水文测验实用手册PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 水文测验的主要任务与内容 1

1.1.1 水文测验的主要任务 1

1.1.2 水文测验的主要工作内容 1

1.1.3 水文观测人员应具备的基本职业道德 1

1.2 水文测验记载的基本要求 1

1.3 水文测验中常用名称单位及符号 1

第2章 水文站网规划 4

2.1 水文站网的概念与分类 4

2.1.1 水文测站 4

2.1.2 水文站网 6

2.1.3 水文站网规划原则和内容 7

2.2 流量站网布设 8

2.2.1 一般规定与要求 8

2.2.2 大河控制站 9

2.2.3 区域代表站 10

2.2.4 小河站 13

2.2.5 平原区水文站 14

2.2.6 水库水文站 14

2.2.7 流量站设站年限分析 15

2.3 水位站网规划 15

2.4 雨量和水面蒸发站网规划 16

2.4.1 雨量站网规划 16

2.4.2 水面蒸发站网规划 18

2.5 泥沙站网规划 18

2.6 水质站网规划 19

2.7 地下水站网规划 19

2.8 实验站规划 21

2.9 墒情站网规划 21

2.10 专用站网规划 21

2.11 水文站网的调整 22

2.11.1 受水工程影响的流量站网调整 22

2.11.2 其他站网调整 23

第3章 水文测站的勘测与设立 24

3.1 水文测站设立的主要程序 24

3.2 水文站址勘测与选择 24

3.2.1 水文站址勘测 24

3.2.2 测验河段的选择 26

3.2.3 测站控制及选用 28

3.3 测站基础设施建设和仪器设备的配置 29

3.3.1 站类级别划分 29

3.3.2 水文测站基础设施建设 30

3.3.3 水文测站测验仪器设备配置 31

3.4 测验断面的设置 38

3.4.1 断面的布设 38

3.4.2 基线及测量标志的布设 41

3.5 测验渡河设施 41

3.5.1 测验渡河设施的分类与配置原则 41

3.5.2 铅鱼缆道 43

3.5.3 水文缆车缆道 55

3.5.4 浮标缆道 55

3.5.5 吊船缆道 55

3.5.6 水文测船 56

3.5.7 水文测桥 61

3.6 测站考证簿的编制 64

3.6.1 测站考证簿编制的目的与意义 64

3.6.2 测站考证簿的内容 64

3.6.3 测站特性分析 65

3.7 竣工报告的编写 65

第4章 断面和地形测量 67

4.1 测量学基础知识 67

4.1.1 测量学研究的对象及其与水文测验的关系 67

4.1.2 地球的形状和大小 68

4.1.3 测量中常用的坐标系统 69

4.1.4 高程系统 71

4.2 角度测量 72

4.2.1 角度测量原理 72

4.2.2 经纬仪简介 73

4.2.3 经纬仪的使用 75

4.2.4 水平角测量 76

4.2.5 竖直角测量 78

4.3 距离测量 80

4.3.1 距离测量法 80

4.3.2 测尺直接丈量法 80

4.3.3 电磁波测距 83

4.3.4 视距测量 85

4.3.5 交会法测距 87

4.3.6 六分仪测距 88

4.3.7 全站仪及其使用 88

4.4 高程测量 89

4.4.1 水准测量原理 89

4.4.2 水准仪及其使用 90

4.4.3 普通水准测量 93

4.4.4 水准仪的检验与校正 96

4.4.5 水准测量误差的来源及其消减方法 98

4.4.6 工程测量中高程控制测量的有关规定与要求 99

4.4.7 水文水准测量 100

4.5 断面测量 104

4.5.1 概述 104

4.5.2 横断面测量的基本要求 104

4.5.3 宽度（起点距）测量 106

4.5.4 水深测量 110

4.5.5 断面资料的整理与计算 113

4.5.6 纵断面测量 115

4.6 地形图测绘简介 116

4.6.1 地形图 116

4.6.2 大比例尺地形传统测绘法 118

4.6.3 经纬仪测绘法 119

4.6.4 数字化测图 120

4.6.5 水文测站地形测绘 123

4.6.6 水下地形测量 128

第5章 水位观测 129

5.1 水位与水位观测断面 129

5.1.1 水位及其观测目的和意义 129

5.1.2 水位观测的主要内容与基本要求 130

5.1.3 水尺断面布设 130

5.2 观测基面 131

5.2.1 基面的概念与常用基面 131

5.2.2 基面的确定 132

5.3 测站水准点的设置 132

5.3.1 水准点及其分类 132

5.3.2 水准点的设置 133

5.3.3 水准点高程测量要求 135

5.4 水位观测设备 136

5.4.1 水位观测设备概述 136

5.4.2 水位的直接观测设备——水尺 136

5.4.3 水位的间接观测设备——自记水位计 142

5.4.4 浮子式水位计 144

5.4.5 压力式水位计 149

5.4.6 超声波水位计 155

5.4.7 雷达（微波）水位计 157

5.4.8 激光水位计简介 158

5.4.9 电子水尺 158

5.5 水位观测平台 160

5.5.1 概述 160

5.5.2 水位观测平台的设计标准 161

5.5.3 水位观测平台的荷载计算 161

5.5.4 直立式水位观测平台设计 163

5.5.5 其他类型水位观测平台设计 169

5.6 使用水尺观测水位 171

5.6.1 水位观测的一般规定 171

5.6.2 水位观测 172

5.6.3 附属项目的观测 174

5.6.4 水位订正方法 175

5.6.5 人工观读水位误差来源与控制 175

5.7 使用自记水位计观测水位 176

5.7.1 水位计的检查和使用 176

5.7.2 自记水位计的比测 176

5.7.3 自记水位计的校测 177

5.7.4 自记水位计记录的订正 177

5.7.5 水位记录处理与摘录 178

5.7.6 自记水位计观测水位的误差控制 178

5.8 平均水位计算 179

5.8.1 概念与要求 179

5.8.2 日平均水位的计算方法 179

5.9 比降的观测与计算 180

5.9.1 比降的概念与分类 180

5.9.2 比降观测的要求与规定 180

5.9.3 水面比降的计算 180

5.10 潮水位特征值的统计与计算 181

第6章 流量测验 182

6.1 流量及流量测验方法 182

6.1.1 流量测验的意义和目的 182

6.1.2 江河的流量及其变化 182

6.1.3 流量测验方法简介 183

6.2 流量测验的原理 186

6.2.1 河道的流速分布和特征 186

6.2.2 流量的概念 189

6.3 流量测验的一般规定与要求 190

6.3.1 流量测验的精度和方式 190

6.3.2 流量测验方式的选择 191

6.3.3 流量测验次数确定 192

6.4 断面测量 193

6.4.1 测宽和测深方法 193

6.4.2 断面测量的基本要求 194

6.5 流速仪法流量测验 196

6.5.1 流速仪法流量测验的主要内容 196

6.5.2 流速仪法流量测验的一般规定与要求 196

6.5.3 测速垂线的布设 197

6.5.4 流速测量的要求 198

6.5.5 流速仪 201

6.5.6 流向测量 216

6.5.7 流量测验时其他项目的观测 218

6.5.8 实测流量计算 218

6.5.9 相应水位的计算 224

6.5.10 高洪流量测验 226

6.6 浮标法测流 228

6.6.1 概述 228

6.6.2 浮标法测流的一般要求 229

6.6.3 浮标的制作 230

6.6.4 浮标测速方法 230

6.6.5 浮标测流时其他项目的规则 232

6.6.6 浮标流量计算 232

6.6.7 浮标系数的试验分析和确定 234

6.6.8 浮标法流量测验误差来源与控制 236

6.6.9 流量测验成果检查和分析 236

6.7 其他流速面积法流量测验简介 237

6.7.1 电波流速仪法 237

6.7.2 航空摄影法 237

6.7.3 动船法 238

6.7.4 积宽法 242

6.7.5 积深法 243

6.7.6 声学时差法 244

6.8 声学多普勒流速剖面仪法流量测验 247

6.8.1 声学多普勒流速剖面仪测流原理 247

6.8.2 声学多普勒流速剖面仪构成与主要技术参数简介 248

6.8.3 声学多普勒流量计的特点 250

6.8.4 ADCP测验的有关要求 250

6.8.5 声学多普勒流速仪的安装 251

6.8.6 走航式声学多普勒流量测验 252

6.8.7 定点声学多普勒流速仪流量测验 254

6.8.8 ADCP测验误差来源及控制 254

6.9 稀释法测流简介 255

6.9.1 方法基本原理 255

6.9.2 测量河段的选择 256

6.9.3 投源的持续时间和投定量的确定 258

6.9.4 稀释法测流程序 258

6.9.5 稀释流量测验误差评估 260

6.10 水力学法测流 260

6.10.1 定义分类与使用条件 260

6.10.2 量水堰测流 264

6.10.3 测流槽测流 283

6.10.4 比降面积法测流 298

6.10.5 末端深度法 308

6.10.6 水工建筑物法测流 310

第7章 泥沙测验 331

7.1 泥沙分类与特性 331

7.1.1 泥沙测验的基本概念 331

7.1.2 河流泥沙的分类 332

7.1.3 泥沙的特性 333

7.1.4 河流泥沙来源 336

7.1.5 河流泥沙现象与泥沙运动 337

7.2 悬移质泥沙测验仪器及使用 340

7.2.1 悬移质泥沙测验仪器的分类及技术要求 340

7.2.2 泥沙采样器 341

7.2.3 测沙仪 347

7.3 悬移质泥沙测验 351

7.3.1 悬移质输沙率测验 351

7.3.2 悬移质单样含沙量测验 354

7.3.3 高含沙水流条件下的泥沙测验 356

7.3.4 悬移质泥沙水样处理 357

7.3.5 实测悬移质输沙率和断面平均含沙量计算 364

7.3.6 实测成果检查与简化测验方法分析 366

7.3.7 悬移质泥沙测验误差来源及控制 368

7.4 推移质泥沙测验 369

7.4.1 推移质泥沙测验的目的与主要工作内容 369

7.4.2 推移质泥沙测验方法 370

7.4.3 推移质泥沙测验仪器 370

7.4.4 推移质输沙率测验 372

7.4.5 实测推移质输沙率的计算 374

7.5 床沙测验 376

7.5.1 河床的分类及床沙测验的目的 376

7.5.2 床沙采样仪器 376

7.5.3 床沙测验 379

7.5.4 床沙颗粒级配分析及沙样处理 380

7.5.5 床沙资料计算 380

7.5.6 淤积物的取样方法和仪器设备 380

7.6 泥沙颗粒分析 381

7.6.1 一般规定与要求 381

7.6.2 泥沙颗粒分析方法 384

7.6.3 泥沙颗分资料的整理 396

7.6.4 泥沙颗粒分析的质量检验与不确定度的估算 398

第8章 降水和蒸发观测 400

8.1 降水观测的一般要求 400

8.1.1 降水观测的历史与方法 400

8.1.2 降水的定义与分类 400

8.1.3 降水量观测的目的与作用 401

8.1.4 降水观测的一般要求 401

8.1.5 降水量观测场地 402

8.2 降水观测仪器 404

8.2.1 仪器分类与适用范围 404

8.2.2 雨量器（雨量筒） 405

8.2.3 虹吸式雨量计 406

8.2.4 翻斗式雨量计 408

8.2.5 其他类型雨量计简介 412

8.2.6 雨雪量计 415

8.2.7 雨量计的比测 416

8.2.8 降水观测仪器安装 417

8.2.9 仪器的检查和维护保养 419

8.3 降水量观测 419

8.3.1 雨量器观测降水量 419

8.3.2 虹吸式自记雨量计观测降水量 421

8.3.3 翻斗式自记雨量计观测降水量 422

8.3.4 降水量资料整理 423

8.4 蒸发观测概述 426

8.4.1 蒸发概念与水面蒸发观测 426

8.4.2 陆上水面蒸发场的设置和维护 426

8.5 蒸发观测仪器 428

8.5.1 蒸发观测仪器简介 428

8.5.2 蒸发器的选用和对比观测要求 431

8.5.3 蒸发器的维护 431

8.5.4 大型漂浮蒸发池 431

8.6 蒸发量观测和计算 431

8.6.1 非冰期水面蒸发的观测 431

8.6.2 冰期水（冰）面蒸发观测 433

8.6.3 蒸发观测资料的计算和整理 434

8.6.4 其他辅助项目的观测简介 436

第9章 水文测验误差分析 438

9.1 误差的概念与分类 438

9.1.1 误差研究的目的意义 438

9.1.2 测量的概念与分类 440

9.1.3 测量误差的分类 441

9.2 测量误差的表示 442

9.2.1 关于测量“值”的有关概念 442

9.2.2 误差的表示方法 443

9.2.3 测量结果的评定指标 446

9.2.4 不确定度 447

9.2.5 三种误差的关系 450

9.3 误差的传播 451

9.3.1 误差传播定律 451

9.3.2 误差传播定律在水文测验中的应用 452

9.4 测量误差的处理 453

9.4.1 系统误差的处理 453

9.4.2 偶然误差的处理 454

9.4.3 粗差检验方法 459

9.5 水位观测误差 461

9.5.1 采用水尺观测 461

9.5.2 采用仪器观测 462

9.6 流量测验误差 463

9.6.1 流速面积法单次流量测验误差 463

9.6.2 浮标法流量测验误差 470

9.6.3 测流堰流量测验误差 471

9.6.4 测流槽流量测验的误差 474

9.6.5 水工建筑物法流量测验的误差 476

9.6.6 比降面积法流量测验误差 478

9.7 悬移质泥沙测验误差 479

9.7.1 单次悬移质泥沙测验不确定度计算方法 479

9.7.2 悬移质泥沙单次测验误差的来源 479

9.7.3 分项不确定度的估算及控制指标 479

9.7.4 随机不确定度和系统误差的估算 480

9.7.5 单次输沙率测验的总不确定度 481

9.8 降水观测误差 481

9.8.1 误差来源 481

9.8.2 降水量观测误差的组成 481

9.8.3 各项误差形成原因分析与控制 481

9.9 相关关系定线误差 483

9.9.1 水位流量关系建立 483

9.9.2 关系线误差及不确定度计算 484

9.9.3 水位流量（泥沙）关系的定线误差要求 485

9.9.4 水位流量关系的检验 485

9.10 有效数字及其运算 487

9.10.1 有效数字的意义 487

9.10.2 有效位数 487

9.10.3 有效数字的运算规则 488

9.10.4 进舍规则与进舍误差 488

第10章 冰情观测 489

10.1 河流冰情及观测方法 489

10.1.1 河流冰情概述 489

10.1.2 冰情现象和观测要求 490

10.2 冰情目测与冰情图测绘 491

10.2.1 冰情目测 491

10.2.2 冰情图测绘 494

10.3 冰厚测量 494

10.3.1 固定点冰厚测量 494

10.3.2 河段冰厚测量 497

10.4 冰流量测验 498

10.4.1 测验河段的选择及断面布设 498

10.4.2 测验的内容 498

10.4.3 冰流量测验方法 498

10.4.4 冰流量测验时间和测次 499

10.4.5 冰流量施测步骤 499

10.4.6 敞露河面宽的测量 499

10.4.7 流冰或流冰花团疏密度测量 499

10.4.8 冰块或冰花团流速测量 500

10.4.9 流冰块或冰花厚度与冰花团密度测量 500

10.4.10 冰流量的计算 501

10.4.11 冰流量资料的整理 501

10.4.12 日平均冰流量推求 501

10.4.13 冰流量单站合理性检查 502

10.5 水内冰观测 502

10.5.1 水内冰观测河段要求 502

10.5.2 观测时间 502

10.5.3 观测工具 502

10.5.4 固定点水内冰观测 502

10.5.5 水内冰专门观测 503

10.5.6 水内冰资料的整理 503

10.6 冰塞冰坝观测 503

10.6.1 冰塞观测 503

10.6.2 冰坝观测 503

第11章 水文调查与水文巡测 505

11.1 水文调查的内容与方法 505

11.1.1 水文调查的目的和意义 505

11.1.2 水文调查的主要内容 505

11.1.3 调查的一般要求 505

11.1.4 调查方法 505

11.2 流域基本情况调查 506

11.2.1 调查内容 506

11.2.2 受人类活动影响情况的调查 506

11.3 水量调查 506

11.3.1 一般要求与规定 506

11.3.2 分项水量调查与计算 507

11.3.3 水量调查成果可靠程度评定 514

11.3.4 辅助站测验 515

11.3.5 河川径流还原计算和水量平衡计算 515

11.4 暴雨调查 516

11.4.1 暴雨调查分类 517

11.4.2 暴雨调查方法与主要内容 517

11.4.3 暴雨调查要求 517

11.4.4 暴雨调查资料成果整理和合理性检查 517

11.4.5 调查点暴雨量可靠程度评定 517

11.5 洪水调查 517

11.5.1 洪水调查分类与调查步骤 517

11.5.2 河道洪水调查 518

11.6 其他专项调查 524

11.6.1 枯水调查 524

11.6.2 平原水网区水量调查 525

11.6.3 泉水调查 526

11.6.4 岩溶地区水文调查 526

11.6.5 沙量调查 527

11.7 水文调查报告的编写 530

11.7.1 水文调查报告编写的一般要求 530

11.7.2 水文调查报告的主要内容 530

11.8 水文巡测与间测要求 530

11.8.1 水文巡测的目的意义 530

11.8.2 测验部署 530

11.8.3 基本情况调查 530

11.8.4 巡测条件与要求 531

11.9 流量巡测 531

11.9.1 流量测验方案部署 531

11.9.2 巡测站的测验设备与流量测验方法选择 532

11.9.3 巡测站的水位流量关系定线要求 533

11.10 泥沙巡测 535

11.10.1 一般规定 535

11.10.2 悬移质巡测 535

11.10.3 悬移质巡测仪器和方法 536

11.10.4 悬移质巡测方法 536

参考文献 537