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水文信息采集一般可分为两类,一种是对水文事件当时发生情况下实际观测的信息;另一种是对水文事件发生后进行调查所得到的信息。在水文信息采集中,以第一种采集为主,它是水文年鉴的重要数据来源。国家在全国布置了大小各类水文站,其主要工作便是收集第一种情况下的各类数据。但受自然界地理环境和水文现象随机性等影响,仅靠站网布局的定位观测,有时难以观测到全面而真实的水文资料。以暴雨观测为例,由于暴雨中心降落位置游移不定,雨量站网所布局的雨量站,不一定观测到每场暴雨的最大暴雨量,这便需要第二种信息采集方法。但第二种数据采集没有时效性,其数据可能受很多因素影响而不准确。两种水文信息采集情况为水文信息准确采集制造了矛盾。1
水文信息采集的主要内容(1)水文站网的规划、布设和调整,水文站网的规划指拟定和选择水文测站合理布局的方案。
(2)水文测验方法的研究和技术标准的制订(测验时制、度量单位、精度要求、计算方法和工作程序等),使得到的各项资料能在同一基础上进行比较和分析。
(3)水文测站上的观测:按设站要求分别在站上进行水位观测,流量测验,泥沙测验,水质、水温、冰情、降水量、蒸发量、土壤含水量和地下水位等观测。
(4)巡回测验和水文调查。
(5)水文资料整编:按照统一的方法和格式,对测得的资料进行整理,汇编成为系统的成果。
水文信息采集的基本途径水文信息采集的基本途径可分为:
(1)驻测:在河流或流域内的固定点上对水文要素所进行的观测称驻测。这是我国收集水文信息的最基本方式,但存在着用人多、站点不足、效益低等缺点。
(2)巡测:观测人员以巡回流动的方式定期或不定期地对一地区或流域内各观测点进行流量等水文要素的观测。
(3)间测:中小河流水文站有10年以上资料分析证明其历年水位流量关系稳定,或其变化在允许误差范围内,对其中一要索(如流量)停测一时期再施测的测停相间的测验方式。
(4)水文调查:为弥补水文基本站网定位观测的不足或其他特定目的,采用勘测、调查、考证等手段进节了水文信息采集的工作。
水文测站和水文站网水文测站在流域内二定地点(或断而)按统一标准对所需要的水.文要索作系统观测以获取信息并进行处理为即时观测信息,这些指定的地点称为水文测站(如图1)。
水文测站所观测的项目有:水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰凌、水质、地下水位等。只观测上述顶目中的一项或少数几项的测站,则按其主要观测项目分别称为水位站、流量站(也称水文站)、雨量站、蒸发站等。
水文测站的分类根据测站的性质,河流水文测站又可分为:
(1)基本测站:为掌握全国各地水文情况而设立的,故需统一规划和布设,对水文要素要长期观测,测验按规范进行。
(2)专用测站:为专门科学研究或为某水利工程而设立的水文站,其工作内容由设站目的而定。
(3)实验测站:对某种水文现象的变化规律或对某些水体作深入研究,由有关科研单位设立。
水文站网因单个测站观测到的水文要素其信息只代表了站址处的水文情况,而流域上的水文情况则须在流域内的一些适当地点布站观测,这些测站在地理上的分布网称为水文站网(如图2)。广义的站网是指测站及其管理机构所组成的信息采集与处理体系。
水文站网布站的原则是:通过所设站网采集到的水文信息经过整理分析后,达到可以内插流域内任何地点水文要素的特征值,这也就是水文站网的作用。
水文站网规划的任务:就是研究测站在地区上分布的科学性、合理性、最优化等问题。
水文测站的设立水文测站的没立包括选择测验河段和布设观测断而。
测验河段的选择在站网规划规定的范圆内,具体选择测验河段时,主要考虑在满足设站目的要求的前提下保证工作安全和测验精度,并有利于简化水文要素的观测和信息的整理分析工作。具体地说,就是测站的水位与流量之间呈良好的稳定关系(单一关系)。
观测断面的布设水文测站一般应布设基线、水准点和各种断面(如图3),即基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面、比降断面。
(1)基线:通常与测流断面垂直,起点在测流断面线上。其用途是用经纬仪或六分仪测角交会法推求垂线在断面上的位置。基线的长度视河宽B而定,一般应为0.6B。
(2)水准点:分为基本水准点和校核水准点,基本水准点是测定测站上各种高程的基本依据,校核水准点是经常用来校核水尺零点的高程。
(3)基本水尺断面上设立基本水尺,用来进行经常的水位观测。
(4)测流断面应与基本水尺断面重合,且与断面平均流向垂直。
(5)浮标测流断面有上、中、下三个断面,一般中断面应与流速仪测流断面重合,上、下断面之间的间距不宜太短,其距离应为断面最大流速的50~80倍。
(6)比降断面设立比降水尺,用来观测河流的水面比降和分析河床的糙率。2