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1、绪论水文信息技术：研究各种水文信息的测量，计算与数据处理的原理和方法。老师ppt上的，比拟短水资源现状：水多，水少，水脏，水混。全球水资源量短缺原因：1.降水空间上分布不均加上地势上下不同；2.降水时间上分布不均解决方法水资专业的主要任务：兴修水利；节约用水；把用水推向市场水信息技术研究的具体任务：（1） 研究站网规划与测站设立的理论与方法（2） 各种水要素的观测技术（3） 各种观测数据的处理技术（4） 误差分析理论与方法（5） 水文调查方法（6） 现代水信息系统的组成与功能等第一章 测站与站网在流域内一定地点或断面按统一标准对指定的水要素进行系统，标准的观测以获取所需水信息而设立的观测场所称
2、为测站。测站分类1. 按观测工程水位，流量，泥沙，降水，蒸发，水温，冰凌，地下水：水文测站；水质监测站；气象观测站2. 按观测方法：人工观测站；自动监测站；遥感遥测站；卫星监测站3. 按测站性质：根本站；专用站测站在地理上的分布网称为站网。通过所设站网采集到的水信息经过整理分析后，到达可以内插流域内任何地点水文或水质要素的特征值的目的。站网规划的任务是研究测站在地区上分布的科学性，合理性，最优化等问题按测站性质分类，站网分为根本站网，专用站网。根本站网是综合国家经济各方面的需要，由国家统一规划建立的。要求以最经济的测站数目，能到达内插任何地点的特征值为目的。根本站的工作应根据公布的各类测验技术
3、规程进行观测和测验，获取数据必须统一整编刊印或以其它方式长期存储。按水文根本站网的性质和任务分为控制站，区域代表站，小河站和实验站。控制站是为探索特征值及其沿河长的变化规律和防汛需要而在大河上布设的测站。区域代表站是为了探索中等河流水文特征地区变化规律而在中等河流上布设的水文站，用以解决中等河流水文资料在地区上的移用问题。小河站是为了探索各种下垫面条件下的小贺静流变化规律而在有代表性的小河流上布设的水文测站，用意解决小河水文资料在地区上的移用问题。实验站有径流实验站，蒸发实验站，水库湖泊实验站，河床演变实验站，沼泽实验站，河口实验站，水土流失实验站，雨量站网密度实验站等，在国外还有实验性流域和
4、水文基准站。根本站网与专用站网，它们的作用是相辅相成的。专用站在面上补充根本站，而根本站在时间系列上辅助专用站。站网主要指根本站网应当根据经济房展的需要和测站的实际作用不断加以补充和调整，以满足经济建设和科学研究对水文，水质资料的需要。因此对布设的站网，需要不断做以下工作：站网分析；站网检验；站网优化，站网调整。根本流量站网布设的原那么：1. 线的布设。沿大河干流每隔适当距离就布设一个测站，站间距离应满足沿河长内插径流特征值的精度要求以及沿河长发布水文情报，预报的需要。不需要布设太密。适用于流域面积不小于5000Km2(南方为3000Km2)的大河干流。2.区域的布设：适用于流域面积为2005
5、000的中、小流域。 (1)高的分水岭，对潮湿空气起阻碍作用，使迎风面与背风面的降水发生明显变化； (2)地形转折点，如平原、丘陵、山区的分界处； (3)植被条件变化界，如林区、草原区、农业区等分界处； (4)地质条件显著变化界及较大面积的湖泊区、沼泽区的区界等。3分类原那么：按自然地理条件如湿润地区、沙漠、黄土高原等划分大区；按植被、土壤、地质等下垫面因素进行分类；同一类型按流域面积大小分级，并考虑流域坡度、形状等因素进行布站。在步站的数量上，以能妥善确定产流汇流参数的要求为准。由此原那么布设的小河流所搜集的资料，可以应用到相似的、无水文资料的小流域上中国站网布设存在的问题：站网稀且分布不均
6、；全国的站网各自成一体；经济条件制约；人类活动对站网的影响；测验实施落后。水文测站的建立包括测验河段的选择和观测断面的布设。水文测验河段选择条件：1满足设站的目的和要求；2稀遇洪水和枯水季节，均能测得所要信息；3在保证工作平安和测验精度的前提下，尽可能有利于简化水信息要素的观测和观测数据的整理分析工作；4交通方便，测站易于到达。水文测站控制：对测站水位与流量起控制作用的断面或河段的水力因素的总称。前者称为断面控制，后者称为河槽控制浮标测流断面有上，中，下3个断面。水文测站基线、断面布设示意图从上游到下游依次是比降上断面、浮标上断面、根本水尺断面同时是流速仪测流断面和测流中断面、浮标下断面、比降
7、下断面。基线垂直于测流横断面，布设在岸上，基线的起点在测流断面线上。基线长度L不小于河宽B的0.6倍。收集水信息的根本途径：驻测，巡测，间测，水文调查，水质调查。第二章 降水观测降水量单位以mm表示，其记录精度应符合以下规定。（1） 需要控制雨日地区分布变化的雨量站必须记至0.1mm.（2） 蒸发站的记录精度必须与蒸发观测的记录精度相匹配（3） 不需要雨日资料的雨量站，可记至0.2mm；多年平均降水量大于800mm的地区，可记至0.5mm；多年平均降水量大于400mm，小于800mm的地区，如果汛期雨强特别大，且降水量占全年60%以上，亦可记至0.5mm。（4） 多年平均降水量大于800mm的
8、地区，可记至1mm。降水量的观测时间：以北京时间8时为日分界，即从昨日8时到今日8时的降水为昨日降水量。降水量观测站点的布设是根据各流域的气候、水文特征和自然地理条件所划分的不同水文分区，在水文分区内布设降水量观测站点。降水量观测仪器由传感、测量控制、显示与记录、数据传输与数据处理等局部组成。降水量观测仪器按传感器原理分类分为：直接计量雨量器、液柱测量主要为虹吸式，少数是浮子式、翻斗测量单翻斗与多翻斗等，还有光学雨量计和雷达雨量计；按记录周期分类，可分为日记和长期自记。第三章 水位观测水位：河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面离固定基面的高程，以m计。基面的分类：1.绝对基面优点是各站水位值
9、可以直接比拟；2.假定基面缺点是无法通用；3.测站基面优点是数字简单，克服了绝对基面的缺点，缺点是不同测站的水位之间无法直接比拟，需要进行基面换算；4.冻结基面。人工不同时间读取水尺数，基准时为8时，全国统一。按水尺型式可分为直立式、倾斜式、短桩式和悬锤式。直立式构造简单，经济，使用方便，为一般测站所普遍采用。水池布设的原那么是满足使用要求，保证观测精度，经济平安。水位感应方式：浮子式、压力式、超声波等传递方式。日平均水位的计算：1、算术平均法 2、面积包围法算术平均法：1.适用条件：两个条件满足一个即可 11日内水位变化缓慢 2水位变化虽大，但属等时距人工观测或自记水位计摘录。 2.计算公式
10、： 面积包围法：1.适用条件：不能用算术平均法计算的所有情况。 2.计算方法：将1日内024h水位对过程线所包围的面积A除以24h，A用各梯形面积求和而得。:计算时需注意与算术平均法的计算公式不同的地方之一是Z0、Z24必须参加计算，如无这两个时刻的观测数据，那么须通过直线内插的方法先求出来。水位数据的处理；6.编写水位数据处理说明。水位资料的插补：1.直线插补法；2.水位过程线插补法；3.相关插补法。逐日平均水位表的 1计算月、年平均水位；2各种保证率水位的计算第四章 流量测验流速方法分类：1.流速面积法；2.水力学法；3.物理法；4.化学法；5.直接法。流速面积法：是一种最根本的方法，由测
11、定流速和测量过水断面面积两局部工作组成。有以下几种方法：1.流速依法；2.航空法；3.比降面积法；4.积宽法；5.浮标法。测站精度类别划分国家根本水文站：根据流量测验精度，分3类。1.一类精度站，是为探索水文特征值沿河长的变化规律和满足防汛需要的干流水文站控制站满足长系列样本需求；2.二类精度站，是为探索水文特征值沿河长和区域的变化规律，收集了30年以上数据，具有代表性的区域代表站，；3.三类精度站，是为探索小河在各种下垫面条件下的产流、汇流规律和径流变化变化规律，收集了20年以上数据，具有代表性的小河站。水位级的划分：高、中、低水位界限的划分，可根据现在有关标准的建议，采用年特征值频率分析法
12、或典型年频率分析法。以频率分析计算作为水位级划分的根本依据。对一类精度站采用年特征值法，分别取测站各年瞬时最高水位Zmax、瞬时最低水位Zmin及各年平均水位Zm计算频率，分别得到ZmaxP、Zmin P、ZmP3条频率曲线。在3条频率曲线上分别截取P=90%的Zmax为高水位，P=10%的Zmin为低水位，P=50%的Zm为中水位，借以划分水位级。对二类、三类精度站，宜采用典型年法。取各年汛期总水量W汛计算频率，得到汛期总水量的频率曲线，在曲线上分别取P=10%、50%、90的W汛相应的年份作为丰、平、枯水典型年，再将3个典型年的汛期本站逐日最高水位Zmax计算频率，得到Zmax-P频率曲线
13、，再取P=10%、50%、90%的相应水位为高、中、低水位，据此划分水位级。测流方法选用原那么：（1） 满足精度要求；2保证测流平安；3尽可能到达经济、方便。直接用测深器具：测深杆、测深锤、测深铅鱼。河道中的流速分布：流速在断面上沿水深和横断面方向的变化规律起点距是指测验断面上某一垂线至断面上的固定起始点的水平距离。传统断面测量内容：1.水深。从水面到河底的垂直距离；2.起点距。测深断面上测深垂线到起点桩之间的距离；3.水位。断面测量的步骤：测量水位沿断面宽度选假设干测点及测深垂线测量各垂线的水深将各水位减去水深得到河底高程绘制河槽断面图计算过水断面面积。转子式流速仪按转动局部形状：旋杯式流速
14、仪，旋桨式流速仪。流速计算公式点流速：；K水力螺距，表示流速仪的转子旋转一周时，水质点的行程长度；N流速仪在测速历时T内的总转数；T测速历时，不应小于100s；C附加常数，表示仪器在高速局部内部各运动件之间的摩阻，称仪器的摩阻常数。测速方法的选择：1根据垂线数目、测点多少、繁易程度分类精测法、常测法、简测法。2根据测速方法的不同分类积点法、积深法、积宽法。流量计算的步骤：1.计算垂线平均流速；2.计算局部面积、流速、流量采用平均分割法；3.计算局部流速、面积、流量采用中间分割法。第五章 泥沙测验泥沙分类：1按泥沙输移的方式分类悬移质、推移质；2按河流泥沙的来源分类冲泻质、床沙质泥沙测验术语：1
15、.全沙输沙量Skg，t；sg/m3，kg/m3。单位体积浑水中所含悬移质干沙的重量；s、Qbkg/s。单位时间内通过河流某一横断面的悬移质或推移质的重量；skg/m3。悬移质断面平均含沙量；5.单样含沙量Csukg/m3st/(km2a)。流域内单位面积上每年的输沙总量。悬移质输沙率测验取样仪器：横式采样器，瓶式采样器。悬移质输沙率测验的步骤：布置取样垂线测定各垂线测点流速及含沙量计算垂线平均流速及垂线平均含沙量计算局部流量及局部输沙量。垂线悬移质含沙量的测验方法：1.积点法根据测点的水样，测出各测点的含沙量之后，可用流速加权计算垂线平均含沙量；2.积深法取得的水样的含沙量即为垂线平均含沙量；3.垂线混合法；4.全断面混合法。悬移质水样的处理：取得的水样，经过量取水样体积沉淀过滤烘干称重。断面输沙率Qs；
