1、水文知识集锦1水文业务知识资料一、测验设施1.1 基本水尺断面设置应符合以下要求:断面处水流平顺,两岸水面无横比降,无漩涡、回流死水等发生,地形条件便于观测及安装自计水位计和其他测验设备;断面应垂直于流向,应与测流断面重合,当不能重合时两断面上的水位应有稳定的关系;基本水尺断面一经设置,不得轻易变动断面位置,当遇不可预见情况必须迁移时,应进行新旧断面比测,水位级应达到年平均水位变幅的 75%;当河段内有固定分流,分流量超过断面总流量的 20%,且两者之间没有稳定关系时,宜分别设立水尺断面。1.2 流速仪测流断面设置应符合以下要求:应选在河岸顺直、等高线走向大致平顺、水流集中的河段中央,可与基本
2、水尺断面重合;按高、中、低水位分别施测流速、流向。偏角不得大于 10 度,超过 10 度应根据不同时期的流向分别布设测流断面。低水期河段内有分流,串沟存在且流向与主流相差较大时,宜分别垂直于流向布设不同的测流断面。在水库、堰闸等水利工程的下游布设流速仪法测流断面,应避开水流异常紊动影响。1.3 浮标法测流断面布设要求:浮标中断面宜与上述两断面重合,当有困难时,可分别设置,但中间不能有水量加入上、下浮标断面必须平行浮标中断面并等距,且其间河道地形的变化小,上、下浮标断面的距离应大于最大断面平均流速的 50 倍,当有困难时可适当缩短,但不得小于最大断面平均流速的 20 倍。当中、高水位的断面平均流
3、速相差悬殊时,可按不同水位分别设置上、下断面。1.4 比降断面设置要求:在比降水位观测河段上应设置上、中、下三个比降断面。可取流速仪测流断面或基本水尺断面兼比降中断面。当断面上水面有明显的横比降时,应在两按设立水尺观测水位,当有困难时,可在上、下比降断面两岸设立水尺计算水面比降。上、下比降断面的间距,应使水面落差远大于落差观测误差。1.5 基线应垂直于断面,使用经纬仪或平板仪交会法施测起点距时,基线长度应使断面上最远一点的仪器视线与断面夹角大于 30,特殊情况不应大于 15。 用六分仪交会法时,应使六分仪两视线的夹角大于或等于 30,小于或等于 120。基线两端至近岸水边的距离,宜大于交会标志
4、与枯水位高差的 7 倍。基线长度应取 10m 的整倍数,用钢尺或校正过其它测尺往返测量两次,往返测量误差应不超过 1/1000。1.6 基线桩宜设在基线的起点和终点处,并可采用基线起点桩兼作断面桩;高水位的基线桩应设在历年最高洪水位以上。1.7 各种水尺断面和流速仪、浮标测流断面,应在两岸分别设立永久性的断面桩,高水位的断面桩应设在历年最高洪水位以上 0.51.0m,漫滩较远的河流,可设在洪水边界以外,有堤防的河流,可设在堤防背河侧的地面上。1.8 流速仪、浮标测流断面的两岸应设立坚固、醒目的断面标志桩。用缆道桥梁等建筑物测流的测站可不设立。当河面较窄时,可在同一岸设立两个断面标志,两桩的间距
5、应为近岸标志桩到最远测点距离的 5%10%,并不得小于 5m。1.9 测站考证簿内容:测站位置;测站沿革;流域概况及自然地理情况;测验河段及其附近河流形势;各断面布设与变动情况;基面,各种水准点和水尺零点高程及其变动情况;观测设施布设及变动情况;观测项目及其变动情况;水位观测、流量测验的时制及水位、流量历年特征值;各种情况图。1.10 水位的观测设备分直接和间接两种。直接设备指水尺(直立式、倾斜式、矮桩式、悬锤式)间接设备是指各种水位计(测针式、悬锤式、浮筒式、电传式、遥测水位计) 。1.11 水位观测所采用基面应符合以下规定:已设水位站,应将原用基面冻结下来,作为冻结基面。新设站应采用与上、
6、下游站相一致的基面作为冻结基面。水位站已采用测站基面可继续沿用。冻结基面应尽快与国家高程基面接测,各项水位高程资料中应注明换算关系。1.12 基本水准点应设在测站附近历年最高水位以上,地形稳定、便于引测保护的地方。当附近有国家水准点时,可只设一个基本水准点,否则设置 3 个,并选择其中一个为常用水准点。水准点一经编号,保持不变。1.13 水尺的布设:便于观测人员接近,直接观读水位,应避开涡流、回流、漂浮物等影响,在风浪较大地区,必要时采取静水设施。水尺布设的范围,应高于测站历年最高、低于历年最低水位 0.5m。同一组各支水尺,应设置在同一断面线上。当不在同一断面线时,最上游与最下游一支水尺之间
7、的水位差不超过 1cm。同一组的各支比降水尺,当不能设置在同一断面线上时,偏离断面线的距离不得超过 5m,同时任何两支水尺的顺流向距离不得超过上、下比降断面间距的1/200。相邻两只水尺的观测范围宜有 0.10.2m 的重合,当风浪较大时,重合部分可适当放大至 0.4m。1.14 水尺编号包括(组号,脚号,支号,支号辅助号) (组号:P、基本水尺 C、流速仪测流断面水尺 S、比降水尺、B 其它专用或辅助水尺)水文知识集锦21.15 水尺零点高程应记至毫米。当对计算水位无特殊要求时,水尺零点高程可按四舍六入的法则。高程取至厘米。水尺零点高程校测的次数与时间,应宜能掌握水尺零点高程的变动情况,取得
8、准确连续的水位资料为原则。 (校测允许误差:一水尺 10mm,比降水尺 5mm)1.16 测针式水位计适用于资料精度要求较高的小河站测流建筑物上,或有较好的静水湾或静水井的水位站。悬垂式水位计适用于断面附近有坚固陡岸、桥梁或水工建筑物的岸壁可以利用的测站。1.17 发生下列情况时,应及时设置临时水尺:发生特大洪水或特枯水位,超出测站原设水尺的观读界限;原水尺损坏;断面出现分流超出总流量的 20%;河道情况变动,原水尺处干涸;结冰的河流,原水尺处冻实,要在断面上其它位置另设水尺;分洪溃口。二、水准测量2.1 四等水准测量用于接测高程基点、固定点和洪水痕迹的高程,四等水准路线长度一般应不大于 15
9、km,环形路线周长不大于 40km。应采用不低于国内水准系列 S3级水准仪。 (条件不允许时采用 S10)三等水准测量一般用于接测基本水准点和校核水准点高程,应采用不低于国内水准系列 S3级水准仪。2.2 四(三)等水准测量要求每一仪器站的允许视线长度不超过 100m(75m) ,前后视距不等差单站不超过 3m(2m) ,测段累计不超过 10m(5m) ,视线高度保证三丝能读数,左右路线高差不符值应为14 ;测段、路线往返闭合差20 。k k2.3 三等水准路线的支线长度,应不大于 45km。在两个二等水准点之间布设三等附和路线,其长度应不大于 180km;环形周长不大于 300km;测站水准
10、点联测核比降观测高程测量的路线长度不大于 2.8km。2.4 三、四、五等水准测量仪器站观测限差(单位:mm)等级 同尺黑红面读数差 同站黑红面所测高差之差 左右路线转点差 检测间歇点高差之差光学测微法 1 1.5 3 3三等 中丝读数法 2 3 3 3四等 3 5 5 5五等 4 6 6 62.5 三等水准往返测量高差不符值的限差,检测已测测段高差之差为20 mm,路线、区段、测段往返测高差不符值、符L合路线、环形闭合路线为12 mm,左右路线高差不符值为8 mm。L2.6 附和水准路线:由一已知高程的水准点起沿一条路线测到另一已知高程的水准点。闭合水准路线,由已知高程的水准点出发,沿一条环
11、形路线(或往返) ,最后又回到原水准点。支水准路线,由已知高程的水准点出发,沿一条水准路线到测定点的路线。2.7 大断面测量范围包括水下部分的水道断面测量和岸上部分的水准测量。水道断面测量的结果应换算成河底高程。岸上部分应测至历年最高水位以上 0.51.0m。漫滩较远的河流可测至最高洪水边界;有堤防的河流,应测至堤防背河侧的地面为止。2.8 测流断面河床稳定的测站,水位面积关系点偏离曲线应控制在3%以内,并可在每年汛前或汛后施测一次大断面,河床不稳定的测站应在每年汛前或汛后施测一次大断面,并在每次较大洪水后及时施测国水断面部分。2.9 起点距测量的方法有建筑物标志法(等距河宽50 间距 1m,
12、否则 0.5m) ;地面标志法;计数器测距法(率定时垂线定位误差不得超过河宽的 0.5%,绝对误差不超过 1m。超过时,重新率定,回零误差超过 1%时,应查明原因并对测距结果进行改正) ;仪器交会法(包括经纬仪的水平交会法和极坐标法、平板仪交会法、六分仪交会法) ;直接量距法。2.10 水深测量方法包括,测深杆测深(测深杆上的尺寸标志,当在不同水深时,应能准确至水深的 1%,河底比较平整的断面,每条垂线应连续测两次,当两次测得的水深差值不超过最小水深的 2%时,取平均值。超过时增加测次,取符合限差的两次结果的均值,当多次测量达不到限差要求,可取多次平均值。)、测深锤测深(河底平整 3%,不平整
13、 5%) 、铅鱼测深(水深的测读方法宜采用直接读数法、游尺读数法、计数器读数法。当采用计数器读数法时应进行测深计数器的率定、测深改正数的率定、水深比测等工作。水深比测的误差:当河底平整或水深大于 3m 相对随机不确定度不得超过 2%,当河底不平整或水深小于 3m 相对随机不确定度不得超过 4%;相对系统误差应控制在1%范围内;水深小于 1m 时,绝对误差不超过 0.05m。 ) 、超深波测深仪测深。2.11 新设测站或增设大断面时,应在水位平稳时期,沿河宽进行水深连续探测。当水面宽大于 25m 时,垂线数目不得少于50 条,小于时垂线数目宜为 3040 条但最小间距不得小于 0.5m。水文知识
14、集锦3三、水位观测及整编3.1 水位的变化主要决定于水体自身水量的变化;约束水体条件的改变,以及水体受干扰的影响等三方面因素。水位变化的特性;水位变化的连续性,涨落率的渐变性,洪水陡涨落缓的特性。3.2 水尺刻度:刻度面宽不小于 5cm,最小刻度为 1cm,误差不大于 0.5mm,当水尺长度在 0.5m 以下时,累积误差不得超过0.5mm;当水尺长度在 0.5m 以上时,累积误差不得超过该段长度的千分之一。3.3 观测水尺水位:水位读记至 1cm,当上下游比降断面的水位差小于 0.2m 时,比降水位记至 0.5cm。水位观测的次数应根据河流特性及水位涨落变化情况,合理分布。应能测到完整的水位变
15、化过程,满足日平均水位计算各项特征值统计,水文资料整编和水情拍报的要求。在峰顶、峰谷、水位过程转折处应布有测次,水位涨落急剧时,应加密测次。3.4 换尺校核:当水位涨落需要换尺观测时,应对两支相邻水尺同时比测一次,换尺频繁时期,当能确定水尺零点高程无变动时,可不必每次换尺都比测。当比测的水位差不超过 2cm 时,以平均值作为观测的水位。超过时,应查明原因或校测水尺零点高程,当能确定是某种原因使某支水尺观测不准确时,可选用准确的那支水尺读数计算水位,并应在未选用的记录数值上加圆括号。3.5 人工观读水位的误差:观测员视线与水面不平行所产生的折光影响;波浪影响;水尺附近停靠船只或有其它障碍物的阻水
16、、雍水影响;时钟不准;在风浪、回流、假潮影响时观察时间过短、读数缺乏代表性。3.6 误差控制:观测员观测水位时,身体应蹲下,使视线尽量与水面平行避免产生折光;有波浪时,可利用水面的暂时平静进行观读或者读取峰顶、峰谷水位,取其平均值;当水尺水位受到阻水影响时,应尽可能先排除阻水因素,再进行观测;随时校对观测的时钟;采取多次观读取其平均值。3.7 自记水位计的型式,应根据河流特性、河道地形、河床土质、断面形状或河岸地貌以及水位变幅、涨落率、泥沙等情况确定。浮子式自记水位计适用于可修建测井、无封冻、河床无较大冲淤变化的站。浮子式自记水位计应设置在岸边顺直、水位代表性好、不易淤积主流不易改道的位置,并
17、应避开回水和受水工建筑物的影响。3.8 测井的设计应符合以下规定:测井不应干扰水流的流态,测井截面可建成圆形或椭圆形。井壁必须垂直。井底应低于设计最低水位 0.51m,测井井口应高于设计最高水位 0.51m。测井井底及进水管应设防淤和清淤设施。测井可用金属、钢筋混凝土、砖或其它适宜的材料建成。截面应能容纳浮子随水位自由升降,浮子与井壁应有 510cm 的间隙。3.9 当漏测洪峰水位时,应在断面附近找出两个以上的可靠洪痕,以四等水准测定其高程,取其均值作为峰顶水位,并应判断出现的时间和在水位观测记载簿的备注栏中说明情况。3.10 自记水位与人工水位比测应符合以下要求:置信水平 95%的综合不确定
18、度不应超过 3cm。系统误差不应超过 1%。时间误差不应超过(日记:机械 3、石英 0.5) 。当一日内水位与校核水位之差超过 2cm,时间误差超过 5min,应进行订正。3.11 测站考证内容:考证测站附近河流情况和断面布设情况;考证冻结基面(或假定基面)绝对高程与水准点高程情况;考证水尺零点高程;填制测站说明表及位置图。水位整编工作内容:考证水尺零点高程;绘制逐时或逐日平均水位数据整理整编逐日平均水位表、水位站可整编洪水水位摘录表。单站合理性检查编制水位资料整编说明表。3.12 对测验河段及其附近河流情况应进行考证内容包括:测验河段顺直长度及距弯道距离;高水控制条件;河床组成;冲淤、河岸坍
19、塌及河道开挖治理情况;高水分流、漫滩和枯水期浅滩、沙洲出现情况;附近有无支流汇入及引排水工程;上下游附近固定或临时性阻水建筑物;感潮河段的潮汐影响程度;工矿废水排入等。3.13 日平均水位计算方法符合下列要求:几日观测一次水位者,未观测水位各日的日平均水位不作插补;一日观测一次以上者,采用面积包围法计算。如一日内水位变化平缓,或变化虽较大,但观测摘录时距相等时,可采用算术平均法计算。四、流量测验4.1 流量测验的目的是要取得天然河流以及水利工程地区河道经过调节控制后的各种径流资料,掌握全河水量的时空分布情况,为流域水利规划、防汛抗旱、水利工程管理运用和国民经济建设提供可靠的依据。流量测验的任务
20、就是建立水位流量关系。按工作原理流量测验方法可分成:面积流速法、水力学法、化学法和物理法。4.2 测站一年中测流次数,应根据高、中、低各级水位的水流特性、测站控制和测验精度要求,掌握各个时期的水情变化,合理分布于各级水位和水情变化过程的转折点处。水位流量关系稳定的测站测次,每年不少于 15 次。水位流量关系不稳定的应满足推算出逐日流量和各项特征值的要求。当发生洪水、枯水超出历年实测流量的水位时,应对超出部分增加测次。水文知识集锦44.3 集水面积小于 10000km2的各类精度水文站,有 10 年以上资料证明实测流量的水位变幅已控制历年水位变幅 80%以上,历年水位流量关系为单一线,并符合以下
21、条件之一者,可实行间测:每年的水位流量关系曲线与历年综合曲线之间的最大偏离值不超过允许误差范围者各相邻年份的曲线之间的最大偏离不超过允许误差范围者,可停一年测一年在年水位变幅的部分范围内,当水位流量关系是单一线并符合第一条规定时,可在部分水位级内实行间测。水位流量关系呈复式绳套,经单值化处理可达到第一、二条规定者在枯水期,流量变化不大,枯水径流总量占年径流总量的 5%以内,且对这一时期不需要施测流量过程,经根据多年资料分析证明,月径流与前期径流量或降水量能建立关系并达到规定精度者。 积 点 法 : 将 流 速 仪 停 留 在 垂 线 预 定 点 上 , 进 行 逐 点 测 速 的 方 法 。
22、积 深 法面 积 流 速 法 积 分 法 : 流 速 仪 以 运 动 的 方 式 测 取 垂 线 或 断 面 平 均 流 速 的 方 法 积 宽 法动 船 法浮 标 法 : 利 用 水 上 标 志 物 测 定 流 速 的 方 法 。流 量 测 验 方 法 量 水 建 筑 物 法水 力 学 法 : 测 量 水 力 因 素 代 入 适 当 的 公 式 计 算 流 量 。 水 工 建 筑 物 法比 降 面 积 法物 理 法 : 包 括 超 声 波 法 、 电 磁 法 、 光 学 法化 学 法 : 又 称 稀 释 法 、 溶 液 法 适 用 于 乱 石 雍 塞 、 水 流 湍 急 无 法 使 用 流
23、速 仪 的 地 方 , 指 示 剂 主 要 有 重 铬 酸 钾 、 同 位 素 、 食 盐 、 颜 色 染 料 。4.4 集水面积小于 10000km2的各类精度水文站,符合以下条件之一者,可实行巡测:水位流量关系呈单一线,流量定线可达到规定精度,并不需要施测洪峰流量和洪水流量过程者实行间测的站,在停测期间实行间测者枯水、冰期水位流量关系比较稳定或流量变化平缓,采用巡测资料推算流量,年径流误差在允许范围以内者枯水期采用定期测流者水位流量关系不呈单一线的测站,当距离巡测基地较近,交通通讯方便,能按水情变化及时施测流量者。4.5 流量测验的工作内容包括:准备工作(测具检查、水情、测次了解)水位观测
24、水道断面测量流速测量现场检查(逐点对照水深、流速的横向分布)计算整理。4.6水文知识集锦54.7 流速仪主要种类有:转子式(旋杯、旋桨、旋叶) 、超声波、电磁、光学、电波式。流速仪法测流的适用条件:断面内大多数测点的流速不超过流速仪的测速范围,在特殊情况下超出了适用范围应在资料中说明,当高速超出仪器范围 30%时,应在使用后将仪器封存,重新检定。垂线水深不应小于流速仪用一点法测速的必要水深在一次测流起迄时间内,水位涨落差不应大于平均水深的 10%,水深较小而涨落急剧的河流不应大于平均水深的 20%流经测流断面的漂浮物不致频繁影响流速仪的正常运转。4.8 流速仪法测流符合的要求:观测基本水尺水位
25、,当测流断面内另设辅助水尺时,应同时观测,要求观测比降的测站,应同时观测比降水位。施测水道断面在各测速垂线上应测量各点的流速,必要时应测量流向偏角应观测天气现象及附近河流情况应计算、检查和分析测验数据及计算结果。使用缆道测流的测站,在缆道正式使用前应进行比测率定并符合以下规定:流量比测;率定的随机不确定度应不超过 5%,系统误差应控制在 1%以内。4.9 测速垂线布设原则:宜均匀分布并能控制断面地形和流速沿河宽分布的主要转折点,无大割大补,主槽垂线较河滩为密。对测流断面大于纵流量 1%的独股水流、串沟,应布设垂线。随水位级的不同,断面形状或流速的横向分布有较明显变化的,可分水位级分别布设测速垂
26、线。发生以下情况时应对测速垂线进行调整和补充:水位涨落或河岸冲淤使靠岸边的垂线离岸边太远或太近断面上出现死水、回流,需要确定死水、回流边界或回流量河底地形或测点流速沿河宽分布有较明显变化冰期的冰花分布不均匀或测速垂线上冻实。4.10 流速测点的分布要求:一条垂线上相邻两点的最小间距不宜小于流速仪旋桨或旋杯的直径测水面流速时,流速仪转子部分不得露出水面测河底时,应将流速仪下放至 0.9 水深以下,并应使仪器旋转部分的边缘离开河底 25cm。测水底或冰花底时,应将流速仪旋转部分的边缘离开冰底或冰花底 5cm。流速仪测点定位的要求:流速仪可采用悬杆悬吊或悬索悬吊。悬吊方式应使流速仪在水下呈水平状态。
27、当多数垂线的水深或流速较小时,宜采用悬杆悬吊;流速仪偏离船边的距离不应小于 1.0m,小船不应小于 0.5m。4.11 死水和回流的处理:死水区的断面面积不超过断面总面积的 3%时,死水区可作流水处理,超过时,应根据以往的测验资料分析确定或目测决定死水边界。死水区较大时,应用低流速仪或深水浮标测定死水边界。断面回流量未超过断面顺流水 文 绞 车 :手 摇 、 主 机 作 动 力 和 电 动 力 三 种传 感 装 置船 只 测 流 设 备 水 深 测 记 装 置 传 递 设 备计 数 显 示 设 备流 速 测 记 装 置 : 水 下 发 射 装 置 和 接 收 装 置吊 船 缆 道 : 稳 定
28、测 船过 河 缆 布 设 型 式 水 文 缆 道 : 由 承 载 、 驱 动 、 讯 号 、 操 作 控 制 、 防 附 设 备 组 成 。 用 于 岸 上 测 流 。水 文 缆 道 绞 车缆 道 测 流 设 备 水 文 缆 车悬 杆 缆 道信 号 装 置 : 直 流 和 交 流 两 种巡 测 车测 流 设 备 巡 回 测 流 设 备 巡 测 船手 持 测 杆水 文 测 杆 msmm通 用 式 : 水 深 不 超 过 3、 流 速 不 超 过 2/使 用 。 最 小 刻 度 10 2单 一 测 深 式 : 水 深 不 超 过 6、 流 速 不 超 过 使 用 。 最 小 刻 度 5涉 水 用
29、测 杆 : 适 用 于 涉 水 测 量 的 浅 水 河 流 。 最 小 刻 度 电 动 测 杆结 构 : 以 流 线 型 鱼 身 为 主 体 , 在 鱼 身 的 背 部 装 有 悬 挂 钩 和 流 速 仪 悬 杆 , 并 与 纵 、 横 尾 及 信 号 组 成 。外 形 流 线 体 要 求 完 整 光 滑安 装 附 件 时 应 注 意 不 能 使 整 机 阻 力 增 大 阻水 文 测 验 铅 鱼 技 术 要 求 力 系 数 0.4 5在 任 意 点 应 保 持 平 衡 , 纵 尾 应 使 与 水 流 的 夹 角 小 于 , 下 纵 尾 应 低 于 铅 鱼 底 部应 单 点 悬 吊应 设 置 水
30、 面 、 河 底 信 号 器 ( 利 用 铅 鱼 测 深 )信 号 源 应 简 单 、 准 确 、 可 靠铅 鱼 与 悬 索 应 配 备 绝 缘 装 置 ( 提 高 信 号 传 输 效 率 )配 备 安 全 附 件 、 表 面 油 漆 ( 警 戒 标 志 )水文知识集锦6量的 1%且在不同时间内顺逆不定时,可只在顺逆流交界两侧布置测速垂线测定其边界回流可作死水处理。当回流量超过 1%时,除测定其边界外,还应在回流区布设适当的测速垂线,并测出回流量。4.12 测流观测或摘录水位应符合以下要求:水位变化平缓时,可在测流开始和终止各观测或摘录一次;平均水深大于 1m的测站,当估计测流过程中水位变化引
31、起的水道断面面积的变化超过测流开始断面面积的 5%,或平均水深小于 1m 的测站,当估计测流过程中水位变化引起的水道断面面积的变化超过测流开始断面面积的 10%,应按能控制水位过程要求增加观测或摘录水位的次数。当测流过程可能跨水位过程的峰顶或谷底时,应增加观测或摘录次数。4.13 水流质点相互掺混而呈不规则运动,水流速度的大小和方向随时间不断变动的现象称为脉动。影响脉动的主要因素有:河床糙率(糙率大,脉动大);坡降(坡降大,脉动大) ;断面形状(不规则的大) ;泥沙(推移质的运动增大脉动,悬移质含沙量大,脉动小) ;水深(河底大于水面) 。当测速历时为 600s 上限的时均流速基本稳定,为 1
32、00s 时,流速的相对误差可控制在3%以内,近河底的误差不超过4%。测速历时为 60s 时,引起的全断面流量的误差不超过 1.5%。4.14 枯水测流:河道水草丛生或河底石块堆积影响正常测流时,应随时清除水草,平整河底。当断面内水深小于流速仪一点法测流所必须的水深或流速低于仪器的正常范围时,可采取以下措施:整治河段长度宜大于枯水河宽的 5 倍,对宽浅河流宜大于 20m当整治后仍不能保证测流精度时,可将河段束狭或采取壅水措施水深大、流速小时,可将河段束狭,束狭的长度为其宽度的 1.0 倍,测流断面应布设在束狭河段的下游水浅而流速足够大时,可建立渠化的束狭河段,并应使多数垂线上水深在 0.2m 以
33、上。束狭后河段的边坡可取 1:21:4,渠化长度应大于宽度的 4 倍。测流断面应设在渠化河段下游,距进口的长度宜为渠化长度的 6/10整治河段宜离开基本水尺一段距离,当枯水期基本水尺水位与整治断面的流量关系较好时,可不设立临时水尺。4.15 流速仪测流误差来源:起点距定位误差;水深测量误差;流速仪测点定位误差;流向偏角导致的误差;流速仪轴线与流线不平行导致的误差;停表或其它计时装置的误差。误差控制:应建立主要仪器、测具及有关测验设备装置的定期检查登记制度;应减小悬索偏角,缩小仪器偏角垂线下游的偏距宜使仪器接近测速点的实际位置,并可采取以下措施(流速较大时,在不影响测验安全的前提下,应适当加大铅
34、鱼重量,有条件时,可采用悬索和水体传讯的测流装置,减少这个测流设备的阻水力)测速时,宜使测船的纵轴与流线平行,并应保持测船的平稳。4.16 旋杯(旋桨)式流速仪由旋杯(旋桨) 、身架和尾翼组成。旋杯(旋桨)感应水流流速旋转,尾翼导引仪器迎着水流来向。旋桨式流速仪与旋杯式比较,具有坚固、防沙、避让漂浮物、分解斜向流速等特性。所以宜用于多沙、多漂浮物、采用测船悬吊流速仪施测的测站,特别使用于采用积宽或积深的方式测流。4.17 流速仪的保养:每次使用后,应立即按仪器说明书规定的方法拆洗干净,并加仪器润滑油流速仪装入箱内时,转子部分应悬空搁置长期储藏备用的流速仪,易绣部件必须涂黄油保护仪器箱应放于干燥
35、通风处,并应远离高温和有腐蚀性的物质,仪器箱上不应堆放重物仪器所有的附件及工具,应随用完随放还原处仪器说明和检定图表、公式等应妥善保管。4.18 流速仪的比测:常用流速仪在使用期,应定期对流速仪进行比测。其比测次数,可根据流速仪的性能,使用历时的长短及使用期间流速和含沙量的大小情况而定。当流速仪实际使用 5080h 时应比测一次比测宜在水情平稳的时期和流速脉动较小,流向一致的地方进行常用与备用流速仪应在同一测点深度上同时测速,并可采用特制的“U”形比测架,两端分别安装常用和备用流速仪,而仪器的净距不应小于 0.5m。在比测过程中,应变换比测仪器的位置比测点不宜靠近河底、岸边或水流紊动强度较大的
36、地点不宜将旋桨式流速仪和旋杯式流速仪进行比测每次比测应包括较大较小且分配均匀的 30 个以上测点,当比测结果其偏差不超过 3%比测条件差的不超过 5%且系统偏差能控制在1%时,常用流速仪可继续使用。超过上述偏差应停止使用,分析其对已测资料的影响。4.19 测流停表检查:停表在正常情况下应每年汛前检查一次,当停表受过雨淋、碰撞、剧烈震动发现走时异常时,应立即进行检查;检查时应仪每日误差小于 0.5min 带秒针的钟表为标准计时,在停表同时走动 10min,当读数误差不超过 3s,可认为停表合格。4.20 浮标法测流包括水面浮标法、深水浮标法、浮杆法和小浮标法。分别适用于流速仪测流困难或超出流速仪
37、测速范围的高流速、低流速、小水深等情况的流量测验。浮标法测流方案:当一次测流起迄时间水位涨落差符合流速仪测流一般要求时,应采用均匀浮标法测流。均匀浮标法测流方案中有效浮标横向分布的控制位置,应案流速仪法测流方案的测速垂线数及其所在位置确定当洪水涨落急剧洪峰历时短暂,不能用均匀浮标法时,可用中泓浮标法测流当浮标投放设备冲毁或临时发生故障,或河中漂浮物过多,投放的浮标无法识别时,可用漂浮物作为浮标测流当测流断面内一部分断面不能用流速仪测流,另一部分能用时,可采用浮标法和流速仪法联合测流深水浮标法和浮杆法测流适用于低流速的流量测验。测流河段应设在无水草生长、无乱石突出、河底比较平整、纵向底坡较均匀的
38、顺直河段小浮标法测流、宜用于水深小于水文知识集锦70.16m 时的流量测验风速过大,对浮标运行有严重影响时,不宜采用浮标法测流。4.21 浮标测流的工作内容:观测基本水尺、测流断面水尺、比降水尺水位投放浮标、观测每个浮标流经上、下断面间的运行历时,测定每个浮标流经中断面线时的位置观测每个浮标运行期间的风向、风力(速)及应观测的项目施测浮标中断面面积计算实测流量及其有关统计数值检查和分析测流成果。4.22 水面浮标的制作要求:浮标入水部分应较粗糙,不应成流线型。浮标下面要加系重物,保持浮标在水中漂流稳定。浮标入水的深度不得大于水深的 1/10;浮标露出水面部分,应有易于识别的明显标志。4.23
39、水面浮标的投放方法:用均匀浮标法测流,应在全断面均匀的投放浮标,有效浮标的控制部位宜与测流方案中确定的部位一致。在各个已确定的控制部位附近和靠近岸边的部分应有 12 个浮标。当测流段内有独股水流时,应在每股水流投放 35 个当采用浮标法和流速仪法联合测流时,浮标应投放至流速仪测流的边界以内,使两者测速区域相重叠用中泓浮标法测流,应在中泓部位投放 35 个浮标。浮标位置邻近运行正常最长和最短运行历时之差不超过最短历时 10%的浮标有 23 个当采用漂浮物浮标法测流时,宜选择中泓部位目标显著,且和浮标系数试验所选漂浮物类似的漂浮物 35个。4.24 浮标运行历时的测记和浮标位置的确定:断面监视人员
40、必须在每个浮标达到断面线时及时发出讯号计时人员应在收到浮标到达上、下断面的讯号时,及时开启和关闭秒表,正确读记浮标的运行历时,时间读数精确到 0.1s,当运行历时大于 100s 时,可精确到 1s。仪器交会人员应在收到浮标到达中断面线的讯号时,正确测定浮标的位置,记录浮标的序号和测量的角度,计算相应的起点距。4.25 小浮标宜采用厚度为 11.5cm 的较粗糙的木板,做成直径为 35cm 的小圆浮标。小浮标测流的要求:测流时必须同时施测测流断面浮标投放的有效个数应等于同级水位流速仪测速垂线数,浮标的横向分布应能控制断面流速的横向变化浮标通过测流断面的位置,可用临时断面索测读或皮尺直接测量每个浮
41、标运行的历时应大于 20s,当个别流线的流速较大时,不得小于 10s。当多数浮标的运行历时小于 10s,而由受到水深的限制,不能用流速仪测速时,应适当增长上、下断面的间距,使浮标运行历时不小于 10s每条测速垂线重复测两次。两次运行历时之差不得超过短历时的 10%,超过了应增加施测次数,直至其中两个浮标运行历时之差在 10%以内。4.26 误差来源:浮标系数试验分析的误差断面测量误差在使用深水浮标或浮标测流的河段内水深变化较大引入的误差由于水流影响,浮标分布不均匀,或有效浮标过少,导致浮标流速横向分布曲线不准浮标流经上、中、下断面时的瞄准视差、浮标流经中断面时的定位误差浮标运行历时的计时误差浮
42、标制作的人工误差风向、风速对浮标运行的影响误差。4.27 流量测验河段应选在石梁、急滩、弯道、卡口和人工堰坝等易形成断面控制河段。其中石梁、急滩、卡口的上游河段应离开断面控制的距离为河宽的 5 倍。或选在河槽的底坡、断面形状,糙率等因素比较稳定和易受河槽沿程阻力作用形成河槽控制的河段,河段内无巨大块石阻水,无巨大漩涡、乱流等现象。断面控制和和河槽控制发生在某河段的不同地址时应选择断面控制的河段作为测验河段。在几处具有相同控制特性的河段上,应选择水深较大的窄深河段作为测验河段。测验河段宜顺直、稳定、水流集中、无分流、岔流、斜流、回流、死水等现象。顺直河段的长度应大于洪水时主槽宽度的 3倍。宜避开
43、有较大支流汇入或湖泊、水库等大水体产生变动回水的影响。4.28 浮标法测流河段,要求顺直的长度应大于上下浮标断面间距的两倍,浮标中断面应有代表性,并无大的串沟、回流发生。个断面之间应有讯号联系和较好的通视条件。比降面积法测流河段,顺直长度应满足比降观测精度所需的长度,两岸斜坡等高线接近平行,水面横比降小,纵比降均匀无明显转折点,并必须避开洲、滩、分汊河段和明显的扩散型河段。4.29 单次流量测验成果检查和分析的内容:测点流速、垂线流速、水深和起点距测量记录的检查分析;流量测验成果的合理性检查分析;流量测次布置的合理性检查分析。流量测验成果分析(点绘水位或其它水力因素与流量、水位与面积、水位与流
44、速关系曲线图,检查分析其变化趋势和三个关系曲线相应关系的合理性采用连实测流量过程线进行资料整编的测站,可点绘水位、流速面积和流量过程线图,对照检查各要素变化过程的合理性当发现流量测点反常时,应检查分析反常的原因。对无法进行改正而具有控制性的测次,宜到现场对河段情况进行勘察,并及时增补测次验证)流量测次布置合理性检查分析应在每次测流结束后将流量测点点绘在逐时水位过程线图的相应位置上。采用落差法整编推流的站应同时将流量测点点绘在落差过程线图上。并结合流量测点水位或水力因素与流量关系曲线图上的分布情况,进行对照检查。当发现测次布置不能满足资料整编定线要求时,应及时增加测次,或调整下一测次的测验时机。
45、五、流量整编5.1 流量整编工作内容:编制实测流量成果表和实测大断面成果表绘制水位流量(ZA、ZV)关系曲线水位流量水文知识集锦8关系曲线分析和检查数据整理整编逐日平均流量表和洪水水文要素摘录表绘制逐时或逐日平均流量过程线单站合理性检查编写整编说明书。5.2 不稳定的水位流量关系的影响因素较多,随其受主要影响因素不同,水位流量关系中测点分布也不相同(受冲淤影响的水位流量关系由于同水位的面积增大或较小,使水位流量关系受到断面冲淤变化的影响受变动回水影响的水位流量关系由于受下游回水顶托影响,使水位抬高,水面比降较小。与不受回水影响比较,同水位下的流量偏小受洪水涨落影响的水位流量关系,由于受洪水波产
46、生附加比降的影响,使洪水过程的流速与同水位下稳定流时的流速相比,涨水时流速增大,流量也增大;落水时,则相反。即涨水点偏右,落水点偏左,峰、谷点居中间。受水生植物影响的水位流量关系,在水生植物生长期,过水面积减小,糙率增大,水位流量关系点子逐渐左移;在水生植物衰枯期,水位流量关系逐渐右移受结冰影响的水位流量关系,水位流量关系点子的分布,总的趋势时偏在畅流期水位流量关系的左边。受混合影响的水位流量关系,在混合因素的影响下随着主导作用的某种因素的变化,其水位流量关系点子随之变化。 )5.3 对水位流量关系点子分布中比较突出反常的测点,应进行认真分析,找出原因.如系水力因素变化所致,应作可靠资料使用;
47、如属于测验或计算方面的错误,则应予以改正.无法改正的可以舍弃。5.4 单一线法定线推流符合以下要求:1)点绘水位流量、水位面积、水位流速关系,通过点群中心分别绘出相应的三条光滑的关系曲线,控制条件无特殊变化,水位流量关系曲线不应反曲。2)所绘的三条曲线,应互相对照,使在曲线上查读的各级水位流量应等于相应的面积与流速的乘积,其偏差应不超过2%3%。5.5 对于测站控制条件和河床在一定时期内基本稳定,但在局部时段内存在变化或结冰影响的测站,可采用临时曲线法定线推流.采用此法要求测次较多、能控制变化过程的转折点。定线推流符合以下规定(分析确定相对稳定时段和关系点分组,按定单一曲线的要求,分别定出各稳
48、定时段的水位流量关系曲线;两相邻曲线间的过渡,应根据过渡段的水位变化和关系点的分布情况,可分别采用自然过渡、连时序过渡、内插曲线过渡等方法使用时段长的曲线采用插值法或拟合曲线法计算流量;过渡曲线采用插值法或直接查读流量。 )5.6 对于受经常性冲淤、受水草生长影响或结冰影响的测站,可采用改正水位法定线推流。要求流量测次足够多,分布均匀,流量精度较高且能控制流量变化的转折点。定线推流符合以下规定(点绘水位流量关系,绘制一条稳定的水位流量关系曲线即标准曲线计算水位改正数以水位改正数为纵坐标,时间为横坐标,参照水位趋势线或其它图表,点绘水位改正数过程线观测水位加水位改正数得出改正水位,用改正水位推流
49、)5.7 对于结冰期无冰塞、冰坝壅水现象或受水草生长影响的测站可采用改正系数法推流。要求和规定同改正水位法。5.8 对于受变动回水影响,且断面稳定的测站,可采用等落差法定线推流。采用此法时,用上、下断面间的落差计算的比降应能代表基本水尺断面处的水面比降;各级水位、各种落差情况下,测点较多并均匀分布。定线推流可采用以下方法(假定不同水位不同落差的流量符合公式: 即同水位下流量比等于落差比。计算各实测12212QfZZ点的落差值,并按落差大小排序根据落差变幅和测点分布,划分等落差点组,每组落差的均值代表该组的等落差,分别定出各组测点的水位流量关系,并按次序编号根据落差确定推流曲线线号,由水位在相应的曲线上推算流量;当落差值在相邻曲线落差值之间时,在两根曲线间内插推流)5.9 受