怎样测定河流的水位、流速和流量?
陆地上的大小河流,水情都不稳定。有些常年不息地流淌,有些枯水季节断流,有些洪水季节常常泛滥成灾。为了合理的利用河水资源,就必须掌握河流的变化规律。
河流水情的变化主要表现为水位的升降、流速的快慢、流量的增减、泥沙的多少以及河水的水温和冰情变化等。水位,指一定地点,一定时间河水表面的高度。它是以某一点作为水位基面(即水位零点)进行量算的。
水位基面一般分绝对基面和测点基面两种:绝对基面是以某海口的平均海平面为标准进行计算的,我国目前河流水位都是以黄海的青岛零点为标准;测点基面是为了便于在河流上就地观测和计算,通常在观测地点最低枯水位以下半米到一米处作为零点的。
但是在应用这种观测资料时,须根据测点基面和绝对基面的关系,将其换算成统一的绝对高程。水位的涨落一般是在观测点用水尺或自记水位计进行观测的。
水位观测是水文中最重要的项目之一,其它一系列水文要素的计算均受水位资料的影响。根据不同时间水位的记录,可以绘出一条某河流的水位历时曲线,从曲线上可以清楚的看出该点全年水位变化情况:流速,指单位时间里水流前进的距离。流速在河流横断面上是不均匀的,底层水流由于受河床摩擦力作用,流速较小。流速由水底向水面递增,但水面受空气的摩擦,流速减小,而最大流速在水面稍下一点的位置。从横向分布来说,两岸流速最小,河心流速最大。纵向流速多运用流速仪(旋杯式或旋浆式)进行观测。
在小河上,观测流速最简便的方法用浮标法,即在河岸选择甲、乙两点,将浮标放入河面,测出浮标从甲点漂到乙点所需时间,量出甲、乙两点的距离,按照V=L/t公式便可求得流速,其单位是米/秒(V:流速,L:甲、乙两点间距离,t:通过L距离所用的时间)。
流量,指在单位时间里,通过某过水断面(即河流横断面)水的体积。根据某地过水断面的面积和河流平均流速,按照Q=F·V公式就可以求出流量,其单位是米3/秒(Q为流量,F为过水断面的面积,V为平均流速)。
河流水位的变化,主要由流量的增减引起的,因此水位的变化也可以视为流量变化的反映。