水文實(shí)習(xí)報(bào)告范文
（一）河流水文觀測(cè)
衡量和表示河流水文變化情況的因素，一般包括水位、流速、流量、水溫、泥沙和水化學(xué)。通過(guò)上述因素的觀測(cè)得到的數(shù)據(jù)，能定量表示河流水情變化的基本特征。
1．水位觀測(cè)
水位觀測(cè)是河流的重要內(nèi)容。觀測(cè)所得的基礎(chǔ)資料可直接應(yīng)用于水利工程建設(shè)，如防汛、給水、灌溉、排水等建筑物的設(shè)計(jì)，通過(guò)水面比降的調(diào)查測(cè)量，還可以根據(jù)水位流量關(guān)系推測(cè)流量。
�。�1）水位觀測(cè)斷面的布設(shè)。一般河道的水位觀測(cè)應(yīng)盡量選擇河道順直、穩(wěn)定、水流集中,便于布設(shè)測(cè)驗(yàn)設(shè)施的河段�；舅邤嗝嬉话阍O(shè)在測(cè)驗(yàn)河段的中央,大致垂直于流向或直接平行于測(cè)流斷面。若河段內(nèi)有固定分流,流量超過(guò)總流量的20%,且兩者之間沒(méi)有穩(wěn)定的關(guān)系時(shí),一般應(yīng)分別設(shè)立水尺斷面�？伴l和水庫(kù)的觀測(cè)河段,一般選在建筑物的下游,避開(kāi)水流紊動(dòng)影響的地方。水庫(kù)和湖泊的水位觀測(cè)點(diǎn),應(yīng)選在岸坡穩(wěn)定、水位有代表性、便于觀測(cè)和建立測(cè)驗(yàn)設(shè)備的地方。
（2）水位觀測(cè)設(shè)備及布置。
實(shí)踐中簡(jiǎn)便辦法多采用水尺和自記水位計(jì)觀測(cè)水位。水尺多用堅(jiān)硬平直的木板條或用搪瓷鐵片制成，并畫(huà)出間距為2厘米（或1厘米）的刻度，標(biāo)出米、厘米數(shù)。沿江河一帶布設(shè)基面，多由木樁和水泥墩固定建成，基面保證最高水位和最低水位都可測(cè)到。如圖3-1所示。 圖4-1 水尺的設(shè)立33
�。�3）水位觀測(cè)的內(nèi)容和方法。每次觀測(cè)水位時(shí)，將水尺直立在基面上（木樁或水泥墩），讀出水尺讀數(shù)，水位值等于水尺讀數(shù)與基面高程之和，即
水位=水尺讀數(shù)+基面高程在冬、春平水位時(shí)，于每日08時(shí)、20時(shí)觀測(cè)水尺兩次；夏、秋季節(jié)，于每日02、08、14、20時(shí)觀測(cè)四次；在洪水漲落過(guò)程中，觀測(cè)次數(shù)增多，甚至半小時(shí)觀測(cè)一次。
自記水位計(jì)由浮筒、傳遞和自記鐘3部分組成，在一晝夜內(nèi)連續(xù)紀(jì)錄（在自記紙上）水位隨時(shí)間變化過(guò)程曲線。每日定時(shí)取換下來(lái)的自記紙，所紀(jì)錄的水位過(guò)程線，要用水尺觀讀數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
2．流速測(cè)驗(yàn)和資料統(tǒng)計(jì)
流速是指單位時(shí)間（秒）內(nèi)河水質(zhì)點(diǎn)所流動(dòng)的距離（米），單位為米/秒。流速是表示河水運(yùn)動(dòng)快慢的一個(gè)重要指標(biāo)。影響流速的因素很多，主要是河水量的多少，其次同河流比降、河道彎曲、水草多少等因素也有密切關(guān)系。因此斷面上應(yīng)均勻分布流速垂線，流速垂線上又應(yīng)沿水深均勻分布測(cè)點(diǎn)，才能正確的掌握斷面上流速分布的規(guī)律。選擇流速垂線時(shí)可以參考下列規(guī)定（見(jiàn)表六）。
表1 流速垂線數(shù)目
河寬（m）
50
50--100
100--300
300--1000
1000以上
垂線數(shù)
10
10--15
15--20
20--30
30--40
流速垂線上測(cè)點(diǎn)的分布以能算出正確的垂線平均流速為原則，所以測(cè)點(diǎn)位置和數(shù)目的選擇應(yīng)根據(jù)不同的水深、測(cè)驗(yàn)?zāi)康�、精度要求等，通過(guò)實(shí)驗(yàn)有把握的加以確定。選取時(shí)，可參考下列規(guī)定。
表2 垂線測(cè)點(diǎn)的分布
垂線水深h（m）
設(shè)點(diǎn)方法
測(cè)點(diǎn)深度
h<1
1點(diǎn)法
0.6 h
1<h<3
2點(diǎn)法
0.2 h 、0.8 h
34
3點(diǎn)法
0.2 h 、0.6 h 、0.8 h
h>3
5點(diǎn)法
水面、0.2 h 、0.6 h 、0.8 h、河底測(cè)定流速的方法很多，一般采用浮標(biāo)測(cè)速法和旋杯式流速儀測(cè)速兩種方法。
�。�1）浮標(biāo)測(cè)速法測(cè)速原理與方法
首先要選擇順直河段，河底變化比較小，布設(shè)測(cè)速斷面（中斷面）和上、下斷面。上斷面到中斷面的距離，同下斷面到中斷面的距離最好等長(zhǎng)。
浮標(biāo)用木、竹、草捆、泡沫塊等漂浮物制成。上斷面是投放浮標(biāo)涌，記錄浮標(biāo)通過(guò)中斷面的位置和到達(dá)下斷面所用的時(shí)間t秒，浮標(biāo)流速就是上、下斷面的距離（L）與所用時(shí)間（t）之比，如下式：Vf(浮標(biāo)速度)=L/t(米/秒)
浮標(biāo)所測(cè)流速為水面流速，一般比斷面平均流速為大，所以使用時(shí)要乘上一個(gè)浮標(biāo)系數(shù)，一般為0.8（即f=0.80）。因此，實(shí)際流速V為：V=f Vf
經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)算，填寫(xiě)下表：
時(shí)間 地點(diǎn)
斷面一
斷面二
斷面三
斷面四
t1
t2
t3
t4
表七
由L1=________ L2=___________
L3=________ L4=____________
得V1=_______ V2=________
V3=________ V4=________
�。�2）旋杯式流速儀測(cè)速原理和方法
使用旋杯式流速儀（見(jiàn)圖3-2）測(cè)流時(shí),將流速儀放在水下預(yù)定的測(cè)點(diǎn)上,并使旋杯對(duì)著來(lái)水的方向,水流沖擊旋杯,使旋杯發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),旋杯轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng)直立的旋軸轉(zhuǎn)動(dòng)。旋軸的截面呈卵形,軸旁有固定電絲與電源接通。每當(dāng)旋杯轉(zhuǎn)1周(或5周、20周),卵形的尖端便使旋軸與電絲接觸一
次,電路上的燈泡(或電鈴、蜂鳴器)即亮(或響)一次。根據(jù)燈泡閃亮(或電鈴、蜂鳴器發(fā)出聲響)的次數(shù),即可知旋杯轉(zhuǎn)動(dòng)的周數(shù)。
顯然流速越大，旋杯轉(zhuǎn)動(dòng)越快，單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)越多。在中等流速的條件下，水流速度V與單位時(shí)間內(nèi)旋杯轉(zhuǎn)數(shù)R/S成線性關(guān)系即：
V =aR/S+b
式中S一一旋杯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間(秒);
R-一旋杯在S秒內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù);
垂線平均流速計(jì)算方法如下：
5點(diǎn)法：V=（V0.0+V0.2+V0.6+V0.8+V1.0）/10
3點(diǎn)法 V=(V0.2+V0.6+V0.8)/4
或 V=(V0.2+V0.6+V0.8)/3
2點(diǎn)法 V=(V0.2+V0.8)/2
1點(diǎn)法 V=V0.6
或 V=K1V0.0 K1=0.84―0.87
3．流量測(cè)量方法與原理
流量是指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)河道過(guò)水?dāng)嗝娴乃�，是河流的重要水文特征之一。一般流量以�?/秒來(lái)表示。
河流中的水位與流量有著密切的關(guān)系，不同的水位有著不同的流量，是正相關(guān)的關(guān)系。如果以水位為縱坐標(biāo)，流量為橫坐標(biāo)，把流量與相應(yīng)水位點(diǎn)在直角坐標(biāo)紙上，當(dāng)測(cè)量資料足夠長(zhǎng)的條件下，便可得到一條拋物線型的水位―流量關(guān)系曲線。利用這條水位―流量的相關(guān)曲線，通過(guò)容易測(cè)到的水位值，可以推算出不容易測(cè)量的流量值，尤其洪峰流量瞬時(shí)V通過(guò)時(shí)，這條關(guān)系線更有實(shí)際意義。
目前國(guó)內(nèi)外測(cè)量流量的方法很多，實(shí)習(xí)中主要應(yīng)用流速面積法進(jìn)行測(cè)量。計(jì)算流量公式如下：
Q=AV
式中Q為流量（米3/秒），A為過(guò)水?dāng)嗝妫?）；V為全過(guò)水?dāng)嗝嫫骄魉伲?秒）。
其中過(guò)水?dāng)嗝娴臏y(cè)量包括水深測(cè)量、測(cè)深垂線起點(diǎn)距測(cè)量與測(cè)深斷面水位的觀測(cè)。在中、小河上測(cè)量水深多用測(cè)深桿、測(cè)深錘、測(cè)深鉛魚(yú)V等;大河多用回聲測(cè)深儀�；芈暅y(cè)深儀是利用超聲波從放射器到河底,再由河底反射回到收音器,由其所經(jīng)歷的'時(shí)間和超聲波在水中傳播的速度來(lái)計(jì)算河水的深度。
斷面部分面積計(jì)算方法為：
部分面積是指測(cè)速垂線間的部分?jǐn)嗝婷娣e。
〈l〉面積間沒(méi)有測(cè)深垂線時(shí),則部分面積等于兩邊垂線水深的平均值和其間距的乘積
式中：
f1、f2DDD 為部分面積
h1。h2DDD 為垂線水深
b1。b2DDD 為垂線間距
(2)部分面積間有測(cè)深垂線，則其部分面積應(yīng)等于欲求部分面積的兩測(cè)深垂線間各測(cè)深垂線間面積的和。即：
f3=（h2+h3）/2*b3+（h3+h4）/2*b4+（h4+h5）/2*b5
f4=（h5+h6）/2*b6+（h6+h7）/2*b7+（h7+h8）/2*b8
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�。ǘ┑叵滤{(diào)查
地下水是水資源的重要組成部分，也是河流補(bǔ)給的重要來(lái)源。進(jìn)行地下水調(diào)查就是了解調(diào)查區(qū)的水文地質(zhì)狀況，地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件以及地下水的水位、水量等特點(diǎn)。
首先需要調(diào)查區(qū)內(nèi)地質(zhì)圖、地形圖、水文地質(zhì)圖、調(diào)查區(qū)的水利規(guī)劃
報(bào)告
等資料，通過(guò)對(duì)資料的分析和野外勘探，了解實(shí)習(xí)調(diào)查區(qū)地形起伏、地層出露及分布概況；了解斷層、褶皺等地質(zhì)構(gòu)造的分布、性質(zhì)及與地下水的關(guān)系；了解含水層的巖性、分布及層位厚度等特點(diǎn)，掌握地下水埋藏條件與區(qū)域地質(zhì)地貌狀況的相互關(guān)系。
其次進(jìn)行地下水的觀測(cè)。觀測(cè)可在觀測(cè)井中進(jìn)行。
1．地下水位的觀測(cè)。可采用測(cè)桿、測(cè)錘、測(cè)繩等測(cè)量工具，每次觀測(cè)應(yīng)重復(fù)兩次，取平均值，兩次測(cè)量誤差不應(yīng)超過(guò)2厘米，否則應(yīng)重測(cè)。地下水位等于井口固定點(diǎn)高程減固定點(diǎn)至水面的距離。固定點(diǎn)至水面距離減去固定點(diǎn)與測(cè)井附近地面的平均高差即得地下水埋深。
2．地下水流量調(diào)查。
可進(jìn)行機(jī)井出水量觀測(cè)。首先應(yīng)事先在井旁溝渠內(nèi)安裝好頂角為90o的三角堰或三角堰箱(圖4-4)。抽水前測(cè)量靜水位。抽水后，當(dāng)井水位下降保持穩(wěn)定時(shí)，觀測(cè)動(dòng)水位和三角堰水頭高度，從“三角堰水頭與流量換算表”中即可查得流量。
三角堰箱
a．三角堰箱縱剖面結(jié)構(gòu)； b三角堰箱立體圖；1 水泵出水管；2隔板；3讀數(shù)標(biāo)尺
（三）河流泥沙檢測(cè)
河流夾帶泥沙能直接影響河床變化以及水庫(kù)、渠道的淤積，給防洪、灌溉、航運(yùn)帶來(lái)困難，因此泥沙測(cè)驗(yàn)是水文實(shí)習(xí)的重要項(xiàng)目。描述河流中
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懸移質(zhì)的情況，常用的兩個(gè)定量指標(biāo)是含沙量和輸沙率。單位體積內(nèi)所含干沙的質(zhì)量，稱(chēng)為含沙量，用Cs表示，單位為kg/m3。單位時(shí)間流過(guò)河流某斷面的干沙質(zhì)量，稱(chēng)為輸沙率，以Qs表示，單位為kg/s。斷面輸沙率是通過(guò)斷面上含沙量測(cè)驗(yàn)配合斷面流量測(cè)量來(lái)推求的。
1．懸移質(zhì)單位含沙量檢測(cè)方法。
含沙量測(cè)驗(yàn)，一般需要采樣器從水流中采取水樣。我國(guó)目前使用較多的采樣器有橫式采樣器和瓶式采樣器。取樣位置一般要通過(guò)輸沙率資料的分析選擇。
取樣位置選擇的原則：（1）在含沙量橫向分布較穩(wěn)定均勻的斷面，在主流邊附近選取一條垂線取樣；（2）在含沙量橫向分布變化較復(fù)雜，主流分散的河道，可用橫渡法或斜航法取樣。不論用何種方式取得的水樣，都要經(jīng)過(guò)量積、沉淀、過(guò)濾、烘干、稱(chēng)重等手續(xù)，才能得出一定體積渾水中的干沙重量。
2．輸沙率測(cè)驗(yàn)方法
輸沙率測(cè)驗(yàn)是由含沙量測(cè)定與流量測(cè)驗(yàn)兩部分工作組成的。為了測(cè)出含沙量在斷面上的變化情況，由于斷面內(nèi)各點(diǎn)含沙量不同，因此輸沙率測(cè)驗(yàn)和流量測(cè)驗(yàn)相似，需在斷面上布置適當(dāng)數(shù)量的取樣垂線，通過(guò)測(cè)定各垂線測(cè)點(diǎn)流速及含沙量，計(jì)算垂線平均流速及垂線平均含沙量，然后計(jì)算部分流量及部分輸沙率。對(duì)于取樣垂線的數(shù)目，當(dāng)河寬大于50m時(shí)，取樣垂線不少于5條；水面寬小于50m時(shí)，取樣垂線不應(yīng)少于3條。垂線上測(cè)點(diǎn)的分布，視水深大小以及要求的精度而不同，可有一點(diǎn)法、二點(diǎn)法、三點(diǎn)法、五點(diǎn)法等。
�。�1）垂線平均含沙量計(jì)算根據(jù)測(cè)點(diǎn)的水樣，得出各測(cè)點(diǎn)的含沙量之后，可用流速加權(quán)計(jì)算垂線平均含沙量。
�。�2）斷面輸沙率計(jì)算根據(jù)各條垂線的平均含沙量，配合測(cè)流計(jì)算的部分流量，即可算得斷面輸沙率。計(jì)算公式為：
A．求垂線平均含沙量：
五點(diǎn)法 ρ=（ρ0.0V0.0+3ρ0.2V0.2+3ρ0.6V0.6+2ρ0.8V0.8+ρ1.0V1.0）/10V
三點(diǎn)法 ρ=（ρ0.2V0.2+ρ0.6V0.6+ρ0.8V0.8）/(V0.2+V0.6+V0.8)
二點(diǎn)法 ρ=（ρ0.2V0.2+ρ0.8V0.8）/V0.2+V0.8
一點(diǎn)法 ρ=kρ0.5
式中 ρ為垂線平均含沙量
ρi為相對(duì)深度i處的測(cè)點(diǎn)含沙量
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Vi為相對(duì)深度i處的流量
V垂線平均流速
K由實(shí)驗(yàn)得出得系數(shù)
B.求斷面輸沙率:
ρs=[ρm1q0+(ρm1+ρm2)q1/2+…+(ρmn-1+ρmn)qn-1/2+ρmn qn]/1000
式中 ρs為斷面輸沙率；
ρmi為第i根垂線平均含沙量；
qi為第i根垂線與第i+1根垂線間的流量。
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