水文信息采集與處理_第1頁
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文檔簡介

1、1,工程水文與水利計算,主講教師:洪曉江 Tel:15283459966 E-mail:21087539@qq.com,2,第三章 水文信息采集與處理,1.測站與站網(wǎng)2.降水觀測3.水位觀測4.流量測驗5. 水文信息處理,本章主要內(nèi)容,3,1.測站   水文測站是組織進行水文測驗、收集水文資料的基本場所。其任務(wù)是按一定標準對指定地點(斷面)的水文要素作系統(tǒng)觀測和資料整編。 (1)按觀測項目分類

2、 (2)按測站性質(zhì)分類,第三章 水文信息采集與處理,一、測站與站網(wǎng),4,2.水文站網(wǎng) 單個測站觀測的水文要素信息僅代表站址處的水文情況,而整個流域上的水文情況則須在流域內(nèi)的一些適當?shù)攸c布站觀測,這些測站在地理上的分布網(wǎng)稱為水文站網(wǎng)。 布站原則:通過所設(shè)站網(wǎng)采集到的水文信息經(jīng)過整理分析后,達到可以內(nèi)插流域內(nèi)任何地點水文要素的特征值的目的。,第三章 水文信息采集與處理,一、測站與站網(wǎng),5,3.水文要素 降水

3、量 蒸發(fā)量 水位 流量 泥沙4.水文測站的設(shè)立  (1)選擇測驗河段 要求河道順直,水位流量關(guān)系穩(wěn)定(斷面或河道水力要素穩(wěn)定),第三章 水文信息采集與處理,一、測站與站網(wǎng),6,,第三章 水文信息采集與處理,一、測站與站網(wǎng),(2)布設(shè)觀測斷面,7,1.概述   觀測時間以北京時間為準?!  ”救?時至次日8時的降水為本日降水量。2.儀器   雨量器、自記雨量計(虹吸式、翻斗式和稱重式) 

4、  雷達探測、氣象衛(wèi)星云圖等,第三章 水文信息采集與處理,二、降水觀測,8,,第三章 水文信息采集與處理,雨量器 人工定時分段觀測 (1、2、4、8、12、24段) 分辨率0.1mm。通常采用2段制觀測,即每日8時及20時各觀測一次。 雨季增加觀測段次。,9,,自計雨量計 自動記錄降雨量,不需人為干預(yù)。方便、快捷。有三種類型:稱重式、虹吸式和翻斗式。  分辨率:0.1mm 降雨強度適用范圍: 0.01~4

5、.0mm/min,雷達探測 利用云、雨、雪等對雷達無線電波的反射現(xiàn)象來研究天氣系統(tǒng)。不同形狀的雷達回波反映不同性質(zhì)的天氣系統(tǒng)。從而預(yù)測探測范圍內(nèi)的降水量、強度及開始和終止時刻。,10,第三章 水文信息采集與處理,氣象衛(wèi)星云圖 將衛(wèi)星云圖資料結(jié)合氣象模型,通過專家系統(tǒng),進行降雨量預(yù)測。,11,第三章 水文信息采集與處理,12,1.概述   水位指河流、湖泊、水庫及海洋等水體的自由水面相對于某一基面的高程。

6、   目前全國統(tǒng)一基面:青島黃?;?.水位觀測   (1)水尺(直立式、傾斜式、矮樁式等)—人工觀測     水位(Z)=水尺零點高程(Z0)+水尺讀數(shù)(h)   (2)自記水位計—自動紀錄水位的連續(xù)變化過程,第三章 水文信息采集與處理,三、水位觀測,13,3.水位觀測資料整理  所獲得的水位資料都是瞬時值。水位資料整理就是將瞬時水位值換算成日平均水位,進而可以采用同樣的方法計算月平均水位。 (1)當?shù)葧r距觀測

7、或摘錄水位時,日平均水位計算采用算術(shù)平均法:式中,Zi為第i次觀測或摘錄水位值;n為觀測或摘錄次數(shù)。,第三章 水文信息采集與處理,三、水位觀測,14,(2)當不等時距觀測或摘錄水位時,日平均水位計算采用加權(quán)平均法,又稱面積包圍法求取,第三章 水文信息采集與處理,三、水位觀測,15,1.概述 由上式知,流量測驗包括3部分:斷面面積測量、流速測量及流量計算。 測流方法很多,如直接法、水力學(xué)法、物理法、

8、化學(xué)法、浮標測流法、流速儀法 。,第三章 水文信息采集與處理,四、流量測驗,16,第三章 水文信息采集與處理,2.流速儀法測流原理,四、流量測驗,17,3.流速儀測流步驟 (1)布設(shè)測深垂線,將過水斷面分為若干部分,每兩根測深垂線對應(yīng)部分面積,測量各垂線的深度和相鄰垂線間的距離,計算各部分面積 Ai; (2)布置測速垂線,流速儀測量測深垂線上各點流速,計算垂線平均流速和部分面積平均流速Vi; (3)計算各部分面積流量

9、 ,各部分流量之和即全斷面流量 。,第三章 水文信息采集與處理,四、流量測驗,18,第三章 水文信息采集與處理,4.流速儀,19,5.流量計算,第三章 水文信息采集與處理,垂線布點方式:0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0(相對水深)。垂線平均速度視測點數(shù),分別按下式計算:,第三章 水文信息采集與處理,6.垂線平均流速,21,5.浮標法測流  洪水期間或枯水期間,流速儀測流困難時施行

10、。,第三章 水文信息采集與處理,四、流量測驗,22,水文數(shù)據(jù)屬國家公益性數(shù)據(jù)。  水文信息處理重點是流量資料整編。測流工作量大且程序復(fù)雜,不可能隨時測流;水位觀測相對簡單、快捷。由于水位與流量存在著一定的關(guān)系。因此,流量資料整編的關(guān)鍵在于繪制水位~流量關(guān)系曲線。,第三章 水文信息采集與處理,五、水文信息處理,23,1.穩(wěn)定的水位~流量關(guān)系曲線,第三章 水文信息采集與處理,五、水文信息處理——水位流量關(guān)系曲線的確定,24,2.不穩(wěn)定的水

11、位流量關(guān)系曲線  原因:斷面沖淤、洪水漲落、變動回水或結(jié)冰、水草生長等其他因素的個別或綜合影響。,第三章 水文信息采集與處理,(1)洪水漲落 (2)斷面沖淤,五、水文信息處理——水位流量關(guān)系曲線的確定,25,,第三章 水文信息采集與處理,(3)變動回水,五、水文信息處理——水位流量關(guān)系曲線的確定,26,(4)不穩(wěn)定水位流量關(guān)系曲線的處理 a、受單一因素影響時,可按影響前后分

12、別確定不同的水位~流量關(guān)系?!、若實測流量次數(shù)較多,點據(jù)質(zhì)量較好,可采用連時序法。,第三章 水文信息采集與處理,五、水文信息處理——水位流量關(guān)系曲線的確定,27,連時序法水位流量關(guān)系,第三章 水文信息采集與處理,五、水文信息處理——水位流量關(guān)系曲線的確定,28,第三章 水文信息采集與處理,五、水文信息處理——水位流量關(guān)系曲線的延長,高水延長:   對洪峰流量的確定至關(guān)重要,延長幅度不應(yīng)超過當年實測水位變幅的30%?!〉退娱L:

13、   相對誤差較大,延長幅度不超過當年實測水位變幅的10%。,29,第三章 水文信息采集與處理,1.水位面積與水位流速關(guān)系高水延長,五、水文信息處理——水位流量關(guān)系曲線的延長,30,2.用水力學(xué)公式高水延長    曼寧公式,第三章 水文信息采集與處理,五、水文信息處理——水位流量關(guān)系曲線的延長,31,3.水位流量關(guān)系曲線的低水延長   以斷流水位作為控制點進行水位流量關(guān)系曲線向斷流水位方向的延長。   斷流水位:流量為

14、零,水位為河底高程,第三章 水文信息采集與處理,五、水文信息處理——水位流量關(guān)系曲線的延長,32,第三章 水文信息采集與處理,五、水文信息處理——流量計算,由水位~流量關(guān)系曲線,可推求任意水位對應(yīng)的流量。 (1) 當流量變化平穩(wěn)時,直接用日平均水位在水位流量關(guān)系曲線上推求日平均流量。 (2) 當流量關(guān)系變化較大時,則用逐時水位推求得逐時流量,再按算術(shù)平均法或面積包圍法求得日平均流量。 (3) 日平均流量

15、 旬、月、年平均流量 方法:算術(shù)平均法,33,第三章 水文信息采集與處理,五、水文信息處理——編制流量資料整編成果表,實測流量成果表——記錄了一年各次測流的基本情況(水位、斷面面積、斷面平均流速、測流方法) 逐日平均流量表——一年每日平均流量 洪水水文要素摘錄表——洪水水位及流量變化過程資料,34,第三章 水文信息采集與處理,五、水文信息處理——水文資料的刊布,水文年鑒:測站分布圖,水文站說明表及

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