优选水文测验的基本知识
《水文测验学讲义》课件
具有系统性、综合性和实践性， 涉及水文学、气象学、测量学、 统计学等多个学科领域。
水文测验学的历史与发展
历史
水文测验学的发展可以追溯到古代的 水利工程实践，随着科技的发展，水 文测验技术不断进步和完善。
发展
现代水文测验学融合了先进的技术手 段，如卫星遥感、GIS技术、自动化监 测等，使得水文数据的获取和分析更 加精准和高效。
据和科学依据。
02
CHAPTER
水文测验的基本原理与方法
水文测验的基本概念
水文测验是对水文要素进行观测、调 查和测量的工作，是水文学的基础。
水文测验的目的是获取水文数据，分 析水文规律，为水资源开发利用、水 利工程设计、防洪减灾等提供科学依 据。
水文要素包括水位、流量、降雨量、 蒸发量等，这些要素的观测数据对于 水资源管理、防洪减灾、水环境保护 等方面具有重要意义。
04
CHAPTER
水文测验的现代化与新技术 应用
遥感与GIS在水文测验中的应用
遥感技术
利用卫星或飞机搭载的遥感器获取地 表水文信息，如水位、流速、流向等 ，具有大范围、快速、准确的特点。
GIS技术
地理信息系统，用于水文数据的空间 分析和可视化，有助于理解水文现象 的空间分布和相互关系。
自动监测与数据传输技术
自动监测
利用传感器和仪表对水文数据进行实时监测，如水位、流量、水质等，提高了数据获取的准确性和时效性。
数据传输
通过无线或有线方式将监测数据实时传输到数据中心，便于远程监控和数据分析。
水文模型与模拟技术
水文模型
利用数学模型模拟水文循环过程，如降雨、蒸发、径流等，有助于预测水文情势和评估水环境影响。
模拟技术
水文测验的资料整理与分析
水文勘测技能知识点总结
水文勘测技能知识点总结一、地质背景调查在进行水文勘测之前，必须进行地质背景调查，了解目标区域的地质情况。
这包括地质构造、地层分布、地下水文地质条件等内容。
地质背景调查是对目标区域地质情况的一个总体了解，为后续的水文勘测提供重要的参考信息。
地质背景调查需要了解的知识点包括地质地貌、构造构造、地层分布、水文地质条件等。
1.地质地貌地质地貌是指地球表面形成和演变的历史和现状。
地质地貌的特点直接影响着地下水资源的分布和运移。
对地质地貌的了解有助于水文勘测工作者确定目标区域地下水资源的分布特点。
2.构造构造构造构造是指地球表面的构造形态，如山脉、断裂带等。
对目标区域的构造构造进行调查可以帮助水文勘测工作者确定地下水资源的赋存情况。
3.地层分布地层分布是地球上不同岩层的分布情况。
了解地层分布能够帮助水文勘测工作者确定地下水资源的赋存状况和分布规律。
4.水文地质条件水文地质条件是指地下水在地质环境下的特性和分布规律。
了解水文地质条件有助于水文勘测工作者确定目标区域地下水资源的分布规律和潜在资源量。
二、水文地质调查水文地质调查是水文勘测的重要环节，它是对目标区域地下水文地质条件进行详细了解的过程。
水文地质调查是水文勘测工作者进行水文勘测前必须进行的一项重要工作。
水文地质调查需要了解的知识点包括地下水文地质特征、水文地质调查方法和调查数据的分析和解释。
1.地下水文地质特征地下水文地质特征是指地下水在地质环境下的特性和规律。
水文地质特征包括地下水的来源、赋存方式、运移规律等内容。
了解地下水文地质特征有助于水文勘测工作者确定目标区域地下水资源的潜在规模和开发前景。
2.水文地质调查方法水文地质调查方法是指对地下水资源进行详细了解的一系列研究方法。
常用的水文地质调查方法包括地质钻探、地球物理勘测、水文地质剖面绘制等。
水文地质调查方法的选择和实施需要水文勘测工作者熟悉地质勘探技术和具备良好的调查实施能力。
3.调查数据的分析和解释调查数据的分析和解释是水文地质调查的重要环节。
水文测验知识重点
水文测验知识重点第1章测站与站网1. 水文测站：是在河流上或在流域内设立的，按一定技术标准经常收集并提供水文要素的各种水文观测现场的总称。
（水位、流量、泥沙、水质和降水量及蒸发量观测等）2.测站的分类：（1）按目的和作用分类：基本站、专用站、实验站、基准站、辅助站、水情站（2）按观测项目分类：水文站、水位站、降水量站、蒸发站3. 水文站网是在一定地区或流域内，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。
4.按观测项目可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、泥沙站网等）按监测功能的水文测站结合在一起，组成这个功能的水文站网。
（如水资源管理监测站网、防汛监测站网等）5. 按江河治理、防汛抗旱、重要水利枢纽的管理控制运用，水资源评价以及水资源开发利用的起码要求而设立的水文站网，称为容许最稀站网。
6. 目前我国水文站网存在的主要问题：（1）站网稀而且分布不均匀（2）水文站网规划技术不完善（3）基本水文站网受人为和自然变化的影响较大（资料还原问题）（4）水文站网管理体制不顺（不同管理部门分头管理问题）（5）水文站网方面研究人才缺乏7.水文测站的设立：设站时，首先要对测验河段进行勘测，选择；然后在测验河段布设各种测验断面，引测水准，确定基线，建造标志；设立各种观测设备（水位、流量等），建造站房和过河设施；填写测站考证簿。
8.测站控制有两种表现：断面控制和河槽控制（1）断面控制：低水（天然石梁、急滩），高水（卡口、急弯）（2）河槽控制：Q = f（z，Ω，n，S）决定河道流量大小的水力因素有水位、断面因素、糙率及水面比降。
9.基线的布设:在测验河段进行水文测验时，用经纬仪或六分仪测角交会法推求测验垂线在断面上的位置（起点距）而在岸上布设的线段，称为基线。
起点距是指测验断面上的固定起始点指某一垂线的水平距离。
10.收集水信息的基本途径：（1）根据测验方式的不同通常可分为驻测、巡测和遥测及流量间测（2）水文调查：是为弥补水文基本站网定位观测不足或其他特定目的，采用勘测、考察、调查、考证等手段而进行的收集水文及有关资料的工作。
水文测验规范
水文测验规范水文测验是一种用于测量一个人对水的相关知识和水资源管理的测试方法。
它能够评估一个人对水的理解和重要性的认识，帮助人们更好地管理水资源。
以下是关于水文测验规范的一些要点。
1. 测验目的：水文测验的目的是评估被测试者对水资源管理的理解和知识水平。
这包括对水循环、水污染、水质量、水利用等方面的理解。
通过这个测验，可以帮助人们发现和解决水资源管理方面的问题，提高对水资源的保护和管理能力。
2. 测验内容：水文测验包括多个方面的问题，如水的循环过程、水资源的分类、水质量的评估和监测、水资源利用的规划和管理等。
这些问题既涉及到科学知识，又涉及到实际应用。
测试的内容应广泛而且切实，既要考察基本概念的掌握，又要关注实际问题的解决。
3. 测验形式：水文测验可以采用多种形式，如选择题、填空题、解释题、计算题等。
不同形式的题目可以评估被测试者不同方面的知识和能力。
同时，可以采用图片、实例、问题解决等方式，使测验更加具有实际应用性。
4. 测验难度：水文测验的难度应根据被测试者的年龄和教育水平来确定。
对于小学生和初中生来说，难度应适中，注重基本概念的理解和应用。
对于高中生和大学生来说，难度可以适当增加，注重理论与实践的结合。
5. 测验评分：水文测验的评分应根据题目的不同要求来进行。
对于选择题，可以根据答案的准确性来评分；对于填空题，可以根据填写的内容是否准确和完整来评分；对于解释题和计算题，可以根据答案的正确性和解题的逻辑性来评分。
6. 测验结果分析：水文测验的结果应根据被测试者的实际情况进行分析。
可以根据得分情况来评估被测试者对水资源管理的理解和认识水平。
同时，还可以分析不同题目的得分情况，找出被测试者在不同方面的问题和差距，为进一步提高水资源管理能力提供指导。
7. 测验应用：水文测验可以应用于不同场景，如学校、社区、工作场所等。
通过在不同群体中进行测验，可以了解人们对水资源管理的认识和态度，帮助大家更好地保护和管理水资源。
水文测验学(第一节)
③野外测量。包括地形测量、流向测量、水面纵比降测量。 ④编写查勘报告。
第三节 测站的设立 （Establishment of Hydrological Stations）
一、断面的布设
断面分类（依据用途）：基本水尺断面、流速仪测流断面、 浮标测流断面、比降水尺断面。 （1）水流平面图 特征：反映测验河段水流流向分布；各部分流量的矢量和为 断面流量的矢量，其方向代表水流通过断面的平均流向。 用途：其流向是布设测站各断面的依据。
④绘制流速矢量线
在初选的测流断面上，计算各部 分流量及流量的矢量线。
⑤确定断面方向
将各部分流量的矢量连接成矢量 多边形，定出矢量和的方向。垂 直于矢量和的方向为最后的测流 断面线。将原断面校正到最后的 测流断面线，打好断面桩。
（2）基本水尺断面的布设
作用：为经常观测水位而设置，提供水位变化过程 资料，并靠它来推求流量等水文要素的变化过程。
一、测验渡河设备作用和分类 作用：测量水道断面面积和流速
分类（按位置）： ①渡河测验设施设备（过河索吊船）；②岸上测验设施设
备（水文缆道）③架空测验设施设备（渡河缆车）；④ 涉水测验设施设备
二、几种主要的测验渡河设备
①过河索吊船设备 用于船上测流测沙，包括测船和过河索。 测船作用：测流。 过河索作用：稳定和移动测船。
第二节 水文测站河段查勘与选择 （Hydrological Stations）
一、测验河段的选择
测验河段：对水文观测现场作业和观测成果具有显著影响控 制作用的河段。 选择原则 ①根据设站目的，确定测验河段大致范围。 ②能保证各级洪水安全操作与测验精度，有利于建立尽可能 稳定、简单的水位流量关系。 ③尽可能照顾生活、交通、通讯上的方便。
河川水文测验资料整理
河川水文测验资料整理河川水文测验资料整理一、概述河川水文测验是指通过对河川水文要素进行观测和分析，以了解河川水文特征和变化规律的一种科学方法。
河川水文测验的主要内容包括水位观测、流量观测和水质观测等。
本文将对河川水文测验的相关资料进行整理，以供参考。
二、水位观测1. 水位观测的目的是为了了解河川的水位变化规律。
水位观测的主要工具是水位计，常见的水位计有浮子式水位计、压力式水位计和超声波水位计等。
2. 水位观测的方法包括直观法、测绘法和电测法等。
直观法是指通过肉眼或专用仪器对水位进行直接观测。
测绘法是指在地图上标出水位的高度。
电测法是指通过电子设备对水位进行测量。
3. 水位观测的注意事项包括选择观测点的合适位置、确保观测仪器的准确性和及时性、防止观测点受到污染和破坏等。
三、流量观测1. 流量观测的目的是为了了解河川的水流量大小和变化规律。
流量观测的主要工具是流速计和流量计。
2. 流量观测的方法包括速度-流量法和水尺法等。
速度-流量法是通过测定流速和横截面积来计算流量。
水尺法是通过测量在不同水位下的水尺读数来计算流量。
3. 流量观测的注意事项包括选择观测截面的适当位置、测量流速时注意测点的选取和测量精度的控制、确保观测数据的准确性和完整性等。
四、水质观测1. 水质观测的目的是为了了解河川的水质特征和变化趋势。
水质观测的主要指标包括水温、溶解氧、浊度、PH值、化学需氧量和总氮等。
2. 水质观测的方法包括现场测试法和实验室分析法。
现场测试法是指在河川中进行现场直接观测和测试。
实验室分析法是指将河川水样带回实验室进行分析和测试。
3. 水质观测的注意事项包括水质观测点的选择和布设、水样采集和保存的方法和注意事项、实验室分析的准确性和效果控制等。
五、数据处理与分析1. 水位观测数据的处理和分析包括计算河川的平均水位、水位变化范围和水位变化趋势等。
2. 流量观测数据的处理和分析包括计算河川的平均流速、流量变化范围和流量变化趋势等。
水文基础知识
水文基础知识
水文基础知识
沸腾线下游，是逃生的最佳位置。 沸腾线上游，水流向灌入部分循环。
水文基础知识
水文基础知识
水位上升，水洞变小。
水文基础知识
水文基础知识
水位继续上升，水洞消失。
水文基础知识
水文基础知识
• 水流向水洞两端流出 • 有两个出口 • 可进入的最安全水洞 • 逃生容易
水文基础知识
河流危险的认知
底切岩石：
• 这可能是最糟糕的情况，很容易 被卡在缝隙中
水文基础知识
河流危险的认知
如何判断底切
可以观察在河水流过岩石时是否形成水枕。 如果河水流过岩石，并未发生偏转，水流消 失，则可能存在底切。
水文基础知识
河流危险的认知
如何穿越涡流
无论是在船上还是游泳，在空气水流和混乱 水流穿过混乱的水域都是一种挑战，可能会 被卷入水下。以最快的速度穿过涡流，身体 或船应与涡流垂直，离上游越远越好，那里 的螺线流是最小的。
V型下游：
• 它是水流汇集在阻力最小的通道而形成 的水流，通常很深很快
• V字的最下端是水最深的地方 V型下游，像一个指向深水渠的箭头
水文基础知识
水文基础知识
水枕 在岩石的上游一侧，水流的力量使水在偏转之前升高，
多见于较大岩石处，或水流冲击悬崖处。
水文基础知识
水文基础知识
水枕
水文基础知识
水文基础知识
水文基础知识
• 水流流回水洞 • 逃生困难
水文基础知识
水文基础知识
救援人员可尝试游到深水水流处，从沸腾线的下游处出来。 灌入部分和沸腾线之间的距离越远，这一难度越大。
水文基础知识
水文基础知识
低头水坝
水文测验学知识点
《水文测验学》知识点一、填空（25*1分=25分）中国目前的水资源面临的问题：水多、水少、水脏。
1.泥沙的分类：按运动形式可分为：悬移质、推移质、河床质。
按在河床中的位置可分为：冲泻质、床沙质。
因泥沙运动受到本身特性和水力条件的影响，各种泥沙之间没有严格的界限。
河流泥沙测验的内容包括悬移质、推移质的数量和颗粒级配，以及河床质的颗粒级配。
2.悬移质泥沙测验仪器分为瞬时式、积时式和自记式。
3.推移质采样器按用途分为卵石采样器和沙质采样器两类。
4.垂线上取样的目的，在于推求垂线平均含沙量和分析研究含沙量沿垂线的分布规律，其取样方法有选点法、积深法和垂线混合法三种。
5.测速方法：根据布设垂线、测点的多少繁简程度可分为精测法、常测法和简测法。
根据测速方法的不同可分为积点法和积深法。
6.测验渡河设备：（1）渡船测流设备（2）岸上测流设备（3）架空测流设备（4）涉水测流设备7.常见的降雨量观测仪器：雨量器（雨量桶、雨量杯）。
虹吸式雨量计。
翻斗式雨量计。
8.水面蒸发器主要有：Φ-20型，Φ-80型，E601型，大型蒸发池。
9.土壤蒸发器主要为称重式土壤蒸发器。
10.水位的影响因素：水体自身水量的变化和约束水体条件的改变。
11.水尺的种类：直立式、倾斜式、矮桩式、悬锤式。
12.水位计台的类型：岛式、岸式、岛岸结合式、传动式。
13.层中地下水的主要化学成分：阴离子有HCO3-、Cl-、SO42-。
阳离子有K+、Ca+、Na+、Mg2+。
14.流量测验方法：（1）流速面积法(二)水力学法(三)物理法(四)化学法(五)直接法二、名词解释（7*4分=28分）1.水文测验：（狭义）水文要素的观测。
（广义）系统地收集和整理水文资料的技术工作的统称。
2.含沙量：单位体积水样中所含干沙的重量。
3.水文测站：在河流或流域内设立，收集和提供水文要素的水文观测现场的总称。
分别有基本站、实验站、专业站和辅助站。
4.水文站网：在一定的地区，按一定的原则，用适当数量的各类水文测站构成的水文资料收集系统。
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§3—4 泥沙的测算
❖ 悬移质：随水流悬浮前进的小而轻的颗粒， 也称悬沙。
❖推移质：在水流作用下沿河底滚动、跳跃或 滑动前进的重而粗的颗粒，也称底沙。
泥沙的计量单位
1、含沙量：单位体积浑水中所含泥沙的重量，
用 表示 ，以kg/m3计。
2、输沙率：单位时间内通过河流某断面的泥 沙重量，用Qs表示，以kg/s计。
流速与转速的关系式
a N b
T
式中： v——水流速度，m/s； N——旋转器在T秒内的总转数；
T——测速历时（不少于100s），s； a,b——常数，可通过对仪器的检定求得。
2、测速垂线和测点的选择 测深垂线中选择若干条同时兼作测速垂线 。 测速垂线数目，根据河宽、水深来确定。
测点数目和位置一览表
Qs＝ Q
3、输沙量：某时段内通过断面的泥沙重量， 用Ws表示，以 kg或t计。
Ws＝QsT
4、侵蚀模数：单位面积上的输沙量，用Ms
表示，以t/km2计。
Ms
Ws F
本节小结
1、悬移质、推移质 2、含沙量、输沙率、输沙量、侵蚀模数
§3—5 水文调查
一、洪水调查 二、暴雨调查 三、枯水调查
一、洪水调查 洪水调查：历史洪水调查和当年洪水调查。 （一）洪水调查工作的主要内容 ➢ 各次洪水发生时间及相应洪水痕迹调查； ➢ 洪痕高程测量及调查河段的纵横断面测量； ➢ 推算洪峰流量、洪水总量及重现期等。
水文测验的基本知识
近似法推求流量 将过水断面用垂线分成若干部分，先求出
通过各部分面积上的流量qi（qi＝vifi），然
后求得全断面的流量 Q qi
流量测验工作包括：
断面测量 流速测定 流量计算
（一）断面测量
起点距D
布置测深垂线 测水深和起点距
A 基
线
C
L
(a) 横断面
B
测
船
(b) 平面
测深杆
比降变
Z
小的点
稳定
Q
受变动回水影响的水位流量关系曲线
（三）日平均流量的推求
（1）一日内水位及其它水力因素变化缓慢时 ➢ 由日平均水位直接查出日平均流量 （2）当一日内水位变幅较大时 ➢ 可用瞬时水位求得瞬时流量 ➢ 按算术平均法或加权平均法计算日平均流量
本节小结
一、名词解释：水位 二、水位、流速观测设备和方法 三、日平均水位和日平均流量的推求 四、断面流量计算步骤 五、使水位～流量关系不稳定的因素有哪些，
i
1 2
mi1
mi
式中： i ——第i部分面积对应的部分平均
流速；
、 mi1 mi——分别为第i-1及第i条测速垂
线的垂线平均流速。
3、部分面积的计算 ➢ 岸边部分按三角形计算； ➢ 中间部分按梯形计算。 4、部分流量计算
qi i fi
断面流量： Q qi
三、水位流量关系 （一）稳定的水位流量关系曲线
J——水力比降；
n——糙率。
（三）洪水总量和洪水过程线的推求
根据调查到的洪水涨落情况，绘制 洪水过程线。洪水过程线包围的面积即 为洪水总量。
（四）调查成果的整理
对计算的洪峰流量、洪水总量应尽可 能与上下游、干支流的洪水作对照检查， 进行合理性分析。
二、暴雨调查
暴雨调查:历史暴雨调查和近期暴雨调查。 通过当地群众回忆： ➢ 当时雨势 ➢ 地面坑塘积水 ➢ 露天器皿接水等情况
a N b
T
（三）流量计算
方法是：点流速
垂线平均流速
部分面积平均流速 乘以对应的部分断
面面积 部分流量 全断面流量
1、垂线平均流速的计算
按测点总数区 分的公式名称
一点法 二点法 三点法
五点法
垂线平均流速计算公式一览表
计算公式
vm＝v0.6 vm＝1/2（v0.2＋v0.8） vm＝1/3（v0.2＋ v0.6＋v0.8） vm＝1/10（v0.0＋3v0.2＋
起点距的测量方法
1、断面索观读法： 这种方法适合于河宽较 小、水上交通不多、有条件架设断面索的 河道测站，精度较高。
2、测角交会法：在没有架设断面索的测站上， 可用经纬仪、平板仪或六分仪平面测角交 会法测定起点距。
断面索
130
140
测角交会法
（1）经纬仪岸上交会法：
D Ltg
（2）六分仪船上交会法：
水位～流量关系曲线外延
外延方法： （1）面积流速相乘法 （2）水力学公式（曼宁公式）延长法
（二）不稳定的水位流量关系曲线
河床冲淤 洪水涨落 变动回水
Z～Q线偏离原曲线
形成逆时针绳套曲线 偏向稳定的水位流量 关系曲线的左边
淤积
Z
稳定
冲刷
Q
受冲淤影响的水位流量关系曲线
Z
落水
稳定
涨水
Q
受洪水涨落影响的水位流量关系曲线
D Lctg
D
A
B
L
C
（二）流速测定 测速仪器：流速仪和浮标 流速仪分为：旋杯式和旋桨式两种。
流速仪示意图
旋杯式流速仪
旋桨式流速仪
旋杯式流速仪
旋桨式流速仪
流速仪观测
水文缆道自动测控
1、流速仪测速原理 结构：旋转器、尾翼、附属机件 测速原理：利用水流冲击流速仪的旋杯
或旋桨，同时带动转轴转动，在装有信 号的电路上发出讯号。 流速愈大，转轴转得愈快。
3 v0.6＋2v0.8＋v1.0）
适应水深 （m）
<1.5 1.5~2.0 2.0~3.0
>3.0
2、部分平均流速的计算 （1）岸边部分平均流速计算
➢ 公式： 1 m1 或 n mn
➢ ＝0.5～0.9，一般斜岸取0.7，陡岸取0.8，
死水边取0.6。
（2）中间部分平均流速的计算
公式：
洪痕：最高洪水位所遗留的泥印、水迹、人工标记 以及一切能够代表最高洪水位到达位置的标志物。
（二）洪峰流量的估算
1、水位流量关系曲线法 洪痕 历史洪水位高程
曲线 历史洪水洪峰流量。
延长Z~Q
2、比降面积法
Qm
1 n
2
AR 3 J
1 2
式中，A——相当于最高水位时的过水断面
面积，m2；
R——相应的水力半径，m；
测点数目
一点 二点 三点 五点
测位置 （相对水深）
0.6 0.2、0.8 0.2、0.6、0.8 0.0、0.2、 0.6、0.8、1.0
适应水深 （m） <1.5 1.5~2.0 2.0~3.0 >3.0
3、测点流速的测定 测速时，将流速仪顺次放在每条测速垂线
的各个测点上施测; 记录各测点的总转数N和测速历时T。
三、枯水调查
枯水调查常与洪水调查同时进行，基 本方法相似。
§3—6 水文资料的收集
一、水文年鉴 二、区域性水文分析成果