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1、实习项目一 水文站认识实习开始，先认识实习所在水文站的基本情况，包括该站主要的测验项目、测验对象、测验场所及所用的测验方法等。该实习主要以参观为主，由实习所在水文站工作人员给学生讲解，预计时间为一天。由于降雨及蒸发观测较为简单，通过参观、讲解就能较快掌握，故将降水及蒸发观测列入水文站认识这一项目中。一、降水的观测 河水来源于降水。我国大部分地区的降水以降雨为主，北方地区冬季以降雪为主。降水量以降落在地面上的雨或雪、雹等融化后的深度表示，以 mm 为单位。降水量可用器测法、雷达探测和利用气象卫星云图估算，在基层水文站一般用器测法来测量降水量。 （一）器测法 器测法是观测降水量最常用的方法，观测仪
2、器通常有雨量器和自记雨量计。 1、雨量器 雨量器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，如图1-1 所示。承雨器口径为20cm，安装时器口一般距地面70cm，筒口保持水平。雨量器下部放储水瓶收集雨水。观测时将雨量器里的储水瓶迅速取出，换上空的储水瓶，然后用特制的雨量杯测定储水瓶中收集的雨水，分辨率为0.1mm。当降雪时，仅用外筒作为承雪器具，待雪融化后计算降水量。1-1用雨量器观测降水量的方法一般是采用分段定时观测，即把一天分成几个等长度的时段，如分成4 段（每段6小时）或分成 8 段（每段 3 小时）等，分段数目根据需要和可能而定。一般采用2 段制进
3、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。日雨量是以每天上午8 时作为分界，将本日8 时至次日 8 时的降水量作为本日的降水量。2、虹吸式自记雨量计 自记雨量计是观测降雨过程的自记仪器。常用的自记雨量计有三种类型：称重式、虹吸式（浮子式）和翻斗式。称重式雨量计能够测量各种类型的降水，其余两种基本上只限于观测降雨。按记录周期分：有日记、周记、月记和年记。在传递方式上，已研制出有线远传和无线远传（遥测）的雨量计。 （1）称重式：这种仪器可以连续记录接雨杯上的以及储积在其内的降水的重量。记录方式可以用机械发条装置或平衡锤系统，降水时全部降水量的重量如数记录下来。这
4、种仪器的优点在于能够记录雪、冰雹及雨雪混合降水。 （2）虹吸式：虹吸式自记雨量计是常用的降水自记仪器，它能连续记录液体降水量和降水时数，从降水记录上还可以了解降水强度。日记型虹吸式雨量计的构造如图1-2 所示。虹吸式雨量计是由承水器、浮子室、自记钟、外壳所组成。承水器的承水口直径为200毫米，降水由承水口进入经下部的漏斗汇集，注入小漏斗，导至浮子室。浮子室是由一个园筒内装浮子组成，浮子随着注入雨水的增加而上升，并带动自记笔在附有时钟的转筒上的记录纸上画出曲线。记录纸上纵坐标记录雨量，横坐标由自记钟驱动，表示时间。当雨量达到10mm时，浮子室内水面上升到与浮子室连通的虹吸管顶端即自行虹吸，将浮子
5、室内的雨水排入储水瓶，同时自记笔在记录纸上垂直下跌至零线位置，以后随雨水的增加而上升，如此往返持续记录降雨过程。记录纸上记录下来的曲线是累积曲线，既表示雨量的大小，又表示降雨过程的变化情况，曲线的坡度表示降雨强度。因此从自记雨量计的记录纸上，可以确定出降雨的起止时间、雨量大小、降雨量累积曲线、降雨强度变化过程等。虹吸式雨量计分辨率为0.1mm，降雨强度适应范围0.014.0mm/min。自记钟固定在座板上，自记钟筒由钟机推动作用回转运动，使记录笔在记录纸上作出降水记录。外壳是用来保护整个仪器的。另外在门上装有观测窗便于在记录降水过程中检查降水及记录情况。虹吸式雨量计安装好后应进行下列主要检查和
6、校正： a、校正笔尖零线位置：往接水器里倒水，检查虹吸作用后笔尖的位置是否恰在自记纸的零线上。如有误差，应该松开直杆上的螺丝加以调整。 b、虹吸管位置的检查：若笔尖位置低于10 毫米就开始虹吸，则应将虹吸管的位置适当抬高；若水已经全部倒完，尚未开始虹吸，则应将虹吸管的位置降低一些。 c、虹吸作用的检查：虹吸历时应在20 秒以内，虹吸时，管内不应出现气泡，一般发生这种情况，都是因为虹吸管与容器接头处有空隙，应更换橡皮圈或涂白蜡。 3、翻斗式遥测雨量计 翻斗式遥测雨量计是由感应器及信号记录器组成的遥测雨量仪器，感应器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧开关等构成；记录器由计数器、记录笔、自记
7、钟、控制线路板等构成。如图 1-3 所示。 其工作原理为：下雨时，雨水落入接水漏斗，经漏斗口流入翻斗的右斗，当积水量达到0.1mm（指平地积水量 0.1mm深），翻斗失去平衡，向右边倒，在右斗倒掉雨水的同时，左斗开始接水，积水量达到 0.1mm 时，翻斗又倒向左边。若雨下落不停，翻斗就连续翻动。每一次翻斗倾倒，都使开关接通电路，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，如此往复即可将降雨过程测量下来。自记记录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。由于翻斗每次翻动需要的雨水量是固定的，翻斗式雨量计分辨率为0.1mm，降雨强度适用范围在4.0mm/min
8、 以内, 知道了翻斗翻动次数，就可以知道降雨量了。称重式、虹吸式和翻斗式雨量计的记录系统可以将机械记录装置的运动变换成电讯号，用导线或无线电信号传到控制中心的接收器，实现有线远传或无线遥测。图1-2图1-3二、蒸散发的观测 蒸散发是水文循环中自降水到达地面后由液态或固态转化为水汽返回大气的现象，是水面和陆面与大气之间的水量交换的形式之一。陆地上一年的降水约66%通过蒸散发返回大气，由此可见蒸散发是水文循环的重要环节。而对径流形成来说，蒸散发则是一种损失。蒸散发在水量平衡研究和水利工程规划中是不可忽视的影响因素。 水由液态或固态转化为气态的过程称为蒸发，被植物根系吸收的水分，经植物的茎叶散逸到大
9、气中的过程称为散发或蒸腾。蒸散发是发生在具有水分子的物体表面上的一种分子运动现象。具有水分子的物体表面如江河、湖泊、水库等称为蒸发面，自然界的蒸发面有各种形态，性质各不相同，因而蒸散发也分为不同的类型。蒸发面为水面时称为水面蒸发；蒸发面为土壤表面时称为土壤蒸发；蒸发面是植物茎叶则称为植物散发。由于植物是生长在土壤中，植物散发与植物所生长的土壤上的蒸发总是同时存在的，通常将二者合称为陆面蒸发。流域的表面一般包括水面、土壤和植物覆盖等，当把流域作为一个整体，则发生在这一蒸发面上的蒸发称为流域总蒸发或流域蒸散发，它是流域内各类蒸发的总和。在基层水文站主要观测水面蒸发。（一）水面蒸发观测 蒸发是水循环
10、过程中的一个重要环节，是水库、湖泊等水量损失的一部分。水面蒸发是蒸发中最简单的一种，由于它是在蒸发面充分供水情况下的蒸发，此时影响蒸发的因素较少，主要是温度、湿度、风等气象因素。一定口径蒸发器内的水，经过一段时间因蒸发而消耗的深度，称为蒸发量。蒸发量以毫米为单位，取至小数点后一位。确定水面蒸发量的大小，在基层水文站通常用器测法。1、 器测法图1-4器测法是应用蒸发器或蒸发池直接观测水面蒸发量。我国水文和气象部门采用的水面蒸发器有E-601型蒸发器、口径为80cm带套盆的蒸发器、口径为20cm的蒸发皿、以及水面面积为20m2和100m2的大型蒸发池。其中E-601型蒸发器是口径为60cm的埋在地
11、表下的带套盆的蒸发器，其内盆面积300cm 2，如图1-4 所示。这种蒸发器稳定性较好，是目前水文部门观测水面蒸发普遍采用的标准仪器。冰期用E-601或80cm口径蒸发器，观测有困难时，可用20cm口径蒸发皿观测。专门进行水面蒸发研究的蒸发试验站，为了更接近自然水体，使用20m2 或100m2 的大型蒸发池进行水面蒸发的观测。蒸发量每日 8 时观测一次，以8 时为日分界，得蒸发器一日（今日8时至明日8时）的蒸发水深，即日水面蒸发量。一月中每日蒸发量之和为月蒸发量；一年中每日蒸发量之总和为年蒸发量。(1)小型蒸发器 小型蒸发器为一口径20厘米，高约10厘米的金属园盆，口缘镶有内直外斜的刀刃形铜圈
12、，器旁有一倒水小咀，为了防止鸟兽饮水，器口附有一个上端向外张开成喇叭状的金属丝网圈。 小型蒸发器安置在雨量筒附近，终日能够受到阳光照射的地方。要求器口水平，口缘距地面的高度为70厘米。 蒸发量的测定一般是前一日8 时以专用量杯量清水20毫米（原量）倒入器内，24小时后即当日8时，再量器内的水量（余量），其减小的量为蒸发量，即 蒸发量=原量余量若前一日8时到当日8时之间有降水，则计算式为 蒸发量=原量+降水量余量(2) E-601 型蒸发器 E-601 型蒸发器主要由蒸发桶、水圈、溢流桶和测针等四部分组成。E-601型蒸发器埋入地下，使仪器内水体和器外土壤之间的热交换较接近自然水体的情况。其水圈
13、的作用不仅有助于减轻溅水对蒸发的影响，而且起到了增大蒸发器面积的作用，溢流桶用来接因暴雨而由蒸发桶溢出的水量，测针专用于测量蒸发器水面高度，整个测针在使用时套到蒸发桶中的测针座上，测针上有划分到毫米的刻度，并装有游标尺，可使读数读到0.1毫米。测杆上有针尖，用摩擦轮升降测针，可使针尖上下移动对准水面。针尖的外围水面上套一杯形静水器，器底有孔，使水内外相通，用固定螺丝与插杆相连，且能上下调整水器的位置，恰使静水器底没入水中。用测针观测读数读到0.1mm，每次观测应测量2次，在第一次读数后，应使测针的插杆转一个角度（小于180 度）再读第二次，两次读数之差如果不大于0.2mm，即取其平均值，否则应
14、重测。 其蒸发量的计算：E=P+(H1-H2)-C.H3 E-日蒸发量； P-日累积降雨量； H1、H2-分别为上次和本次测得的蒸发器内水面高度； H3-溢流桶内的水深； C-溢流桶与蒸发器面积的比值；由于蒸发器的蒸发面积远较天然水体为小，其受热条件、上空的湿度以及风力的影响等与大水体有显著的差异，测得的蒸发量与江河、湖泊、水库等自然水体的蒸发量有一定的差别，所以蒸发器观测的数值不能直接作为大水体的水面蒸发值，必须通过折算才能求出自然水面的实际蒸发量。据研究，当蒸发池的直径大于3.5m时，其蒸发量与天然水体较为接近，因此可用20m2 或100m2 的大型蒸发池的蒸发量与蒸发器的蒸发量之比作为折
15、算系数k。实际资料分析表明，E-601型的蒸发接近天然，其折算系数常在1.00 附近，而80cm蒸发器及20cm蒸发皿的折算系数一般小于1.00，折算系数K随着蒸发器直径而变，也与蒸发器的类型、季节变化、地理位置等因素有关。实际工作中，应根据当地实测资料分析。水文年鉴中所刊布的蒸发资料是蒸发器的观测资料，使用时应注意蒸发器的型号，并进行折算。2、间接计算法 间接计算法是利用气象或水文观测资料间接推算蒸发量，方法有水汽输送法、热量平衡法、彭曼法、水量平衡法、经验公式等等。 这种方法需要专门的气象或水文观测资料，在实际工作中往往难以获得，因而除专门研究外，较少采用。三、应提交的实习成果：本实习项目
16、要求每个实习大队在进驻水文站后第一天完成，需要提交的成果要求如下：通过参观、介绍，用表格将实习水文站的基本情况记录下来，主要内容包括：实习水文站名，位置，建站时间，测验对象，测验项目及其对应的测验设备、测验方法以及资料系列长。实习项目二 水位测量、水准测量（水尺校测）水位测量、水准测量及水尺校测这三者看似关系不大，之所以将他们放在一起，是因为目前水位观测的方法主要有人工看水位法和水位自记法。水位自记法已普及，但人工看水位必不可少，因为我们需要用人工观测的水位数据对水位自记的成果进行检验。人工看水位的精度除了人为因素外，还和水尺是否有变动紧密相关，这就需要我们在水尺使用前后对水尺进行校测，看其高程是否
