水文学

《水文学》

实习报告

水文学实习报告

实习时间：2011年11月26日-2011年11月28日

实习路线：南宁—龙州—法卡山烈士陵园—夏石树木园板晓生态圆—龙州两河交汇处—龙州水文站—塘巧地下河—龙州左江第一湾—崇左左江沿岸—日月潭

实习目的：通过野外实习，进一步掌握河流水文、海洋水文、水库水文等基本特征。地表水的分布、循环、运动等变化规律。地下水的成因、分布、运动和动态与平衡规律。

实习地点：水口河和平而河交汇处、北仑河河口

平而河位于凭祥市以北约28公里处，平而河源于越南北部的奇穷河，从平而关入境，水口河也是发源于越南，于水口镇入境，两河在龙州交汇，称为左江。我们站于两河交汇处的河岸处，所看到的现象如图：两岸的植被大多是竹子，河漫滩上的植物是长得不均匀，有些地方很茂

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盛，而有些地方是长得稀稀疏疏的，从这些稀疏的地方可以知道当是洪水期时，水位较高，将这些河漫滩上的植物淹没。再看两条河的交汇处，平而河的流速流量较大，而相对的水口河的流速较慢，流量也较小。当河流的流速变小时，所携带的泥沙也相应的沉积下来，当我们面对于平而河时，在我们的左边对岸有一个江心洲这个江心洲的形成原因是，水口河的流速小于平而河，水口河绕弯回流，主流加速，冲蚀于右岸，而在左岸回流，回流后流速变慢，在左岸慢慢地沉积下来，造成了左岸河道展宽，逐渐形成。在我们站的后面也是一块较大面积的河漫滩，河漫滩是在河流发育到一定阶段后，旁蚀作用占主导地位河谷不断展宽，为河漫滩发育奠定了基础，分布在河床两侧洪水时被淹没的平整的地面。在河漫滩的进河床地带，由于水深突然变小，阻力变大，流速变小，挟沙量降低，使泥沙沉积下来，形成贴近河床并与河床平行的沙堤。河床在观察河水的流动情况状态时，看到河流中，时不时冒出气泡，这些气泡是因为流态的变化，空气以溶解、半溶解状态吸入水中，所以会看到这些水泡。在北仑河口，因为河口具有两种介质、三种作用、双向水流、快速沉积和生物生产率高的特点。河水通常为淡水，它通常为酸性或接近于中性，而海水通常为咸水，而且通常为碱性，河水和海水在水口相会，出现了特定的现象。比如，密度大的海水沿着床底侵入河口变成盐水楔，有时密度比较小得河水浮在海水之上成为平面射流，可以向海运相当一段距离，将悬浮质的泥沙带到口门外的很远的地方。在河口地区是双向水流。并且这种双向水流还不同于一般的海岸带。通常情况下，河口地区的涨潮流由于受到径流的顶托，其流速有所减少，涨潮时历时缩短，潮位升高，落潮流由于与径流向一致，相互叠加，其流速有所增大，历时增加。在北仑河口处生长着一大片的红树林，生长在淤泥滩上，这里的红树林红树林以灌木为主，并有少量乔木，树下是淤泥，草本植物较少甚至没有，有气根，能抵抗波浪侵蚀并把盐分排除掉，所以它耐盐。在泥滩下有螃蟹、跳虾等动物，还有独特的鸟类。红树林泥滩在潮间带（最高最低潮位间）生长着红树科半红树科的耐盐植物，它与其他系统不同，因此是一个独立的生态系统，其生态保护具有多样性。

实习地点：金滩、怪石滩

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从江平到金滩的途中，发现有离岸堤，所谓离岸堤是指受波浪作用，在波浪破碎的地方，泥沙沉积下来，不断沉积，高出水面会形成与海岸平行的沙堤但未与之连接的沙堤。离岸堤跟海岸之间便是泻湖，离岸堤形成之后，泻湖发生沉积，随着泻湖的沉积不断增加，生物活动也增多。当泻湖沉积当一定程度便被沉积淤满，海水退出来，陆地就往海有推进了一大步，这便是陆进海退现象，江平海积平原就是这样形成的。怪石滩景：如图

金滩两端和中端属于侵蚀后退，而且后退的速度很快。其东端淤积，形成沙嘴。沙嘴主要是沿岸流带着泥沙向凸岸或者夹角向外堆积，所以沙嘴的夹端的方向往往是泥沙运动的方向。这个沙嘴很大也很明显。沙嘴指向向东，但稍微向东北偏点，就说明西南风跟西南方向的波浪是存在的。到怪石滩时，我们正碰到涨潮时候，潮汐是海水运动的周期性涨退现象。海洋的潮汐是由月球和太阳的引潮力引起的。就地球而言，作用其上的力有两个：一个是月球对地球的吸引力，一个是地球绕地月公共质心做平均运动时受到的惯性离心力。这两个力是引起潮汐的原动力。

实习地点：那板水库

那板水库建于1959年，1960年建成，大坝长313米，宽8米，高59米，坝顶的宽度为8米，坡度为1:2.5。坝的兴利库容，即溢洪道所能承受的量是4.28亿立库容。防洪库容，即大坝的最大承受量是8.32亿立库容。那板水库是国家大二型水库，也是广西主坝第三大的水库。建设副坝的主要目的是蓄水，为把水存贮而建，因那板水库的位置较好，因此不用建副坝。

那板水库所在的地区年均降雨量约为1700mm。正常水位为220.57m，从分水岭导水库的积水面积为490平方公里。由于水库建在岷江上游并处于十万大山的北面，所以蓄水面积不大，它随着水位的上升或下降而改变。那板水库的死水位为209.57m，低于死水位的库容称为死库容，死库容里的水放不出去，是用于蓄沙。在死水位和正常水位之间的库容称为死库容。

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那板水库的大坝中心是用黄泥土建成的，坝的这个部分叫粘土心墙。粘土心墙具有防渗的作用，黄泥土的防渗性很好，经过人工或者机械的夯实，用机械将其运过来，作为一个防渗墙。沿着大坝的轴线，其两边都是一般的土。

大坝有30个观测孔，这种渗漏的观测孔叫做浸润线观测。浸润线的情况和坝的水位有一定的关系。有些情况日常可以用肉眼来观察，那些肉眼无法观测的变化就用

仪器来观测，加上日常观测。坝的基本观测包括水平位移和垂直位移的观测以及浸润线观测。那板水库的大坝没有装地应力的观测。

那板水库的溢洪道由232.57米，高度越高，它的防洪能力也越高，当洪水高到堰顶的时候，高出的部分就会自动流出。有些溢洪道有闸门的，有些是无闸门，考虑到做闸门的工程量和投资都很大，那板水库的溢洪道就不设有闸门了。

溢洪道由平段、斜坡段和消能段三部分组成。如果没有消能段，坝堤就会被冲刷，不稳定。所以将流水的冲击力和能量集中在消能段消能后再排出去。

大坝的稳定性、安全性具有重要作用，因此要时常对它进行观测。大坝刚建成时，将大坝顶上的观测点连接起来后呈一条直线。如果这个坝受到压力或者地壳的变形，变形以后它的每一个点的受力不同，或者往外压，或者沉降，幅度不一样时点位就会呈现曲线状态，如果曲线的弯度超出了这个大坝的允许范围就会有危险。对点位需要用经纬仪、水准仪等仪器来进行水平位移和垂直位移的观测和测量。判断大坝的稳定性。

建设那板水库的目的共有三点：第一，用于防洪。水库未建成时，上思县城年年被水淹的，自水库建成后就没有被淹过了；第二，用于灌溉，服务当地农业，灌溉面积约为5万亩；第三，用来发电，为了发电建了两个引水隧洞，电站的装机容量是1.26万kw，有四台机子，发电量是4200万千瓦时左右。

实习地点：龙州水文站

龙州水文站是一个百年老站，是广西的第一个水文站，当初是由英国海关修

建，因为当时是通航的，货物等东西要往越南，所以须建水文站，测当时的水位、

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流速、流量等。龙州水文站历史比较悠久，其观测的项目随和社会的发展越来越多，以前

的观测内容就相对简单些，主要是水位、水温、流量、流速。随着我国经济发展，观测项目越来越多，包括含沙量，但原来与气象同步的一些项目取消了，例如气压、风速等。以前的设备落后，每次测量都要人工观测。但为了国家的建设，水文工作者一代接着一代，不惜劳苦地进行科学研究。随着国家逐步强大，经济的快速发展，国家富强，因而各方面的仪器得到更新，测流量的仪器由人工的换成缆道测流，再到现在的在线测流，仪器越来越先进；还有以前测雨量是由人工操作的，工作人员必须每五分钟量一次雨量，然后对观测到的数据进行编报，再发报，辛苦且麻烦，而现在好了很多，从自记雨量改进到自动化，可以自动记录自动发报，不再用人工观测，在南宁就观测看到各个雨量站每天的雨量，甚至在国家防办、水利部都可以接收到信息。所以，水文发展越来越好。

在龙州水文站我们经过工作人员的介绍，也了解了水文站的一些日常工作。首先是要测量水位的高低，现在龙州水文站测水位的有两种测试方法，一个是人工的测量，即，利用水尺。另一个是自动测量水位器。自动水位器完全是自动化的，利用电脑技术，自动传输数据。

这是铅移，用来测量流量。还有一个是测流速器，有一个叫做铅鱼的器物，将流速仪放进铅鱼去后，带到河里，再进行测速，经过断面的流速。每年测2次（年头、年尾），大面积的流速会变，特别是洪水后，有淤泥后面积变小，水位抬起。就像黄河淤积后，最高处达三层楼高，因此建大坝就是为了给黄河排沙，使其自然流走，若马上挖下去易引起崩塌，这就需要水文的支持。流速仪有操作台操作。测量水深为0.2h、0.8h；若低于1.5m水深时，测0.6h（一点法）；两点的取值，取平均数才能代表断面的流速；有些像在岸两条垂线要测三点的，一方面是因为水深，另一方面水流紊乱（受岩石阻挡）。为什么不直接放，而是用铅移呢？因为铅移是重物，它将流速仪带下去可防止被水冲走，否则流速仪测量时，测量结果不准确。还了解到水文预报所包含的内容：降雨量、植被、土壤干旱程度。比较好的方法上游公布的流量报到下游。现在一个教授提出一个新安江模型。一个地方一个流域有不同的植被，不同的土壤，达成的径流也不相同。怎么推算呢？拿一个网格起来，一格有怎么样的土壤，怎么样的植被，然后归类，数格，哪格比较湿润、植被比较好。现在预报慢慢转变成模型的关系，用人工预报相对没有那么准确。水文的计算进位采取“四舍六入五单双”的原则。

实习地点：板晓生态园、塘巧地下河出口、日月潭

在板晓生态园内一个地下水出露的地方（泉水的露头）。观察周围的地层，可

以发现地层有四层，最老的是石炭系的灰岩，接着是二叠系的灰岩，三叠系的碎

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屑岩、泥岩，新第三系的泥岩、页岩（同南宁市附近岩层）。构造：岩层走向基本上是北东东南西西，岩层接触面上有两条平行的断层，断层走向大致也为北东东南西西走向。石灰岩的裂隙、溶隙发达，所以可以形成含水层；泥岩、页岩具有很好的隔水能力，所以可以形成隔水层；我们所见断层为逆冲断层，即石炭系和二叠系的岩层被逆冲到到上面，而三叠系和新第三系的岩层反而被压在下面。所以就形成了含水层在上面，隔水层在下面的地下水出露的有力构造。我们所在点位于二叠系合三叠系岩层的接触面上，老师说：根据之前的实地考查这里还有更大的泉点，是位于石炭系和二叠系的岩层接触面上的。因此这里其实是一个发育的泉水群，而不单单只是眼前的这个点。我们已经从区域地质情况了解了这里的地下水活动情况，再通过实地考察泉水的物理性质和化学性质就能更好地了解这里地下水的特点。再看泉水时可以看到，在看到水面有气泡向上冒，可以知道这里的泉水是上升泉。

尾弄屯地下河出口附近的现象：看到的大都是岩溶现象、喀斯特现象，地貌上叫做漏陷地貌，漏陷地貌主要是漏斗、落水洞、斜井、竖井及地下河的天窗，大部分的落水已经干涸，有混浊的大水潭和干枯的沟谷，初步判定是落水洞是因为洞里有大块的石灰岩。从塘巧到这里至少有四个落水洞，且落水洞的方向基本一致，都向北，且连成一条直线，在地貌上把这些落水洞叫串珠状落水洞。 这些呈线状、有规律的分布现象说明落水洞是沿着断层带发育的。断层带特别容易发生于落水洞的原因是断层带比较破碎，进而破碎就产生溶蚀作用，同时有串珠状的落水洞说明地表水是通过这些落水洞流到底下，并连成一条直线，我们就按照这样的原理推断地下有一条地下河沿着断层带分布。另外，老师叫我们在野外怎样找地下河的出口：就如这次找地下河出口：注意到我们所经过的村子的地表情况，基本上是下坡的，这是我们寻找地下河的依据，也证明了我们的判断是正确的。那么怎么样判断落水洞？如果直接有地表水流进去，我们可以直接判断它是落水洞，而现在处于旱季，不能看到地表水流进去，那么我们仍然能够推测，第一，落水洞处会有潮湿的地方，或者是被水淹过的痕迹，第二，此处的周围有地表河，加上我们知道喀斯特地方是没有地表河的，而地表水只能通过地下排出，所以凭这两点我们可以初步判断它是落水洞。水潭从表面看是平静的，但其实还是流动的，从水面的一些漂浮物和不断涌上来的水泡可以看出水是流动的。水为什么那么清，水色跟水面是跟水的颜色是两个概念，水色是辐射到水里面的光的颜色，水面的颜色是反射光的颜色，比较干净的水里面的悬浮物比较清澈，基本

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上都是溶解在水里面的溶质，因此它反射的主要是短波，所以水色看起来偏蓝，如果里面含的悬浮物质比较多，则偏黄色。看水色应该背光往下看，然后拿水色剂对比一下看是什么水色。岩溶区的水它的水质一般是碳酸氢根钙型水，里面含的碳酸氢根离子较多，阳离子一般为钙离子较多。在石灰岩地区，含的碳酸氢根较多。这是一个天窗，岩层为厚层灰岩。

日月潭是一个大型的地下河出口，其实我们进去就是在它的饱气带位置，是通过人工拦坝来蓄水，洞穴可分为两部分 ，一部分是狭窄的，长度比宽度大，另一部分宽度比长度大的，叫溶洞的厅堂，溶洞一般分为两部分，蓄水的地方很宽，我们把它叫做溶洞的厅堂，用它拦坝蓄水，跟大龙洞差不多，只是大龙洞是地表的，这个是地下的溶洞的发育过程，首先是裂隙不断地溶蚀，不断扩大，连成有统一的水质，统一水面，就形成了地下河，地下河形成后不断扩大，不断加强，最终地下河排到地表。地下河发育分为几个阶段：1、地下河全部充满水，意味着地起要高于洞道2、地下河形成后随着地壳的抬升，地下水不断下降，有一半空道高于地下水位，这一半即充气。在洞里水中看不到气泡，有人说不是地下水，其实，这种现象是跟它的上游补给有关，地下水的补给来源有：一，降水入渗补给 二、地表水入渗补给 、三、地下水的人工补给 四、相邻含水层的越流补给、 五、增加侧流补给

地下水对我们有着重要的意义所以我们要合理的开发利用地下水：一、建立节水型的社会经济结构 二、开展地下水人工调蓄，开发利用地下水库 三、排挤结合和跨流域调配水资源 四、污水资源化 五、防治污染，保护水质 六、调整供水水源结构，实行分质供水与水的循环使用 七、调整产业结构，优化区域生产力布局 八、加强水资源管理开发的科学研究。

测流速

使用旋浆式流速仪测水的流速，旋浆式流速仪是由测流杆、流速仪和浆头组成。我们测的地方水深0.6m，要将流速仪固定在33.6cm的地方，把浆对着水流方向，使水流冲击浆，浆上的两条线接到电铃上，浆每旋转20下电铃响一次，测量时间超过100s时摁下秒表，记下这时间内电铃响的次数，运用公式将该点流速算出来。公式：V=0.2522n／t +0.0104 ，求出该点的流速看做平均流速测流量。流量不能直接测出，要通过计算才能出，流量=平均流速×过水断面面积，已知断面宽为4.5m，河流深度为0.56m。则根据已知条件和测出的点的流速即可

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求出流量。

测水位

目前水文站中水位的测量已实现自动化。但是我们在龙州水文站时是通过观看水尺来测水位的，我们测的水尺读数是0.65m，而珠江海平面的零点高程为106.354,所以当时测的水位是 106.704m.

实习总结：

参考文献：《现代水文学》、《水文学》 《水文地质学》、《地下水资源》

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