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水位观测
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水位,是指河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面离开固定基面的高程,以m计。水位与高程数值一样,要指明其所用基面才有意义。目前全国统一采用黄海基面,但各流域由于历史的原因,多沿用以往使用的大沽基面、吴淞基面、珠江基面,也有使用假定基面、测站基面或冻结基面的。使用水位资料时一定要查清其基面。

水位观测的作用一是直接为水利、水运、防洪、防涝提供具有单独使用价值的资料,如堤防、坝高、桥梁及涵洞、公路路面标高的确定,二是为推求其他水文数据而提供间接运用资料如Q = f (Z),S = (Z2 -Z1)/ L,水资源计算,水文预报的上、下游水位相关法等。其中Q为流量,以m³/ s计;S为比降,以千分率或万分率表示;Z2、Z1分别为上、下比降断面的水位;L为上、下比降断面的间距,单位均以m计。

水位观测的常用设备有水尺和自记水位计两类。

按水尺的构造形式不同,可分为直立式、倾斜式、矮桩式与悬锤式等。观测时,水面在水尺上的读数加上水尺零点的高程即为当时的水位值。可见水尺零点高程是一个重要的数据,要定期根据测站的校核水准点对各水尺的零点高程进行校核。

自记水位计能将水位变化的连续过程自动记录下来,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。在荷兰水文信息服务中心,从计算机屏幕上可以直接调看或用电话直接询问全国范围内各测站当时的水位,而这些又几乎都是无人驻守测站。

水位的观测包括基本水尺和比降水尺的水位。基本水尺的观测,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;依次8段、12段制等。有峰谷出现时,还要加测。比降水尺观测的目的是水面比降,分析河床糙率等。其观测次数,视需要而定。

水位观测数据整理工作的内容包括日平均水位、月平均水位、年平均水位的计算。日平均水位的计算方法有二:若一日内水位变化缓慢,或水位变化较大,但系等时距人工观测或从自记水位计上摘录,采用算数平均法计算;若一日内水位变化较大、且系不等时距观测或摘录,则采用面积包围法,即将当日0~24小时内水位过程线所包围的面积,除以一日时间求得。如0时或24时无实测数据,则根据前后相邻水位直线内插求得。

 

面积包围法计算公式

 

面积包围法示意图

根据逐日平均水位可算出月平均水位和年平均水位及保证率水位。这些经过整理分析处理后的水位资料即可提供生产单位应用。如刊布的水文年鉴中,均载有各站的日平均水位表,表中附有月、年平均水位,年及各月的最高、最低水位。汛期内水位详细变化过程则载于水文年鉴中的汛期水文要素摘录表内。

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