清华大学水文信息技术水位观测学习教案.pptx
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1、会计学1清华大学水文信息技术水位清华大学水文信息技术水位(shuwi)观测观测第一页,共92页。2第一节第一节 概述概述(i(i sh)sh)本章内容可参考水位观测(gunc)标准GBJ138-90u水位站的站址选择水位站的站址选择(xunz)应满足建站的目的和观测精度的要求,选择观测方便和靠近城镇或居民点的地点,并应符合下列规定:l 河道水位站,宜选择在河道顺直、河床稳定、水流集中的河段。l 湖泊出口水位站,应设在出流断面以上水流平稳处。第1页/共92页第二页,共92页。3l 河口潮水位站,宜选在河床平坦、不易冲淤、河岸稳定、不易受风浪直接(zhji)冲击的地点。u基面基面(j min)的确
2、定的确定水位观测采用的基面(j min),应符合下列规定:l已设水位站,应将原用的基面冻结下来,作为冻结基面。l堰闸水位站和湖泊水库内的水位站,宜选在岸坡稳定,水位有代表性的地点。第2页/共92页第三页,共92页。4l水位站已采用(ciyng)测站基面的,可继续沿用。l水位站采用的冻结基面,应尽快与现行的国家高程基面相连结。各项水位、高程资料中,应写明本站采用的基面与国家高程基面之间的换算(hun sun)关系。l新设站,应采用(ciyng)与上下游测站相一致的基面,并作为本站的冻结基面。第3页/共92页第四页,共92页。5u水准水准(shuzhn)点的设置点的设置测站水准点的设置,应符合(f
3、h)下列规定:l 基本水准(shuzhn)点,应设在测站附近历年最高水位以上,地形稳定、便于引测保护的地点。l 当测站附近有国家水准点时,可设置一个基本水准点;当测站与国家水准点接测困难时,应在不同的位置设置三个基本水准点,并应选择其中一个为常用水准点;第4页/共92页第五页,共92页。6l当基本水准点离水尺断面较近时,可不设置校核水准点。反之(fnzh),设置校核水准点。校核水准点应设在便于引测和稳定的地点;l测站水准点应统一编号(bin ho),保持不变。第5页/共92页第六页,共92页。7u水尺水尺(shu ch)断面的布设断面的布设l基本水尺断面(dun min)的布设应符合下列规定:
4、河道水位站的基本水尺断面,应设在顺直河段的中间(zhngjin),并与流向垂直。堰闸水位站的上游基本水尺断面,应设在堰闸上游水流平稳处,与堰闸的距离不宜小于最大水头的35倍。下游基本水尺断面,应设在闸下游水流平稳处,距消能设备末端的距离不宜小于消能设备总长的35倍。第6页/共92页第七页,共92页。8水库水位站的基本水尺,应设于坝上游水流平稳处。当坝上水位不能代表闸上水位时,应另设闸上水尺;当需用闸坝下游水位推流时,应在邻近(ln jn)下游水流平稳处设置水尺断面。湖泊水位站的基本水尺断面(dun min),应设于有代表性的水流平稳处。第7页/共92页第八页,共92页。9l比降水尺比降水尺(s
5、hu ch)断面的布设应符合下列规定:断面的布设应符合下列规定:要求进行比降(b jin)观测的站,应在基本水尺断面的上下游设置上下比降(b jin)水尺断面。当受地形限制时,可用基本水尺断面兼作比降(b jin)上或下断面。比降水尺断面应设在顺直河段上。上下比降断面间不应有水流入或分出,河底(h d)和水面比降不应有明显的转折。上下比降断面的间距应使测得比降的综合不确定度不超过15%。比降断面间距的测量,往返不符值应小于测段距离的0.001。第8页/共92页第九页,共92页。10一、水位一、水位(shuwi)stage 江、河、湖、库等水体的自由表面相对于某一基面(j min)的高程。u水位
6、水位(shuwi)观测目的观测目的 l 水位是堤防、水库、电站、堰闸、排涝、航道、桥梁等工程规划、设计的基础资料;水位是防汛、抗旱的主要依据。l 水位是推算其他水文要素(如流量)的间接资料;水位用于计算比降等。第9页/共92页第十页,共92页。11u水位观测水位观测(gunc)要求要求 l 水位平稳时,每日8时观测一次;水位变化(binhu)缓慢时,每日8时、20时观测2次;l 水位变化(binhu)较大或出现较缓慢的峰、谷时,每日2时、8时、14时、20时观测4次;l 洪水期或水位变化急剧时期,每16小时观测一次;l 水位暴涨暴落时,应根据需要增为每半小时或若干分钟观测一次。第10页/共92
7、页第十一页,共92页。12黄海黄海(hun hi)平均海平面平均海平面我国海拔高程基准面我国海拔高程基准面 第11页/共92页第十二页,共92页。13二、基面二、基面(j min)datum (j min)datum 基面是确定(qudng)水位、高程零点的水平面。u分类分类(fn li)l 绝对基面绝对基面 absolute datum 以某一海滨地点的特征海平面为基准面。现在统一采用青岛黄海基面为绝对基面。绝对基面、假定基面、测站基面、冻结基面。第12页/共92页第十三页,共92页。14水准零点(ln din)铜塑下面铅锤的尖部所指的地方就是“中华人民共和国水准零点(ln din)”第13
8、页/共92页第十四页,共92页。15l 假定假定(jidng)基面基面 arbitrary datum 若水文测站附近没有国家水准点,此时(c sh)假定的一个水准基面。如:假定水准点高程为100.000m,则该站的假定基面就在该基本(jbn)水准点垂直向下100米处的水准面上。第14页/共92页第十五页,共92页。16l 测站测站(c zhn)基面基面 station datum 以测站河床最低点以下(yxi)0.51.0m处的水平面为基面,或以测站历年最低水位以下(yxi)0.51.0m处的水平面为基面。历年最低水位基面第15页/共92页第十六页,共92页。17l 冻结冻结(dngji)基
9、面基面 stationary datum 以测站第一次使用(shyng)的水准面作为基面。第16页/共92页第十七页,共92页。18三、观测水位设备三、观测水位设备(shbi)(shbi)、方法、方法 1、直接观测、直接观测(gunc)(人工观测(人工观测(gunc))u 仪器仪器(yq)水尺是每个水位观测点必须的测量设备。以人工观测水尺读数作为水位的约定真值,其他水位仪器的水位校核都以水尺为依据。水尺的最小刻度为1cm。水尺。+第17页/共92页第十八页,共92页。19u 水尺布设水尺布设(b sh)要求要求l 布设位置:便于观测人员(rnyun)接近,直接观读水位。避开涡流、回流、漂浮物等
10、影响。风浪较大地区,必要时采用静水设施。l 布设范围(fnwi):高于测站历年最高、低于测站历年最低水位0.5m。u 特点特点 简单、准确、可靠。不能自动化。第18页/共92页第十九页,共92页。20l 各比降水尺,当不能设置在同一断面上时,偏离(pinl)断面距离不超过5cm;任何两水尺顺流向距离不超过上、下比降断面间距的1/200。l 相邻两水尺的观测范围有0.10.2m的重合。当风浪经常(jngchng)较大时,可适当放大至0.4m。l 各水尺设置在同一断面上。因地形等原因不能在同一断面上时,最上游与最下游水尺之间的同时水位(shuwi)差不超过1cm。第19页/共92页第二十页,共92
11、页。21l直立式水尺直立式水尺(shu ch)vertical gauge 垂直于水平面设置(shzh)的一种固定水尺。选择(xunz)水尺形式时,应优先选用直立式水尺。直立式、倾斜式、矮桩式、悬锤式。u水尺的类型水尺的类型第20页/共92页第二十一页,共92页。22宜昌水文测验断面宜昌水文测验断面 第21页/共92页第二十二页,共92页。23宜昌水文测验断面水位比测宜昌水文测验断面水位比测 第22页/共92页第二十三页,共92页。24 组成组成(z chn)水尺(shu ch)桩、水尺(shu ch)板。水尺(shu ch)板固定在水尺(shu ch)靠桩上。水尺桩水尺板第23页/共92页第
12、二十四页,共92页。25 水尺桩可采用木材、钢管、水泥等材料制成,水尺桩要求(yoqi)牢固,避免发生下沉。水尺板通常是长1m(不超过2m)、宽810cm的搪瓷(tngc)板、木板或合成材料制成。要求要求(yoqi)第24页/共92页第二十五页,共92页。26 水尺板安装后,用四等水准测量的要求测定(cdng)每支水尺的零点高程(elevation of gauge zero)。读取水尺板上的水位(shuwi)数值后,加上该水尺的零点高程,即得观测的水位(shuwi)值。(水尺的零点高程应记至毫米。当对计算(j sun)水位无特殊要求时,可按四舍六入法则取至厘米。)第25页/共92页第二十六页
13、,共92页。27l 倾斜倾斜(qngxi)式水尺式水尺l inclined gauge 沿稳定的岸坡,或水工建筑物边壁的斜面(ximin)设置。安徽阜南王家坝闸口水尺安徽阜南王家坝闸口水尺 当直立式水尺(shu ch)设置或观读有困难,而断面附近有固定的岸坡或水工建筑物的护坡时,可选用倾斜式水尺(shu ch)。第26页/共92页第二十七页,共92页。28第27页/共92页第二十八页,共92页。29 特点特点(tdin)耐久、不易冲毁;水尺(shu ch)零点高程不易变动。多沙河流上,水尺刻度容易(rngy)被淤泥遮盖。第28页/共92页第二十九页,共92页。30l 矮桩式水尺矮桩式水尺(sh
14、u ch)stake gauge 由设置(shzh)在断面上的一组固定矮桩和便携测尺组成。矮桩桩顶高程(gochng)第29页/共92页第三十页,共92页。31 测量水位时,将水尺(shu ch)直立于桩顶,根据水尺(shu ch)的读数和桩顶高程确定水位。易受流冰、航运、浮运或漂浮物等冲击,以及岸坡十分(shfn)平坦,且不易淤积的断面,选用矮桩式水尺。第30页/共92页第三十一页,共92页。32 布设布设(b sh)矮桩入土深11.5m。桩顶高出河床520cm,桩顶面有一圆形水准(shuzhn)基面,用于放置水尺。两相邻桩顶高差宜在0.40.8m之间,平坦(pngtn)岸坡宜在0.20.4
15、m之间,测尺一般用硬质木料做成。第31页/共92页第三十二页,共92页。33l悬锤式水位计悬锤式水位计 wire weight gauge 由一条(y tio)带有重锤的测绳或链构成。KL010接触测量法便携式水位测定仪接触测量法便携式水位测定仪 第32页/共92页第三十三页,共92页。34 用于从水面以上(yshng)某一已知高程的固定点测量离水面的竖直高差来计算水位。悬锤式水尺常带有接触(jich)水面的指示器。悬锤式水位计,适用于断面附近有坚固陡岸、桥梁(qioling)或水工建筑物的岸壁可以利用的测站。第33页/共92页第三十四页,共92页。35桥梁悬锤式水位计测量水位第34页/共92
16、页第三十五页,共92页。36站基本水尺水位记载表站基本水尺水位记载表站基本水尺水位记载表站基本水尺水位记载表第35页/共92页第三十六页,共92页。37填表说明填表说明填表说明填表说明(shumng)(shumng):风及起伏度:风向用箭头表示(biosh),风力的级数记在箭尾处,水面起伏度记在箭头处。如:右前方吹来二级风,在水尺处有起伏约5cm的波浪,记为“12”。当水尺处的波浪不是由风力产生(观测当时无风),可只记水面起伏度,例如“1”。第36页/共92页第三十七页,共92页。38 按河流流向(li xin),面向下游,从上游吹来的风为“顺风”,从下游吹来的风为“逆风”,从左岸吹来的风为“
17、左岸风”,从右岸吹来的风为“右岸风”。以箭头表示。河道、堰闸站及水库河道、堰闸站及水库(shuk)坝下游断面的风向记法:坝下游断面的风向记法:第37页/共92页第三十八页,共92页。39 水库(shuk)、湖泊和潮水位站的风向,应以磁方位表示:第38页/共92页第三十九页,共92页。40 水面(shu min)起伏度,应以水尺处的波浪变幅为准,按下表规定记载。第39页/共92页第四十页,共92页。41u 浮子浮子(f zi)式水位计式水位计 float-type stage gauge 适用于可修建测井、无封冻、河床无较大(jio d)冲淤变化的测站。应设置在岸边顺直、水位代表性好,不易淤积,
18、主流不易改道的位置(wi zhi),应避开回水和受水工建筑物影响的地方。浮子式自记水位计由自记仪、自记台两部分组成。由浮子、悬索、水位轮、平衡锤、传动部分、记录装置、测井等组成。第40页/共92页第四十一页,共92页。42测井测桥进水管仪器室岛岸结合式自记台测井作用(zuyng):减小或消除河道中波浪对水位观测的影响。第41页/共92页第四十二页,共92页。43广东广东(gung dng)茂名水文站的水位自记台茂名水文站的水位自记台 第42页/共92页第四十三页,共92页。44 自记仪组成(z chn)结构:水位传感器、水位编码器、记录器、电源。机械编码水位计自计水位计第43页/共92页第四十
19、四页,共92页。45 水位编码器:浮子式水位传感器的转换器件(qjin),它完成水位参数的信源编码,并将水位量或水位变化量转换为电信号输出。分辨力:0.1cm,0.5cm,1 cm。测量范围:010m。第44页/共92页第四十五页,共92页。46 水位的变动传输到感应器的浮子滑轮上,通过转动系统被转换为电信号。测量(cling)值最终以电信号的形式输出。第45页/共92页第四十六页,共92页。47 用于地表水或地下水水位(shuwi)测量。u压力压力(yl)(yl)式水位计式水位计 pressure-type stage gauge pressure-type stage gauge 适用于无
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