水文測(cè)驗(yàn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)

1、- - 30 - -水文測(cè)驗(yàn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū) 張利平 許建明 付小平 武漢大學(xué)水利水電學(xué)院水文水資源系目 錄實(shí)驗(yàn)四 流速儀 (旋杯式和旋漿式) 的拆裝41一、ZSX-3 型直讀流速流向儀42二、旋杯式流速儀的拆裝43三、旋漿式流速儀的拆裝45實(shí)驗(yàn)五 流量測(cè)驗(yàn) 46一、斷面測(cè)量47二、流速測(cè)驗(yàn)49 三、流量計(jì)算50實(shí)驗(yàn)六 水下地形測(cè)量52一、測(cè)深點(diǎn)的布設(shè)53二、水位觀測(cè)和測(cè)點(diǎn)高程54三、測(cè)深工具55四、定位測(cè)量（測(cè)距）61五、對(duì)講機(jī).66六、施測(cè)步驟68 水文資料是水利水電工程及其它建設(shè)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，而水文資料來(lái)源于水文測(cè)驗(yàn)。水文測(cè)驗(yàn)包括水位、流量、含沙量、輸沙率、降水、蒸發(fā)、地下水水位、水

2、質(zhì)等的測(cè)定與收集，這些資料收集工作要借助于水文儀器來(lái)進(jìn)行，要靠一整套方法來(lái)完成。動(dòng)手操作儀器，了解水文測(cè)驗(yàn)的基本方法等就是水文實(shí)習(xí)課的基本要求。實(shí)驗(yàn)四 流速儀 (旋杯式和旋漿式) 的拆裝要求:1了解流速儀的主要構(gòu)造與工作原理2 掌握流速儀的使用方法一 ZSX-3 型直讀流速流向儀ZSX-3 型直讀流速流向儀是一種能同時(shí)測(cè)流速流向的新式儀器.1構(gòu)造與原理 結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖所示。儀器分為水上和水下兩部分。水下部分主要由旋轉(zhuǎn)、身架和尾翼組成，且尾部有一個(gè)定向磁鋼及一個(gè)傳訊線圈，由于結(jié)構(gòu)的原則，加雙尾翼，為避免鉛魚(yú)、鋼絲繩等鐵體對(duì)磁鋼的影響，轉(zhuǎn)軸上下均用銅懸桿隔開(kāi)；水上部分主要為直讀流速顯示器，水下的流速流向

3、訊號(hào)通過(guò)六芯電纜傳入顯示器內(nèi)。流速計(jì)算是按直線公式設(shè)計(jì)的，當(dāng)流速大于0.2米/秒時(shí)，V=K.N/T+C        式中  V-流速；              K-水力螺距系數(shù)；             N-旋漿轉(zhuǎn)數(shù)；     

4、0;       T-時(shí)間；             C-儀器常數(shù)；       測(cè)流向是根據(jù)“磁性同步器原理”設(shè)計(jì)的，即傳遞器作任何轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，指示器的指針也旋轉(zhuǎn)同樣的角度。2安裝首先將尾翼用固尾螺絲緊固在身架上，將旋漿放在轉(zhuǎn)軸套上，轉(zhuǎn)軸套上、下用銅懸桿聯(lián)接，下面再吊鉛魚(yú)，上面接鋼絲繩，再將六芯電纜上的密水插頭端接在插座上，要用扳手固緊才能防水，線的另一端接在顯示器上。電池盒內(nèi)裝

5、四節(jié)干電池（注意“+”、“-”極），接入顯示器后接電源插座。3使用方法1、K值選擇：從流速儀檢定公式中找出儀器的K值，然后將K值選擇開(kāi)關(guān)置于相應(yīng)擋位；2、C值選擇：它是專門(mén)用來(lái)預(yù)置流速儀C值的。橫線上方是用50秒測(cè)流時(shí)預(yù)置C值,有兩個(gè)擋位；橫線下方是用100秒測(cè)流時(shí)預(yù)置C值，有四個(gè)擋位供選擇。使用時(shí)，首先從流速儀檢定公式中找出儀器的C值，然后按四舍五入的原則將C值選擇開(kāi)關(guān)置于相應(yīng)擋位；3、直讀擋：當(dāng)測(cè)點(diǎn)流速大于0.2米/秒，測(cè)流時(shí)，將流速開(kāi)關(guān)置于該擋位，啟動(dòng)復(fù)零開(kāi)關(guān)；4、計(jì)數(shù)擋：當(dāng)流速低于0.2米/秒時(shí)，用此擋位；5、測(cè)流向：將流向開(kāi)關(guān)置于“開(kāi)”位置，等指針平穩(wěn)后即可讀取流向值，流向值最好取幾

6、次的平均值，流向耗電較大，必須隨測(cè)隨開(kāi)，由于流向開(kāi)關(guān)對(duì)測(cè)速有影響，故不宜在測(cè)速時(shí)開(kāi)動(dòng)流向開(kāi)關(guān)；6、儀器用完后，流速開(kāi)關(guān)撥到“電源關(guān)”上，流向開(kāi)關(guān)置于“關(guān)”上。 二 旋杯式流速儀的拆裝以 LS-68 型旋杯式流速儀為例,其構(gòu)造如圖所示:1、旋杯2、旋軸3、軛架4、旋盤(pán)固定帽5、頂針6、頂頭7、并帽 8、旋盤(pán)固定架 9、軛架頂螺絲10、頂窩11、固定帽墊圈12、偏心軸13、側(cè)蓋 14、齒輪 15、齒輪軸螺絲16、接觸絲17、固定螺絲18、軸套座 19、鋼珠20、鋼珠21、彈簧墊圈22、頂蓋23、頂蓋墊圈24、絕緣套25、聯(lián)結(jié)螺絲26、緊壓螺帽27、絕緣墊圈28、小六角螺帽29、接線螺絲30、防脫螺

7、絲31、壓線螺帽32、懸桿33、固尾螺絲34、尾翼35、平衡帽主要結(jié)構(gòu)性能如下：轉(zhuǎn)子部分：由旋杯、旋盤(pán)、旋軸、頂針及軸套座等組成，它位于儀器的頭部，當(dāng)水流沖擊儀器時(shí)，使其轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)它傳遞到接觸部分，借此來(lái)測(cè)出水流的速度。接觸部分：包括偏心軸、齒輪、接觸銷、接觸絲等部件，這些稱為傳訊機(jī)構(gòu)，其中齒輪與轉(zhuǎn)子部分的旋軸接觸，并一起旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn) 20 轉(zhuǎn)，齒輪旋轉(zhuǎn)一周，齒輪側(cè)面有四個(gè)接觸銷，故當(dāng)接觸絲與之接觸時(shí)，則旋軸每轉(zhuǎn) 5 轉(zhuǎn)時(shí)接通電路一次。尾翼：是用以平衡儀器，使儀器迎向水流的機(jī)構(gòu)。 1 拆裝內(nèi)容拆裝旋杯式流速儀的頭部，包括旋盤(pán)、旋軸、頂針、頂頭小螺絲扣、軸套座偏心軸；察看齒輪、接觸絲，并了解

8、以上零件的相互關(guān)系。2 拆裝步驟(1)用扳手把固定旋盤(pán)的六角螺絲打開(kāi)，再松開(kāi)上下頂螺絲，取下旋盤(pán)固定器或頂針及偏心筒。(2)將偏心筒的側(cè)蓋用扳手打開(kāi)，了解接觸絲及齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)與接觸情況。(3)將偏心筒的頂蓋打開(kāi)，找到鋼珠座的位置，用螺絲刀將鋼珠座取下，看其結(jié)構(gòu)。(4)取出壓盤(pán)六角螺帽，卸下旋軸，旋杯，觀察其構(gòu)造。(5)把上面拆卸的零件安裝為原狀，然后把旋盤(pán)固定器取下，裝上頂針，口輕輕吹氣視儀器靈敏，靈敏則可，否則進(jìn)行調(diào)整。(6)把兩電線一端接在兩壓線螺絲帽下面，另一端接到計(jì)數(shù)器上，轉(zhuǎn)動(dòng)旋杯，看其發(fā)出信號(hào)是否正常，最后取下頂針，把儀器按照原來(lái)位置，安放在箱子中。三 旋漿式流速儀的拆裝以 LS10

9、型旋漿式流速儀為例，其結(jié)構(gòu)如圖： 1、旋槳2、壓帽3、旋軸4、齒輪軸5、齒輪6、接觸絲7、固定螺絲8、插頭9、襯套10、襯管11、壓線螺絲12、接線柱13、固定螺絲14、身架15、插孔套16、插孔17、固軸螺絲18、防水墊圈19、絕緣座20、接觸軸套21、接觸銷22、螺絲套23、后軸套24、外隔套25、內(nèi)隔套26、軸承27、前軸套旋漿式流速儀的結(jié)構(gòu)主要包括旋轉(zhuǎn)、身架和尾翼三大部件。 1 拆裝內(nèi)容拆裝旋漿式流速儀的旋轉(zhuǎn)部件、身架及尾翼，了解相互之間的聯(lián)系和原理。2 拆裝步驟1）取下軸套末端的保護(hù)套，按順時(shí)針?lè)较驅(qū)⒎绰萁z套取下，并將軸套連回旋軸從漿葉中取出；2）將旋軸從軸套中取出后，拆下軸套、套管

10、及螺絲帽、上軸承外圈、外隔套、內(nèi)隔套、下軸承外圈、下軸承等部件，請(qǐng)認(rèn)清零件的位置，按相反步驟再裝上還原（要特別注意上下軸及外圈的位置）；3）在未裝上軸套前，用手扳動(dòng)小齒輪，看接觸絲接觸情況，其原理是這樣的：當(dāng)安裝在軸套內(nèi)腔中的螺絲套隨旋漿一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺絲套的螺絲即帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，螺絲套每轉(zhuǎn)一圈，螺紋即發(fā)動(dòng)齒輪一個(gè)牙，齒輪有 20 個(gè)牙，故旋漿每轉(zhuǎn) 20 轉(zhuǎn)，齒輪回轉(zhuǎn)一周，同時(shí)，齒輪上的接觸銷即與其上方的接觸絲相碰一次，電路隨即接通，電流經(jīng)由導(dǎo)電桿傳至身架部分的接線柱，并借電線傳至水面的電訊部分，以供計(jì)數(shù)；4）將旋軸插入漿葉內(nèi)，裝上反螺絲套；5）松開(kāi)身架固定螺絲，將旋軸插入身架內(nèi)再上緊固定螺絲，并

11、裝上尾翼；6）將儀器懸掛在測(cè)桿上，并接上信號(hào)設(shè)備，觀察信號(hào)是否正常；7）最后將儀器裝入儀器箱內(nèi)相應(yīng)的各部件的位置上。實(shí)驗(yàn)五 流量測(cè)驗(yàn)通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn),同學(xué)們應(yīng)了解如何正確使用流速儀,知道如何測(cè)得點(diǎn)流速和如何通過(guò)測(cè)點(diǎn)流速來(lái)計(jì)算流量.通過(guò)河流某一斷面的流量Q可表示為斷面平均流速V和過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA的乘積，即Q=V.A, 因此，流量測(cè)驗(yàn)應(yīng)包括斷面測(cè)量和流速測(cè)驗(yàn)兩部分工作。流速儀法測(cè)流，是以上式為依據(jù)，將過(guò)水?dāng)嗝鎰澐譃槿舾刹糠郑闷胀y(cè)量的方法測(cè)算出各部分?jǐn)嗝娴拿娣e，用流速儀測(cè)算出各部分面積上的平均流速，部分面積乘以相應(yīng)部分面積上的平均流速，稱為部分流量。部分流量的總和即為斷面的流量。一 斷面測(cè)量

12、 河道斷面測(cè)量，是在斷面上布設(shè)一定數(shù)量的測(cè)深垂線，如圖1所示，測(cè)得每條測(cè)深垂線的Di和水深Hi，從施測(cè)的水位減去水深，即得各測(cè)深垂線處的河底高程，便可繪制斷面圖(圖一)。 圖一  斷面測(cè)量示意圖1 水深測(cè)量 測(cè)深垂線的數(shù)目和位置要求達(dá)到能控制斷面形狀的變化,以便能正確地繪出斷面圖。一般主槽較密,灘地較稀,測(cè)深垂線的位置應(yīng)能控制河床變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 測(cè)量水深的方法隨水深,流速大小,精度要求不同而異。通常采用測(cè)深桿,測(cè)深錘(或鉛魚(yú)),回聲測(cè)深儀等施測(cè)。測(cè)深桿是一種精度較高的測(cè)深方法,當(dāng)水深小于5m,流速小于3.0m/s時(shí),應(yīng)盡量采用。測(cè)深錘(或鉛魚(yú))用于流速和水深都較大的情況。回聲測(cè)深儀一

13、般適用于水深較大,含沙量小的江河湖庫(kù)。測(cè)法詳見(jiàn)"水下地形測(cè)量"一節(jié)。 2 起點(diǎn)距測(cè)量 起點(diǎn)距是指斷面上測(cè)深垂線到斷面起點(diǎn)樁的水平距離。起點(diǎn)距可用斷面索法和儀器交會(huì)法測(cè)定。 斷面索法,如圖二,是一種架設(shè)在橫斷面上的鋼絲纜索上系好表示起點(diǎn)距的標(biāo)志,直接讀得各測(cè)深垂線起點(diǎn)距的一種方法,適用于河寬不大,有條件架設(shè)斷面索的測(cè)站。     圖二   測(cè)角交會(huì)法測(cè)定起點(diǎn)距示意圖儀器測(cè)角交會(huì)法包括經(jīng)緯儀交會(huì)法和六分儀交會(huì)法等。當(dāng)使用經(jīng)緯儀作前方交會(huì)時(shí),將儀器架設(shè)在C點(diǎn)測(cè)出夾角,再用下式計(jì)算出起點(diǎn)距。 D=L.tg   式

14、中 D-起點(diǎn)距，m；      L-基線長(zhǎng)度，m；    -基線與經(jīng)緯儀視線間的夾角，º；  六分儀交會(huì)法是在船上測(cè)出夾角，再按下式計(jì)算起點(diǎn)距：D=L.ctg二 流速測(cè)驗(yàn) 1 流速儀測(cè)速原理與點(diǎn)流速測(cè)定 圖1 LS68-2型旋杯式流速儀        圖2  LS25-1型旋槳式流速儀 流速儀是用來(lái)測(cè)定水流中任意指定點(diǎn)沿流向的水平流速的儀器。我國(guó)采用的主要是旋杯式（圖1）和旋漿式（圖2）兩類。它們由感應(yīng)水流的旋杯器（

15、旋杯或旋槳），記錄信號(hào)的計(jì)數(shù)器和保持儀器正對(duì)水流的尾翼等三部分組成。當(dāng)儀器放入水中時(shí)，旋杯或旋槳受水流沖動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，流速越大，旋轉(zhuǎn)越快。根據(jù)每秒轉(zhuǎn)數(shù)和流速的關(guān)系，便可計(jì)算出測(cè)點(diǎn)流速。流速儀轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n與流速v的關(guān)系，在流速儀檢定槽中通過(guò)實(shí)驗(yàn)率定，其關(guān)系式一般為v=Kn+C , 式中K、C分別為儀器檢定常數(shù)與摩阻系數(shù)。 測(cè)流時(shí)，對(duì)于某一測(cè)點(diǎn)，記下儀器的總轉(zhuǎn)數(shù)N和測(cè)速歷時(shí)T，求出轉(zhuǎn)速n=N/T，由式即可求出該測(cè)點(diǎn)的流速v。為消除流速脈動(dòng)的影響，要求T>100s。 2 流速垂線及測(cè)速點(diǎn)布置 流速儀測(cè)速時(shí)必須在斷面上布設(shè)測(cè)速垂線和測(cè)速點(diǎn)，以計(jì)算測(cè)量斷面面積上的流速。測(cè)速的方法，根據(jù)布設(shè)垂線、測(cè)點(diǎn)的

16、多少繁簡(jiǎn)程度而分為精測(cè)法、常測(cè)法和簡(jiǎn)測(cè)法。 流速儀測(cè)速垂線的數(shù)目主要是根據(jù)水面寬度和水深而定，具體規(guī)定見(jiàn)表一。 表一 我國(guó)精測(cè)法、常測(cè)法最少測(cè)速垂線數(shù)目的規(guī)定水面寬（m）<5.05.0501003001000>1000精測(cè)法561012-1515-2015-25>25常測(cè)法3-556-87-98-138-13>13在每條測(cè)速垂線上，流速隨水深而變化，為求得垂線平均流速，須在各測(cè)速垂線不同水深點(diǎn)上測(cè)速。垂線上測(cè)點(diǎn)的數(shù)目和位置根據(jù)水深和對(duì)精度的要求而定，見(jiàn)表二。表二 精測(cè)法測(cè)速點(diǎn)的分布水深 垂線上測(cè)點(diǎn)數(shù)目和位置 懸桿懸吊懸索懸吊暢流期冰期>1.0>3.0五點(diǎn)（水

17、面、0.2、0.6、0.8水深、河底）六點(diǎn)（水面、0.2、0.4、0.6、0.8水深、河底）0.41.01.53.0三點(diǎn)（0.2、0.6、0.8水深）      二點(diǎn)（0.2、0.8水深）  0.160.400.61.5一點(diǎn)（0.6或0.5水深）    <0.6改用懸桿懸吊或其它測(cè)流方法改用懸桿懸吊<0.16  改用小浮標(biāo)或其它測(cè)流方法    三 流量計(jì)算流量計(jì)算一般都以列表方式進(jìn)行。方法是：由測(cè)點(diǎn)流速推求垂線平均流速，由垂線平均流速推求部分面積上的平均流速，部分平均流速和

18、部分面積相乘得部分流量，各部分流量之和即為全斷面流量。1.垂線平均流速計(jì)算     一點(diǎn)法 Vm=V0.6 或  Vm=(0.900.95)V0.5     二點(diǎn)法 Vm=（V0.2 +V0.8）/2     三點(diǎn)法 Vm=（V0.2 +V0.6 +V0.8）/3     五點(diǎn)法 Vm=（V0.0 + 3V0.2 +3V0.6 +2V0.8 +V1.0）/10式中   Vm-垂線平均流速

19、，m/s；   V0.0，V0.2，V0.6，V0.8，V1.0-水面，0.2H，.，河底處的測(cè)點(diǎn)流速，m/s。2.部分面積平均流速的計(jì)算部分面積平均流速是指兩測(cè)速垂線間部分面積的平均流速，以及岸邊或死水邊與斷面兩端測(cè)速垂線間部分面積的平均流速，見(jiàn)圖。圖的下半部表示斷面圖，上半部表示垂線平均流速沿?cái)嗝娴姆植紙D。(1)中間部分面積平均流速的計(jì)算V2=（Vm1 + Vm2）/2(2)岸邊部分面積平均流速的計(jì)算V1=aVm1  式中a-為岸邊系數(shù) ，與岸邊性質(zhì)有關(guān)，斜岸邊a=0.670.75，陡岸邊a=0.80.9，死水邊a=0.50.67。   &

20、#160;  圖1  流量及部分面積計(jì)算示意圖3.部分面積計(jì)算部分面積以測(cè)速垂線為分界。中間部分按梯形計(jì)算，岸邊部分按三角形計(jì)算（見(jiàn)圖）(1) 中間部分面積，例如A2=(H1+H2).b2/2(2)岸邊部分面積A1=H1.b1/24. 斷面流量計(jì)算Q=A1V1+A2V2+.+AnVn =q1+q2+.+qn式中qi-各部分面積的流量5.斷面平均流速計(jì)算V=Q/A式中A-過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，m2；它等于各部分面積之和。 四 要求1、測(cè)出各垂線的水深和起點(diǎn)距，2、測(cè)出各垂線上的點(diǎn)流速；3、計(jì)算斷面流量。用測(cè)深桿配合測(cè)流速，施測(cè)時(shí)5-6人一組，1人指揮，2人進(jìn)行測(cè)量，1人記錄

21、，1人看秒表。 所用工具有：流速儀（LS-25-1型旋漿式）、測(cè)深桿、秒表、鋼卷尺、計(jì)數(shù)器等。 五 具體操作1、用鋼卷尺和測(cè)深桿量出所測(cè)橫斷面圖；2、布置測(cè)速垂線，布置3根；3、用鋼卷尺量出各測(cè)速垂線的起點(diǎn)距；4、用測(cè)深桿測(cè)水深；5、測(cè)垂線上各點(diǎn)流速，各測(cè)量數(shù)字匯入表1中，這里規(guī)定一根垂線上測(cè)三點(diǎn)，即0.2h、0.6h和0.8h。注意各流速均要求測(cè)兩遍，以檢查是否出錯(cuò)；為了避免流速的脈動(dòng)影響，每點(diǎn)每次測(cè)速歷時(shí)不得少于100秒。6、流量計(jì)算，按表2進(jìn)行。  假定水面高程28.00米，m=0.9。實(shí)驗(yàn)六 水下地形測(cè)量江河湖海水面以下常呈現(xiàn)復(fù)雜的地形。為了研究河床、海岸的演變，確定河道整治

22、方案，修建閘壩等水工建筑物，要有水下地形資料。水下地形用等高線表示，除施測(cè)方法與陸地上有差異外，施測(cè)原理基本相同。水下地形測(cè)量是利用船艇在水面上探測(cè)河道地形的一種方法，包括水位觀測(cè)、測(cè)深和定位等內(nèi)容。 水下地形測(cè)量與陸地地形測(cè)量一樣，首先確定點(diǎn)的平面位置（稱定位），再確定點(diǎn)的高程。定位測(cè)量可采用經(jīng)緯儀，六分儀進(jìn)行；高程即測(cè)深可用回聲測(cè)深儀，超聲波測(cè)深儀，測(cè)深桿，測(cè)深錘等進(jìn)行。一、測(cè)深點(diǎn)的布設(shè)在水下地形測(cè)量中，河床的高低起伏情況是看不見(jiàn)的，不可能像陸地上地形測(cè)量那樣選擇地形特征點(diǎn)作為碎部點(diǎn)，一般只能按均勻分布的原則布設(shè)測(cè)深點(diǎn)。 圖1 某河段測(cè)深點(diǎn)布設(shè)示意圖如圖所示，在垂直于河流流向每隔一定距離布

23、設(shè)測(cè)深斷面（在河道彎曲處，測(cè)深斷面可布設(shè)成輻射線的形式）。在每個(gè)測(cè)深斷面延長(zhǎng)方向的兩岸上豎立斷面標(biāo)桿，測(cè)船以斷面標(biāo)桿為目標(biāo)眼斷面行駛，每隔一定距離測(cè)定一個(gè)水深，與此同時(shí)用經(jīng)緯儀或六分儀交會(huì)法測(cè)定測(cè)深點(diǎn)的平面位置。一般規(guī)定,在圖上每隔1-2cm布設(shè)一個(gè)測(cè)深斷面,相鄰測(cè)點(diǎn)之間的距離在圖上一般為0.6-0.8cm左右.二、水位觀測(cè)和測(cè)點(diǎn)高程為了求得河床測(cè)點(diǎn)的高程，要觀測(cè)水位與水深，以水位減水深即得測(cè)點(diǎn)高程。如測(cè)區(qū)附近已設(shè)有固定水尺，可直接進(jìn)行水位觀測(cè)。否則，應(yīng)在水邊設(shè)立臨時(shí)水尺進(jìn)行觀測(cè)。由于水位的漲落隨時(shí)間而異，嚴(yán)格地說(shuō)，計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的高程應(yīng)該用測(cè)量該點(diǎn)水深時(shí)的水位。但這是難以做到的，實(shí)際上也不需要

24、這樣高的精度。 一般做法是每測(cè)一個(gè)斷面觀測(cè)一次水位，或在測(cè)量開(kāi)始和結(jié)束時(shí)各觀測(cè)一次水位。水位不僅隨時(shí)間而異，而且隨地點(diǎn)不同而異。除湖、庫(kù)以外，河流水面總有個(gè)降落的坡度，這時(shí)應(yīng)根據(jù)所觀測(cè)河段的首部、中部和尾部水位，按水面比降及斷面間距推算出各測(cè)深斷面的水位。三、測(cè)深工具(一) 測(cè)深桿及測(cè)深錘測(cè)深桿和測(cè)深錘構(gòu)造如圖所示，測(cè)深桿適用于水深在5米以內(nèi)的淺水區(qū)，而測(cè)深錘用在水深為10米以內(nèi)的河道。 圖1 測(cè)深桿                &#

25、160;             圖2  測(cè)深錘 (二) 回聲測(cè)深儀在水深流急的河道中，可使用回聲測(cè)深儀?；芈暅y(cè)深儀是利用超聲波回聲原理設(shè)計(jì)制成的，如圖1、2所示，回聲測(cè)深儀從發(fā)射換能器向河底發(fā)射超聲波，超聲波到達(dá)河底后發(fā)射回來(lái)，由儀器的接受換能器接收。因?yàn)槌暡ㄔ谒械膫鞑ニ俣萔已知（在水溫28攝氏度時(shí)，約每秒1500米），記下從發(fā)聲到回聲所經(jīng)歷的時(shí)間t ，則換能器至河底的距離h'為：      h'

26、;=Vt/2   量取水面至換能器的距離b，則該點(diǎn)的水深h為：       h=h'+b     因此，要測(cè)定水深，關(guān)鍵在于測(cè)定發(fā)聲至回聲所經(jīng)歷的時(shí)間t，但儀器不是顯示時(shí)間t，而是把發(fā)聲及回聲的聲波變成電能，由電能再變?yōu)闄C(jī)械能，驅(qū)動(dòng)記錄針不斷的移動(dòng)，將水深直接顯示在記錄紙上。圖1 回聲波測(cè)深儀              

27、       圖2 回聲波測(cè)深原理回聲測(cè)深儀的使用：以NH-1/2型回聲測(cè)深儀為例說(shuō)明用法，操作步驟如下：      1、安裝換能器，換能器吃水深度一般為0.6米；      2、打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)檢查連接所有的電纜，并看電壓是否是12V；      3、用手將轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，故無(wú)故障即可開(kāi)機(jī)；      4、選用顯示或記錄，如

28、用顯示則將走紙調(diào)至空擋，將記錄筆向上提至記錄筆架的突出部分，減少記錄筆磨損；      5、如用記錄，可將量程選擇開(kāi)關(guān)放在所需的工作位置上，選擇走紙快檔或慢檔；      6、開(kāi)啟轉(zhuǎn)速測(cè)量燈開(kāi)關(guān)（在常溫下）指示燈每分鐘應(yīng)為112.5次；      7、調(diào)節(jié)發(fā)聲線起點(diǎn)與比例尺零點(diǎn)重合，發(fā)聲與收聲二點(diǎn)用比例尺量將水深，加上換能器吃水深度就是實(shí)測(cè)水深。(三) 便攜式超聲波測(cè)深儀便攜式超聲波測(cè)深儀（HSW-1000DATA）使用指南HSW-1000DAT

29、A型便攜式超聲波測(cè)深儀是超小型數(shù)字化水深測(cè)量?jī)x器，具有體積小、功耗低、精度高、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。儀器小巧、價(jià)格較高，希望大家在使用過(guò)程中注意愛(ài)惜。一、儀器主要技術(shù)指標(biāo)：最大水深100米，顯示分辨率0.01米，換能器入水深度修正0-2米。二、該儀器由兩部分（水上主機(jī)、水下?lián)Q能器）組成，見(jiàn)下圖：1. 主機(jī)示意圖：2. 換能器示意圖：HSW-1000DATA型便攜式超聲波測(cè)深儀是利用回聲法進(jìn)行水深測(cè)量的，即由測(cè)深儀換能器對(duì)水底發(fā)射一定脈寬、一定能量的聲波脈沖，經(jīng)水低反射后儀器將記錄聲波由發(fā)射到接收到回波的時(shí)間，然后根據(jù)水中聲速V（約1460米/秒）和聲波往返時(shí)間T換算出水深h，即：h=VT/2。其

30、中水中聲速V隨水溫和鹽度的變化而變化，那么實(shí)際水深H應(yīng)為：H=Lh+E，其中L為聲速修正系數(shù)（見(jiàn)表一），E為換能器入水深度。表一、水聲速修正系數(shù)表：水溫TW（0C）淡水LF海水LS0-80.981.009-181.001.0419-381.021.06說(shuō)明：經(jīng)實(shí)驗(yàn)，談水中聲速為：V=1410+4.21C-0.037C2海水中聲速為：V=1449+4.60C-0.055C2C為攝氏水溫，水深修正系數(shù)L=V/1460。三、下面介紹儀器的操作使用1.裝上電池；2.將換能器與主機(jī)連接，此時(shí)主機(jī)自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)機(jī)工作狀態(tài)；3.將換能器置入水中，按儀器要求應(yīng)將換能器垂直于入水中0.2米左右，且換能器側(cè)面150開(kāi)

31、角內(nèi)不要有障礙物。見(jiàn)下圖。4.每次測(cè)量時(shí)一定要對(duì)水溫進(jìn)行量測(cè)，以確定當(dāng)時(shí)的L（聲速修正系數(shù)），一定要確定E（換能器置入水中的深度）。其具體方法為：a. 按下 確認(rèn)/加1（） 鍵，儀器顯示窗將顯示HELP，即進(jìn)入功能設(shè)置狀態(tài)，其中“閃爍”的字符表示可對(duì)該項(xiàng)進(jìn)行調(diào)整。用選擇（） 選擇需選取的L項(xiàng)，再按一次確認(rèn)/加1（） 鍵而進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整，當(dāng)三位數(shù)都調(diào)整修改完畢后，再按確認(rèn)/加1（） 鍵，儀器將回到功能設(shè)置狀態(tài)，b. 再選擇需選取的E項(xiàng)，重復(fù)上面步驟，以確定E值，注意，設(shè)置的E值要和換能器入水深度相一致。5.再按 確認(rèn)/加1（） 鍵，儀器將回到功能設(shè)置狀態(tài)，出現(xiàn) H0.00 說(shuō)明儀器進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)，即

32、可開(kāi)始測(cè)量。上述操作項(xiàng)a.中談到顯示窗將顯示 HELP ，每個(gè)字符的含義見(jiàn)表二。表二、功能選擇表按 鍵移動(dòng)光標(biāo)按 鍵確認(rèn)功能P關(guān)機(jī)（長(zhǎng)按1秒鐘）L修改水聲修正系數(shù)E修改換能器入水深度H返回測(cè)深狀態(tài)四、幾點(diǎn)提示：1.每次測(cè)深前務(wù)必檢查L(zhǎng)、E是否已正確設(shè)置2.若主機(jī)顯示P×.××，則說(shuō)明水深已超出100米的顯示器顯示范圍 3.若主機(jī)顯示LB欠壓，則應(yīng)更換電池 4.使用儀器時(shí)應(yīng)手持懸桿，不要手提電纜線，以免電纜內(nèi)部脫斷。五、故障檢查： 故障現(xiàn)象故障原因排除方法無(wú)任何顯示1、 電纜插頭未插入插座2、 電池扣松動(dòng)3、 電池用盡4、 儀器進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)插上插頭重新扣好更換電池按

33、“R/ON”鍵開(kāi)機(jī) 只顯示H0.00，沒(méi)有數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)紊亂1. 換能器沒(méi)有置入水中2. 換能器入水深度不足3. 換能器傾斜4. 換能器側(cè)面有障礙物5. 水深太深6. 遇到漩泡水流7. 電纜插頭松動(dòng)8. 電力不足9. “E”設(shè)置錯(cuò)誤將換能器置入水中要有足夠的入水深度導(dǎo)流罩懸桿應(yīng)垂直于水面避開(kāi)障礙物在規(guī)定的范圍內(nèi)使用介質(zhì)必須是水，不能有氣泡重新插好更換電池正確設(shè)置四 定位測(cè)量（測(cè)距）確定測(cè)深點(diǎn)平面位置的方法有經(jīng)緯儀前方交會(huì)法，六分儀后方交會(huì)法。目前我們采用手持式激光測(cè)距儀。(一)經(jīng)緯儀前方交會(huì)法       經(jīng)緯儀前方交會(huì)法，是用兩架經(jīng)緯儀對(duì)測(cè)點(diǎn)同時(shí)測(cè)定兩個(gè)交

34、會(huì)角，以確定該點(diǎn)的平面位置。如圖1所示，A、B、C、D為控制點(diǎn)，要確定測(cè)船所在點(diǎn)1的位置，可在A點(diǎn)和B點(diǎn)上分別安置經(jīng)緯儀，同時(shí)測(cè)出交會(huì)角1和1，則點(diǎn)1的位置即確定。因?yàn)锳、B、C、D各點(diǎn)的坐標(biāo)為已知，在A點(diǎn)量出1角，繪出方向線A1，在B點(diǎn)量出1角，繪出方向線B1，兩方向線的交點(diǎn)即為點(diǎn)1的位置。同樣的方法可定出其它各測(cè)深點(diǎn)的位置。              圖1  經(jīng)緯儀前方交會(huì)法(二)六分儀后方交會(huì)法六分儀是應(yīng)用平面鏡反光作用測(cè)角的一種儀器，其度盤(pán)的弧長(zhǎng)為圓周的六分

35、之一，故稱為六分儀。如圖所示，六分儀的主要部件有手柄D,定鏡H(上半部為透明玻璃,下半部為反光鏡),分度弧AB,指標(biāo)鏡I,指標(biāo)桿G,彈簧夾E,測(cè)微輪T,望遠(yuǎn)鏡O以及遮光色片M、N等。指示鏡（I）：一塊普通的平面鏡； 指臂(Im)：它與指示鏡相連接，指臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，指示鏡也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)； 地平鏡(H)：上半部是透明玻璃，下半部是普通平面鏡； 望遠(yuǎn)鏡(O)：用以觀測(cè)目標(biāo)； 分度弧(AB)：根據(jù)指臂所停留的位置，在度盤(pán)上便可以讀出所測(cè)的角度； 遮光鏡(L及K)； 手柄(D)：測(cè)量時(shí)觀測(cè)者用右手持著手柄進(jìn)行觀測(cè)；    此外，還有讀數(shù)設(shè)備（游標(biāo)、測(cè)微輪）、松緊夾、調(diào)整螺絲等。圖1 六分儀構(gòu)

36、造圖六分儀的測(cè)角原理如圖3所示, 欲測(cè)定P1OP2時(shí), 觀測(cè)者立在O點(diǎn), 手持六分儀通過(guò)定鏡H的透明部分, 用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)左目標(biāo)P1, 然后壓下彈簧夾E, 使指標(biāo)鏡I隨著指標(biāo)桿G一起轉(zhuǎn)動(dòng), 當(dāng)右目標(biāo)P2射來(lái)的光線,經(jīng)指標(biāo)鏡I發(fā)射到定鏡H, 由定鏡下半部反射鏡反射進(jìn)望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)時(shí), 同時(shí)看到P1和P2的成像, 這時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪T, 使P1和P2兩像重合, 即可在分度弧上讀出P1OP2的角度。從圖3可以看出: =2-2=2(-)´=-故   =2´為了能直接讀出角,制造儀器時(shí),在圓心角等于60º 的分度弧AB上,注以0º-120º的數(shù)

37、值,即分度弧上的分劃值為實(shí)際值的兩倍,因此從分度弧上讀出的角度就是P1OP2。       圖3 六分儀測(cè)角原理示意圖                圖4 六分儀后方交會(huì)法 后方交會(huì)法對(duì)測(cè)深點(diǎn)定位, 是用兩架六分儀在測(cè)深船上測(cè)得與岸上3個(gè)控制點(diǎn)間的兩個(gè)夾角, 如圖4中的及, 用以確定測(cè)深點(diǎn)位置的一種方法。它的特點(diǎn)是作業(yè)人員均在船上。施測(cè)時(shí), 測(cè)深船沿?cái)嗝婢€行駛, 每隔一定距離, 兩個(gè)測(cè)角

38、員各持六分儀分別測(cè)出角及角,測(cè)深員同時(shí)進(jìn)行測(cè)深, 記錄員隨時(shí)記錄在表, 繪圖員用三桿分度儀按、角在圖板上定出該點(diǎn)的位置。完成野外各點(diǎn)的測(cè)深、測(cè)角等作業(yè)后, 算出各測(cè)深點(diǎn)高程, 展繪于圖紙上, 從而繪出等高線。使用六分儀定位的步驟為: 1)已知岸上三個(gè)目標(biāo)A、B、C和它們之間的距離，沿?cái)嗝婢€不同的幾個(gè)位置分別測(cè)出夾角，如圖1； 2)已知岸上兩個(gè)目標(biāo)和一基線長(zhǎng)度，且基線與斷面線垂直，在沿?cái)嗝婢€不同的幾個(gè)位置分別測(cè)出夾角，如圖2； 3)三臂分度規(guī)：有一個(gè)圓形分度盤(pán)和三個(gè)桿組成，中間為固定臂，兩旁是活動(dòng)臂，根據(jù)六分儀測(cè)得的角度，在圖紙上用三臂分度規(guī)規(guī)定出測(cè)點(diǎn)位置，如圖3； 使用時(shí)，將左桿移至已知角度處

39、，右桿移至處，使ABC三桿提高圖上的ABC三點(diǎn)，（描繪在圖上的三角點(diǎn)和導(dǎo)線點(diǎn)）并用三桿分度規(guī)的圓心小孔向下刺點(diǎn)，使得到測(cè)深點(diǎn)在圖上的位置O。 圖3  三臂分度規(guī)及其定位(三) 手持式激光測(cè)距儀手持式激光測(cè)距儀（LASER/400）使用指南LASER/400手持式激光測(cè)距儀具有攜帶方便、操作方便且精度高之優(yōu)點(diǎn)，儀器測(cè)距范圍在10 400 M之間。下面簡(jiǎn)單介紹其功能及操作步驟。一、手持式激光測(cè)距儀各部名稱（見(jiàn)下圖）： 1. 物鏡 5. 目鏡2. 激光探測(cè)鏡 6. 焦距3. 單位選取按紐 7. 電池倉(cāng)4. 電源開(kāi)關(guān)二、 測(cè)量方法1. 按 電源開(kāi)關(guān) ； 2. 眼睛觀看 物鏡 ，此時(shí)可見(jiàn)物鏡中液晶顯示在閃爍；3. 以物鏡液晶顯示