水文实习报告.doc

实习（设计）项目水文实习指导教师刘理臣参与指导教师黄河兰州水文站相关工作人员实习类型毕业实习 教学实习R 课程实习 生产实习 其他实习目的：目的：通过实习，使学生了解测站的工作性质，观测的任务，水文要素的观测仪器、方法，水文资料的收集、整编方法等。培养学生水文测验的操作技能，熟悉水文测验的测算方法，巩固所学的工程水文学的基本理论知识。实习内容： 1、 地点：黄河兰州水文站。具体内容：了解水文资料广泛的应用领域；水文在防汛抗旱发挥的重要作用；对黄河洪水及泥沙的水文调查；通过参观断面、测量船、缆道房来了解在实际中对水文数据的采集工作。认识用来采集数据的仪器，如雨量采集用的雨量计，认识本站所用的虹吸式自记雨量计及翻斗式雨量计。测量流速所用的测速仪。以及用来测量水位用的水尺。还有用来预报水情的自动化报警与监测系统。在黄河水文站各位老师的讲解及指导操作下,我们从流量测验、降水观测、泥沙处理、水位记录及自动化缆道测验、自动水位采集、自动拟报系统等方面了解了水文站的工作原理及水文测量技术。通过实际操作，使我们加深了对课堂上所学理论知识的理解。2、 时间：2010年6月17日上午 实习报告：实习项目名称：工程水文学课程实习（环境工程专业）；方法手段：1、听取水文站工作人员讲解 2、水文站实地参观 3、实际动手操作，观测水文要素 一、黄河兰州水文站简介（1）兰州水文站现状兰州水文站的位置：位于黄河上游兰州市境内，站房建在滨河公园中心，断面设在被誉为“黄河第一桥”中山铁桥下游约200米，与白塔山隔河相望，是黄河上游重要报汛站之一，为黄河防汛和水量调度以及发电提供了宝贵的、不可缺少的水文资料。黄河水文站历史沿革：公元一九三四年七月十八日，当时的国民政府设立了兰州水文站。兰州水文站的设立，是黄河治理史上的一件大事！其断面位置在中山桥下游200米，也是现在的测量断面，由原甘肃省气象测侯所代管，1941年由黄河水利委员会接管。1949年兰州宣告解放之时，兰州水文站正式由共产党领导下的黄河水利委员会接管。1954年为配合兰州化学工业公司、兰州炼油厂建厂而上迁25公里，即西柳沟水文站，兰州水文站随之改为兰州水位站。1967年3月因西柳沟断面发生变化，不适应水文观测而撤消，从此全面恢复了兰州水文站中山桥断面各项观测项目至今。  设站之初其水位是人工观测。流量是在 “羊皮筏子”上施测，操作简单，定位较差，精度偏低。1955年木船代替了“羊皮筏子”施测。1967年在黄河上游率先使用钢板船施测，1975年在全河建成第一个半自动缆道施测流量，水位也在当年实现了由人工观测到机械式记载再到远距离采集传送的转变，测验安全、资料精度、劳动强度，工作效率等得到全面改善。如今，又建成了全自动测流缆道系统，其水文测验方法在全河乃至全国都处于领先地位。  兰州水文站自建站以来，积累了七十年宝贵的水文资料。在黄河上游治理开发、下游防汛抗洪以及水电站的建设中起到了不可磨灭的作用，取得了骄人的成绩。几十年来，兰州站共出现过6次较大洪水，其中影响力较大、破坏性较强的一次在1981年9月，当时，黄河上游唐乃亥水文站以上持续一个多月，普降大雨，形成较大洪水。其下游正在建设的龙羊峡水电站险情不断发生，刘家峡水电站为迎接上游洪水腾空水库而加大泄洪流量，形成此次建国以来最大洪水。由于兰州水文站采用了先进的缆道技术，准确、及时、完整的施测了整个洪水的全过程，施测最大流量5600m3/s，其相应水位1516.85m，为兰州市以及下游沿黄省份防汛抗洪工作做出了应有的贡献，起到了尖兵和耳目的作用，受到了当时甘肃省委、省政府的高度评价和通令嘉奖。设站至今，施测最大含沙量为1970年出现的360kg/m3，次大含沙量为1990年的250 kg/m3。资料统计显示，近年来含沙量有减小趋势，说明上游植被情况有了逐步改善。（2）水文工作的内容黄河兰州水文站是以检测黄河水文和陆地水文为主的水文站。是是国家设立的重点水文站，在流量测验、降水观测、泥沙处理、水位记录及自动化缆道测验、自动水位采集、自动拟报系统等方面为上级单位上传数据，为黄河流域综合治理及防洪抗旱提供重要的数据资源（3）现期水文工作防汛：黄河河通过在建与已建的几个中大型水库来保证辽河的防汛。其中的刘家峡水库等起着非常重要的作用。抗旱：黄河流域多为干旱半干旱地区，旱情监测也为农民服务。水环境监测：水质方面不同河道不同位置设置了环境监测。二、流量测验流量测验在测量船上进行，该测量船位于中山桥下游200米，于上世纪50年代引进，现由于采用了先进的自动化监测缆道而废止，只是作为备份使用。流量测验采用的方法常有流速面积法、流速仪法、超声波法等，今天所采用的方法是流速仪法。常规的作法是在部分或全部测深垂线上用流速仪测定流速，用部分平均流速与部分面积之乘积作为部分流量，部分流量的总和即为断面流量。 测量水深：根据水面宽度确定各垂线间距B，布设测深垂线测量流速：在垂线上根据水深确定测速测点位置，用流速仪测量各个点的流速。计算垂线平均流速（VCP） 计算过水断面部分面积：设过水断面被垂线分为几个部分，求出岸边部分面积（f1）计算过水断面各部分平均流速（V） 计算各部分面积上的部分流量（q） 计算断面流量（Q）：断面流量等于各部分流量（设共有n个）之和 Q =q1+q2+q3 +qn 本次流量测验所使用的断面位于中山桥下游200米处，断面为不规则u型断面，在该监测断面上不同垂线采用流速仪测定流速，采用一点法或五点法求得速度，由于断面的水深及位置已知，因此得出垂线上的平均流速即可由q=A*I求出部分流量，再将部分流量相加即可得到断面流量。测验所采用的流速仪为LSZ-51 030309型，公式为0.2547n+0.0037工作原理：利用水流冲动流速仪的旋杯或旋浆，同时带动转轴转动，在装有信号的电路上发出讯号，便可知道在一定时间内的旋转次数，流速越大转轴转得越快。流速与转速的关系式：V=aN/T+b 可求出全断面各测点的流速。V水流速度 m/s；N旋转器在T秒内的总转数；T测速历时 s；流速仪通过铅鱼使其下降到固定水深，流速仪在转过一定圈数后会发出一声信号，通过计量一定时间内接收到得信号数，再通过流速仪的计算公式就可以得到测量的的流速。一般在测量时，为了保证准确性，每次测量时间不少于100秒。该测速仪没发出一声信号表示转过200圈。 通过测量将不同垂线的流速计相对水深填入流量测验记载计算表，再通过相关计算就可以得到相关数据。 经过测量我们得到该断面的流量为110m³s，水道断面面积为77.8m²，平均水深2.43m，最大水深5.0m，水面宽32m，相应水位1513.10m，最大测点流速1.74ms。 详细记录见附表1（兰州水文站流量测验记载计算表）三、降水观测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、虹吸式和翻斗式。称重式能够测量各种类型的降水，其余两种只能观测降雨。本站是虹吸式自记雨量计刀口内径20mm，量杯10.5cm。分段定时观测，常采用两段制（每日8时至次日8时）。能自动、连续记录雨量变化过程的仪器称为自记雨量计。用它测雨量有观测方便、节省人力的特点。但有易出现机械故障及在降水量过大时无法进行观测的缺点。翻斗式雨量传感器由感应器及信号记录器组成，它可远传到控制中心的接收器内，实现有线远传和无线遥测。其工作原理为：测雨时，雨水经承雨器进入对称的小翻斗的一侧，当接满0.2mm的降雨量时,且使小翻斗向一侧倾倒, 水即注入储水箱内。同时，另一侧处于进水状态。当小翻斗倾倒一次,即接通一次电路,向记录器输送一个脉冲信号,传送信号至主控计算机。四、泥沙处理 黄河是世界上含沙量最大的河流，黄河含沙量的测量时黄河水文观测的重要部分。兰州水文站设站至今，施测最大含沙量为1970年出现的360kg/m3，次大含沙量为1990年的250 kg/m3。资料统计显示，近年来含沙量有减小趋势，说明上游植被情况有了逐步改善。 含沙量测量采样使用混合采样器，在进行流量测量时同步采样。将所采的的水样静置澄清，采用重量法测含沙量的多少。此外，有时须将水样报送上级单位进行粒径分析。五、水位记录及自动化缆道测验 兰州水文站1975年在全河建成第一个半自动缆道施测流量，水位也在当年实现了由人工观测到机械式记载再到远距离采集传送的转变，测验安全、资料精度、劳动强度，工作效率等得到全面改善。如今，又建成了全自动测流缆道系统，其水文测验方法在全河乃至全国都处于领先地位。 水位记录及自动化缆道系统可以分为三大部分，即数据采集系统、传输系统和接收处理系统。数据采集系统数据采集系统主要由各测验项目采集仪器和数据采集终端组成。采集仪器承担水文数据的采集任务，采集仪器一般由传感器、记录仪、输出端口和电源组成，具有自动采集、数据记录(存储)和输出的功能。数据采集终端是数据采集系统的关键设备，它的前端，不仅可以与各测验项目采集仪器直接连接，完成流速及水位等自动采集数据的组织和存储，而且设有人工置数接口，接纳流量、必须人工参与方可取得的数据；它的后端，可与各种信道通信设备连接。数据采集终端的主要功能是将各测验项目数据进行组织和存储，即打包处理，通过通信设备向计算机发送水文数据。数据传输系统-测站各测验项目经数据采集终端打包后，下一步的任务就是将打包数据传送到接收中心，如何传送，就需要传输信道。接收处理系统选择了一类通信信道后，中心站就要有相应的接收处理系统。采用有线通信，水文数据经过调制解调器进入计算机；计算机通过相关计算软件计算得出相关水文数据。兰州水文站水位记录采用渤海水平面，使用自动浮标水位记录仪进行记录，该记录仪位于中山桥第一根桥墩处，使用浮标法自动测量水位，再将电信号通过电缆传输至计算机，计算机处理信号得到水位信息。自动化缆道系统通过控制缆道电动机使铅鱼在固定位置固定水深测量相关数据，经过计算机处理就可以得到相关数据。我们显然可以看到自动化缆道系统及水位观测系统的采用不仅减小了人员的劳动强度，更使观测数据翔实可靠。六、自动拟报系统兰州水文站是黄河流域重要的水文监测站，长期享有“黄河上游第一站”的称号，该站的检测数据对全流域有着重要的影响。黄河兰州水文站与黄河水利委员会通过建立网络联接，自动通过计算机定时上传水文数据，每天8点所上传的数据有水位，流量，测验使用方法，含沙量降水量，时间等信息。目前兰州水文站已实现流量、水位、降水等项目的自动采集、处理，可为水库防洪调度决策提供及时、准确的科学依据。今后，随着建设的不断进展和水情测报系统的完善，极大地增强了水情数据的监测能力，为领导的决策提供科学依据，为防洪度汛、兴利除害发挥出更大的作用。 实习总结： 半天的实习虽然短暂，但我们体会却非常的深刻。，通过实习，使我们了解兰州水文站工作性质，观测的任务，以及各个水文要素的观测仪器、方法。培养了我们的水文测验操作技能，熟悉水文测验的测算方法，巩固了所学的水文测验的基本理论知识。加深了我们对课本上所学知识的掌握。也为我们将来走向实际工作打下了基础。总之，实习使我们对工程水文学知识的理解有质的飞跃。通过水文站负责领导的讲解、和对或得水文要素数据所使用仪器的演示。使抽象、深奥的书本理论在实践中得到证实和运用，对加深水文现象的理解，最终达到了增长专业知识、掌握专业技能的目的。体验到了基层水文工作者的艰辛以及他们工作所具有的伟大意义，明确了水文事业现代化的发展方向，为以后学习工作打下了基础。工程水文学实习报告 黄河兰州水文站实习 指导教师： 实习学生： 2010-6-17