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1、精选优质文档-倾情为你奉上金华水文站实习报告2015年4月26日10：0011：30，我们在吴老师及水文站工作人员的带领下参观了金华水文站，了解水文相关的基础知识及部分水文站测量仪器的测量方法。1 金华水文站概况金华江发源于大盘山山脉，属钱塘江流域，干流长为160km，流域总面积为6840km2，东阳江和武义江两大支流在市区通济桥上游汇合后称为金华江，金华水文站（图1）是金华江水系上的控制性测站，控制集水面积5953km2，其中金华水文站以上东阳江集水面积为3385.6km2，占金华水文站控制面积的56.87%；武义江集水面积为2567.2km2，占金华水文站控制面积的43.13%。金华水文站
2、设于1961年1月，其设站目的是长期收集水文资料掌握金华江流域的水文信息，探索其变化规律，为防汛抗旱、水资源综合开发利，用水环境保护提供科学依据，为国民经济建设和社会服务。设站以来曾开展过诸多水文测验项目，如水位降水量蒸发量悬移质输沙率、悬移质泥沙颗粒级配，水温水质化验土壤含水率低下水等。现存检验项目有水位流量、降水量、增发量，水质化验等。金华水文站设站以来出现的最高水位为37.23m（85黄海，下同）发生在1962年9月7日，相应实测最大流量为5210m3/s;出现的最低水位为29.88m，发生在1999年11月22日；出现的最小流量为0，即断流，发生在1978年9月9日。历年平均降水量为1
3、441.3mm，最大年降水量为2109.4mm，发生在2010年；最小年降水量为916.7mm，发生在1978年。金华水文站历史最高水位为38.56m，发生在1922年，相应流速为9150m3/s，为洪水调查资料，其次是37.56m，发生在1955年6月11日，相应流量6380m3/s，为通济桥水位换算而来。金华水文站 图 1 金华水文站2 水位的观测水位台水位是指水体的自由水面高出某一基面以上的高程。高程起算的固定零点称基面，分为绝对基面和测站基面。金华站对水位的高程测量是测站基面，即我站假定基面，河道断面最深处为0；报汛采用85黄海基面。水位的测验设备有水尺和自记水位计，站点外面水尺高1.
4、5m，水尺的设置如图2所示。水位等于水尺零点高程加上水尺读数。断面上各水尺零点高程是不一样的，因此，在读取水尺读数时必须记录水尺编号。金华站一共有9根水尺，从江堤到江心（从上到下）编号依次为P1,P2,P9。 图 2 金华站水尺分布示意图水文站的西侧大桥桥墩上标注了水位标记（图3），蓝色表示保证水位，黄色属于警戒水位，而红色则是危险水位。金华江的警戒水位为36.5m，危急水位为38m。当河流水位达到警戒水位时，就需要安排人员疏散，以免造成重大人员财产损失。图 3 水位标尺金华水文站记录自记水位计是通过自记井、浮筒和引水管等设备来实现自动记录水位的功能（图4），自己水位计24小时工作，工作人员每
5、24小时取一次数据，校核水尺，一般每日定时进行一次校测和检查。金华站为每日早上8点，下午16点进行校测。 图 4 自记水位计（左、中）、遥测水位计（右）遥测水位计（图4）能实现实时监测，每5min记录一次，并向水利局发送数据。3 流量的观测流量是单位时间内流过江河某一横断面的水体体积，单位以m3/s计。流量是反映水资源和江河湖库等水体的水量变化的基本资料，也是河流最重要的水文特征值。在进行流域水利规划，各种水工建筑物的设计、施工、管理及运用，防汛抗旱，水质监测和水源保护等，都需要流量的资料。金华站测量流量的测验方法是流速面积法，具体是：是通过测量流速和断面面积来推求流量。它是目前国内外广泛使用
6、的方法，在今后一个相当长的时期内，仍将是测流的主要方法。流速-面积法主要有流速仪测流法（包括动船法）、浮标测流法、航空测流法和比降面积法等。其中流速仪法测流是最常使用的流量测验方法。它是通过用流速仪来测定流速，同时施测水道断面，通过流速和断面面积来计算流量。断面的测量主要要依靠缆道（图5、铅鱼（图6）等过河设备。 图 5 过河设备（左）及控制装置（右）图 6 铅鱼金华站采用的就是此法。自动化缆道系统通过控制缆道电动机使铅鱼在固定位置固定水深通过转子流速仪转子的转速与水流速度成正比例来测定转子的转速而推算流速。流速仪主要分为旋杯式流速仪和旋桨流速仪（图7）。旋杯式流速仪没有方向性，斜流、横流，甚
7、至倒流，都会使其转动。因此，流量测验时，若流向不垂直于断面方向，会使测得的流量偏大。 图 7 旋杯流速仪和旋桨流速仪流速仪法测流中，流速测量是其重要内容。流速测量的思路是布设一定的测速垂线，在垂线上布设一定的测点，在测点上按一定的测速历时施测流速。测量时采用的方法有一点法、二点法、三点法、五点法等。其方法的不同采用的公式也不同；但有经验公式，即谢才公式V=cRI，也可利用此公式计算流速。由于流速脉动的影响，流速的大小有一定的波动。其时均流速随着历时的增加而趋于稳定。测点测速的历时较短，会造成测点流速较大的误差，但历时较长，会造成一次流量测验的历时太长，我国河流流量测验规范中给出测点的测速历时绝
8、大多数方案都在60100s，只有少数特殊情况下允许采用30s，金华站为100秒。流量的具体计算方法有部分面积、部分平均流速和部分流量的分割，都是以测速垂线作为分界线。用三角、梯形公式计算。图 8 部分面积法金华站采用的是部分面积法，计算分三种情况：（1）靠近岸边的测深垂线间面积用三角形公式计算A1=0.7b1d1+0.7b2(d1+d2)；（2）若相邻的两测速垂线间无测深垂线，则部分面积为两测速垂线的水深和两测速垂线间距（部分宽）的乘积，即 Aj+1=bj(dj+dj+1)；（3）若测速垂线间有另外的测深垂线，其部分面积应把测速垂线间的各测深垂线间面积累加起来。A2=0.5b3（d2+d3)+
9、0.5b4(d3+d4)。因而断面流量等于各部分流量（设共有n个）之和，为A=A1+A2+An。图 9 遥测河道截面流量所断面的影响较大，比如经过洪水的冲刷会使水位下降，又如2007年由于金华江水面上的水草影响，水位较高。通过水位与流量的观测，可综合绘制成一张水位-流量图（图10）。图 10 2014年金华江金华站水文-流量关系曲线4 蒸发、降水的观测本测站没有气象辅助项目，因而场地长宽为12m12m，如图11。为保护场内仪器设备，场地四周设围栅，并在北面安设小门，减少围栅对场内气流的影响。为保护场地自然状态，场内铺设0.5m宽的小路。仪器之间距离，南北向不小于3m，东西向不小于4m，与围栅距
10、离不小于3m。图 11 金华水文站蒸发、降水观测为观测蒸发量，进化水文站采用E-601型蒸发器（图12），它主要由蒸发桶、水圈、溢流桶和测针等四部分组成。蒸发器每天8:00观测一次，将当天与前一天的度数对比即可得到当天的蒸发量。如果前一天8时到当天8时期间存在降水，则将度数与降水量作差可得到当天蒸发量。蒸发器的度数依靠测针，测针上附有游标尺，可使读数精确到0.1mm。 图 12 E-601型蒸发器、测针和侧的数据遥测雨量使用的设备是自记雨量计，其作用为自动记录降雨过程中的降水量，常用的自记雨量计有三种类型：称重式、虹吸式和翻斗式。本站使用的是翻斗式自记雨量计（图13），它的传感器由感应器及信号
11、记录器组成，它可远传到控制中心的接收器内，实现有线远传和无线遥测。翻斗式雨量计刀口内径20mm，分辨率为0.5mm，每隔5min生成一组数据，每15min已短信形式发送至防汛平台。翻斗式雨量其工作原理为：测雨时，雨水经承雨器进入对称的小翻斗的一侧，当接满0.1mm的降雨量时，且使小翻斗向一侧倾倒，水即注入储水箱内。同时，另一侧处于进水状态。当小翻斗倾倒一次，即接通一次电路，向记录器输送一个脉冲信号，记录器控制自记笔将雨量记录下来。自记笔记录100次后，将自动从上到下落到自记纸的零线位置，再重新开始记录。 图 13 翻斗式雨量计人工雨量器（图14）是直接观测降水量的器具。它是一个圆柱形金属筒，由承雨器、漏斗、储水瓶和雨量杯组成。承雨器口径为20cm，分辨率为0.1mm。用雨量器观测降水量的方法在金华水文站采用2段制进行观测，即每日8时及20时各观测一次，雨季增加观测段次，雨量大时还需加测。 图 14 雨量器侧视（左）、俯视（右）图5 小结通过在金华水文站为期近两个小时的实习，金华水文站工作者专业的、不厌其烦的讲解让我们获益匪浅。他们不仅教会了我关于水位、流量、蒸发量的测验的仪器、方法，也教会了我实践的重要性，每一次实践都是对新知识的学习，也是对已学知识的回顾。因而我们要抓住每次实践的机会，让自己的专业素养在实践中得到提升。专心-专注-专业
