宜昌水文实习报告.doc

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1、. .前言2011年11月4日到6日的三天时间内，在我系专业老师的的带领下地理科学系1001和1002两个班的学生去宜昌进行了一次专业见习；我们的见习路线是宜昌水文站三峡大坝三游洞。长江三峡是瞿塘峡、巫峡和西陵峡三段峡谷的总称，它西起四川奉节的白帝城，东到湖北宜昌的南津关，长204公里。长江三峡是一座天然地质地貌博物馆，我们这次的水文实习地是宜昌水文站和三峡大坝。此次水文实习使我对宜昌水文站和三峡大坝有了更深刻的认识，提高了我学习专业课的兴趣，尤其是水文学。相信这次的水文实习对我今后的学习有很大的帮助。本次的水文实习报告共有两篇组成。第一篇是宜昌水文站，主要内容：流量、流速、水位、泥沙等要素在

2、宜昌水文站区域内的体现，重点介绍了各要素的测流工具和测量方法。宜昌水文站概况：宜昌水文站的历史可以追溯到1877年，当时一位英国人在宜昌建立了初具规模的水文站，到1946年他被正式命名为“宜昌水文站”。现在的宜昌水文站在宜昌市内，位于长江干流中游的分界点（11117E，3042N）。开始阶段，水文站只进行水位、流量、含沙量的监测，后来又进行降水量和蒸发量的监测，到这时宜昌水文站的水文监测形成了一个比较的体系。宜昌水文站所控制的流域有100万平方公里，占全流域面积的55%，属国家一类基本水文站。第二篇是三峡大坝。主要内容：大坝的泄洪与发电以及对下游的一些影响，如：航运；再就是三峡大坝的旅游价值给

3、三峡库区经济所带来的影响。三峡大坝概况：长江三峡水利枢纽工程，简称三峡工程，是中国长江中上游段建设的大型水利工程项目。分布在中国重庆市到湖北省宜昌市的长江干流上，大坝位于三峡西陵峡内的宜昌市夷陵区三斗坪，并和其下游不远的葛洲坝水电站形成梯级调度电站。它是世界上规模最大的水电站，也是中国有史以来建设的最大型的工程项目。目录一、 实习目的及意义5二、 实习内容第一篇 宜昌水文站(一) 主要水情素51. 水位72. 流速73. 流量8(二) 降水量的测定81. 测量方法2. 测量仪器(三) 坡面径流量的测定91. 坡面径流量2. 测量方法3. 测量仪器(四) 小流域径流泥沙测定91. 泥沙的类型10

4、1) 悬泥质泥2) 推泥质泥沙2. 泥沙测定101) 泥沙取样与处理方法2) 泥沙取样仪器3) 断面输沙率测定方法(五) 自然断面测流111. 断面测定112. 流量111) 含义2) 流量计算3. 流速 111) 流速测定2) 测量仪3) 测流方法第二篇 三峡大坝(一) 五级船闸121. 位置2. 原理3. 作用与影响(二) 泄洪闸121.位置2.表孔泄洪3.深孔泄洪4.作用与影响（三） 发电机组121.机组构成2.放电原理3.发电效率4.影响（四） 三峡大坝的其它影响131.航运131）航运条件2）影响2.供水141）水质2）影响3.旅游141）旅游条件2）对当地经济影响三、实习体会15一

5、、实习目的及意义1、了解和掌握水文观测的常用方法和手段，在条件允许的情况下进行实地观察和动手操作，加深我们对一些水文仪器的认识，使我们初步掌握一些水文仪器的具体操作，提高我们的实际观察能力与动手操作能力；2、通过对野外系列、典型的水文现象观察、认识、描述和分析，不仅能获得感性认识，掌握一些野外工作方法和技能，同时也能加深我们对本专业所学基础理论、知识和方法的理解，进而培养我们学生专业性的思维与分析能力，为我们以后专业的进一步发展打下良好的根基，并促使我们更加努力地去学好专业知识；3、通过野外实践锻炼，能使我们了解团队协作的重要性，开阔眼界，激发我们对专业兴趣；同时增强体质，适应野外工作环境，这

6、有利于我们以后适应类似的工作环境。4、通过此次的宜昌实习，我们能够对宜昌水文站和三峡大坝有一个更好的认识，知道它的发展历史，能了解到这个水文站和大坝的主要作用等；此外还能了解宜昌的风土人情以及一些我们在课堂上所无法学到的知识，且这些知识对我们的日常生活有很大的帮助。5、总之，此次的水文站和三峡大坝实习不管是对我们的专业发展还是日常的学习与生活都有很大的帮助，很期待下一次野外实习！二实习内容第一篇 宜昌水文站（一）主要水情要素 水情要素使用以表达河流水文情势的主要尺度。它包括水位、流速、流量等，充分掌握水情要素是研究水文的重要基础。1、水位 指水体的自由水面高出某一基面的高程。高程起算的固定零点

7、称基面，基面分为绝对基面和测站基面；前者是以某河河口平均海平面为零点，目前全国统一用青岛基面（黄海基面）。后者指测站最枯水位以下0.5-1米做起算点的基面，以便于日常的水位记录。影响水位变化的主要因素是水量的增减，此外还受河道冲淤、风、潮汐、冰凌顶托和人类活动的影响。1）宜昌水文站所在流域多年的水位情况表1-1 水位情况表（单位 米） 年份 1151 1560 1613 1788 1796 1866 1870 1896 1921 1931 1945 1954 调测值 58.06 58.45 56.67 57.50 56.81 58.32 59.50 55.92 实测值 55.33 55.02

8、55.71 55.73 注：1921年之前的水位数据是调查而来的，1921年后的水位值是实测得到的，更具价值。2）水位变化柱状图（图1-2）3）水位变化折线图结果分析：a 水位变化无固定的规律，总体的变化呈一起一落之势。b 1866年之前整体呈下降的趋势，1896年以后虽有下降，但整体有上升的趋势，1998年发生了特大洪水。c 1866到1870年水位上升；1870到1896年水位有下降；1870的水位达到所观测年份的最高值。d 洪水水位的监测对防洪抗旱都有现实的指导意义，虽无固定的规律可循，但我们需对重要的河流的水位进行时刻的监测。e 自宜昌水文站建立以来，它对所在流域的水位监测起到了重要的

9、重要，为下游的工程建设及航运提供了水位依据。4）洪水 a洪水的概念 大量的降水或积雪融水在短时间内汇入河槽，形成特大的径流，称为洪水。每当暴雨形成洪水时，河流水量猛增，往往超过河网正常的泄洪能力，导致洪水灾害。b洪水的影响因素 洪水的影响因素主要为天气和下垫面两个方面：天气因素 降雨是由大气中的水汽经冷却而产生凝结的结果，气流的垂直上升运动是导致冷却的主要原因。大气中的水汽和大气的垂直上升运动是形成降雨的两个必不可少的条件。如：梅雨期的气旋波动、台风等就为降水提供了上述的两个条件，这样的天气系统在一定的地区出现，就可能形成暴雨，进而形成洪水。5）枯水 a 枯水的概念 枯水是河流断面上较小流量的

10、总称。枯水经历的时间为枯水期，当月平均水量占全年水量的比例小于5%时，则属于枯水期。枯水一般发生在地面径流结束，河网中容蓄的水量全部消退后。b 影响枯水径流的因素 l 河域蓄水量。 决定流域蓄水量的因素有枯水前期的降水量、流域地质、土壤性质及湖泊率、植被覆盖率等。l 河流的大小及发育程度。 2、流速 指河流中水质点在单位时间内移动的距离。即 L V= (2-1) t式中，V为流速（米/秒）；L为距离（米）；t为时间（秒）。 正常情况下最大流速分布在水面以下0.1-0.3水深处，平均流速一般相当于0.6米水深处的流速，如果河面封冻，则最大流速下移。河流横断面上流速一般都是由河底向水面、由两岸向河

11、心逐渐增大，河面封冻则较大的流速常出现在横断面中部。天然河道的平均流速除了通过实测获得外，还可以利用水力学公式得。即： V=CRI （2-2）式中， v为断面平均流速；R为水力半径；I为水面比降（水面水平距离内垂直尺度的变化）； C为与粗糙率等因素有关的李素系数。（谢才公式）。3、流量 指单位时间内流经某一水断面的水量，通常用Q表示，单位是立方米/秒。流量的表达式为： Q=dQ=(0-F)vdF (3-1)（二）、降水量的测定1、测定方法1）林外降雨的测定方法2）林内降雨的测定方法2、测定仪器1）林外降雨的测定方法的测定仪器：用雨量计观测，主要仪器有雨量筒、虹吸式雨量计、翻斗式雨量计。(如图)

12、a雨量筒是用来收集降水的专用器具，用来测定以毫米为单位的降水量。适用于气象台(站)、水文站、环保、防汛排涝以及农、林等有关部门用来测量降水量。b翻斗式雨量计利用雨量达一定量而翻斗计量的一种雨量计。感应件有盛水器、上翻斗、计量翻斗、下翻斗等部分。c虹吸式雨量计利用液体虹吸原理连续记录降雨量的自记仪器。感应件由接水器、浮子室、浮子、虹吸管等组成的一种雨量计。（三）坡面径流量测定1、径流量 为时段流量，可分地面径流、地下径流两种。表示径流大小的方式有流量、径流总量、径流深、径流模数等。在水文上有时指流量，有时指径流总量。即一定时段内通过河流某一断面的水量。 计算公式为：径流量=降水量-蒸发量 单位为

13、：立方米/秒2、测量方法 流观测方法可根据径流场可能产生的最大、最小流量选定，一般常用的方法有体积法、量水计法、溢流堰法、混合法3、测量仪器 水尺、量水计、分水箱（如图）a水尺：设立在岸边用以观测水面升降情况的各种标尺b水尺广泛应用于软土地基处理,港口码头等工程中,用以观测地下水位和海洋潮汐水位的变化.产品具有读数稳,抗干扰,寿命长等特点c水尺的常用型式有四种： 直立式水尺（见图）。一般由靠桩和水尺板两部分组成。靠桩有木桩、混凝土桩或型钢桩,埋入土深约0.51.0米;水尺板由木板、搪瓷板、高分子板或不锈钢板做成,其尺度刻划一般至1厘米。 倾斜式水尺。一般把水尺板固定在岩石岸坡或水工建筑物上，也

14、可直接在岩石或水工建筑物的斜面上涂绘水尺刻度，刻度大小以能代表垂直高度为准。倾斜式水尺的优点是不易被洪水和漂浮物冲毁。 矮桩式水尺。由固定矮桩和临时附加的测尺组成。当河流漫滩较宽，不便用倾斜式水尺，或因流冰、航运、浮运等冲撞而不宜用直立式水尺时，可用这种水尺。 悬锤式水尺。通常设置在坚固陡岸、桥梁或水工建筑物的岸壁上，用带重锤的悬索测量水面距离某一固定点的高差来计算水位。（四）小流域径流泥沙测定1、泥沙的类型1）悬泥质泥沙 悬泥质泥沙粒径较小，其沉降速度比水流的垂向脉动流速要小，在紊动扩散的作用下，可以悬浮在水流中，也称悬沙，在运动的过程中，其较粗的部分也常与推泥质发生交换。 2）推泥质泥沙

15、推泥质泥沙粒径较粗，其沉降速度比垂向脉动流速要大得多，不能悬浮在水中，只能在离床面不远的范围内，在纵向水流的推动下，沿着河底越移、滚动或滑动，故也称底沙。2、泥沙测定 （方法：单沙测法、常测法、精密测法）1）泥沙取样与处理方法n 用泥沙采样器取泥水样a.采取水样：用采样器在预先设定好的垂线和测点上取泥水样，取样时应同时观测水位及取样处的水深，并测定取样垂线的起点距。取水样可与测流同时进行。b.泥水样处理：泥水样处理有过滤法和比重瓶法两种。方法取样部位（h为水深） 5点法 水面，0.2h,0.6h,0.8h,河底 3点法 0.2h,0.6h,0.8h 2点法 0.2h,0.8h 1点法 0.5h

16、或0.6h2)泥沙取样仪器3)断面输沙率测定方法n 五点法m=(0v0.0+30.2v0.2+30.6v0.6+20.8v0.8+1.0v1.0)/10Vn 三点法m=(0.2v0.2+0.6v0.6+0.8v0.8)/(v0.2+v0.6+v0.8)n 二点法m=(0.2v0.2+0.8v0.8)/(v0.2+v0.8)n 一点法m=k10.5或m=k20.6式中m为垂线平均含沙量，i为相对水深处的含沙量，vi为相对水深处的流速，V为垂线平均流速，k1、k2为由试验测得的系数。求得垂线平均含沙量后，可由下式计算断面输沙率：s=m1Q0+(m1+m2)Q1/2+(m2+m3)Q2/2+(mn-

17、1+mn)Qn-1/2+mnQn。（五）自然断面测流1、断面测定 过水断面测量，包括水深测量和测深垂线起点距测量，主要是测量过水断面的大小。2、流量1）含义 指单位时间内流经某一水断面的水量2）流量计算 n 断面流量等于断面上各部分流量之和。n Q=Q1+Q2+Qn=V1f1+V2f2+Vnfnn 式中Q-为观测断面的流量n Q1,Q2Qn-为部分断面的流量n fi为部分断面面积3、流速 指河流中水质点在单位时间内移动的距离。1）流速测定 （方法：简测法(一线一点)、常测法（11线2点）、精密测法（25线5点） V=总转数/总时间*系数+常数用流速仪（如下图）测定流速时，首先要选择测速垂线，并

18、在测速垂线上选择测点测定流速。选择的基本原则是：基本河槽较河滩多设测速垂线，在断面地形有剧烈转折和流速有显著变化的地方应多设测速垂线。测速垂线选好后，在每根测速垂线上选择测点测定流速。2）测流仪器3）测定方法 用浮标法测定流速3）测定方法n 选择观测断面：要求河道平直、通顺、水流平稳、断面稳定。n 在观测断面上下游23-30米处分别选择上观测断面和下观测断面n 在上观测断面上游10米左右处设浮标投放断面。在下观测断面处架设经纬仪。测流开始前需要对测流面进行测量。n 在浮标投放断面处投放浮标，当浮标到达上观测断面时开始计时，并在下观测断面处用经纬仪确定浮标在观测断面处的具体位置（确定测深起点距）

19、，并确定测定水深。当浮标到达下观测断面时，停止计时。确定浮标从上观测断面到下观测断面所经历的时间。n V=上下观测断面间的距离L/浮标从上断面到下观测断面经历的时间Sn 流速计算n 五点法 V=(V0.0+3V0.2+3V0.6+2V0.8+V1.0)/10n 三点法 V=(V0.2+2V0.6+V0.8)/4n 二点法 V=(V0.2+V0.6)/2n 一点法 V= V0.6 或 V=k1V0.0 (k1=0.840.87) 或V=k2V0.2 (k2=0.780.84)第二篇 三峡大坝（一）、五级船闸1、位置 位于左岸临江最高峰坛子岭的左侧。2、原理（如图）3、作用与影响 通过船闸来抬高或

20、降低水位进而控制来往的船只，使船只逐级通过，也保证了大吨位船只的通过，一次可通过一艘3000吨级客货轮或1500吨级船队，方便上下游船只的来往。每年从这里经过的船只不计其数，改善了上下游的航运条件，同时五级船闸也有不利的影响：船只从这里经过，耗时较长，有时货物需越坝。总之五级船闸的建立具有很大的积极影响，在一定成度上促进了长江航运的发展。（二）泄洪闸1、位置 位于大坝体的中间，分为表孔和深孔。2、表孔泄洪3、深孔泄洪4、作用与影响 1） 采取蓄清排浑的原则。能够有效地控制下游的水量，防止下游的水过多或过少，能使水之源得合理的利用和起到防洪和干旱的作用。2） 能够减少坝区泥沙的堆积，减轻外界力量

21、对坝体的冲击，从而有利于坝体的安全。3）巨大的水能又能进行发电。（三）发电机组（如图）1、位置与台数及发电量 左岸设14台，右岸12台，共26台水轮发电机组。水轮机为混流式，单机容量均为70万千瓦，总装机容量为1820万千瓦，年平均发电量1000亿千瓦时。后又在右岸大坝“白石尖”山体内建设地下电站，设6台70万千瓦的水轮发电机。2、发电原理 利用水位差把水的动能转化为电能3、发电能力及输电设备 1）发电能力 三峡大坝的发电率极大，年平均发电量1000亿千瓦时。后又在右岸大坝“白石尖”山体内建设地下电站，设6台70万千瓦的水轮。2）输电设备 三峡大坝所发的电通过电网从大坝输往外地，尤其是华东华南

22、地区。（如图）3）影响a三峡大坝发电机组所发的电量有效缓解了华东华南地区的用电压力，促进了华东华南地区的稳定发展。b水电是清洁能源，大量利用水来发电可以减少煤炭的使用，有利于缓解不可再生能源的危机。c三峡大坝每年所发的电量为我国的经济增长做出了巨大的贡献，保证全国用电的稳定。d带动了其它行业的不断发展。e有利于环境保护。水电是清洁能源，大量使用水电可以减少矿物燃料的燃烧，从而减少污染气体的大量排放，有利于环境的保护。(四)三峡大坝的其它影响1、航运1）航运条件 三峡大坝的建立改善了长江中下游的航运条件。自从建立起三峡大坝后，长江的险滩被淹，水位抬升，江面变宽，极大地改善了长江的航运条件；现在船

23、只可以从重庆直达上海，极大地促进了长江航运的发展。2）影响 a长江航运的发展促进了长江上中下游的贸易往来，有利于沿江城市的发展，有利于长江经济带的不断发展；加强了内陆与沿海城市的联系，扩大了港口的腹地范围，促进了港口城市的发展，有利于区域经济的均衡发展。b长江航运的发展缓解了其它交通方式压力，方便全国范围内的人流物流的扩散。2、供水1）水质 三峡大坝的建立在一定的程度上改善了长江的水质。2）影响 长江流域的城市绝大部分是引用长江水，长江水质的改善有利于牲畜和的健康；水质的改善使长江水的可用率增大，从而缓解了长江流域的用谁的压力。3、旅游1）旅游条件 三峡大坝的建立虽然在一定程度上破坏了库区的文

24、物，但是自从建立起大坝后，三峡库区的旅游资源得到了极大地开发，吸引了大量的海内外游客。2）对当地经济的影响 a三峡旅游条件的改善和旅游资源的大力开发吸引了众多的海内外游客，增加了当地的经济收入，促进了当地的经济繁荣。b旅游资源的开发又带动了一系列相关产业的发展，有利于吸引外来资本的投入，改善当地的产业结构，促进当地产业的发展。 三、实习体会结束了为期三天的宜昌实习，回到学校后，自己虽感到有点累，但自己真正学到了很多书本上没有的知识，也深刻体会到了学好理论知识的重要性。只有掌握好理论知识，在实践中我们更好的运用知识且学到更多的知识；也只有掌握好理论知识，我们的野外实习才能顺利进行；当然，也离不开

25、专业老师的耐心指导。在实习指导老师的指导下，我们顺利完成了此次教学实习的安排，达到了实习的目地和要求。通过着此次教学实习，我们不仅巩固了自己所学的理论知识，激发了我们学习地理的兴趣，而且极大的提高了我们的实践操作能力及运用知识的能力。走出校园去宜昌实习，我对宜昌那个地方有了更深刻的认识，特别是宜昌水文站和三峡大坝。这次宜昌之行，我受益匪浅，不仅增长了见识，同时也使我感受到了科学的力量，进一步的感受到了大自然带给我的震撼。我也更懂了那些人文景观是无数工作者乃至整个中华民族智慧的结晶，心中顿生敬佩之情，也很感谢他们为祖国和人民所做的一切。在宜昌水文站时，一位科技人员语重心长的对我们说：“希望同学们好好学习，学好科学文化知识，不仅是地理科学知识还有其它学科知识；且要树立远大理想，将来为社会和人民作出自己应有的贡献”听完后，我感触很深。我想，在今后的学习生活中，我会更加努力的学习，争取也能像他们一样为祖国为人们贡献自己的一份力量。