我的水文学实习报告

'目录第一章绪言…………………………………………………（2）一、实习目的及意义…………………………………………（2）二、实习地点…………………………………………………（2）三、实习重点…………………………………………………（2）四、实习要求…………………………………………………（2）五、实习地简介……………………………………………（2）第二章宜昌水文站的水文状况……………………………（3）一、宜昌水文站选址………………………………………（3）二、宜昌段长江水位测定…………………………………（3）三、宜昌段长江流速测定…………………………………（5）四、宜昌段长江流量的测定……………………………（6）五、宜昌段长江含沙量的测定……………………………（6）第三章三峡坝区的水文状况………………………………^（7）一、三峡大坝选址…………………………………………（7）二、三峡大坝上游水库……………………………………（7）三、三峡大坝五级船闸工作原理…………………………（8）四、三峡大坝的益处………………………………………（9）五、三峡大坝的弊端………………………………………（10）第四章三游洞的水文状况……………………………………（12）一、三游洞形成机理及简单介绍…………………………（12）第一章绪言一、实习目的及意义1、通过对长江三峡河段的实地考察，获得对河流知识的感性认识，并将其与专业理论知识相结合，加深对河流水文（特别是流速、流量、含沙量、降水量等）特征及形成过程的理解；2、通过观察宜昌水文站，理解和掌握相关数据的测定方法、形成原理及改进过程；3、实地参观三峡水利枢纽工程，了解其工作原理、三峡坝址的选择对周围水文环境等得影响，思考三峡工程建设面临的主要问题及其采取的措施；4、培养科学考察、捕获知识的能力，学会用所学专业知识解释自然界的水文状况，培养科学分析和解决问题的能力，开阔眼界，激发学习兴趣。尝试适应野外工作环境；5、增强组织纪律观念和团队协作意识，通过观赏秀丽的自然河流，培养爱国情操。五、实习地简介宜昌：在湖北省西部，闻名中外的长江三峡西陵峡畔，有一块美丽富饶的土地，她就是被人们誉为“三峡明珠·世界电都”的宜昌市。“此地江山连蜀楚，天钟神秀在西陵”。全市共辖五县三市五区（远安县、兴山县、秭归县、长阳土家族自治县、五峰土家族自治县）三个县级市（宜都市、当阳市、枝江市）五区（夷陵区、西陵区、伍家岗区、点军区、猇亭区），总人口415万人，国土面积2.1万平方公里，市区面积4249平方公里，截止2010年年底，建成区面积达103.7平方公里，市区人口133.8万人。1、宜昌水文站：-8- 宜昌水文站位于长江于流上中游交汇点(湖北省宜昌市滨江公园),是干流上中游的咽喉所在,东经111.17,北纬30.42,控制流域面积100万平方公里,占全流域面积的55%,是控制长江上游来水来沙的总控制站.宜昌水文站属国家一类基本水文站(直属于长江委三峡水文水资源勘测局),长期以来,为长江水利水电建设,水文科研,河演观测,中下游防洪预报,葛洲坝及三峡水利枢纽工程建设提供了大量珍贵翔实的水文资料。2、三峡坝区：世界第一大的水电工程，位于西陵峡中段的湖北省宜昌市境内的三斗坪，距下游葛洲坝水利枢纽工程。三峡大坝工程包括主体建筑物工程及导流工程两部分，工程总投资为954.6亿元人民币。于1994年12月14日正式动工修建，2006年5月20日全线建成。2010年7月19日，三峡大坝将迎来一次峰值在65000立方米/秒左右的洪水。堪比1998年长江三峡河段的最高峰值，这也将是三峡水库建成以来所面临的规模最大的一次洪水挑战。经国家防总批准，三峡水库于2011年9月10日零时正式启动第四次175米试验性蓄水，至18日19时，水库水位已达到160.18米。3、三游洞：三游洞位于宜昌西北7公里，是西陵山北峰峭壁上的巨大山洞。它背靠长江三峡的西陵峡口，面临下牢溪，洞奇景异，山水秀丽，是湖北省著名名胜古迹，2006年5月25日，宜昌市三游洞被列入第六批全国重点文物保护单位。第二章宜昌水文站的水文要素一、宜昌水文站的选址宜昌水文站位于长江于流上中游交汇点(湖北省宜昌市滨江公园),是干流上中游的咽喉所在,东经111.17，北纬30.42，且靠近宜昌市区。二、宜昌段长江水位测定1、根据水位标尺测定；根据指导老师的解说，水位的高度可以通过观察水位标尺来读取。并且水位标尺底端有一个起始高度，然后每个标杆的高度为1.2米，每个标杆阶梯分布如下图。宜昌水文站的水位分为高、中、低、枯，四个水位分类。水位在48.5米以上为高水位，在43米—48.5米为中水位，39米—43米为低水位，39米以下为枯水位。-8- 1、根据水位传感器测定：水位传感器的工作原理：用于导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压Po与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的Po，使传感器测得压力为：ρ.g.H，显然,用于测取压力P，可获得液位深度。水位传感器简单调校和灵活的安装办法为用户轻松地用于提供了方便。4～20mA、0～5v、0～10mA等标准信号输出办法可依据用于者的要求任意设置。水位传感器由温控器部分与水位控制部分组成，与其配套的还有电动阀前的减压装置，及用于加热的旋转式消声加热器。容器内的水位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出"开""关"的指令，保证容器达到设定水位。进水程序完成后，温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出"开"的指令，于是系统开始对容器内的水进行加热。到设定温度时。控制器才发出关阀的命令、切断热源，系统进入保温状态。程序编制过程中，确保系统在没有达到安全水位的情况下，控制热源的电动调节阀不开阀，从而避免了热量的损失与事故的发生。三、宜昌段长江流速的测定：1、旋浆式流速仪：旋浆式流速仪的工作原理是：当水流作用到仪器的感应原件旋浆时，旋浆即产生回转运动，其回转率“n”与流速“v”之间存在着一定的函数关系v=f(n),此关系是通过检定水槽的实验确定的。实验表明，当流速在0.1m/s以上时，旋浆式流速仪的检定公式为---线性关系。-8- 2、多普勒流速仪：多普勒流速仪的工作原理：水流中的细小微粒通过激光测量仪时，由于微粒的移动，根据多普勒效应，散射的光线的频率会有偏移。由检测到的散射光的频率的改变量推导出微粒或流动的速度。一、宜昌段长江流量的测定：1、流量测定仪：流量测定仪是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物联系发展的基本规律，因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此三个参数。流量测定仪二、宜昌段长江含沙量的测定：1、悬移质输沙率测验悬浮在水中随水流移动的泥沙称悬移质。测验内容包括断面输沙率测验和单位水样含沙量(简称单沙)测验。-8- 由于现有悬移质泥沙采样器不能测到临近河底的沙样，因此实测悬移质输沙率不能代表真实值，必须通过实测资料的试验与分析计算,改正实测悬移质输沙率,以便得到比较符合实际的数值。2、推移质输沙率测验沿河床面滚动、移动和跳跃的沙砾称推移质，直接进行推移质输沙率测验的方法有：①器测法，是将推移质采样器直接放在床面上采集推移质样品，这种方法应用较广。②坑测法，是在河床上设置测坑,测定推移质,只在特殊需要时采用。用器测法施测推移质，由于仪器放到床面后，改变了床面的水流结构，因而测验成果不能完全反映实际情况，必须进行修正。3、河床质测验指河床质（床沙）的取样和颗粒分析。河床质取样方法按河床组成的性质不同而异。在沙质河床，主要用采样器（见泥沙测验仪器）取样。对于卵石河床，取样方法分表层和表层以下两种。①表层样品的取样方法有：网格取样法；②表层以下样品的采集方法有：体积法。4、泥沙颗粒分析指测定泥沙样品的沙粒粒径和各粒径组的沙量占样品总量的百分比。分析的方法有：①直接法，又分尺量法和筛分析法。②间接法，是通过测定泥沙在水中的沉降速度，再根据沉降速度与泥沙粒径的关系间接推求泥沙粒径。这类方法又分为：泥沙样品在盛清水的玻璃管中沉降的粒径计法和目测累积沉降管法，其所适用的沙样粒径范围为0.05～2.0毫米。第三章三峡坝区的水文要素一、三峡大坝选址我们大家都知道，三峡大坝是建在宜昌的三斗坪地区。那为什么是建在这里而不是其他地方呢？下面我为大家简单的解释一下。三斗坪距湖北省宜昌市区40公里，这里河谷开阔，基岩为坚硬完整的花岗岩，具有修建混凝土高坝的优越地形、地质和施工条件，被瑞士一位著名水电专家称为“上帝送给中国人的礼物”。三斗坪坝址，是经过了大量的地质勘探，在两个坝区、15个坝段、数十个坝轴线中，历时24年、经由专家充分论证才最终选定的。二、三峡大坝上游水库-8- 三峡水库，是三峡水电站建立后蓄水形成的人工湖泊，总面积1084平方公里，范围涉及湖北省和重庆市的21个县市，175米正常蓄水位高程，总库容393亿立方米,形成总面积达1000多平方公里的人工湖泊。2010年7月18日三峡水库将迎建成后最大洪水堪比98年最高峰值。三、三峡大坝五级船闸工作原理三峡工程船闸全长6.4公里，其中船闸主体部分1.6公里，引航道4.8公里。三峡船闸系双线5级梯级船闸，其工程规模居世界之最。船闸上下落差达1.3米，船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度。三峡船闸闸室的有效尺度为长280米、宽34米，可通过万吨级船队，设计单向年通过能力为5000万吨。船闸的闸室是从花岗岩山体中开挖出来的，建设者们削平了18座山头，在花岗岩山体上开挖长6442米、宽300米、深68.5米的人工航道。永久船闸共有24扇人字闸门。三分之二的人字门高38.5米，宽20米，厚3米，重达850吨，面积接近两个篮球场，其外形与重量均为世界之最，号称“天下第一门”。五级船闸的工作原理：连通器原理，如果连通器中只装有一种液体,那么液体静止时连通器的各个部分中的液面总是相平的。-8- 四、三峡大坝的益处1、防洪效益　　三峡水库运行时预留的防洪库容为221.5亿立方米，水库调洪可削减洪峰流量达27000-33000立方米/秒，属世界水利工程之最。2、发电效益　　三峡水电站将安装32台单机容量为70万千瓦时的水轮发电机组（其中地下厂房装有6台水轮发电机组），外加两台5万千瓦时水轮发电机组，总装机容量2250万千瓦时，年发电量达1000亿度，将是世界最大水电站。3、航运效益显著　　三峡水库回水至西南重镇重庆市，它将改善航运里程660公里，使重庆至宜昌航道通行的船队吨位由现在的3000吨级提高至万吨级，年单向通航能力由1000万吨提高到5000万吨。称三峡工程为世界上改善航运条件最显著的第一枢纽工程当之无愧。4、世界上工程规模最大的水利工程　　①综合工程规模大。三峡水利枢纽主体（含导流）建筑物施工总工程量包括：建筑物基础土石方开挖10283万立方米，混凝土基础2794万立方米，土石方填筑3198万立方米，金属结构安装25.65万吨，水电站机电设备安装26台套、1820万千瓦。除土石方填筑量外，其它各项指标均属世界第一。　　②单项建筑物大。⑴大坝：三峡水利枢纽大坝为混凝土重力式，挡水前沿总长2345米，最大坝高181米，坝体总混凝土量为1486万立方米，其大坝总方量居世界第一。⑵水电站：三峡水电站为坝后式厂房。水电站单机容量、总装机容量、年发电量均居世界第一。水电站送出工程包括2回±500千伏直流输电，11回500千伏交流输电线路，送出工程规模居世界第一。⑶双线五级梯级船闸：三峡工程梯级船闸是世界总水头最高（113米）、级数量多（5级）的内河船闸，其单级闸室有效尺寸（长280米、宽34米、坎上水深5米）及过船吨位（万吨级船队），属世界已建船闸最高等级的内河船闸。船闸最大工作水头49.5米，最大充泄水量26万立方米，边坡开挖最大高度170米，均属世界最高水平。⑷单线一级垂直升船机：三峡水利枢纽升船机承船厢有效尺寸120×18×3.5米-8- ，总重11800吨，最大提升高度113米，过船吨位3000吨，水位变幅上游30米，下游12米等指标均超世界水平。三峡升船机属世界规模最大、难度最高的升船机。　　③金属结构居世界第一。三峡工程金属结构总量包括各类闸门386扇，各种启闭机139台，引水压力钢管26条，总工程量26.65万吨。其综合工程量为世界已建和在建工程之首。单项金属结构中，引水钢管的内径12.4米，永久船闸人字工作门挡高度37.75米，门高39.75米，运转时最大淹没水深17-35米，均属世界之最。5、发挥抗旱功能。　　下游大旱，三峡可加大放水力度增大下泄流量使抗旱局面得以有效缓解。三峡工程主要设计者、长江水利委员会总工程师、中国工程院院士郑守仁介绍说，抗旱功能是三峡水利枢纽新增的一个功能。他说：三峡工程设计时只有防洪、发电、航运和供水功能。补水功能是考虑到下游两岸的居民和生产用水，但现在看来还要满足抗旱用水。这部分水量需求比较大。五、三峡大坝的弊端1、对地质的影响：三峡大坝作为世界第一大坝，其巨大的水库容量所产生的巨大重力作用，对下面地质带的影响还是不容忽视的。水库诱发地震是水库很怕的一个后遗症，三峡蓄水到168米左右时，坝区曾经发生过一次明显的轻微震动。2009年元旦之后宜昌又发生一次明显震感的地震。所以，三峡大坝的修建对地质还是有一定的影响的。2、对生物的影响：受三峡大坝影响最明显的生物是中华鲟。作为三峡大坝的反调节水库的葛洲坝截断了中华鲟这种洄游鱼类的洄游路线。还有一个就是对白鳍豚的影响，据专家分析，现在白鳍豚的数量锐减。3、对库区文物的影响：三峡工程有600多公里的淹没范围，水位达到185米后将会有大量文物淹没在水位线以下，其中很多都是相当珍贵的历史遗迹和文物，据数据显示，只有约5%的文物被保存下来，95%的文物都将被淹没，从此在水里度过它们的“余生”。4、对生态与环境的影响：淹没耕地、改变部分景观、大量移民；还有对稀有物种、天气、库尾洪涝灾害、滑坡等，都会产生不利的影响。-8- 5、其他方面：三峡大坝蓄水之后，清水下泄，造成大坝下游长江干堤发生严重崩岸；三峡水库蓄水后，三峡大坝阻碍长江航运的畅通；三峡工程开工以来，三峡库区一直是中国社会最不稳定的地区；到2006年年初，上报批准的三峡工程移民113万人已经安置完毕，批准的400亿元人民币移民安置费已经全部用完，但是还有数十万居民要搬迁安置；所谓的排浑蓄清措施无法解决水库的淤积问题；三峡蓄水之后，水流变缓，河流的自净能力大减，三峡水库水质明显变坏，特别是过去水质好的支流河段，水质恶化问题更加严重；三峡水库正造成血吸虫病的蔓延等！第四章三游洞的水文要素一、三游洞的形成机理及简单介绍宜昌三游洞就是一个发育中的崖壁溶洞，它由地表水沿岩石裂缝和节理下渗过程中对岩石（该地为厚度很大的石灰岩）进行溶蚀而产生。洞内宽广开阔，有巨型石柱矗立于洞口，但由于自然或人为破坏，石笋、石柱、石钟乳保留不多。洞顶可见巨大的圆形孔洞，据推测可能为石钟乳脱落遗留下的痕迹。石柱表面和洞壁、洞顶都存在明显的流水溶蚀痕迹，如小突起、近圆形的凹陷等分布十分密集，石柱上犹可见湿润的下渗水流，但由于正值秋末冬初，该地降水减少，所以水流不多见，洞内大部分为干燥的灰白色粉末和沙粒所堆积覆盖。在崖壁岩石节理发育较多的地方，岩石支离破碎，加之近似水平的层理和夹层现象，地表水下渗而沿崖壁流下，触摸即有细小的岩石粉末。由此可见，在以宜昌为例的季风气候区，由于降水的季节差异，岩溶地貌发育速度受季节的影响较大，而且岩溶发育与岩石结构和构造有直接联系。地处我国湖北宜昌西北部地区的三游洞，是当地奇秀巍峨的西陵山一带的著名旅游佳地。三游洞坐落在改山北峰的峭壁之上，是一处巨型深邃的山洞，三游洞背依著名的长江三峡西陵峡口，面朝潺潺流淌的下牢溪，洞内景致奇异，洞外山水清秀，三游洞乃是湖北省内颇具名气的游览名胜以及重点文物保护之地。三游洞一带的地势颇为险峻，气候属于冬暖夏凉，洞约深三十米，宽近二十三米，高九余米，洞内可谓奇幻神妙。这里的景色绮丽动人，扣人心弦，而其中奥妙神奇之处也吸引了不少前来三游洞旅游观光的游人。走进三游洞内，您会看到这里的墙壁都精美地镌刻着古时的诗词、壁画，以及用各种字体书写的文章，由此可见三游洞的历史非常悠久，其蕴含的文化色彩及内涵也颇为浓厚，是人们学习、考察、探索的佳地。-8-'