水文与水资源实习报告.docx
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水文与水资源实习报告
水文学与水资源学实习报告
班级:
环规12-1班
姓名:
薛筱婵
组别:
第六组
学号:
120224117
指导老师:
高甲荣马岚
一、实习目的
Ø充分了解和熟练河流流速的测量方法,河流断面流量的相关计算。
Ø参看水库,了解北京水库各总体概况及水库各部分工作原理。
Ø通过对北京怀柔区主要河溪利用方式调查,结合历史资料进行对比分析,说明河溪利用方式发生的变化及其发展趋势,为河溪生态系统功能的发挥以及当地社会、经济的可持续发展提供建议。
Ø通过对河流地貌特征和部分生物特征调查,根据迄今已有的河流评价指标体系,对调查区河流的自然状况进行综合评价,为今后生态河流整治提供依据。
二、实习意义
通过野外实习,一方面结合实际应用和验证课堂教学所学的理论和知识,加深和巩固对教材内容的理解;另一方面学习水文学各组成要素的调查方法和技能,以及综合分析观察各种水文现象相互联系相互制约的原理。
了解北京郊区河溪利用方式与评价,为以后的学习工作打下基础。
同时,通过野外实习可以锻炼自身团结合作意识与动手能力,学会组织和筹划,与老师和同学们共度一段难忘的时光。
三、实验调查方法
Ø河流的平面型态:
每100米纪录一次河流的平面型态,分为直线、弯曲、分叉三种,填于表内。
Ø河流剖面形态:
每100米纪录一次河流剖面形态,(V型、U型、梯形、不规则)
Ø水深:
在测绳的一端系上重物,(比如石头)测量河道的深度。
Ø河宽:
每100米目测一次河道的宽度,或利用河道上的过河桥用皮尺或测绳测量一次河道的宽度。
Ø流速:
采用浮标法,每隔100米测一次流速,在100米河道上选择上、中、下三个观测断面及浮标施放断面,所选择的测量河道应比较顺直,河宽、水深应该无大的变化。
上、下断面的间距一般为河宽的4—5倍,用秒表测出浮标由上断面到下断面的时间T,除以上、下断面的间距L,即为该河段的水面流速V。
浮标所测流速为水面流速,一般比断面平均流速大,所以在使用时要乘以一个浮标系数f=0.8。
因此实际流速为:
V=f*(L/T)米/秒。
Ø护坡材料:
每隔100米调查一次河道护坡的材质,如干砌石、浆砌石、土质护坡或其他。
Ø水质:
每隔100米测量一次水质情况,测量指标包括PH值、氨氮、溶解氧、磷酸盐,操作方法按照试剂盒中的使用说明操作,主要是比色法。
Ø河床底质:
目测河底材料,如卵石河床、沙质河床等。
Ø缓冲带植被宽:
卷尺测量
Ø河溪两岸土地利用方式(休憩、农田、交通、建筑等):
Ø河溪利用方式:
捕捞、养殖、耕种、修渠、引自来水、拦水坝、更改水道、修小水电、自然河岸。
Ø河岸带植被调查,与调查断面相对应的河岸带中,每隔100米设置一个10米宽的样带测量乔木,了解树种后,用塔尺调查乔木的高度,记录乔木的种类和株数。
对于灌木,设置5米宽的样带,目测灌丛的覆盖度,种类和株数。
在5米宽的灌木样带种,设置2个1m*1m草种样方,纪录其覆盖度。
最后总体估测该5m*5m样方总的植被覆盖度。
四、实验工具
Ø图件资料(地形图、土地利用等)
Ø皮尺、钢卷尺、罗盘、直尺、测绳、秒表、PH试纸、测深杆
Ø水质测定试剂盒(溶解氧、氨氮)
Ø流速仪
Ø调查表格
五、实验内容及结果分析
第一天:
Ø伯崖厂水文站参观及实地测量
(水文站标牌)(部分河貌及测流堰)
(黄师傅介绍高、低流速仪)(水塔内有自记水位计,墙外刻有水尺)
伯崖厂水文站位于北京市怀柔区的雁栖镇,是国家一级水文站,属于雁栖河流域。
水文站附近河漫滩为人工砌石地,设立有水塔、直立和倾斜水尺等测量设施,河道上游阶地建有村户,老师告诉我们:
若遇特大洪水期,上游阶地可能会被淹没。
当水位较高时(90.9m以上),使用水文缆道悬挂流速仪或浮标法测量。
和蔼的黄师傅告诉我们是一个个基本水文站构成了国家的基本战网。
水塔通过联通器原理、用电子感应装置将自记水位计测得的数据传到二级阶地的控制室里的电脑中。
接着,黄师傅向我们展示了多种流速仪:
一种是用旋杯式流速仪(俗称高流速仪),用于水位较低、流速较小时,其测量范围为0.018~0.5m/s,测量精度较高。
使用时,通过电线与计数器相连,水流通过旋杯,旋杯转一圈计数器响一次,由一段时间内响的次数计算流速。
另一种测速仪是旋桨式流速仪(俗称低流速仪),原理与旋杯式流速仪类似。
在水位不太高而流速较快时使用,旋桨二十圈计数器响一次,主要测0.5~10m/s之间时的水流速度,且受水中流动的沙石影响较小,
0.57m1.50m1.50m1.48m1.49m0.528m
54321
0.3m0.304m0.32m0.32m0.234m
河流断面图如上所示。
本组选择的观测断面河道平直、通顺、水流平稳、断面稳定。
流速仪法测流速:
因河宽约为7m,故设定五个点测速。
测速垂线选好后,在每根测速垂线上选择测点测定流速。
因水深<1.5m,采用一点法。
对于测深垂线起点距,本组因仪器不够故选用皮尺测量。
用旋杯式流速仪测得垂线流速Vm1=0.028m/s、Vm2=0.018m/s、Vm3=0.033m/s、Vm4=0.038m/s、Vm5=0.028m/s。
则部分平均流速
V1=a左*Vm1=0.7*0.028=0.0196m/s
V2=(Vm1+Vm2)/2=0.023m/s
同理,V3=0.0255m/s、V4=0.0355m/s、V5=0.033m/s
V6=a右*Vm5=0.7*0.028=0.0196m/s
部分面积:
S1=0.528*0.234/2=0.06177m2
S2=(0.32+0.234)*1.49/2=0.41273m2
同理:
S3=0.4738m2S4=0.468m2S5=0.453m2S6=0.0855m2
总面积A=S1+S2+……+S6=1.9548m2
断面流量:
Q=q1+q2+……+q6=V1S1+……+V6S6=5.6m3/s
断面平均流速:
V=Q/A=5.6/1.9548≈0.0286m/s
浮标法测流速:
本组选取一轻盈叶片为浮标。
测流开始,在上观测断面上游10米左右处设浮标投放断面,当浮标到达上观测断面时开始计时,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S。
测流前对测流面进行长度测量L。
浮标法测得的流速V=L/S。
本组测得:
V浮=9.41m/235s=0.040m/s
综上,本组选用浮标的浮标系数f=V/V浮=0.0286/0.040=0.71,符合标准,故操作正确。
Ø参观怀柔水库
当天下午水库人员向我们介绍了怀柔水库的流域概况、水文特征及工程效益。
怀柔水库于1958年建成,水库有一个主坝和四个副坝,主坝长1088米。
库容9670万立方米。
怀柔水库属于海河流域中的潮白河水系,水库上游分南支和北支,分别为怀九河和怀沙河,水库就位于两支交汇口处,水库往下流入怀河,怀河汇入潮白河,潮白河的水再汇入海河并最终流向大海。
作为南水北调配套密云水库调蓄工程(起点为团城湖调节池,终点为密云水库,全长103公里,主要是通过京密引水渠向密云水库反向输水,回补水源)的中间节点,怀柔水库起着重要的调蓄作用。
年向首都供水3.6亿立方米,怀柔水库成为首都水资源基地之一,北京人所饮用的水中1/3都来自那里。
怀柔水库建成后,灌溉怀柔、顺义、通县农田130万亩。
其水量丰沛,水域宽广,风光秀丽,在北京水利建设史上,占有重要位置。
它改善了县城的环境,使县城依山傍水,空气湿润清新,具有全国县城少有的独特环境。
为了保护它良好运作,水库并不对外开放,这次能亲眼看到水库壮观的景象,我感到很兴奋。
第二天:
Ø白河水文调查测量
白河干流从延庆后山大北沟东约1公里处进入怀柔境,由宝山寺乡西帽山村变东西流为南流,至渣汰沟门有菜食河汇入,河床渐宽,形成数十里的白河大川,经宝山寺有天河汇入,至汤河口有汤河汇入,过后安岭往东形成一个接近360度的大迂回,于双文铺东琉璃河汇入,过白河北、青石岭至东峪沟门出怀柔境。
我组调查区域属于白河中上游,我组沿顺流方向前进,大约每隔100米取一点调查河流的宽深、弯曲度、溶氧量、氨氮含量以及河岸带上选取的10*10的样方特征等数据,调查部分结果及分析如下:
由于河水较宽,且无桥梁,故河宽基本都是通过目估粗略得出;河深则用一根比较笔直的枝干插入水中,待触到河底时取出,测量枝干上被水沾湿部分的长度。
由上图可以看出,河宽与河深变化基本不规律,这说明河道基本没有经过人为改造。
此外,因为去时正值枯水期,因而河深普遍较低,整个测量河段,水深变化幅度较大。
在第3个点突然变浅,第6个点时突然加深也反映出人为改造程度轻,自然坡度使然。
相反。
河宽是缓慢变宽的,水流变缓,携带能力变弱。
本组PH值通过取水样,利用PH试纸测得。
通过上图可看出,PH值在7上下小范围波动。
自然河水的PH值大约在6.5~7.5之间,可见,本组测量河段水质良好,可能因各样点周边土地利用方式不同导致呈弱酸性或弱碱性。
溶解氧、氨氮和磷酸盐含量均利用试剂盒测量,取水样并按步骤滴入指定试剂,经过一段时间的反应与混合后,与标准比色卡对比得出数据。
溶解氧量波动比较明显。
溶解氧在1~3之间波动,1点和4点可能温度较高,所以溶氧量较小;而5点穿梭于较茂密的森林中,气温较低,故水中溶氧量偏大。
7个点的氨氮和磷酸盐含量均较低,几乎为O。
说明本组测量河段接近自然状态,人为干扰度较小,水质优秀。
浮游藻类覆盖度数据基本由目测得出,均基本为零。
可见当地水质受污染程度较轻,农田灌溉合理,未造成N、P含量超标。
由观察看出本组测量河段水量较大,因此水内部自净能力也较高,能在一定程度上抑制浮游藻类的生长。
本组测量河段第一个点有一心滩,故右岸缓冲带起始宽度较小。
随着心滩逐渐被大片的芦苇滩取代,右岸宽度开始逐渐变宽。
而左岸从一级人工砌石慢慢开阔,随着我们的前进,依次出现了原生林、农田、公路。
缓冲带多样性通过统计样方内各种植物得出。
可看出河流下游的植物种类在逐渐增多,因海拔和温度越来越适合小型灌木和草本生长。
本组测量河段的河岸坡度基本靠目测。
上游河道较窄,流速较宽,且上游河岸边有心滩,造成河岸坡度较大,越往下游走,坡度越小,河流流速也减缓。
白河日期:
4.18小组编号:
6填表人:
夏鑫、胡杰克、项毅新天气:
晴
样地编号
乔(10*10)
灌(5*5)
草(1*1)
备注
种类
株数
树高(m)
胸径(m)
到河岸的距离
种类
株数
盖度%
左(m)
右(m)
1
杨树
3
11.3
0.0638
2
20
无
0
30
2
杨树、柳树
5、1
10
0.066
2
23
未知
8
30
3
杨树
12
17
0.101
4
20
无
0
60
4
杨树
14
17
0.178
4
23
无
0
10
5
杨树、柳树
4、1
18
0.18
1
11
无
0
5
6
杨树、杏树
3、1
22、3.2
0.178
6
20
无
0
8
7
杨树
3
21
0.175
3
22
未知
1
60
由样方特征表可看出:
白河流域中此河段周围主要以杨树为主,灌木草本较少。
可能由于杨树的高度使得它吸收更多光照,占有些许竞争优势。
综合所有组的调查结果,从河岸护坡状况、河道形态、河道冲刷/淤积、河流平面形态、河流断面形状等方面来看,从上游到下游水质环境是在逐渐变差的。
这来自于人类活动(包括农田灌溉、旅游往来)对白河造成的小面积污染,但由于活动强度低,范围小,因此对白河的自然生态环境并未产生严重破坏。
另河床底质为岩石、砾石、卵石等,河岸带大部分均为原生林,接近自然状态,且不含堰、坝、闸等工程,综合评价指数较高。
从目前来看,白河的水质良好,但生物多样性偏低,这为白河流域的发展提供了发展方向。
我想管理人员应当注意保持水质,严禁过度开垦、消减植被等行为的发生。
在白河还具有较强的自我调节能力的时候,人们应为进一步提升水质,保护自然环境贡献自己的一份力量。
五、体会与思考
第一天的测量工作比较轻松,通过对一项项数据的测量,我对测流速的方法有了更深切的理解和体会。
对水文站和水库的参观学习让我了解到书本上不曾学到的实际水文情况,我也明白北京水资源十分有限,节约用水迫在眉睫。
第二天观测工作较繁重,测量数据量较大。
此时,明确的人员分工是实验成功的关键。
组长安排身强力壮的男生们拉皮尺、测样方特征;心细的女生负责测溶氧量、PH等化学指标及河宽、河深等河流特征数据。
两方同步进行,及时汇总,团队合作既清晰又效率,我们在短短三个小时内就完成了7个样点的测量,收获颇丰。
两天的水文学实习时间虽不长,但通过实地观察测量,我认识到:
实践出真知。
繁重的水文工作是极其不易的,我们要在体谅水文工作者的同时主动节约用水,才能更好的保护我国水资源。
另在整个过程中我和我的队友拥有的美好回忆,也是此次实习的价值所在。
最后,感谢高老师和马老师的实习指导以及在调查过程中各位学长学姐的帮助,这次的实习很难忘!
实验记录表附下:
白河日期:
4.18小组编号:
6填表人:
高岩、张楚若天气:
晴
河岸带宽度
样带1
样带2
样带3
样带4
样带5
样带6
样带7
左岸(m)
51
58
46
64
162
180
100
右岸(m)
2
3.5
10
15
20
12
20
河岸带植被组分结构特征
0无乔灌木
1零散分布
2均匀分布
3成簇分布
4半连续分布
5连续分布
左岸
4
4
2
2
0
1
5
右岸
5
5
5
5
1
4
5
优势树种
杨树
杨树、榆树
杨树
杨树
草本
杨树
杨树
树高
左岸
6
16
18
25
0.3
3
10
右岸
7
13
15
20
5
10
10
幼苗
左岸
右岸
1原生林
2人工林
3原生草地
4牧场
5农田
6居民点
7城市
8工业
9旅游区
10道路
河岸带土地利用类型
左岸
2
1、2
2
2
5
5
5
右岸
1
1
1
1
1
1
1
河岸带周围土地利用类型
左岸
10
10
10
10
10
10
10
右岸
1
1
1
1
1
1
1
类
因子
属性
备注
河床底质
人工化
浆砌石铺底
半人工化
近自然材料铺地
保持自然
岩石、砾石、卵石、粗砂、淤泥等
√
横向拦挡建筑物
影响径流、泥沙和生物连续性的工程或行为
堰、坝、闸、涵洞等工程或人为取水等(注明其高度,是否有跌水)
河岸的改造
保持自然
无石质护岸工程,保持自然
受宽型护体工程的束窄
一岸或两岸建有石质护堤工程,距水体较远,部分束窄河流空间,但影响较小
√
受窄型护体工程的束窄
一岸或两岸建有石质护堤工程,距水体较近,部分束窄河流空间,但影响较大
外界胁迫因子
取水
有/无
有
污水排放、垃圾倾倒
有/无
有
河道侵占
有/无
无
采砂
有/无
无
各点局部图:
点一:
点二:
点三:
点四:
点五:
点六:
点七:
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- 水文 水资源 实习 报告