水文與水資源學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告

水文與水資源學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告i一、實(shí)習(xí)時(shí)間：**年10月19日?10月21日IIi■i!二、實(shí)習(xí)地點(diǎn)：**市**縣**水保站、**縣水文站III三、實(shí)習(xí)目的：IIi■I1、了解和掌控水文觀測(cè)的常用方法和手段，在條件允許的狀況下實(shí)III地觀測(cè)和動(dòng)手操作；IIi■I| 2、依據(jù)所學(xué)專業(yè)知識(shí)，分析當(dāng)?shù)氐膹搅鞒ＴO(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，了解水土II保持的基本工作內(nèi)容及其進(jìn)展前景；IIiI3、試驗(yàn)分析不同植物的截留，和土壤下滲狀況。I1四、實(shí)習(xí)方法：i■■iI 實(shí)地考察：觀測(cè)水保站和水文站的水文觀測(cè)設(shè)施，聽(tīng)老師和技術(shù)人員III講解其觀測(cè)對(duì)象和運(yùn)用方法。實(shí)際測(cè)量：在水文站里用現(xiàn)有條件測(cè)量了iI■iI河水的流速。查閱資料：查閱書(shū)籍，了解了更多的水文測(cè)量的方法。五、實(shí)習(xí)內(nèi)容： ！Ii（一）水文觀測(cè)的常用方法 II水文觀測(cè)是《水文與水資源學(xué)》教學(xué)當(dāng)中的重要講授內(nèi)容，通過(guò)實(shí)IIi習(xí)、在課堂所學(xué)和自己查閱書(shū)籍和資料，對(duì)水文觀測(cè)的手段和方法都II有了許多的掌控。水文觀測(cè)的對(duì)象包括許多方面，下面分別簡(jiǎn)述。!iIi1、降水量： Ii1降水量的觀測(cè)最常用的方法為利用雨量器進(jìn)行測(cè)定。雨量器有自記IiIi式的和非自記式的。自記式雨量器有三種主要類型：沉重式、浮筒及！i1II虹吸式、翻斗式。自記雨量器能夠自動(dòng)記錄累計(jì)降雨量，一般還配有IiIi遙測(cè)設(shè)備，以便實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)。雨量器由于風(fēng)的影響而具有誤差，特Iii別是山嶺和森林中。雪的觀測(cè)誤差更大。 1IiI對(duì)大面積區(qū)域進(jìn)行降雨觀測(cè)需要依據(jù)區(qū)域的外形、地形、面積布設(shè)IIIii較多的點(diǎn)，以取得一個(gè)流域的平均降雨資料。最簡(jiǎn)約的計(jì)算一個(gè)流域iI的降水量的方法是算術(shù)平均法，適用于雨量器分布勻稱密集的狀況。Ii另外還有泰森多邊形法、網(wǎng)格法。IiI 對(duì)于林內(nèi)降雨常用受雨器法，制作一個(gè)面積較大的受雨器，布設(shè)在標(biāo)II準(zhǔn)地內(nèi)，最末依據(jù)公式即可計(jì)算得出。IiI傳感器測(cè)雨：雷達(dá)覆花面廣，并具有高度的時(shí)空辨別技能，能提供時(shí)I!段小至5分鐘和空間小至1km2的雨量估測(cè)值。利用紅外成象，衛(wèi)星可i■iI以測(cè)定地球上廣闊面積的降雨量。這些方法在國(guó)外運(yùn)用的較多。iI2、樹(shù)冠截留Ii■iI截留包括許多過(guò)程，主要是樹(shù)干流和樹(shù)冠截留。一般不徑直測(cè)定，而iI■I是通過(guò)林冠水量的平衡方程計(jì)算：i■i|p=p林內(nèi)+i+p干ii!式中：p 降雨量(mm)p林內(nèi) 林內(nèi)降雨量(mm)i 林冠截留i■i■i:量(mm)p干 樹(shù)干流(mm)IIiiI降雨量和林內(nèi)降雨的、測(cè)量方法已經(jīng)做了表達(dá)，現(xiàn)在介紹樹(shù)干流的測(cè)Ii定方法：樹(shù)干流指沿著枝條和分枝流淌并最末順著主干到達(dá)地面的那部分水」Ii其測(cè)定通常為在樹(shù)干基部用不透水的松軟花做成槽狀，承接樹(shù)干莖流II的水，導(dǎo)入到測(cè)量裝置中，即可得出一棵樹(shù)的樹(shù)潔凈莖流流量，再依ITOC\o"1-5"\h\zIi據(jù)其樹(shù)冠投影面積，即可換算得出樹(shù)干流p干。 II最末：i=p-p林內(nèi)-p干 iiIi3、蒸發(fā)： ii1蒸發(fā)是水轉(zhuǎn)化為水蒸氣的過(guò)程，一般是作為液態(tài)水損失來(lái)測(cè)定。為iIiIi了估算可能的蒸發(fā)量大小，和作為實(shí)際中水面和植物的蒸散的系數(shù)調(diào)Ii1II整，現(xiàn)在普遍運(yùn)用蒸發(fā)器，其規(guī)格也有多種，林大氣象站中的為圓形，IiIi直徑1.21m，0.255m深，水平設(shè)置。 |ii土壤含水量及其蒸發(fā)：測(cè)量單點(diǎn)的土壤含水量可以用中子儀探測(cè)法、IiI電容探測(cè)法，或測(cè)定反射時(shí)間長(zhǎng)短的反射儀等間接測(cè)定，也可以取土IIIii樣，稱重法徑直測(cè)出。依據(jù)土壤含水量的改變過(guò)程可以估算土壤蒸發(fā)II量。土壤蒸發(fā)器是一種用來(lái)觀測(cè)土壤蒸發(fā)的設(shè)備，直徑0.5到2.0m，填有土壤，種有植被，與四周隔離起來(lái)，使下滲量為零，這樣，測(cè)得的重量差即為土壤含水量的改變。土壤蒸發(fā)器要求土壤和植被的樣本要保持不變，即與四周花中的一樣。植物蒸散：在植物樹(shù)冠高大、太陽(yáng)輻射較少的地方，蒸騰是蒸法的主要組成部分。對(duì)蒸騰作用的徑直觀測(cè)，一種方法是切斷植物的一端沉醉在水容器內(nèi)，觀測(cè)水的上升量。另一種方法是示蹤法，指用能量脈沖確定作物莖干水分輸送的速度，或者用氘作為失蹤原子進(jìn)行稀釋觀測(cè)。4、 枯枝落葉攔蓄：測(cè)定枯枝落葉的攔蓄量，可以選取典型的地面，在不破壞原結(jié)構(gòu)條件下搜集單位面積上的枯落物，清晰土壤顆粒后，把它完整地放入一個(gè)鐵絲網(wǎng)底的花內(nèi)，下面有收集滲水的集水器，在接受降雨后，水從鐵絲網(wǎng)漏下。再與同口徑的雨量計(jì)接受的雨量相比較，即為枯枝落葉的攔蓄量。5、 入滲：入滲是水分循環(huán)的一個(gè)重要過(guò)程，測(cè)定比較繁復(fù)，通常是在一個(gè)指定地方對(duì)有限面積上灌水，利用入滲儀測(cè)定土壤汲取水分的速率。入滲儀有多種類型，如環(huán)狀或筒狀入滲儀，噴水入滲儀，張力入滲儀，分別針對(duì)不同的討論對(duì)象和系統(tǒng)。噴水式入滲儀是用來(lái)模擬自然降水的性質(zhì)，例如雨滴大小分布，雨滴沖擊速度，產(chǎn)生連續(xù)勻稱的雨滴，以及再現(xiàn)暴雨強(qiáng)度分布和歷時(shí)。6、河川徑流:河川徑流是沿某一給定的自然河槽的流量，也是水循環(huán)的組成部分，包括基流（地下水出流）、壤中流、飽和層坡面流。河川徑流的觀測(cè)一般包括：①取得高于某一基準(zhǔn)面的連續(xù)的水位資料;②建立水位和流量關(guān)系曲線;③把水位資料轉(zhuǎn)化為流量資料。觀測(cè)流量的站稱為測(cè)流站，測(cè)流站用自記水位記每隔15分鐘測(cè)水位一次，測(cè)站零點(diǎn)應(yīng)至少和相距肯定距離的三個(gè)永久水準(zhǔn)基點(diǎn)相互參證。測(cè)流斷面的選擇原那么是，在大洪水發(fā)生時(shí)也也能進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，水流始終被掌握在河槽里，水力條件不受影響。人工測(cè)流要求選河段的順I(yè)直段，同時(shí)流速在可以精確測(cè)到的范圍之內(nèi)。測(cè)流處不肯定和自記水位IiI計(jì)在同一地點(diǎn)，但應(yīng)盡可能靠近，使測(cè)得的流量能代表水位計(jì)的數(shù)值。I! 浮標(biāo)法測(cè)流IiI 水位觀測(cè)：傳統(tǒng)的自記水位是在靜水井中放一個(gè)浮筒，與自記記錄儀II相連，資料可以從數(shù)字圖表上獨(dú)得，或由機(jī)器在穿孔紙上得到。浮筒式i■iI自記水位適用于狹窄而下切的沙礫質(zhì)河槽，這樣靜水井可以靠近河流。iI對(duì)于寬敞的沙質(zhì)河槽，靜水井需要置于距主流肯定距離的岸灘。i■iI 流量測(cè)驗(yàn)：測(cè)站的流量是通過(guò)對(duì)水位計(jì)四周斷面的流速和水深測(cè)量算iI■I出來(lái)的。流速是用流速儀對(duì)橫斷面的各條垂線進(jìn)行觀測(cè)而得，垂線之間i■iI的距離應(yīng)以每條垂線所代表的流量不超過(guò)斷面總流量的10%為準(zhǔn)，流速i■I儀掛在用絞車掌握的纜索上，在淺水中它也可裝在觀測(cè)桿上由觀測(cè)員用Ii■I手操作，每條垂線的深度用纜索或測(cè)量深桿測(cè)量，其他流速觀測(cè)方法可IIi■I用浮標(biāo)、裝備流速儀、測(cè)速桿或超聲波裝置，垂線在河底為零及至水邊II|或接近水面達(dá)到最大，平均流速一般在距水面0.6m水深處。通常在水I深小于0.76m時(shí)以0.6m水深處代表平均流速，當(dāng)水深大于0.76m時(shí)取|Ii1I0.2m和0.8m水深處流速的均值。在洪水時(shí)期水深觀測(cè)困難時(shí)，可僅|I測(cè)接近水面的流速，水深可在洪水過(guò)后補(bǔ)測(cè)，用標(biāo)準(zhǔn)流速曲線上讀得iIi系數(shù)以估算垂線平均流速。 II7、含沙量： !iIi含沙量是反映水流挾帶泥沙的數(shù)量，在泥沙運(yùn)動(dòng)中是一個(gè)重要的額Ii1參數(shù)。常用的含沙量有三種表達(dá)方法：①體積表示法：sv為泥沙的體!iIi積(vs)與泥沙和水總體積(v)之比二vs/v.②質(zhì)量表達(dá)法：泥沙干重與!i1II沙和水的總重量之比，sw=ws/w.③質(zhì)量和體積混合表達(dá)法:泥沙干重與!iIi沙和水的總體積之比。泥沙的常用表達(dá)方式是每立方米多少公斤，如Iii我國(guó)的黃河，是世界上含沙量最大的河流，其年平均含沙量為 1IiIi37.6kg/m3o |IIii為了對(duì)河流的泥沙含量進(jìn)行觀測(cè)，常選擇較長(zhǎng)的穩(wěn)定勻稱的河段，II在掌控泥沙的特性之后，運(yùn)用相關(guān)儀器，采集測(cè)量河流中的泥沙含量。I對(duì)于不同運(yùn)動(dòng)形式的泥沙，有不同種類的泥沙采集器，如懸移質(zhì)采樣器、推移質(zhì)采樣器、床沙質(zhì)采樣器。輸沙率：qs二q*cs*k式中：qs——輸沙率;q——流量;cs——懸移質(zhì)泥沙的含沙量。泥沙輸移：在自然河道中，含沙量隨季節(jié)、泥沙來(lái)源以及漲水或退水過(guò)程而改變，含沙量一般隨著流量的增大而增大。給定點(diǎn)的輸沙率是含沙量與點(diǎn)流速的乘積。由于水流流速在水面處為最大，而含沙量那么在接近河床處為最大，所以輸沙率的計(jì)算需要在全斷面內(nèi)積分，以獲得經(jīng)過(guò)該斷面的輸沙率qs。通過(guò)水流斷面的日輸沙率計(jì)算：qs=0.0864qcs式中：qs——日平均輸沙率；cs——泥沙通量平均含沙量;q——日平均流量。平均含沙量cs與流量q的函數(shù)關(guān)系得泥沙率定曲線，兩者關(guān)系常呈指數(shù)關(guān)系：cs=aqb式中a與b為系數(shù)，由回來(lái)分析求得。年內(nèi)流域產(chǎn)沙量可從流量歷時(shí)-泥沙率定曲線求得。流域內(nèi)面蝕與河床侵蝕的總量稱之為總侵蝕量。然而并不是流域內(nèi)全部的被沖刷起來(lái)的顆粒均能達(dá)到流域出口，有更大量泥沙那么被攔截在湖泊與水庫(kù)之中。輸送至流域出口的泥沙總量稱之為產(chǎn)沙量。泥沙輸移比表示當(dāng)?shù)乇粵_刷物質(zhì)到達(dá)下游某一地點(diǎn)的百分比，即產(chǎn)沙量與流域內(nèi)的總沖刷量之比。（二）徑流場(chǎng)調(diào)查為了觀測(cè)土地利用對(duì)水量和水質(zhì)的影響，水文當(dāng)中常通過(guò)修建徑流小區(qū)（徑流場(chǎng)）測(cè)定不同類型的土地利用的徑流量、泥沙含量等資料。標(biāo)準(zhǔn)的徑流小區(qū)規(guī)格為22X5m，坡度9。。實(shí)際當(dāng)中也可以依據(jù)討論地區(qū)的的坡度、坡長(zhǎng)、土壤等狀況作適當(dāng)調(diào)整。在布設(shè)徑流小區(qū)時(shí)留意應(yīng)盡量使長(zhǎng)邊垂至于等高線，短邊平行于等高線。徑流場(chǎng)由愛(ài)護(hù)帶、護(hù)埂、承水槽、導(dǎo)水管、觀測(cè)室等幾部分組成。I水保站里的徑流小區(qū)相對(duì)集中，設(shè)置了許多對(duì)比組。參觀時(shí)發(fā)覺(jué)，對(duì)比Ii|組設(shè)置合理，一組的試驗(yàn)區(qū)數(shù)目有為2區(qū)，有的為4區(qū)，每一組較為集II中，方便對(duì)比觀測(cè)，但是我們也發(fā)覺(jué)其中有不合理的地方，如區(qū)與區(qū)之IiI間缺少愛(ài)護(hù)帶，這樣的話對(duì)于有林地和無(wú)林地的對(duì)比就會(huì)