湿润地区降雨径流相关图的上部表现为
一组间距相等的平行直线
▪第3章水文测验及水文资料搜集
v1水文测站
v水位、流量、降水量、泥沙、蒸发量，下渗量，水温、冰情、水化学、地下水等，统称为水文资料。
v水文资料是各种水文分析工作的基础。
水文资料的主要来源是水文测站对各项水文要素的长期观测。
对各项水文要素的观测，称为水文测验。
v水文测站是组织进行水文观测的基层单位，也是收集整理水文资料的基本场所。
水文测站的主要任务，就是按照统一标准对指定地点（或断面）的水文要素作系统观测与资料整理。
v根据测站的性质，水文测站可分为三类，即基本站、专用站和实验站。
v基本站是国家水文主管部门在全国大中河流上统一布设和分级管理的水文测站。
它按国家颁布的《水文测验规范》要求，长期地、系统地进行水文要素的观测，为国民经济各方面的需要服务的。
v基本站因观测项目不同，又分为水位站、雨量站、泥沙站，同时观测水位和流量的测站也叫水文站。
v1．2水文站网
水文测站在地理上的分布网称为水文站网。
单个水文测站观测到的水文资料，只能代表站址处的水文情况。
在流域内的一些适当地点设站观测，对所得水文资料进行整理分析，就可以内插出流域内任何地点的水文要素的特征值，这就是水文站网的作用。
以最低的站数达到上述目的，就是站网规划的任务。
▪1．3测站的布设
v为了进行水文观测，须在选定的河段上布设测流断面及其他观测设备，配备必要的仪器、工具，这些工作称为测站的布设。
测站的布设包括测验河段的选择和测站布设的内容。
v
（1）测验河段的选择
选择测验河段的原则在《水文测验规范》中有明确规定。
主要考虑的是在保证工作安全和测验精度的条件下，有利于简化观测和资料整理工作。
具体地说，就是希望测站观测的水位与流量之间存在着良好的稳定关系，从而可根据观测的水位较容易推求流量，减轻测验工作。
在一般河段上设立水文测站，应尽量选择河道顺直、稳定、水流集中，便于布设测验设施的河段。
其顺直长度一般应不小于洪水时主槽河宽的3～5倍。
▪1．3测站的布设
▪
（2）布设基线和基本测流断面
基线和基本测流断面是设立水文站的首要项目。
♦基本水尺断面其上设立基本水尺，用来进行经常的水位观测。
♦流速仪测流断面其应与基本水尺断面重合，不能重合时，亦不应相距过远。
♦浮标测流断面共有上、中、下三个断面，中断面一般为流速仪测流断面。
上、下断面之间的距离不宜太短。
♦比降断面上设立比降水尺，用来观测河流的比降和分析河床的糙率，分为上比降断面和下比降断面。
♦水准点分为基本水准点与校核水准点，均应设在测站附近的基岩上或稳定的永久性建筑物上，也可埋设于土中的石柱或混凝土桩上。
前者是测定站上各种高程的基本依据，后者是经常用来校核断面、水尺等高程的。
▪2水位观测
▪水位，是指河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面离开固定基面的高程，以m计。
▪目前全国统一采用黄海基面。
但各流域由于历史的原因，多沿用以往使用的大沽基面、吴淞基面、珠江基面，也有使用假定基面、测站基面或冻结基面的。
使用水位资料时一定要查清其基面。
▪水位观测的常用设备有水尺和自记水位计两类。
▪观测时，水面在水尺上的读数加上水尺零点的高程即为当时的水位值。
可见水尺零点高程是一个重要的数据，要定期根据测站的校核水准点对各水尺的零点高程进行校核。
▪水位的观测包括基本水尺和比降水尺的水位。
▪基本水尺的观测，当水位变化缓慢时（日变幅在0.12m以内）,每日8时和20时各观测一次（称2段制观测，8时是基本时）；枯水期日变幅在0.06m以内，用1段制观测；日变幅在0.12～0.24m时，用4段制观测；依次8段、12段制等。
有峰谷出现时，还要加测。
▪比降水尺观测的目的是计算水面比降，分析河床糙率等。
其观测次数，视需要而定。
▪水位观测的精度为0.01M
▪水位观测数据整理工作的内容包括日平均水位、月平均水位、年平均水位的计算。
▪日平均水位的计算方法：
若一日内水位变化缓慢，采用算术平均法计算；
若一日内水位变化较大，则采用面积包围法，即将当日0～24小时内水位过程线所包围的面积，除以一日时间求得。
▪根据逐日平均水位可算出月平均水位和年平均水位及保证率水位。
▪如刊布的水文年鉴中，均载有各站的日平均水位表，表中附有月、年平均水位，年及各月的最高、最低水位。
汛期内水位详细变化过程则载于水文年鉴中的汛期水文要素摘录表内。
▪水位观测数据整理工作的内容包括日平均水位、月平均水位、年平均水位的计算。
▪日平均水位的计算方法：
若一日内水位变化缓慢，采用算术平均法计算；
若一日内水位变化较大，则采用面积包围法，即将当日0～24小时内水位过程线所包围的面积，除以一日时间求得。
▪根据逐日平均水位可算出月平均水位和年平均水位及保证率水位。
▪如刊布的水文年鉴中，均载有各站的日平均水位表，表中附有月、年平均水位，年及各月的最高、最低水位。
汛期内水位详细变化过程则载于水文年鉴中的汛期水文要素摘录表内。
•3流量测验
•
•3．1流速仪法测流测流原理
•
•通过全断面的流量Q为：
•
•
式中A——过水断面面积，dA则为A内的单元面积，m2
•v——垂直于dA的流速，m/s
•B——水面宽度，m
•H——水深，m。
•
•流速仪法测流，就是将过水断面划分为若干部分，用普通测量方法测算出各部分断面的面积，用流速仪施测流速并计算出各部分面积上的平均流速，两者的乘积，称为部分流量，各部分流量的和为全断面的流量
•2．断面测量
•水道横断面的测量，是在断面上布设一定数量的测深垂线，施测各条测深垂线的起点水深并观测水位，用施测时的水位减去水深，即得各测深垂线处的河底高程。
•测深垂线的起点距是指该测深垂线至基线上的起点桩之间的水平距离。
测定起点距的方法有多种。
中小河流可在断面上架设过河索道，并直接读出起点距，称此法为断面索法；大河上常用仪器测角交会法,常用仪器为经纬仪，平板仪、六分仪等。
如用经纬仪测量，在基线的另一端（起点距是一端）架设经纬仪，观测测深垂线与基线之间的夹角。
因基线长度已知，即可算出起点距。
•水深一般用测深杆、测深锤、测深铅鱼、或超声波回声测深仪等直接测量。
•河道水道断面扩展至历年最高洪水位以上0.5～1.0m的断面称为大断面。
它是用于研究测站断面变化的情况以及在测流时不施测断面可供借用断面。
•3．流速测量
天然河道中一般采用流速仪法测定水流的流速。
它是国内外广泛使用的测流速方法，是评定各种测流新方法精度的衡量标准。
常用旋杯式流速仪和旋桨式流速仪。
♦5水文调查
水文调查的内容可分为：
流域调查、洪水与暴雨调查、水量调查、其他专项调查等。
♦洪水调查
对历史上大洪水的调查工作，包括调查洪水痕迹、洪水发生的时间、灾情测量、洪水痕迹的高程；调查河段的河槽情况及流域自然地理情况；测量调查河段的纵横断面；对调查成果进行分析，推算洪水总量、洪峰流量、洪水过程及重现期，最后写出调查报告。
♦枯水调查
为了正确拟定设计最低通航水位，取得枯水资料具有重要意义，枯水调查的主要目的是取得历史上曾发生的最枯水位。
一般根据当地较大旱灾的旱情，下雨天数，河水是否干涸断流，水深情况等来分析估算当时的最小流量、最低水位及发生时间。
6水文数据处理
◆各种水文测站测得的原始数据，都要按科学的方法和统一的格式整理、分析、统计、提炼成为系统、完整，有一定精度的水文资料，供水文水利计算和有关国民经济部门应用。
这个水文数据的加工、处理过程，称为水文数据处理（水文资料整编）。
◆水文数据处理的工作内容包括：
收集校核原始数据；编制实测成果表；确定关系曲线；推求逐时、逐日值；编制逐日表及洪水水文要素摘录表；合理性检查；编制处理说明书。
◆主要介绍流量资料整编，重点介绍水位流量关系曲线的确定及逐时、逐日值的推求。
1.稳定的水位流量关系
▪稳定的水位流量关系：
是指在一定条件下水位和流量之间呈单值函数关系，简称为单一关系。
▪在同一张图纸上依次点绘水位流量、水位面积、水位流速关系曲线，并用同一水位下的面积与流速的乘积，校核水位流量关系曲线中的流量。
以上三条曲线比例尺的选择，应使它们与横轴的夹角分别近似为45º、60º、60º，且互不相交（图示）。
▪6.2水位流量关系曲线的延长
▪高水部分的延长幅度一般不应超过当年实测流量所占水位变幅的30%，低水部分延长的幅度一般不应超过10%。
▪1.水位面积与水位流速关系高水延长
适用于河床稳定，水位面积、水位流速关系点集中，曲线趋势明显的测站。
其中，高水时的水位面积关系曲线可以根据实测大断面资料确定，高水位时水位流速关系曲线常趋近于常数，可按趋势延长。
高水位下的流量，便可由该水位的断面面积和流速的乘积来确定。
这样即可延长水位流量关系曲线（见图）。
▪2.用水力学公式高水延长
用水力学公式计算出外延部分的流速值来辅助定线
（1）曼宁公式外延：
根据曼宁公式
延长时，用上式计算流速，用实测大断面资料延长水位面积关系曲线，从而达到延长水位流量关系的目的。
▪3.水位流量关系曲线的低水延长法
断流水位是指流量为零时的相应水位。
在水位流量曲线的中、低水弯曲部分，依次选取a、b、c三点，它们的水位和流量分别为、、及、、。
求解得断流水位为：
求得断流水位Z0后，以坐标（Z0，0）为控制点，将关系曲线向下延长至当年最低水位即可。
▪6．4日平均流量计算及合理性检查
▪逐日平均流量的计算：
当流量变化平稳时，可用日平均水位在水位流量关系线上推求日平均流量；
当一日内流量变化较大时，则用逐时水位推求得逐时流量，再按算术平均法或面积包围法求得日平均流量。
据此计算逐月平均流量和年平均流量。
▪合理性检查：
单站检查可用历年水位流量关系对照检查；综合性检查以水量平衡为基础，对上、下游或干、支流上的测站与本站流量数据处理成果进行对照分析，以提高流量数据处理成果的可靠性。
♦6．5水文数据处理成果的刊布
♦水文资料的来源，主要是由国家水文站网按全国统一规定对观测的数据进行处理后的资料，即由主管单位分流域、干支流及上下游，每年刊布一次的水文年鉴。
♦年鉴中载有：
测站分布图，水文站说明表及位置图，各站的水位、流量、泥沙、水温、冰凌、水化学、地下水、降水量、蒸发量等资料。
♦水文年鉴仅刊布各水文测站的基本资料。
♦各地区水文部门编制的水文手册和水文图集。
♦有关水质方面更详细的资料，可向环境监测部门收集，有关水文气象方面的资料，可向气象台站收集。
上下游水库的调度工作手册。
♦第4章
水文统计的基本知识及方法
♦4.1概述
♦水利工程和航运工程的规划设计阶段，主要任务是合理地确定工程措施的规模或“标准”。
♦设计频率通常用来确定防洪标准。
♦设计保证率是指灌溉、发电、航运、给水等用水部门能按规定用水量保持正常工作不受破坏的频率。
♦对水文过程进行频率分析的目的是推求符合设计保证率的径流量过程线或符合设计频率的洪水过程线。
♦2水文频率分析
概率论中是用概率密度函数（或曲线）或概率分布函数（或曲线）来表示随机变量各种取值的可能性。
水文分析中，是通过实际观测资料的统计来研究水文随机变量的各种取值的可能性，即水文频率分析。
某水文站年最大洪峰流量分组频率计算表
年最大洪峰流量组距=100
次数（次/年）
频率P（%）
组内平均频率密度
（0.01/m3/s）
组上限值
组下
限值
1000
901
1
1
2
2
0.02
900
801
0
1
0
2
0
800
701
2
3
4
6
0.04
700
601
3
6
6
12
0.06
600
501
4
10
8
20
0.08
500
401
11
21
22
42
0.22
400
301
15
36
30
72
0.30
300
201
9
45
18
90
0.18
200
101
3
48
6
96
0.06
100
1
2
50
4
100
0.04
总计
50
100
♦若f（x）、F（x）分别为随机变量的概率密度函数和概率分布函数，则
♦概率密度曲线或频率分布曲线完整地描述了随机现象的统计规律性（见图）。
♦在工程的规划设计阶段，水文频率分析的任务就是找出代表各种水文随机变量的分布规律的频率曲线。
♦2.2随机变量的分布参数
能说明随机变量的分布规律的某些特征数字，称为随机变量的分布参数。
在水文分析中，常用到的统计特征参数有以下几种：
1
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