水位和流量测算shuiwei he liuliang cesuan
❶水位观测。水位是水体在某一地点和某一时刻自由水面离标准基面的高度。我国规定黄海平均海平面作为绝对基面,即为起算的零点。若观测水位的工具选用水尺,设置水尺时,通常要事先测出水尺的零点高程;这样,某一时刻的水位=水尺零点高程+水尺读数。也有的水文站由于种种原因,自己选定零点来计水面高程,这种基面称为测站基面,但在进行水文资料汇编时,必须换算到绝对基面,以便于资料的比较和利用。
❷流量测验。测算河流流量的方法很多,现介绍流速一面积法。根据流量定义,河流的平均流速,乘以河流的过水横断面面积,就得到河流在该断面的流量。用公式来表示:Q=FV,式中Q表示流量(立方米/秒);V为流速(米/秒);F为过水横断面面积(平方米)。在实际的流量测验工作中,把横断面用若干根垂线划分若干部分流量的测验,然后算出各部分流量。部分流量之和即为断面全流量:Q=q1+q2+…qn=
。按流速测验方法,分流速仪法和浮标法。
流速仪法。在选定断面上,根据河宽和河底地形的变化情况,沿断面设立若干垂线,用测深工具分别测出各垂线的水深和量出各垂线与岸边某一固定起点的水平距离,即起点距,从而得出各垂线间的距离,然后按比例画出横断面图,求出各部分过水断面面积。这些画图计算工作应在流速测验完以后进行。用流速仪在各垂线上施测流速后,算出垂线的平均流速,进而算出各部分面积的平均流速。有了各部分的平均流速和面积,则可算出各部分的流量。用流速仪测流比较复杂,事先应参看水利电力部水利司主编的《水文测验手册》第1册和流速仪使用说明书。
浮标法。这是一种简易的流速、流量测算方法。它是利用浮在水面上的标志物的漂行速度来推求流量。对于中学生在野外地理考察中,了解河流的水文特征,丰富水文知识是可行的。用浮标法测流,也是归结于河流的过水横断面面积和河流平均流速的测算。河流过水横断面面积的测量步骤与流速仪过水横断面面积测量是相同的。考虑到中学生野外工作条件,在选择施测河段时,除了应选择比较平直,水流比较平稳,没有支流注入的河段外,还应注意水深比较浅,能用花杆进行涉水施测水流的河段。河段选好以后,布置上、中、下三个断面。上、下断面是测定流速用的;其间距一般不小于该河段最大流速的50~80倍,多取10的倍数,以便计算。中断面为计算流量的断面,因此要测算出过水断面面积。为简便起见,一人持花杆涉水测出河流断面上河床有明显变化处的水深,另一个量出该点的起点距,并作记录。然后,在岸上或室内按比例画出横断面图。再算出过水横断面积。如测量两次,取其平均值,作为计算用的过水断面面积。用浮标测流速时,事先应就地取材,用秫秸、木片等能浮于水面的材料制成浮标,大小比较一致。测速时,根据水流条件不同,划出不同区段,一人在离上断面一定距离处投放浮标,在投放浮标时应一个一个进行。一人在下断面处观测。当浮标进入上断面时,应告诉下断面观测者打开秒表记时;当浮标进入下断面停表,记下浮标从上断面到下断面的距离,完成以后再进行第二个浮标的测速。每一浮标的水面的漂浮速度等于上、下断面之间的距离除以漂浮时间。测出各区段的流速后,为简便起见,取其平均值作为这个河段的平均流速。有了过水断面面积(F)和平均流速(V),便可以计算出通过中断面的流量(Q)。用浮标方法测出的流量数值是不够精确的,一般情况下偏大。这是由于河流流速在垂线上分布不均匀,表面流速大,由表面向河底流速减少;另一方面测量工具粗糙;此外,人为因素都影响测量的精度。