水文實(shí)習(xí)報(bào)告范文
（一）河流水文觀測
衡量和表示河流水文變化情況的因素，一般包括水位、流速、流量、水溫、泥沙和水化學(xué)。通過上述因素的觀測得到的數(shù)據(jù)，能定量表示河流水情變化的基本特征。
1．水位觀測
水位觀測是河流的重要內(nèi)容。觀測所得的基礎(chǔ)資料可直接應(yīng)用于水利工程建設(shè)，如防汛、給水、灌溉、排水等建筑物的設(shè)計(jì)，通過水面比降的調(diào)查測量，還可以根據(jù)水位流量關(guān)系推測流量。
�。�1）水位觀測斷面的布設(shè)。一般河道的水位觀測應(yīng)盡量選擇河道順直、穩(wěn)定、水流集中,便于布設(shè)測驗(yàn)設(shè)施的河段�；舅邤嗝嬉话阍O(shè)在測驗(yàn)河段的中央,大致垂直于流向或直接平行于測流斷面。若河段內(nèi)有固定分流,流量超過總流量的20%,且兩者之間沒有穩(wěn)定的關(guān)系時(shí),一般應(yīng)分別設(shè)立水尺斷面�？伴l和水庫的觀測河段,一般選在建筑物的下游,避開水流紊動影響的地方。水庫和湖泊的水位觀測點(diǎn),應(yīng)選在岸坡穩(wěn)定、水位有代表性、便于觀測和建立測驗(yàn)設(shè)備的地方。
�。�2）水位觀測設(shè)備及布置。
實(shí)踐中簡便辦法多采用水尺和自記水位計(jì)觀測水位。水尺多用堅(jiān)硬平直的木板條或用搪瓷鐵片制成，并畫出間距為2厘米（或1厘米）的刻度，標(biāo)出米、厘米數(shù)。沿江河一帶布設(shè)基面，多由木樁和水泥墩固定建成，基面保證最高水位和最低水位都可測到。如圖3-1所示。 圖4-1 水尺的設(shè)立33
�。�3）水位觀測的內(nèi)容和方法。每次觀測水位時(shí)，將水尺直立在基面上（木樁或水泥墩），讀出水尺讀數(shù)，水位值等于水尺讀數(shù)與基面高程之和，即
水位=水尺讀數(shù)+基面高程在冬、春平水位時(shí)，于每日08時(shí)、20時(shí)觀測水尺兩次；夏、秋季節(jié)，于每日02、08、14、20時(shí)觀測四次；在洪水漲落過程中，觀測次數(shù)增多，甚至半小時(shí)觀測一次。
自記水位計(jì)由浮筒、傳遞和自記鐘3部分組成，在一晝夜內(nèi)連續(xù)紀(jì)錄（在自記紙上）水位隨時(shí)間變化過程曲線。每日定時(shí)取換下來的自記紙，所紀(jì)錄的水位過程線，要用水尺觀讀數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
2．流速測驗(yàn)和資料統(tǒng)計(jì)
流速是指單位時(shí)間（秒）內(nèi)河水質(zhì)點(diǎn)所流動的距離（米），單位為米/秒。流速是表示河水運(yùn)動快慢的一個(gè)重要指標(biāo)。影響流速的因素很多，主要是河水量的多少，其次同河流比降、河道彎曲、水草多少等因素也有密切關(guān)系。因此斷面上應(yīng)均勻分布流速垂線，流速垂線上又應(yīng)沿水深均勻分布測點(diǎn)，才能正確的掌握斷面上流速分布的規(guī)律。選擇流速垂線時(shí)可以參考下列規(guī)定（見表六）。
表1 流速垂線數(shù)目
河寬（m）
50
50--100
100--300
300--1000
1000以上
垂線數(shù)
10
10--15
15--20
20--30
30--40
流速垂線上測點(diǎn)的分布以能算出正確的垂線平均流速為原則，所以測點(diǎn)位置和數(shù)目的選擇應(yīng)根據(jù)不同的水深、測驗(yàn)?zāi)康摹⒕纫蟮�，通過實(shí)驗(yàn)有把握的加以確定。選取時(shí)，可參考下列規(guī)定。
表2 垂線測點(diǎn)的分布
垂線水深h（m）
設(shè)點(diǎn)方法
測點(diǎn)深度
h<1
1點(diǎn)法
0.6 h
1<h<3
2點(diǎn)法
0.2 h 、0.8 h
34
3點(diǎn)法
0.2 h 、0.6 h 、0.8 h
h>3
5點(diǎn)法
水面、0.2 h 、0.6 h 、0.8 h、河底測定流速的方法很多，一般采用浮標(biāo)測速法和旋杯式流速儀測速兩種方法。
（1）浮標(biāo)測速法測速原理與方法
首先要選擇順直河段，河底變化比較小，布設(shè)測速斷面（中斷面）和上、下斷面。上斷面到中斷面的距離，同下斷面到中斷面的距離最好等長。
浮標(biāo)用木、竹、草捆、泡沫塊等漂浮物制成。上斷面是投放浮標(biāo)涌，記錄浮標(biāo)通過中斷面的位置和到達(dá)下斷面所用的時(shí)間t秒，浮標(biāo)流速就是上、下斷面的距離（L）與所用時(shí)間（t）之比，如下式：Vf(浮標(biāo)速度)=L/t(米/秒)
浮標(biāo)所測流速為水面流速，一般比斷面平均流速為大，所以使用時(shí)要乘上一個(gè)浮標(biāo)系數(shù)，一般為0.8（即f=0.80）。因此，實(shí)際流速V為：V=f Vf
經(jīng)過實(shí)際測算，填寫下表：
時(shí)間 地點(diǎn)
斷面一
斷面二
斷面三
斷面四
t1
t2
t3
t4
表七
由L1=________ L2=___________
L3=________ L4=____________
得V1=_______ V2=________
V3=________ V4=________
�。�2）旋杯式流速儀測速原理和方法
使用旋杯式流速儀（見圖3-2）測流時(shí),將流速儀放在水下預(yù)定的測點(diǎn)上,并使旋杯對著來水的方向,水流沖擊旋杯,使旋杯發(fā)生轉(zhuǎn)動,旋杯轉(zhuǎn)動又帶動直立的旋軸轉(zhuǎn)動。旋軸的截面呈卵形,軸旁有固定電絲與電源接通。每當(dāng)旋杯轉(zhuǎn)1周(或5周、20周),卵形的尖端便使旋軸與電絲接觸一
次,電路上的燈泡(或電鈴、蜂鳴器)即亮(或響)一次。根據(jù)燈泡閃亮(或電鈴、蜂鳴器發(fā)出聲響)的次數(shù),即可知旋杯轉(zhuǎn)動的周數(shù)。
顯然流速越大，旋杯轉(zhuǎn)動越快，單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)越多。在中等流速的條件下，水流速度V與單位時(shí)間內(nèi)旋杯轉(zhuǎn)數(shù)R/S成線性關(guān)系即：
V =aR/S+b
式中S一一旋杯轉(zhuǎn)動時(shí)間(秒);
R-一旋杯在S秒內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù);
垂線平均流速計(jì)算方法如下：
5點(diǎn)法：V=（V0.0+V0.2+V0.6+V0.8+V1.0）/10
3點(diǎn)法 V=(V0.2+V0.6+V0.8)/4
或 V=(V0.2+V0.6+V0.8)/3
2點(diǎn)法 V=(V0.2+V0.8)/2
1點(diǎn)法 V=V0.6
或 V=K1V0.0 K1=0.84―0.87
3．流量測量方法與原理
流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過河道過水?dāng)嗝娴乃�，是河流的重要水文特征之一。一般流量以�?/秒來表示。
河流中的水位與流量有著密切的關(guān)系，不同的水位有著不同的流量，是正相關(guān)的關(guān)系。如果以水位為縱坐標(biāo)，流量為橫坐標(biāo)，把流量與相應(yīng)水位點(diǎn)在直角坐標(biāo)紙上，當(dāng)測量資料足夠長的條件下，便可得到一條拋物線型的水位―流量關(guān)系曲線。利用這條水位―流量的相關(guān)曲線，通過容易測到的水位值，可以推算出不容易測量的流量值，尤其洪峰流量瞬時(shí)V通過時(shí)，這條關(guān)系線更有實(shí)際意義。
目前國內(nèi)外測量流量的方法很多，實(shí)習(xí)中主要應(yīng)用流速面積法進(jìn)行測量。計(jì)算流量公式如下：
Q=AV
式中Q為流量（米3/秒），A為過水?dāng)嗝妫?）；V為全過水?dāng)嗝嫫骄魉伲?秒）。
其中過水?dāng)嗝娴臏y量包括水深測量、測深垂線起點(diǎn)距測量與測深斷面水位的觀測。在中、小河上測量水深多用測深桿、測深錘、測深鉛魚V等;大河多用回聲測深儀�；芈暅y深儀是利用超聲波從放射器到河底,再由河底反射回到收音器,由其所經(jīng)歷的'時(shí)間和超聲波在水中傳播的速度來計(jì)算河水的深度。
斷面部分面積計(jì)算方法為：
部分面積是指測速垂線間的部分?jǐn)嗝婷娣e。
〈l〉面積間沒有測深垂線時(shí),則部分面積等于兩邊垂線水深的平均值和其間距的乘積
式中：
f1、f2DDD 為部分面積
h1。h2DDD 為垂線水深
b1。b2DDD 為垂線間距
(2)部分面積間有測深垂線，則其部分面積應(yīng)等于欲求部分面積的兩測深垂線間各測深垂線間面積的和。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*b8
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（二）地下水調(diào)查
地下水是水資源的重要組成部分，也是河流補(bǔ)給的重要來源。進(jìn)行地下水調(diào)查就是了解調(diào)查區(qū)的水文地質(zhì)狀況，地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件以及地下水的水位、水量等特點(diǎn)。
首先需要調(diào)查區(qū)內(nèi)地質(zhì)圖、地形圖、水文地質(zhì)圖、調(diào)查區(qū)的水利規(guī)劃
報(bào)告
等資料，通過對資料的分析和野外勘探，了解實(shí)習(xí)調(diào)查區(qū)地形起伏、地層出露及分布概況；了解斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造的分布、性質(zhì)及與地下水的關(guān)系；了解含水層的巖性、分布及層位厚度等特點(diǎn)，掌握地下水埋藏條件與區(qū)域地質(zhì)地貌狀況的相互關(guān)系。
其次進(jìn)行地下水的觀測。觀測可在觀測井中進(jìn)行。
1．地下水位的觀測�？刹捎脺y桿、測錘、測繩等測量工具，每次觀測應(yīng)重復(fù)兩次，取平均值，兩次測量誤差不應(yīng)超過2厘米，否則應(yīng)重測。地下水位等于井口固定點(diǎn)高程減固定點(diǎn)至水面的距離。固定點(diǎn)至水面距離減去固定點(diǎn)與測井附近地面的平均高差即得地下水埋深。
2．地下水流量調(diào)查。
可進(jìn)行機(jī)井出水量觀測。首先應(yīng)事先在井旁溝渠內(nèi)安裝好頂角為90o的三角堰或三角堰箱(圖4-4)。抽水前測量靜水位。抽水后，當(dāng)井水位下降保持穩(wěn)定時(shí)，觀測動水位和三角堰水頭高度，從“三角堰水頭與流量換算表”中即可查得流量。
三角堰箱
a．三角堰箱縱剖面結(jié)構(gòu)； b三角堰箱立體圖；1 水泵出水管；2隔板；3讀數(shù)標(biāo)尺
�。ㄈ┖恿髂嗌硻z測
河流夾帶泥沙能直接影響河床變化以及水庫、渠道的淤積，給防洪、灌溉、航運(yùn)帶來困難，因此泥沙測驗(yàn)是水文實(shí)習(xí)的重要項(xiàng)目。描述河流中
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懸移質(zhì)的情況，常用的兩個(gè)定量指標(biāo)是含沙量和輸沙率。單位體積內(nèi)所含干沙的質(zhì)量，稱為含沙量，用Cs表示，單位為kg/m3。單位時(shí)間流過河流某斷面的干沙質(zhì)量，稱為輸沙率，以Qs表示，單位為kg/s。斷面輸沙率是通過斷面上含沙量測驗(yàn)配合斷面流量測量來推求的。
1．懸移質(zhì)單位含沙量檢測方法。
含沙量測驗(yàn)，一般需要采樣器從水流中采取水樣。我國目前使用較多的采樣器有橫式采樣器和瓶式采樣器。取樣位置一般要通過輸沙率資料的分析選擇。
取樣位置選擇的原則：（1）在含沙量橫向分布較穩(wěn)定均勻的斷面，在主流邊附近選取一條垂線取樣；（2）在含沙量橫向分布變化較復(fù)雜，主流分散的河道，可用橫渡法或斜航法取樣。不論用何種方式取得的水樣，都要經(jīng)過量積、沉淀、過濾、烘干、稱重等手續(xù)，才能得出一定體積渾水中的干沙重量。
2．輸沙率測驗(yàn)方法
輸沙率測驗(yàn)是由含沙量測定與流量測驗(yàn)兩部分工作組成的。為了測出含沙量在斷面上的變化情況，由于斷面內(nèi)各點(diǎn)含沙量不同，因此輸沙率測驗(yàn)和流量測驗(yàn)相似，需在斷面上布置適當(dāng)數(shù)量的取樣垂線，通過測定各垂線測點(diǎn)流速及含沙量，計(jì)算垂線平均流速及垂線平均含沙量，然后計(jì)算部分流量及部分輸沙率。對于取樣垂線的數(shù)目，當(dāng)河寬大于50m時(shí)，取樣垂線不少于5條；水面寬小于50m時(shí)，取樣垂線不應(yīng)少于3條。垂線上測點(diǎn)的分布，視水深大小以及要求的精度而不同，可有一點(diǎn)法、二點(diǎn)法、三點(diǎn)法、五點(diǎn)法等。
�。�1）垂線平均含沙量計(jì)算根據(jù)測點(diǎn)的水樣，得出各測點(diǎn)的含沙量之后，可用流速加權(quán)計(jì)算垂線平均含沙量。
�。�2）斷面輸沙率計(jì)算根據(jù)各條垂線的平均含沙量，配合測流計(jì)算的部分流量，即可算得斷面輸沙率。計(jì)算公式為：
A．求垂線平均含沙量：
五點(diǎn)法 ρ=（ρ0.0V0.0+3ρ0.2V0.2+3ρ0.6V0.6+2ρ0.8V0.8+ρ1.0V1.0）/10V
三點(diǎn)法 ρ=（ρ0.2V0.2+ρ0.6V0.6+ρ0.8V0.8）/(V0.2+V0.6+V0.8)
二點(diǎn)法 ρ=（ρ0.2V0.2+ρ0.8V0.8）/V0.2+V0.8
一點(diǎn)法 ρ=kρ0.5
式中 ρ為垂線平均含沙量
ρi為相對深度i處的測點(diǎn)含沙量
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Vi為相對深度i處的流量
V垂線平均流速
K由實(shí)驗(yàn)得出得系數(shù)
B.求斷面輸沙率:
ρs=[ρm1q0+(ρm1+ρm2)q1/2+…+(ρmn-1+ρmn)qn-1/2+ρmn qn]/1000
式中 ρs為斷面輸沙率；
ρmi為第i根垂線平均含沙量；
qi為第i根垂線與第i+1根垂線間的流量。
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