水文测验与资料整编：第1章 测站与站网

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1、水文测验与资料整编,教材与主要参考书目： 1、水信息技术 2、水文现代化与水文新技术 3、水文测验学 4、降水量观测规范（SL21-2015） 5、水位观测标准（GB/T 50138-2010） 6、河流流量测验规范（ GB50179-2015） 7、河流悬移质泥沙测验规范（GB/T 50179-2015） 8、水文资料整编规范（SL247-2012） ,一、水文测验的定义,水文测验学（水信息技术）是研究水文资料的观测和处理的一门学科，它是水文学的重要组成部分。,二、水文测验的任务,1、站网规划与调整 2、测验河段查勘选择与设立水文测站 3、站网基本观测（驻测、巡测、间测、自动遥测） 4、水文

2、调查 5、水情信息传报 6、资料整编与年鉴刊印 7、水文应急监测 8、水文测验基础研究,三、水文测验的发展历史,1、解放前： 1841年，北京开始雨量观测； 1865年，在汉口等地设站观测水位、雨量； 1910年，在海河的水文站最先采用浮标法测流； 1915年，在淮河的水文站，最先采用流速仪法测流； 1919年，在黄河设站观测水位、流量、含沙量等。 2、解放后：水文测验事业得到了长足的发展。,第1章 测站与站网,1.1 水文测站,1.1.1 定义 为经常收集水文数据而在流域内的河渠湖库或地表上设立的各种水文观测场所的总称。,1.1.2 水文测站的分类 1、按监测要素分：水文（流量）站、水位站、

3、 降水量（雨量）站、水面蒸发站、 墒情站、泥沙站、 水文气象站、水质站 2、按服务目的分：水资源监测站、 报汛站、 辅助水情站、 大河控制站、区域控制站、小河控制站,3、按布设位置分：河道站、水库站、渠道站、湖泊站、 堰闸站、地下水站（井）、 跨界河流站（界河站） 4、按工作模式分：巡测站、驻测站、间测站、 委托观测站、 自动监测站 5、按目的和作用分：基本站、实验站、 专用站、 辅助站,1.2 水文站网,1.2.1 定义 在一定地区或流域内，按照一定原则，用一定数量的各类水文测站构成的水文资料收集系统。 1.2.2 站网规划 站网规划是将水文测站按一定的科学原则布设在 流域的合适位置上，其目

4、标应当是以最小的代价， 最高的效率，使水文站网具有最佳的整体功能。,在1956年，进行了第一次站网规划； 在1966年，进行了第二次站网规划； 在1977年开始第三次站网规划，1979年完成站网规划； 在1985年10月开始第四次站网规划，1986年完成了第四次全国水文站网规划，并编制了19902000年的站网发展规划。 在1992年，发布了水文站网规划技术导则使水文站网规划更加适合中国的国情，逐步走上了系统化、规范化的道路。 2013年，发布了新的水文站网规划技术导则（SL34-2013）,2015年底，全国各类水文测站99575处,1.2.3 水文站网的分类 1、按测验项目分：水位站网、流

5、量站网、 雨量站网、蒸发站网、 泥沙站网、水质站网、实验站网等。 2、按管理体制和经办单位分： 国家站网、地方站网,3、按测站性质分： （1）基本站网 经过统一规划由基本站组成的各类水文站网的资料收集系统。 （2）专用站网 是为某工程或某专门目的而设立的，观测项目、要求及测站的撤销与转移，可由该部门自行规定。,基本站网： 1）基本站网按其性质和任务的不同可分为 大河控制站：按规定控制面积，为探索大河及沿河长水文要 素变化规律而在这些河流上布设的水文站。 区域代表站：按规定控制面积，为探索中等河流地区水文要 素变化规律而在有代表性的中等河流上布设的水文站。 小河站：为探索不同下垫面条件下的小河径

6、流变化规律，而 在有代表性的小河流上按规定控制面积布设的水文站。 2）按各站测验精度的不同，又可分为I、II、III类精度站。,1.2.4 基本水文站网布设原则 以最经济、最合理的测站数，控制水文要素的变化规律。 1、基本流量站网布设的原则 （1）线的原则 线的原则就是大河干流的布设原则，适合于流域面积超过5000km2的河流（南方河流大于3000km2）。沿河相邻站址距离要满足径流特征值沿河长插补的精度要求，而且满足沿河长进行水文预报的要求。,（2）区域原则 区域原则为中等河流上的布设原则，用于流域面积2005000km2而有代表性的河流上布站，应用这些站的资料，可以进行相似河流的水文计算，

7、而无需在每条河流上都布站。 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 分类原则适用于流域面积小于200km2的小河流。设站的主要 目的是为小河上水利水电工程的规划及区域水文预报服务， 并兼顾工矿交通等部门的需要。 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

8、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。,2、基本水位站网布设原则 主要布设在：尚未建立基本流量站点，布设水位站作为过渡性测站的地区；大支流入汇后的干流上；暴雨地区及经常发生较大洪水的众多入汇后的干流上；堤防段、重要工矿和城镇需要进行洪水预报的地区；有大量泉水和地下水补给的河段下游；河流纵比降有明显转折处；闸坝的上下游。,3、基本泥沙站网布设原则 在泥沙站网上进行测验，是为流域规划、水库闸坝设计、防洪与河道整治、灌溉放淤、城市供水、水利工程的管理运用、水土保持效益的估计、探索泥沙对污染物的解吸与迁移作用以及有关的科学研究，提供基本资料。 泥沙站也分为大河控制站，区域代

9、表站和小河站。,1.2.5 水环境监测站网的布设,水环境监测站网是按一定的目的与要求，由适量的各类水质站组成的水环境监测网络。 水环境监测站网规划应遵循以下原则： 1、以流域为单元进行统一规划。 2、与水文站网、地下水水位观测井网、雨量观测站网相结合。 3、各行政区站网规划应与流域站网规划相结合。 4、站网应不断进行优化调整，力求做到多用途、多功能，具有较强的代表性。,1.3 水文测站的设立,1.3.1 水文测验河段的选择 测验河段是指测量水文要素，按照一定技术要求，在河流上选择对水位流量关系稳定性起控制作用，并设有相当测验设施的河段。 1、选择水文测验河段的条件 （1）必须满足设站目的和要求

10、。 （2）保证各级水位下（包括洪、枯水期）测验资料具有必要的精度和工作安全。 （3）符合观测方便、建站及测验设施经济，并有利于简化水文要素的观测和信息的整理分析工作。 （4）交通方便，测站容易到达。,2、测验河段勘察 （1）河流特性勘察的基本内容 （2）非潮流站的测验河段勘察内容 （3）流域自然地理情况的调查内容 （4）流域内建设工程措施及其测量控制情况的调查 （5）勘察报告的编写内容,1.3.2 水文测站的控制 1、测站控制及河段的选择 测站控制是对水文站水位流量关系起控制作用的断面或河段的水力因素的总称。 （1）断面控制 当测站控制作用发生在一个横断面（或极 短河段）上时，称为断面控制。

11、低水石梁控制示意图,（2）河槽控制 当测站控制是依靠一段河槽的底坡、糙率、断面形状 等因素的组合而形成的，称为河槽控制。 此式说明河道流量大小的水力因素有：水位、断面因素、糙率和水面比降。使水位流量关系呈单一关系，必须具备的条件之一： 在同水位下，、n、S恒定不变。 在同水位下， 、n、S不恒定，但其变化相互抵消。,2、测验河段的选择 测验河段应满足设站要求，保证测验资料的精度， 符合观测方便和测验资料计算整理简便的要求。 平原河流应尽量选择河道顺直、匀整、稳定的河 段，没有分流、斜流、回流及死水等现象。 山区河流应选在有石梁、急滩、卡口、弯道的上游 附近规整的河段上，避开乱石阻塞，斜流，分流

12、影 响。 应避开受人为干扰的码头、渡口等。,1.3.3 水文测站的设立 1、设站工作的内容 （1）设置水准点并引测其高程。 （2）绘制地形图和水流平面图确定断面方向。 （3）布设测验断面、基线与高程基点。 （4）布置各种测量标志。 （5）建立水位观测设备、测流设备及其它各种辅助观测设备。 （6）填写测站考证簿。,2、横断面的布设和要求 断面是指垂直于水流方向的横断面。 根据不同的用途分为：基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面、比降水尺断面等。,左岸,右岸,3、基线的布设 （1）基线就是用来测算起点距而在岸上设置的线段。 （2）基线应垂直于测流横断面，其起点应在测流断面线上。 （3）基线长

13、度不小于河宽的0.6倍。 （4）其丈量误差不超过1/1000。,4、高程基点的布设 （1）当使用极坐标交会法施测起点距时，应在断面上设置高程基点，其高度应使仪器对最远一点视线的俯角大于或等于4，特殊情况下，大于或等于2。当受地形条件限制时，高程基点可设在断面上、下游附近。 （2）高程基点应设在坚固的岩石或标桩上，其高程可采用四等水准测定。当基点高出最高洪水位的高差小于5m时，宜采用三等水准测量高程。,5、测量标志的布设 当基线、断面位置确定后，设立基线桩、断面桩、断面标志桩以及其他必要的测量标志时，应符合下列要求： （1）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

14、基线桩应设在历年最高洪 水位以上。,（2）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；高水位的断面桩应在历年最高洪水位 以上0.51.0m处；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。 （3）流速仪、浮标测流断面的两岸均应设立坚固、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。 （4）其他测量标志：在通航河道测流，必要时应设立安全标志。,1.4 水质监测站的设立,水质站是进行水环境监测采样和现场测定，定期收集和提供水质、水量等水环境资料的基本单元，可由一个或多个采样断面或采样点组成。 1.4.1 设立原则 地表水水质站

15、可分为河流水质站和湖泊(水库)水质站，河流水质站又可分为源头背景水质站、干流水质站和支流水质站。 1、源头背景水质站 应设置在各水系上游，接近源头且未受人为活动影响的河段。,2、干、支流水质站 应设置在下列水域、区域： （1）干流控制河段，包括主要一二级支流汇入处、重要水源地和主要退水区。 （2）大中城市河段或主要城市河段和工矿企业集中区。 （3）已建或将兴建大型水利设施河段，大型灌区或引水工程渠首处。 （4）入海河口水域。 （5）不同水文地质或植被区、土壤盐碱化区、地方病发病区、地球化学异常区、总矿化度或总硬度变化率超过50的地区。,3、湖泊(水库)水质站 按下列原则设置： （1）面积大于1

16、00km2的湖泊。 （2）梯级水库和库容大于1亿m3的水库。 （3）具有重要供水、水产养殖、旅游等功能或污染严重的湖泊(水库)。 4、界河(湖、库)水质站 重要国际河流、湖泊，流入、出行政区界的主要河流、湖泊(水库)，以及水环境敏感水域，应布设界河(湖、库)水质站。,1.4.2 分类 1、按照目的与作用，水质站分为 （1）基本站：为水资源开发、利用与保护提供水质、水量基本资料，并与水文站、雨量站、地下水水位观测井等统一规划设置的站。基本站应保持相对稳定，其监测项目与频次应满足水环境质量评价和水资源开发、利用与保护的基本要求。 （2）专用站：为某种特定目的提供服务而设置的站，其采样断面(点)布设、监测项目与频次等视设站目的而定。 （3）辅助站：配合基本站，进一步掌握污染情况。