1、实习项目一 水文站认识实习开始，先认识实习所在水文站的基本情况，包括该站主要的测验项目、测验对象、测验场所及所用的测验方法等。该实习主要以参观为主，由实习所在水文站工作人员给学生讲解，预计时间为一天。由于降雨及蒸发观测较为简单，通过参观、讲解就能较快掌握，故将降水及蒸发观测列入水文站认识这一项目中。一、降水的观测 河水来源于降水。我国大部分地区的降水以降雨为主，北方地区冬季以降雪为主。降水量以降落在地面上的雨或雪、雹等融化后的深度表示，以 mm 为单位。降水量可用器测法、雷达探测和利用气象卫星云图估算，在基层水文站一般用器测法来测量降水量。 （一）器测法 器测法是观测降水量最常用的方法，观测仪
2、器通常有雨量器和自记雨量计。 1、雨量器 雨量器是直接观测降水量的器具。它是一个圆柱形金属筒，由承雨器、漏斗、储水瓶和雨量杯组成，如图 1-1 所示。承雨器口径为 20cm，安装时器口一般距地面 70cm，筒口保持水平。雨量器下部放储水瓶收集雨水。观测时将雨量器里的储水瓶迅速取出，换上空的储水瓶，然后用特制的雨量杯测定储水瓶中收集的雨水，分辨率为 0.1mm。当降雪时，仅用外筒作为承雪器具，待雪融化后计算降水量。用雨量器观测降水量的方法一般是采用分段定时观测，即把一天分成几个等长度的时1-12段，如分成 4 段（每段 6 小时）或分成 8 段（每段 3 小时）等，分段数目根据需要和可能而定。一
3、般采用 2 段制进行观测，即每日 8 时及 20 时各观测一次，雨季增加观测段次，雨量大时还需加测。日雨量是以每天上午 8 时作为分界，将本日 8 时至次日 8 时的降水量作为本日的降水量。2、虹吸式自记雨量计 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（浮子式）和翻斗式。称重式雨量计能够测量各种类型的降水，其余两种基本上只限于观测降雨。按记录周期分：有日记、周记、月记和年记。在传递方式上，已研制出有线远传和无线远传（遥测）的雨量计。 （1）称重式：这种仪器可以连续记录接雨杯上的以及储积在其内的降水的重量。记录方式可以用机械发条装置或平衡锤系统，降水时全部降
4、水量的重量如数记录下来。这种仪器的优点在于能够记录雪、冰雹及雨雪混合降水。 （2）虹吸式：虹吸式自记雨量计是常用的降水自记仪器，它能连续记录液体降水量和降水时数，从降水记录上还可以了解降水强度。日记型虹吸式雨量计的构造如图 1-2 所示。虹吸式雨量计是由承水器、浮子室、自记钟、外壳所组成。承水器的承水口直径为200 毫米，降水由承水口进入经下部的漏斗汇集，注入小漏斗，导至浮子室。浮子室是由一个园筒内装浮子组成，浮子随着注入雨水的增加而上升，并带动自记笔在附有时钟的转筒上的记录纸上画出曲线。记录纸上纵坐标记录雨量，横坐标由自记钟驱动，表示时间。当雨量达到 10mm 时，浮子室内水面上升到与浮子室
5、连通的虹吸管顶端即自行虹吸，将浮子室内的雨水排入储水瓶，同时自记笔在记录纸上垂直下跌至零线位置，以后随雨水的增加而上升，如此往返持续记录降雨过程。记录纸上记录下来的曲线是累积曲线，既表示雨量的大小，又表示降雨过程的变化情况，曲线的坡度表示降雨强度。因此从自记雨量计的记录纸上，可以确定出降雨的起止时间、雨量大小、降雨量累积曲线、降雨强度变化过程等。虹吸式雨量计分辨率为 0.1mm，降雨强度适应范围 0.014.0mm/min。自记钟固定在座板上，自记钟筒由钟机推动作用回转运动，使记录笔在记录纸上作出降水记录。外壳是用来保护整个仪器的。另外在门上装有观测窗便于在记录降水过程中检查降水及记录情况。虹
6、吸式雨量计安装好后应进行下列主要检查和校正： a、校正笔尖零线位置：往接水器里倒水，检查虹吸作用后笔尖的位置是否恰在自记纸的零线上。如有误差，应该松开直杆上的螺丝加以调整。 b、虹吸管位置的检查：若笔尖位置低于 10 毫米就开始虹吸，则应将虹吸管的位置适当抬高；若水已经全部倒完，尚未开始虹吸，则应将虹吸管的位置降低一些。 c、虹吸作用的检查：虹吸历时应在 20 秒以内，虹吸时，管内不应出现气泡，一般发生这种情况，都是因为虹吸管与容器接头处有空隙，应更换橡皮圈或涂白蜡。 3、翻斗式遥测雨量计 翻斗式遥测雨量计是由感应器及信号记录器组成的遥测雨量仪器，感应器由承水器、3上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、
7、干簧开关等构成；记录器由计数器、记录笔、自记钟、控制线路板等构成。如图 1-3 所示。 其工作原理为：下雨时，雨水落入接水漏斗，经漏斗口流入翻斗的右斗，当积水量达到 0.1mm（指平地积水量 0.1mm 深） ，翻斗失去平衡，向右边倒，在右斗倒掉雨水的同时，左斗开始接水，积水量达到 0.1mm 时，翻斗又倒向左边。若雨下落不停，翻斗就连续翻动。每一次翻斗倾倒，都使开关接通电路，向记录器输送一个脉冲信号，记录器控制自记笔将雨量记录下来，如此往复即可将降雨过程测量下来。自记记录 100 次后，将自动从上到下落到自记纸的零线位置，再重新开始记录。由于翻斗每次翻动需要的雨水量是固定的，翻斗式雨量计分辨
8、率为 0.1mm，降雨强度适用范围在4.0mm/min 以内, 知道了翻斗翻动次数，就可以知道降雨量了。称重式、虹吸式和翻斗式雨量计的记录系统可以将机械记录装置的运动变换成电讯号，用导线或无线电信号传到控制中心的接收器，实现有线远传或无线遥测。图 1-24二、蒸散发的观测 蒸散发是水文循环中自降水到达地面后由液态或固态转化为水汽返回大气的现象，是水面和陆面与大气之间的水量交换的形式之一。陆地上一年的降水约 66%通过蒸散发返回大气，由此可见蒸散发是水文循环的重要环节。而对径流形成来说，蒸散发则是一种损失。蒸散发在水量平衡研究和水利工程规划中是不可忽视的影响因素。 水由液态或固态转化为气态的过程
9、称为蒸发，被植物根系吸收的水分，经植物的茎叶散逸到大气中的过程称为散发或蒸腾。蒸散发是发生在具有水分子的物体表面上的一种分子运动现象。具有水分子的物体表面如江河、湖泊、水库等称为蒸发面，自然界的蒸发面有各种形态，性质各不相同，因而蒸散发也分为不同的类型。蒸发面为水面时称为水面蒸发；蒸发面为土壤表面时称为土壤蒸发；蒸发面是植物茎叶则称为植物散发。由于植物是生长在土壤中，植物散发与植物所生长的土壤上的蒸发总是同时存在的，通常将二者合称为陆面蒸发。流域的表面一般包括水面、土壤和植物覆盖等，当把流域作为一个整体，则发生在这一蒸发面上的蒸发称为流域总蒸发或流域蒸散发，它是流域内各类蒸发的总和。在基层水文
10、站主要观测水面蒸发。（一）水面蒸发观测 蒸发是水循环过程中的一个重要环节，是水库、湖泊等水量损失的一部分。水面蒸发是蒸发中最简单的一种，由于它是在蒸发面充分供水情况下的蒸发，此时影响蒸发的因素较少，主要是温度、湿度、风等气象因素。一定口径蒸发器内的水，经过一段时间因蒸发而消耗的深度，称为蒸发量。蒸发量以毫米为单位，取至小数点后一位。确定水面蒸发量的大小，在基层水文站通常用器测法。1、器测法图 1-35器测法是应用蒸发器或蒸发池直接观测水面蒸发量。我国水文和气象部门采用的水面蒸发器有 E-601 型蒸发器、口径为 80cm 带套盆的蒸发器、口径为 20cm 的蒸发皿、以及水面面积为 20m2 和
11、 100m2 的大型蒸发池。其中 E-601 型蒸发器是口径为 60cm 的埋在地表下的带套盆的蒸发器，其内盆面积 300cm 2，如图 1-4 所示。这种蒸发器稳定性较好，是目前水文部门观测水面蒸发普遍采用的标准仪器。冰期用 E-601 或 80cm 口径蒸发器，观测有困难时，可用 20cm 口径蒸发皿观测。专门进行水面蒸发研究的蒸发试验站，为了更接近自然水体，使用 20m2 或 100m2 的大型蒸发池进行水面蒸发的观测。蒸发量每日 8 时观测一次，以 8 时为日分界，得蒸发器一日（今日 8 时至明日 8 时）的蒸发水深，即日水面蒸发量。一月中每日蒸发量之和为月蒸发量；一年中每日蒸发量之总
12、和为年蒸发量。(1)小型蒸发器 小型蒸发器为一口径 20 厘米，高约 10 厘米的金属园盆，口缘镶有内直外斜的刀刃形铜圈，器旁有一倒水小咀，为了防止鸟兽饮水，器口附有一个上端向外张开成喇叭状的金属丝网圈。 小型蒸发器安置在雨量筒附近，终日能够受到阳光照射的地方。要求器口水平，口缘距地面的高度为 70 厘米。 蒸发量的测定一般是前一日 8 时以专用量杯量清水 20 毫米（原量）倒入器内，24 小时后即当日 8 时，再量器内的水量（余量） ，其减小的量为蒸发量，即 蒸发量=原量余量若前一日 8 时到当日 8 时之间有降水，则计算式为 蒸发量=原量+ 降水量余量(2) E-601 型蒸发器 图 1-
13、46E-601 型蒸发器主要由蒸发桶、水圈、溢流桶和测针等四部分组成。E-601 型蒸发器埋入地下，使仪器内水体和器外土壤之间的热交换较接近自然水体的情况。其水圈的作用不仅有助于减轻溅水对蒸发的影响，而且起到了增大蒸发器面积的作用，溢流桶用来接因暴雨而由蒸发桶溢出的水量，测针专用于测量蒸发器水面高度，整个测针在使用时套到蒸发桶中的测针座上，测针上有划分到毫米的刻度，并装有游标尺，可使读数读到 0.1 毫米。测杆上有针尖，用摩擦轮升降测针，可使针尖上下移动对准水面。针尖的外围水面上套一杯形静水器，器底有孔，使水内外相通，用固定螺丝与插杆相连，且能上下调整水器的位置，恰使静水器底没入水中。用测针观
14、测读数读到 0.1mm，每次观测应测量 2 次，在第一次读数后，应使测针的插杆转一个角度（小于 180 度）再读第二次，两次读数之差如果不大于 0.2mm，即取其平均值，否则应重测。其蒸发量的计算：E=P+(H1-H2)-C.H3 E-日蒸发量； P-日累积降雨量；H1、H2-分别为上次和本次测得的蒸发器内水面高度；H3-溢流桶内的水深；C-溢流桶与蒸发器面积的比值；由于蒸发器的蒸发面积远较天然水体为小，其受热条件、上空的湿度以及风力的影响等与大水体有显著的差异，测得的蒸发量与江河、湖泊、水库等自然水体的蒸发量有一定的差别，所以蒸发器观测的数值不能直接作为大水体的水面蒸发值，必须通过折算才能求
15、出自然水面的实际蒸发量。据研究，当蒸发池的直径大于 3.5m 时，其蒸发量与天然水体较为接近，因此可用 20m2 或 100m2 的大型蒸发池的蒸发量与蒸发器的蒸发量之比作为折算系数 k。实际资料分析表明，E-601 型的蒸发接近天然，其折算系数常在 1.00 附近，而 80cm蒸发器及 20cm 蒸发皿的折算系数一般小于 1.00，折算系数 K 随着蒸发器直径而变，也与蒸发器的类型、季节变化、地理位置等因素有关。实际工作中，应根据当地实测资料分析。水文年鉴中所刊布的蒸发资料是蒸发器的观测资料，使用时应注意蒸发器的型号，并进行折算。2、间接计算法 间接计算法是利用气象或水文观测资料间接推算蒸发
16、量，方法有水汽输送法、热量平衡法、彭曼法、水量平衡法、经验公式等等。 这种方法需要专门的气象或水文观测资料，在实际工作中往往难以获得，因而除专门研究外，较少采用。三、应提交的实习成果：本实习项目要求每个实习大队在进驻水文站后第一天完成，需要提交的成果要求如下：7通过参观、介绍，用表格将实习水文站的基本情况记录下来，主要内容包括：实习水文站名，位置，建站时间，测验对象，测验项目及其对应的测验设备、测验方法以及资料系列长。实习项目二 水位测量、水准测量（水尺校测）水位测量、水准测量及水尺校测这三者看似关系不大，之所以将他们放在一起，是因为目前水位观测的方法主要有人工看水位法和水位自记法。水位自记法
17、已普及，但人工看水位必不可少，因为我们需要用人工观测的水位数据对水位自记的成果进行检验。人工看水位的精度除了人为因素外，还和水尺是否有变动紧密相关，这就需要我们在水尺使用前后对水尺进行校测，看其高程是否有变动？变动是否在允许范围之内？而要进行水尺校测，必须从水尺附近的水准点引测过来，因此，该水准点的高程是否有变动我们也要进行校测。由此，我们可以看出将这三者是一个紧密联系的整体。一、 水位测量（一）水位概述 水位是指河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面的高程，以 m 计。水位与高程数值一样，要有一个基面作为起点，水文测验中采用的基面常用下列 2 种： 绝对基面：将某一海滨地点平均海水面的高程定
18、为 0.000m，作为水准基面。我国曾沿用过大连、大沽、黄海、废黄河口、吴淞、珠江等基面，现在统一规定的基面为青岛黄海基面。测站基面：某些水文测站专用的一种假定基面，一般选择在河床最低点或历年最低水位以下 0.51.0m 处的水平面作为零点来计算水位高度。（二）水位观测的作用 (1)直接为水利、水运、防洪、防涝提供具有单独使用价值的资料，如堤防、坝高、桥梁及涵洞、公路路面标高的确定；(2)为推求其他水文数据而提供间接运用资料，如水资源计算，水文预报中的上、下游水位相关法等。（三）观测水位的设备和方法 1人工看水位人工看水位主要用水尺板或水尺桩，在知道水尺板或水尺桩高程的情况下，读出该水尺淹没的
19、刻度，即可算出该时刻的水位。2用自记水位计观测水位记自记水位计是能自动、连续记录水位变化过程的仪器，用它测水位具有观测方便、节省人力的特点。使用自记水位计观测水位时，要定时校测、换纸、调整仪器，并对自记记录进行订正、摘录。8(1)自记水位计的校测次数 一般每日定时进行一次校测、检查和换纸。每日校测时，可在自记过程线的末端记上校测的准确时间和校核水尺水位，在记录纸时间坐标上划一竖线记号，以便进行时间和水位订正。每次换纸时，上紧自计钟，并将自记笔尖调整到当时的准确时间和水位的坐标上；在记录纸上记明换纸日期、时间和校核水尺水位。 (2)自记水位记录的订正和摘录 在进行订正前，对受风浪影响，自记线呈锯
20、齿形变化的，需用红色铅笔通过中心的位置划一细线；由于浮筒触及井壁或其他原因，线段呈阶梯状时，应以红色铅笔按形成原因加以改正；一张记录纸连续使用数日，记录线彼此交叉者，需用不同的彩色铅笔分别描绘，以便区别。 订正：一日内时间误差超过 10 分钟且水位变化急剧时，应按时距比例作时间订正。当自记水位与校核水尺水位相差超过 2cm 时，需根据检查的原因，作水位订正。 水位订正后，进行水位记录的摘录。摘录的成果，应能反映水位变化的完整过程，满足准确计算日平均水位和推算流量的需要。具体要求：在水位变化不大时，按等时距摘录；在水位变化急剧时，应摘录转折点，08h 及一日内峰、谷水位必须摘录。摘录的点次应在记
21、录线上逐一标出，并注明水位值。 3日平均水位的计算 一日内水位变化缓慢时，或水位变化虽较大，但属等时距观测或摘录时(如2h，8h，14h，20h4 次等)，日平均水位的计算采用算术平均法求得；一日内水位变化较大，而且不等时距观测(摘录)时，采用面积包围法，即将 0-24h 内水位过程线所包围的面积，除以一日时间求得。 4. 注意事项 自记水位计的校测次数。当仪器性能良好、记录周期较长时，可适当减少校测和检查次数。水位涨落急剧或仪器性能较差时，应适当增加校测和检查次数。二、 水准测量（水尺校测）水文站水准测量的目的主要是对水准点高程进行校测，水尺校测其实质也是水准测量，其目的是对水尺高程进行校测
22、。（一）水准测量原理 水准测量是依据几何原理用水准仪和水准标尺测定地面两点间高差的方法，是高程测量的主要方法。主要用于建立国家水准网和地区高程控制网，监测地壳垂直运动，研究平均海水面变化，以及为地形测图和各种工程建设提供高程控制。水准测量是用沿水准路线逐点向前推进的方式实施。为了测量地面上 A、P 两点间高差（见下图） ，先将水准标尺 R1 竖立在水准点 A 上，再将水准标尺 R2 竖立在一定距离的B 点上，在 A、B 之间安置水准仪。依据水准仪的水平视线，在标尺上分别读数，两标尺读数差就是 A、B 两点间的高差 hAB。第一站测完后，B 点上水准标尺 R2 保持不动，A 点的水准标尺 R1
23、移至 C 点，水准仪移至 BC 的中间，测得 B、C 两点间高差 hBC，如此继续9推进至 P 点，A 、P 两点间的高差 hAP=hAB+hBC+。设水准测量是由 A 向 B 进行的，则 A 点为后视点，A 点尺上的读数 a 称为后视读数；B 点为前视点，B 点尺上的读数 b 称为前视读数。因此，高差等于后视读数减去前视读数。如果已知 A 点的高程 HA，则 B 点的高程为： HB=HA+hab HA+a=HB+b HA=HB+a-bB 点的高程也可以通过水准仪的视线高程 Hi 来计算，即 Hi=HA+a HB=Hib（二）水准仪和水准尺水准测量所用的仪器有：水准仪，水准尺和尺垫。水准尺有双
24、面水准尺和塔尺两种。尺垫用于水准测量中竖立水准尺和标志转点。水准仪的使用包括仪器的安置、粗略整平、瞄准水准尺、精平和读数等操作步骤。（三）水准测量方法 为了统一全国的高程系统、满足各种比例尺测图、各项工程建设以及科学研究的需要，在全国各点埋设了许多固定的高程标志，称为水准点，常用“BM”表示。水准点有永久性和临时性两种。 水准测量通常是从某一已知高程的水准点开始，引测其他点的高程。 在一般的工程测量中，水准路线主要有三种形式：闭合水准路线，附合水准路线，支线水准路线。 当欲测的高程点距水准点较远或高差很大时，就需要连续多次安置仪器以测出两点的高差。为测 A、B 点高差，在 AB 线路上增加 1
25、、2、3、4、等中间点， 这些中间点仅起传递高程的作用，称为转点（Turning Point ） ，简写为 TP。转点无固定标志，10无需算出高程。显然，每安置一次仪器，便可测得一个高差，即 将各式相加，得 则 B 点的高程为 安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该用步测使其相等。在每一测站，按下列顺序进行观测：后视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数；前视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数；前视水准尺红色面，精平，读中丝读数；一个测站上的这种观测程序简称“后前前后”或“黑黑红红” 。四等水准测量也可采用“后后前前”或“黑红黑红”的观测程序。依次设站，用相同方法进行
26、观测，直到线路终点，计算线路的高差闭合差。按四等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值为20L mm，L 为线路总长（单位：km） 。后视水准尺红色面，精平，读中丝读数。（四）水准测量的检核 1计算检核 B 点对 A 点的高差等于各转点之间高差的代数和，也等于后视读数之和减去前视读数之和，因此，此式可用来作为计算的检核。但计算检核只能检查计算是否正确，不能检核观测和记录时是否产生错误。 2测站检核 水准测量的测站检核方法有变动仪器高法和双面尺法。B 点的高程是根据 A 点的已知高程和转点之间的高差计算出来。若其中测错任何一个高差，B 点高程就不会正确。因此，对每一站的高差，都必须采取措施进行检
27、核测量。 （1）变动仪器高法 是在同一个测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高差进行检核。要求：改变仪器高度应大于 10cm，两次所测高差之差不超过容许值（例如等外水准测量容许值为6mm） ，取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。（2）双面尺法 分别对双面水准尺的黑面和红面进行观测。利用前、后视的黑面和红面读数，分别算出两个高差。如果不符值不超过规定的限差（例如四等水准测量容许值为5mm） ，取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。3成果检核 测站检核只能检核一个测站上是否存在错误或误差超限。1）附合水准路线 为使测量成果得到可靠的检核，最好把水准路线布设成附合水准路线。对于附合水准
28、路线，理论上在两已知高程水准点间所测得各站高差之和应等于起迄11两水准点间高程之差。即始终 HHh如果它们不能相等，其差值称为高程闭合差，用 hf表示。所以附合水准路线的高程闭合差为： 始终 HHhfh 高程闭合差的大小在一定程度上反映了测量成果的质量。2）闭合水准路线 在闭合水准路线上亦可对测量成果进行检核。对于闭合水准路线，因为它起迄于同一个点，所以理论上全线各站高差之和应等于零。即 0h如果高差之和不等于零，则其差值即 就是闭合水准路线的高程闭合差。即fh3）水准支线 水准支线必须在起终点间用往返测进行检核。理论上往返测所得高差的绝对值应相等，但符号相反，或者是往返测高差的代数和应等于零
29、。即返往 hh如果往返测高差的代数和不等于零，其值即为水准支线的高程闭合差。即返往 hhfh有时也可以用两组并测来代替一组的往返测以加快工作进度。两组所得高差应相等，若不等，其差值即为水准支线的高程闭合差。故 21fh闭合差的大小反映了测量成果的精度。在各种不同性质的水准测量中，都规定了高程闭合差的限值即容许高程闭合差，用 F表示。一般水准测量的容许高程闭合差为： mnLh1240山 地平 地式中 L 为附合水准路线或闭合水准路线的长度，在水准支线上，L 为测段的长，均以公里为单位，n 为测站数。当实际闭合差小于容许闭合差时，表示观测精度满足要求，否则应对外业资料进行检查，甚至返工重测。（ 五
30、）水准测量成果计算 计算水准测量成果计算时，要先检查野外观测手簿，计算各点间高差，经检核无误，则根据野外观测高差计算高差闭合差。若闭合差符合规定的精度要求，则调整闭合差，最后计算各点的高程。1、闭合差的计算 1）附和水准路线高差闭合差的计算 高差闭合差可用来衡量测量成果的精度，等外水准测量的高差闭合差容许值，规定为 12平地 L 为水准路线长度公里数 山地 n 为测站数 2）闭合水准路线闭合差的计算 闭合水准路线各段高差的代数和应等于零，即 由于存在着测量误差，必然产生高差闭合差 闭合水准路线高差闭合差的调整方法、容许值的计算，均与附合水准路线相同。2、闭合差的调整当实际的高程闭合差在容许值以
31、内时，可把闭合差分配到各测段的高差上。显然，高程测量的误差是随水准路线的长度或测站数的增加而增加，所以分配的原则是把闭合差以相反的符号根据各测段路线的长度或测站数按比例分配到各测段的高差上。故各测段高差的改正数为： ihiLfv或 ihinf式中 iL和 in分别为各测段路线之长和测站数；i和 i分别为水准路线总长和测站总数。（六）微倾水准仪的检验与校正 1、水准仪应满足的条件1）圆水准器轴 LL应平行于仪器的竖轴 VV； 2）十字丝的中丝（横丝）应垂直于仪器的竖轴； 3）水准管轴 LL 平行于视准轴 CC。 2、检验与校正 1）圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正 检验 用脚螺旋使圆水准器气泡
32、居中，将仪器绕竖轴旋转 180 度，如果气泡不居中，表明圆水准轴不平行于竖轴，而离开零点弧长所对应的圆心角为两倍的 。 校正 调整圆水准三个校正螺丝，使气泡向居中位置移动偏离量的一半。校正工作一般都难于一次完成，需反复进行直至仪器旋转到任何位置圆水准器气泡皆居中时为止。2）十字丝横丝应垂直于仪器竖轴的检验与校正 检验 安置仪器后，先将横丝一端对准一个明显的点状目标 M，固定制动螺旋，转动微动螺旋，如果标志点 M 不离开横丝，说明横丝垂直于竖轴，否则需要校正。 校正 用螺丝刀松开分划板座固定螺丝，转动分划板座，改正偏离量的一半。 3）视准轴平行于水准管的检验与校正 检验 在 S1 处安置水准仪，
33、从仪器向两侧各量 40 米，定出等距离的 A、B 两点，打木桩或放置尺垫标志之。 校正 转动微倾螺旋使中丝对准 A 点尺上正确读数 c2，此时视准轴处于水平位置，但管水准气泡必然偏离中心。用拨针拨动水准管一端的上、下两个校正螺丝，使气泡的13两个半象符合（七）注意事项1每站观测结束，应立即进行计算和进行规定的检核，若有超限，则应重测该站。全线路观测完毕，线路高差闭合差在容许范围以内，方可收测，结束实验。2水准测量是利用水准仪提供的水平视线来直接测定地面上各点间的高差，然后根据其中一点的高程推算出其他各点的高程。高差 hABab，下角 AB 表示 A 点测向 B点，a 为 A 尺上的读数即后视读
34、数，b 为 B 尺上的读数即前视读数，所以高差具有正、负性(方向性 )。 3在实际工作中，由于两点相距较远或高差较大时，必须安置若干次仪器才能测得两点间的高差，这是一个测站上工作的重复连续运用，所以其特点是工作的连续性。转点在水准测量中用来传递高程的点，通常不必求该点高程，其上要放尺垫固定。转点的特点是既有前视读数，又有后视读数，它有关全局，所以要选择坚实的地方。 4测量工作一般都在规定的记录表格上如实地反映出测、算过程和结果，表格中有计算校核，a 一bh，这只说明计算无误，但不能反映测量成果的优劣。外业结束后，进行高差闭合差的计算，在限差允许的范围内，即按水准路线长度或测站数进行调整，若超过
35、限差，必须重测。高差改正后，可根据已知点高程算出其它各欲求点的高程。 5水准测量时，将仪器放在距前、后视距离相等处的目的、在于消除地球曲率、大气折光的影响和视准轴不平行于水准管轴残余误差的影响。 6在正式作业前，必须将仪器进行全面检查、检验和校正，其中水准轴平行视准轴的检验与校正是主要条件，这样才能保证提供一条水平的视线。在测量中要注意分析各种误差产生的原因，采取一定的办法进行消除或减弱，这样才能保证测量的精度。附：水准测量的等级及主要技术要求表 2-1 三、四等水准测量的主要技术要求观 测 次 数 往返较差、附合或环线闭合差等级路线长度/km 水准仪 水准尺 与已知点联测符合或环线 平地/m
36、m 山地/mmDS1 因瓦 往一次三 50DS3 双面往返各一次 往返各一次12 L4 n四 16 DS3 双面 往返各一次 往一次 20 6注：L 为水准路线长度（km） ；n 为测站数。表 2-2 三、四等水准测量观测的技术要求等级 水准仪 视线长度 /m 前后视距差 /m 前后视距累积差/m 视线高度 黑面、红面读数之差/mm 黑面、红面所测高差之差/mm三 DS1 100 3 6 三丝能读数 1.0 1.514DS3 75 2.0 3.0四 DS3 100 5 10 三丝能读数 3.0 5.0三、应提交的实习成果：本实习项目要求每个实习大队必须完成，需要提交的成果要求如下：要求每人自己
37、动手进行一次水准测量及水尺校测，将自己的测量数据记录在实习日志后相应的表格中，并计算。实习结束后，立即上交实习日志。实习项目三 大断面测量大断面测量是水文站的一项经常性的工作，大部分水文站在汛前和汛后都要施测。其主要目的为：在岸上部分是检查水边起点距，在水下部分是了解和掌握水道断面的变化，以及时调整测深或测速垂线。大断面测量是流量测验的基础，通常大断面测量在枯水期进行，以提高大断面测量的精度。大断面测量包括岸上部分测量和水下部分测量两部分。根据水文测验规范：新设测站的基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标中断面和比降断面均应进行大断面测量，测量的范围，应为水下部分的水道断面测量和岸上部分的水准测量
38、。水道断面的水深测量结果，应换算为河底高程。岸上部分应测至历年最高洪水位以上。漫滩较远的河流，可测至最高洪水边界；有堤防的河流，应测至堤防背河侧的地面为止。一、 岸上部分测量岸上部分测量即陆地地形测量，首先确定点的平面位置（称定位） ，再确定点的高程。定位测量可采用经纬仪，六分仪进行；高程测量用水准仪进行。二、 水下部分测量水下地形测量与陆地地形测量一样，首先确定点的平面位置，再确定点的高程。定位测量可采用经纬仪，六分仪或GPS进行；高程即测深可用回声测深仪，超声波测深仪，测深杆，测深锤等进行。（一）测深点的布设在水下地形测量中，河床的高低起伏情况是看不见的，不可能像陆地上地形测量那样选择地形
39、特征点作为碎部点，一般只能按均匀分布的原则布设测深点。一般规定，在图上每隔1-2cm布设一个测深断面，相邻测点之间的距离在图上一般为 0.6-0.8cm 左右。（二）水位观测和测点高程为了求得河床测点的高程，要观测水位与水深，以水位减水深即得测点高程。如测区附近已设有固定水尺，可直接进行水位观测。否则，应在水边设立临时水尺进行观测。由于水位的涨落随时间而异，严格地说，计算每个测点的高程应该用测量该点水深时的水位。但这是难以做到的，实际上也不需要这样高的精度。一般做法是每测一个断面观测一次水15位，或在测量开始和结束时各观测一次水位。水位不仅随时间而异，而且随地点不同而异。除湖、库以外，河流水面
40、总有个降落的坡度，这时应根据所观测河段的首部、中部和尾部水位，按水面比降及断面间距推算出各测深断面的水位。（三）测深工具1. 测深杆及测深锤测深杆和测深锤构造如图所示，测深杆适用于水深在5 米以内的浅水区，而测深锤用在水深为10 米以内的河道。2. 回声测深仪在水深流急的河道中，可使用回声测深仪。回声测深仪是利用超声波回声原理设计制成的，如上图所示，回声测深仪从发射换能器向河底发射超声波，超声波到达河底后发射回来，由仪器的接受换能器接收。因为超声波在水中的传播速度V 已知（在水温28摄氏度时，约每秒1500米） ，记下从发声到回声所经历的时间t ，则换能器至河底的距离h为：h=Vt/2。量取水
41、面至换能器的距离b，则该点的水深h为： h=h+b。因此，要测定水深，关键在于测定发声至回声所经历的时间t，但仪器不是显示时间 t，而是把发声及回声的声波变成电能，由电能再变为机械能，驱动记录针不断的移动，将水深直接显示在记录纸上。操作步骤如下：（1）安装换能器，换能器吃水深度一般为0.6米；（2）打开电源开关检查连接所有的电缆，并看电压是否是12V；（3）用手将转盘转一转，故无故障即可开机；（4）选用显示或记录，如用显示则将走纸调至空挡，将记录笔向上提至记录笔架的突出部分，减少记录笔磨损；16（5）如用记录，可将量程选择开关放在所需的工作位置上，选择走纸快档或慢档；（6）开启转速测量灯开关（
42、在常温下）指示灯每分钟应为112.5 次；（7）调节发声线起点与比例尺零点重合，发声与收声二点用比例尺量将水深，加上换能器吃水深度就是实测水深。三、应提交的实习成果：本实习项目要求每个实习大队必须完成，需要提交的成果要求如下：要求每人自己动手进行一次大断面测量，将自己的测量数据记录在实习日志后相应的表格中，计算并将大断面图点绘在坐标纸上。由于实习水文站条件限制，沙市站、枝城站水下部分测量成果可借用流量测量中水深测量的结果；危水站水下部分不测，仅测岸上部分；其他水文站要求水下、岸上部分实测。实习结束后，立即上交实习日志。17实习项目四 流量测量目前国内外最常规的流量测量方法是流速仪法。同学们应先
43、了解如何正确使用流速仪，了解流速仪的原理及构造，并能拆装流速仪。在掌握上述知识技能得基础上，掌握流速仪的测流原理：知道如何测得点流速和如何通过测点流速来计算流量。通过河流某一断面的流量Q 可表示为断面平均流速 V 和过水断面面积A 的乘积，即Q=V.A, 因此，流量测验应包括断面测量和流速测验两部分工作。流速仪法测流，就是以上式为依据，将过水断面划分为若干部分，用普通测量的方法测算出各部分断面的面积，用流速仪测算出各部分面积上的平均流速，部分面积乘以相应部分面积上的平均流速，称为部分流量。部分流量的总和即为断面的流量。一、流速测验方法方法是：点流速 垂线平均流速 部分面积平均流速 乘以对应的部
44、分断面面积 部分流量 全断面流量（一）流速仪测速原理与点流速测定流速仪是用来测定水流中任意指定点沿流向水平流速的仪器。我国采用的主要有旋杯式和旋浆式两类。它们都由感应水流的旋杯器（旋杯或旋桨） ，记录信号的计数器和保持仪器正对水流的尾翼等三部分组成。当仪器放入水中时，旋杯或旋桨受水流冲动而旋转，流速越大，旋转越快。根据每秒转数和流速的关系，便可计算出测点流速。流速仪转子的转速n 与流速v 的关系，在流速仪检定槽中通过实验率定，其关系式一般为v=Kn+C , 式中K、C 分别为仪器检定常数与摩阻系数。测流时，对于某一测点，记下仪器的总转数N 和测速历时T ，求出转速n=N/T ，由式即可求出该测
45、点的流速v。为消除流速脉动的影响，常18要求T100s。（二）流速垂线及测速点布置流速仪测速时必须在断面上布设测速垂线和测速点，以计算测量断面面积上的流速。测速的方法，根据布设垂线、测点的多少繁简程度而分为精测法、常测法和简测法。流速仪测速垂线的数目主要是根据水面宽度和水深而定。具体规定如下：在每条测速垂线上，流速随水深而变化，为求得垂线平均流速，须在各测速垂线不同水深点上测速。具体要求见下表：二、 流量计算流量计算一般都以列表方式进行。方法是：由测点流速推求垂线平均流速，由垂线平均流速推求部分面积上的平均流速，部分平均流速和部分面积相乘得部分流量，各部分流量之和即为全断面流量。（一）垂线平均
46、流速计算一点法 Vm=V0.6 或 Vm=(0.900.95)V0.5二点法 Vm=（V 0.2 +V0.8）/2三点法 Vm=（V 0.2 +V0.6 +V0.8）/3五点法 Vm=（V 0.0 + 3V0.2 +3V0.6 +2V0.8 +V1.0）/10式中 Vm-垂线平均流速，m/s ；V0.0，V 0.2，V 0.6，V 0.8，V 1.0-水面，0.2H ，.，河底处的测点流速，m/s 。（二）部分面积平均流速的计算部分面积平均流速是指两测速垂线间部分面积的平均流速，以及岸边或死水边与断面两端测速垂线间部分面积的平均流速，见图5-5。图的下半部表示断面图，上半部表示垂线平均流速沿断
47、面的分布图。表 4-1表 4-2191.中间部分面积平均流速的计算V2=（Vm1 + Vm2）/22.岸边部分面积平均流速的计算V1=aVm1式中a-为岸边系数 ，与岸边性质有关，斜岸边a=0.670.75，陡岸边a=0.80.9，死水边a=0.50.67。（三）部分面积计算部分面积以测速垂线为分界。中间部分按梯形计算，岸边部分按三角形计算（见上图）(1) 中间部分面积，例如 A2=(H1+H2)b2/2（2）岸边部分面积A1=H1b1/2（四）断面流量计算Q=A1V1+A2V2+AnVn =q1+q2+.+qn式中qi-各部分面积的流量（五）断面平均流速计算V=Q/A式中A-过水断面面积，m
48、 2；它等于各部分面积之和。（六）相应水位的计算在计算得到本次流量测量的成果后，在发报前，还需计算该流量对应的水位。一般计算方法为算术平均法。将流量测验开始、结束时刻对应的水位平均，即为该流量对应的水位。图 5-120三、 测验手段及设备流量测验（含泥沙测验） ，按目前一般采用的面积流速法，均须利用渡河设备。测验渡河设备种类繁多，以野外测验时所处的位置，可划分为4类：渡船测流设备、岸上测流设备、架空测流设备和涉水测流设备。以上每一类测验渡河设备又可分为多种形式。本指导书主要介绍船测和水文缆道测流。同学们实习的水文站中，荆江局下属的沙市站、枝城站采用船测；荆州局下属的危水、田关、习口站采用缆道测
49、流。由于水流速度较大，不管是船测还是缆道测流都要用到铅鱼，根据该河流最大流速的大小选择不同的铅鱼类型及重量，常见铅鱼类型及规格如下表：三、应提交的实习成果：本实习项目要求危水站以外其他实习大队必须完成，需要提交的成果要求如下：习口、田关站要求每人自己动手进行一次流量测量，将自己的测量数据记录在实习日志后相应的表格中，并计算。沙市站、枝城站要求随船测量时，将该次流量测量的数据记录在自己的表格中，并计算。实习结束后，立即上交实习日志。21实习项目五 水文预报对未来水文情况作出科学预测并发布预报的技术与作业。水文预报是水文学为经济和社会服务的重要方面，特别是对灾害性水文现象做出预报，对综合利用大型水利枢纽做出短期、中期和长期的预报，作用很大。中国已开展预报服务的项目有：洪水水位与流量、枯水水位与流量、含沙量、各种冰情、水质
