定 布站数量的上限。
当估计出布站数量的上限和下限之后,还应综合考虑重要城镇、重要经济 区防洪的需要,大支流的入汇,大型湖泊、水库的调蓄作用以及测验通讯和 交通、生活条件等因素,选定布站位置。
以满足水资源评价和开发利用的最低要求,由起码数量的水文测站组成的 水文站网,是容许最稀站网。
首先应建成容许最稀站网,然后,根据需要与可能,逐步发展并优化站网。 力求在适应于当地经济发展水平的投入条件下,使站网的整体功能最强。
水文站网密度,可以用“现实密度”与“可用密度”这两种指标来衡量。 前者是指单位面积上正在运行的站数,后者则包括虽停止观测,但已取得有 代表性的资料或可以延长系列的站数。站网密度通常是指现实密度。
三、水文站网的规划与调整
水文站网规划是制定一个地区(流域)水文测站总体布局而进行的各项工 作的总称。其基本内容有:进行水文分区,确定站网密度,选定布站位置, 拟定设站年限,各类站网的协调配套,编制经费预算,制定实施计划。
水文站网规划的主要原则是根据需要和可能,着眼于依靠站网的结构,发 挥站网的整体功能。提高站网产出的社会效益和经济效益。
实验站是为深入研究某些专门问题而设立的一个或一组水文测站,实 验站也可兼作基本站。
专用站是为特定的目的而设立的水文测站。不具备或不完全具备基本 站的特点。
辅助站是为了帮助某些基本站正确控制水文情势变化而设立的一个或 一组站点。辅助站是基本站的补充,弥补基本站观测资料的不足。计算站 网密度时,辅助站不参加统计。
为小河站。
其余天然河流上设立的流量站,称为区域代表站。
大河控制站的主要任务,是为江河治理,防汛抗旱,制定大规模水资源 开发规划以及重大工程的兴建,系统地收集资料。在整个站网布局中,居 首要地位。大河控制站按线的原则布设。
小河站主要任务是为研究暴雨洪水、产流、汇流,产沙、输沙的规律, 而收集资料。在大中河流水文站之间的空白地区,往往也需要小河站来补 充,满足地理内插和资料移用的需要。因此,小河站是整个水文站网中不 可缺少的组成部分。小河站按分类原则布设。
区域代表站的主要作用,是控制流量特征值的空间分布,探索径流资料 的移用技术,解决任何水文分区内任一地点流量特征值,或流量过程资料 的内插与计算问题。区域代表站,按照区域原则布设。
1.线的原则
在干流沿线,布站间距不宜过小,布站数量不宜过多,任何两个相邻测站 之间流量特征值的变化,不应小于一定的递变率。否则这种变化和测验误差, 将很难区分。由此可以确定布站数量的下限。
制定水文站网规划或调整方案应根据具体情况,采用不同的方法,相互比 较和综合论证;同时,要保持水文站网的相对稳定。
水文站网的调整,是水文站网管理工作的主要内容之一。水文站网的管理 部门,应当在使用水文资料解决生产、科研问题的实践中,在经济水平、科 学技术、测验手段日益提高和对水文规律不断加深认识的过程中,定期地或 适时地分析检验站网存在的问题,进行站网调整。