雨量站 控制面 权重 及编号 积 fi(km2) wi(=fi/F) N1 2.2 N 2 1.79 N 3 2.35 N 4 1.68 N 5 1.97 N 6 1.77 N 7 2.83 N 8 1.58 N 9 1.33 N 10 2.5 全流域 F 20 全流域降水 mm 总雨量 mm 13-14时 时段雨量 14-15时 15-16时 16-17时
图2.1 某一水文测站图
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。只观测上述项目中的一项或 少数几项的测站,则按其主要观测项目而分别称为水位站、流量 站(也称水文站)、雨量站、蒸发站等。
根据测站的性质,河流水文测站又可分为：
（1）基本站：是水文主管部门为全国各地的水文情况而设 立的,是为国民经济各方面的需要服务的。 （2）专用站：是为某种专门目的或用途由各部门自行设立 的。
wiPi
实验二 水文测站与站网（4学时）
内容提要 • 1.水文测站的内容和分类； • 2.水文站网的定义和布设原则； • 3.水文测站的设立； • 4.收集水文信息的基本途径。 学习要求
• 掌握水文测站和站网的定义、布设原则和 内容以及水文信息收集的基本途径。
一、水文测站
•在流域内一定地点(或断面)按统一标准对 所需要的水文要素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2.1）。
水文学实验指导
（西华师大地理科学专业） 许武成
实验实习一
降水资料的整理
（必做，3学时）
一、实验实习目的
• 1.掌握绘制降水过程线 • 2.掌握绘制降水累积曲线 • 3.理解并掌握面降水计算方法
二、实验内容
1. 降水过程线
• 降水过程线：指以时间为横坐标，降水量为纵坐标 绘制成的降水量随时间的变化曲线。可用降水量柱 状图或曲线图表示。根据每日降水量可绘制逐日降 水量过程线，根据每月降水量可绘制逐月降水量过 程线，根据历年降水量可绘制逐年降水量过程线。 逐日降水量过程线大都不连续，因为在一月内或一 年中不是每日都有降水。常用逐时降水量过程线 （雨强过程线）反映暴雨过程。
基本水尺的观测是分段定时观测。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；有峰谷出现时，还要加测。
图1.1
降水量累积曲线
3. 面降水的计算
对于一个固定区域内的平均降水量，常采用算术平均法、泰 森多边形法（垂直平分法）、等雨量线法和客观运行法（距 离平方倒数法）进行计算，其主要计算方法和步骤如下。
（1）算术平均法
多用于地势起伏不大，雨量站分布稠密且分布均匀的地区， 即每个雨量站控制代表相同面积区域的降水量，计算公式如 图1.2所示，P为一个区域的平均降水量，P1~Pn为各个雨量 站降水量，n为雨量站数量。
这两类测站相辅相成，专用站在面上辅助基本站，而基本站
在时间系列上辅助了专用站。
二、水文站网
• 因为单个测站观测到的水文要素其信息只代
表了站址处的水点布站观测，
这些测站在地理上的分布网称为水文站网
（如图2.2和2.3）。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。
断面面积 53.7 62.9 143 90 224
674 459 591 328 417 910
平均流速 0.96 1.27 1.66 1.27 1.77
2.7 2.37 2.56 2.08 2.14
流量 51.5 80 238 114 397
1820 1090 1510 681 892
实验四 水位观测与水深测量
月 降 0.1 水 量 （ mm ）
351.3 25.3
完成并回答下列问题：
（1）在同一坐标纸上，绘制该流域全年的月降水量和累积降水量曲线。 （2）在同一坐标纸上，绘制该流域全年的月降水量，计算全年降水量.
2. 某流域面积20.0km2，设有10个雨量站，各站控制面积与一次实测 降雨过程列入下表中。求：（1）本次降雨的流域平均降雨过程和总降 雨量；（2）在同一坐标图中，绘制时段平均雨强过程线和累积降雨量 过程线。
收集水文信息的基本途径可分为： (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 一要素(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、考证等手段进行收集水文信息 的工作。
实验实习三 水位资料整理
（必做，3学时）
1、下表是某日水位观测数据，求日平均水位。
时 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
水位(m) 3.21 3.14 2.96 3.02 3.21 3.34 3.56 3.89 4.15 4.37 4.46 4.78
时 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
（4学时）
内容提要
1.水位的定义和使用的基面； 2.观测水位的设备和方法； 3.日平均水位的计算； 学习要求
掌握水位观测的设备、方法和计算日平均水位的两种计算
方法。
一、水位
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有下列4种： (1)绝对基面：将某一海滨地点平均海水面的高程定为
图4.2 直立式水尺分级设置示意图
2.自记水位计
图4.3 各种型号的自记水位计
自记水位计（图4.3）能将水位变化的连 续过程自动记录下来，不遗漏任何突然的变 化和转折，有的还能将所观测的数据以数字 或图像的形式远传室内，使水位观测工作趋 于自动化和远传化。
（二）水位的观测
（南充水位站观测）
水位的观测包括基本水尺和比降水尺的水位。
• 水文测站一般应布设基线、水准点和各种 断面(图2.4)，即基本水尺断面、流速仪测 流断面、浮标测流断面、比降断面。
图2.4 水文测站基线与断面布设示意图
(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。
1 P f
fP
i 1 i i
n
图1.4
计算公式如图1.4所示，fi为相临等雨 量线之间区域的面积，Pi为相临等雨量 线之间的平均降雨量，f为观测区域总面 积。
等雨量线法
三、实习实验完成成果
1. 下表是某流域1953年水文站的降水资料：
月 1 2 10.0 3 7.1 4 9.5 5 53.9 6 74.1 7 189.6 8 9 10 4.7 11 19.6 12 1.5
水文测站的设立包括选择测验河段和布设观测断面。
1.测验河段的选择
在站网规划规定的范围内, 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)。
2.观测断面的布设
水位观测的常用设备有水尺和自记水位计两类。
1.水尺
按水尺的构造形式不同可分为
直立式、倾斜式、矮桩式与悬锤 式4种。其中应用最广泛的是直立 式水尺，如图4.2所示。 观测时记录水尺读数，水位按 下式计算： 水位 = 水尺零点高程 + 水尺 读数 式中，水尺零点高程是指水尺 板上刻度起点的高程，可以预先 测量出来。
水位(m) 4.91 5.04 5.41 6.10 6.03 5.97 5.81 5.64 5.32 4.91 4.68 4.37
2、绘制水位—流速、水位—流量 关系曲线，并将高水位延长
水位 322.09 322.36 323.37 322.69 324.07
328.35 326.48 327.7 325.23 325.98 330.6
fi wi f
P wi P i
i 1 n
图1.3
泰森多边形法
（3）等雨量线法
• 一般说来是计算区域平均雨量最完善的方 法。优点是考虑了地形变化对降水的影响， 因此适用于地形变化较大（一般是大流 域）、流域内又有足够数量的降水观测站。
计算步骤如下： 步骤1：绘制等降雨量线 步骤2：求出两条等雨量线间 的面积和平均降雨量 步骤3：计算
2. 降水累积曲线
• 以时间为横坐标，纵坐标表示自降水开始到各时刻降水 量的累积值，如图1.1所示。 • 自记雨量计记录纸上的曲线，即是降水量累积曲线。 • 降水量累积曲线上每个时段的平均坡度是各时段内的平 均降水强度，即 • i=ΔP/Δt （1-1） • 如果所取时段很短，即Δt→0，则可得出瞬时雨强i，即 i=dP/dt。即累积曲线上任一点的斜率就是该时刻的降水 强度。 • 如果将相邻雨量站的同一次降水的累积曲线绘在一起， 可用来分析降水的空间分布与时程的变化特征。
图1.2
算术平均法
（2）泰森多边形法
如区域内的观测点分布不均匀，采用泰森多边形法计算
平均降水量较算术平均法更为合理，用不同的雨量站代
表不同面积区域的降水量。操作步骤如下（图1.3）： 步骤1：连接各相邻雨量站 步骤2：作垂直平分线 步骤3：连接各垂直平分线交点 步骤4：计算