1、水文測驗河段的查勘與選擇 一、測驗河段的選擇原則 必須滿足設站目的。 保證各級水位下(包括洪、枯水期)觀測工作安全及測驗資料具有必要的精度。 生活、交通 、通訊方便。 符合觀測方便、建站及測驗設施經(jīng)濟，測驗資料計算整理簡單的要求。,二、測站控制 1.測站控制的概念：測站控制指對水文站水位流量關系起控制作用的斷面或河段的水力因素的總稱。若測站控制良好，則水文站的水位流量關系穩(wěn)定；反之。則不穩(wěn)定。 測站控制分為斷面控制與河槽控制兩種 形式。 2.斷面控制：當測站控制作用發(fā)生一個橫斷面上時，稱為斷面控制。例如天然石梁 、急灘、卡口、人工堰壩等，當水流流過該處時，將使水面曲線發(fā)生明顯轉(zhuǎn)折，產(chǎn)生臨界流、

2、出現(xiàn)的臨界水深構成斷面控制。,以石梁為例，如圖l2所示。,從水力學知，產(chǎn)生臨界流處，其佛汝德數(shù) 解出 得： 河寬與水深均是水位的函數(shù)，即：,則有： 上述石梁在低水時起控制作用，急灘使河底隆起，作用與石梁相同?？凇澋?、人工堰壩等在高水時，也能造成水面曲線轉(zhuǎn)折，產(chǎn)生臨界流，形成高水控制。,河槽控制：當測站控制是依靠一段河槽的底坡、糙率、斷面形狀等因素的組合而形成的，稱為河槽控制。 在天然河道中，水流可看作漸變非均勻流，其斷面平均流速由曼寧公式表示為： 能面比降可由水面比降代替，于是有：,流量為： 寫成一般函數(shù)形式為： 斷面面積 與水力半徑 決定于斷面因素 和水位 則：,如果滿足： 在同水位 維

3、持不變。 在同水位 雖有變動，但它 們對流量的影響恰好互相補償。 則水位流量關系呈單一關系。 三、選擇河段的具體要求 平原河流應盡量選擇河道順直、勻整、穩(wěn)定的河段，沒有分流、斜流、回流及死水等現(xiàn)象。其順直河段長度應不小于洪水時主槽河寬的35倍，以保證比降一致。,河段最好是窄深的單式斷面，盡可能避開不 穩(wěn)定的沙洲和沖淤變化過大的斷面。河段內(nèi)應 不易生長水草，并避開有較大支流匯入或湖泊 、水庫等大水體產(chǎn)生的變動回水的影響，其目 的是盡量保證使測驗河段內(nèi)的斷面、糙率、水 面比降穩(wěn)定。 (2)山區(qū)河流應選則有石梁、急灘、卡口 、彎道的上游附近規(guī)整的河段上，避開亂石阻 塞，斜流、分流影響。,(3)選擇測

4、驗河段應避開受人為干擾的 碼頭、渡口等處。對北方河流還應盡量避開 易發(fā)生冰壩、冰塞的河段。 總之，在選擇水文測站位置時，最理想 的是選擇在各級水位均具備較好的測站控制 且水流平穩(wěn)的河段。,（四）測驗河段勘測調(diào)查工作 在選擇測驗河段，設立水文站之前，應進 行現(xiàn)場勘測調(diào)查。查勘最好在枯水期進行?？?測調(diào)查的工作程序及內(nèi)容有： 準備工作：明確設站的目的任務，查閱 、收集有關資料(尤其是地形圖、水準點及洪水 情況等)，確定勘測內(nèi)容和調(diào)查大綱，制定工作 計劃。 現(xiàn)場調(diào)查：調(diào)查內(nèi)容包括河流控制情況 ，河流水、沙情勢，河床組成，河道變遷及沖 淤變化情況的調(diào)查；流域自然地理情況，現(xiàn)有,水利工程及水利工程遠近期

5、規(guī)劃，測站工作條 件的調(diào)查。重點是歷年最高洪水位及最大漫灘 邊界的調(diào)查。 野外測量：在勘測中，應進行簡易地形 測量、大斷面測量、流向測量，斷面縱比降測 量等工作。 編寫勘測報告：將調(diào)查情況及測量成 果進行分析整理，提出方案，為確定站址提供 依據(jù)。,測站的設立 設站工作的內(nèi)容： 主要內(nèi)容有：設置水準點并引測其高程； 繪制地形圖和水流平面圖并據(jù)此確定斷面方向 ；布設測驗斷面、基線與高程基點，布置各種 測量標志，建立水位觀測設備、測流設備及其 它各種輔助觀測設備，填寫測站考證薄。 一、斷面的布設 根據(jù)不同用途，水文站應布設基本水尺斷面、流速儀測流斷面、浮標測流斷面及上、,下輔助斷面、比降斷面（包括上

6、、下比降斷面 ）。斷面布設如圖12所示。,(一)水流平面圖的測繪 1.在選定的測站河段布置15個斷面， 在上游斷面沿河寬均勻投放若干浮標，在圖上 記錄浮標經(jīng)過各斷面的位置和時間。 2.將每個浮標位置沿河長連折線，得各浮 標軌跡線，選軌跡線近于平行處作為擬設測流 斷面。并計算各浮標流速。 3.計算部分面積上的部分虛流量。,測流斷面初選示意圖,部分虛流量計算示例：,4.確定斷面方向,（二）斷面布設的要求： 基本水尺斷面、流速儀測流斷面、浮標 測流中斷面，最好設在測驗河段的中央并盡量 合而為一，斷面的方向應垂直于斷面平均流向 。當基本水尺斷面與測流斷面重合有困難時、 可分別設置，但應盡量減少兩斷面的

7、距離，中 間不能有支流匯入。 浮標測流中斷面的上、下游相等距離處設 上、 下輔助斷面，其間距既要滿足流速的代 表性，又要滿足計時測速的精度。為兼顧上述,兩方面要求可利用誤差概念推算輔助斷面的間 距。 浮標測流時，如計時最大誤差 秒； 距離丈量相對誤差小于1，可忽略。浮標流 速的相對誤差為： 因 故,考慮最不利情況： 則 一般規(guī)定 作為允許誤差。 代入上式得： 山區(qū)河流可適當縮短，但不應小于 的20 倍。,比降斷面 上下比降斷面的間距，應使水面落差遠大 于落差觀測誤差，間距可用下式估算： 二、基線的布設 在測驗河段進行水文測驗時，用經(jīng)緯儀或 六分儀測角交會法為推求測驗垂線在斷面上的 位置(起點距)而在岸上布設的線段，稱為基線。,基線宜垂直于測流橫斷面，其起點應在測流斷 面線上。 從測定起點距的精度出發(fā)，基線的長度應 使測角儀器瞄準測流斷面上最遠點的方向線與 橫斷面線的夾角大于 。(即應使基線長度大于 河寬0.6倍)；在特殊情況下不應小于 。但夾 角應小于