水信息技术实习报告

水信息技术实习报告

学院：水利土木工程学院 专业：水文与水资源管理 班级：水文一班 学号：20113918 姓名：郗鸿峰 指导老师：程银材

时间： 2013 年 7 月 11 日

实习目的： 水信息技术实习是水工专业的一个重要的实习性教学环节，通过 2-3天的认识实习，使学生对水利枢纽及各组成部分有一个初步的感性 认识，了解各种水信息设备的特点和类型，了解水文站的运行和管理方 法，为即将开始的专业课的学习打下基础。 为了更好的学习大三将要开设的专业课，了解水文行业的前景，增 加同学们学习水信息技术的兴趣，学校为我们织了一次认识实习机会。 本次实习我们选择了大汶口水文站、汶口 2 号坝、黄前水库、下港径流 场水土保持监测点四个地点。 水信息技术实习过程 ： 一、大汶口水文站 我们实习的第一站是大汶口水文站，天气比较炎热，但在车内让人还是 感觉清爽宜人的，学生们有恃无恐的在车内做着自己喜欢的事，车窗外 植物郁郁葱葱，给人以欣欣向荣的感觉。路程不长，驱车一个多小时就 到达了，王站长热情的接待了我们，给我们介绍大汶口水文站的基本情 况，让我们有了一个大体的了解。随后王站长带领我们参观了水文观测 仪器，并耐心的讲解了仪器的操作过程和测量方法。下面是水文站的具 体情况和大汶口流域的具体情况。 （一）大汶口镇的概况： 大汶口镇位于巍巍泰山南麓，悠悠汶水之滨，处于著名的泰山与孔子故 里曲阜的中心点，距两处各 30 余千米。总面积 100 平方千米，辖 48 个 行政村，人口 8 万。闻名遐迩的大汶口文化就发源于此。 （二） 流域基本状况： 大汶口水文站是国家一类水文站，是黄河流域大汶河水系大汶河的 干流控制站。该站设立于1954年6月，原站名为临汶水文站。2000年1 月1日临汶水文站上迁10km 至泰安市岱岳区大汶口镇卫驾庄村， 并更名

为大汶口水文站。该站位于东经117°05′北纬35°57′。集水面积 5696㎞²，距河口距离88㎞，流域呈扇形。干流长度122㎞，流域 平均坡度。最大年降水量1525.5mm，最大24小时雨量200.6mm，均发 生于1964年， 多年平均降水量718mm。 多年平均径流量11.26亿立方米。 历史洪水调查最大流量10300m³/s，最高洪水位100.45m，发生 日期为1918年6月29日。历年实测最大洪峰流量为66810 m³/s， 发生于1957年。流域分布于莱芜市、新泰市、岱岳区、泰山区及宁阳县 东北部。中上游多为山区，部分为丘陵；中下游多为平原，部分为丘陵。 山区约占总控制面积的32%，丘陵约占37%，平原 约占31%，流域内 有大型水库2座，中型水库20座，小型水库650座。 （三） 设站目的： 控

制大汶河总水量，系统收集水文资料，研究水文规律，并为抗 旱防汛服务。 （四） 测验项目： 水位、流量、单沙、悬移质输沙率、水质、降水量、水面蒸发率、 土壤含水率、并请、水准测量、断面测量、水文调查。 （五）报汛任务： 雨情、水情、墒情。 水文站 水文站，是指观测及搜集河流、湖泊、水库等水体水文、气象等要 素资料的指定地点。观测的内容有水位、流量、流速、含沙量，以及气 温、降水、蒸发量、气压等。 （六）水文站 - 概述 水文站 hydrological station 观测及搜集河流、湖泊、水库等水体的水文、气象资料的基层水文 机构。水文站观测的水文要素包括水位、流速、流向、波浪、含沙量、 水温、冰情、地下水、水质等；气象要素包括降水量、蒸发量、气温、 湿度、气压和风等。

（七）水文站 - 分类 按测验项目分为观测水位、流量或兼测其他项目的水文站；只观测 水位，或兼测降水量的水位站；只观测降水量的雨量站；只测水质的水 质站；只测地下水的地下水井观测站；测量河流泥沙的泥沙站；观测水 面蒸发和陆面蒸发的蒸发站。中国把水文站按性质分为基本站和专用 站。前者的任务是收集实测资料，提供探索基本水文规律的资料，满足 水资源评价、水文计算、水文情报、水文预报和水文科学研究的需要； 后者是对基本站的补充。 此外老师还讲解了一些其他仪器的使用过程以下是他的讲解： 随着我国经济社会的发展，对水文信息不断提出新要求，水文观测 项目和内容不断增加，对观测手段和方法以及水文监测技术的研发和应 用提出了越来越高的要求；现代电子技术、传感技术、通信技术和计算 机技术的迅速发展，也促进了水文监测技术自动化的发展。 在水文监测系统中，常常需要对众多的水位点进行实时监测，大部 分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测 点分散，分布范围广，而且大多设置在环境较恶劣的地区，通过电话线 传送数据往往事倍功半。通过 GPRS 无线网络进行数据传输，成为水文 部门选择的通信手段之一。污染源监测设备可将采集到的污染数据和告 警信息通过 GPRS 网络及时发送到水文监测部门，实现对排污单位或个 人的及时管理，可以大大提高水文部门的工作效率。 1、 水文监测的范围与内容： 水文监测是水文传感器技术与采集、 存储、 传输、 处理技术的集成。 监测范围：江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数。 监测内容：水位、流量、流速、降雨（雪）、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、 水质等。 2、 人工监测技术存在的问题： 从水文传统的

人工监测技术分析来看，主要存在以下问题： （1） 记录方式以模拟方式为主，就是数字方式记录的也很难方便的输 入计算机处理；

（2） 据处理基本靠人工处理判断，费时易错； （3） 水文信息的采集、传输、处理的实时性和准确性较差，无法适应 现代水文的需求。 因此，要用自动化技术促进水文监测自动化的发展。 3、 水位的采集和传输 用于自动化监测的水位传感器主要有浮子式水位计、压力式水位 计、电子水尺和超声波水位计等。这些传感器可以直接接到 RTU 上，自 动监测水位参数。地下水位的监测与地表水相同。 目前，省水文监测站与各采集点之间的数据通信主要采用手工抄录 或 PSTN 电话线传输。采用电话线传输数据时，由于每次拨号都需要等 待，速度慢，而且费用也较高。同时，由于各监控点分布范围广、数量 多、距离远，个别点还地处偏僻，因此需申请很多电话线，而且有些监 控点有线线路难以到达。 GPRS 具有速度快、 使用费用低的特点， 其传输速度可达 171.2kb/s。 与有线通讯方式相比，采用 GPRS 无线通信方式则显得非常灵活，它具 有组网灵活、扩展容易、运行费用低投，维护简单、性价比高等优点因 此，目前正考虑采用 GPRS 无线传输方式解决污染源监测数据的实时传 输问题。 二、汶口二号坝 下午我们又驱车到了大汶口二号坝，站长给我们讲解了二号坝的具 体情况如下了： 汶口 2 号选址明石桥下游大汶河综合开发天泽湖一期工程于 2009 年 9 月 24 日开工，2010 年 9 月 10 日泉林、颜谢两坝竣工蓄水。两 坝蓄水高度达到 5.5 米，回水长度 15 公里，形成的水面 1.3 万亩； 其成功蓄水为泰城营造了最 大的水面景观，重现了古来“汶水徂徕如 画”的景观效果，标志着泰城由“依山 而建”到“依山傍水”发展的 战略迈出了坚实的第一步。汶口二号拦蓄枢纽工程 位于大汶河干流上 游河段，是继天泽湖泉林坝、颜谢坝之后的又一重点工程。拦 河坝建

成后可形成长约 4.1 公里、面积 2800 亩的水面、蓄水量 700 万方。工 程 本着留住水、展示水、用活水、多供水的原则设计施工。工程建成 后，可加快大 汶河雨洪资源利用进程，进一步缓解我市水资源紧缺局 面；打造南部水景观，形 成“一水连六桥”的泰城“南大门”水景观； 蓄水后可以显著改善大汶口遗址生 态环境，促进大汶口文化开发，实 现水利枢纽工程建设与历史文化遗址保护开发 的优势互补、资源整合； 工程蓄水区北靠岱岳区，西接肥城市，南临宁阳县，年 可供水 5000 万 方， 扩大改善灌溉面积 12 万亩， 既可为周边地区提供可靠的用水 保障， 又可以加快

两岸滨水开发，实现良好的综合效益。 一基本概况： 汶口 二号坝分位三个部分：引水闸、橡胶坝、发电站。可达到蓄水、发电、 调节 过水量等效应。橡胶坝坝长 531m、坝袋高 5m、底板高 2、挡水高 度可达 7m、回 水高度能提高到 5.4m，总流量为 1000 万立方米，总过 水面积大约为 3000 亩。 主要用来给肥城调水、两岸的灌溉、解决大桥 附近水景观问题。 二具体介绍： 1、 此项工程有多个创新点； 一弹 性锚固块 ：橡胶坝工程一般由 坝袋及其锚固结构、基础工程（包括底 板、防渗排水及消能防冲设施）和控制观 测系统 3 个主要部分组成。 我国橡胶坝工程的基础部分多采用混凝土、钢筋混凝 土等刚性结构， 按《水闸设计规范》推荐的方法进行设计，因而造价较高。在以 前土 建部分和坝袋之间都是用钢筋混凝土固定的，但是由于水泥的冻融循环 问 题、钢筋的锈蚀问题使得固结部分不仅容易损坏而且不易施工，这 就使得橡胶坝 的危险系数很高。锚固结构型式可分为螺栓压板锚固、 楔块挤压锚固以及胶囊充水锚固 三种。应根据工程规模、加工条件、 耐久性、施工、维修等条件，经过综合经济比较后选用。 现如今使用 锚固弹性膜，它使用的橡胶然后钢筋压实不仅具有足够的强度而且有 耐腐蚀性，很好地解决了冻融循环问题，最主要的是极大的提高了橡胶 坝的 使用寿命，降低了施工难度，给以后的检修工作也带来很大的方 便。 三、黄前水库 第二天我们驱车到了我们的第三个实习地点黄前水库具体情况 如下： 黄前水库坐落在泰山东麓，距离泰安城18公里，济南60公里。站在 泰山极顶鸟瞰水面，它宛如一面银镜掩藏在郁郁葱葱的苍松翠柏中。早 年这里是黄巢起义军练兵习武的地方，现在是泰山景区的一个旅游景

点。 黄前水库建于1958年，北接大青山，南接窝角山，西依泰山，东依 黑山。南北长8公里，东西宽5公里，最深处达90多米，有一条深谷从水 库中心穿过。水源由泰山、长青岭和大青山三条溪流汇集而来。

由于黄前水库是泰安市区的主要水源地，为了更好的保护水源地的 水质，自2009年起，黄前水库禁止垂钓。黄前水库位于泰安市岱岳区北 部黄前镇， 坝址以上控制流域面积292平方公里， 总库容8248万立方米， 兴利库容5913万立方米。流域属于浅山丘陵区，干流平均坡度9.72‰。 水库主坝为粘土心墙砂壳坝，坝顶高程213.3m，防浪墙顶高程214.5m， 大坝全长1530m，溢洪道设有7扇弧形钢闸门，闸门尺寸为10×8.5m， 底高程201.0m，门顶高程209.5m。 三查三定洪水复核结果：百年一遇设计，三日净雨317.1mm，最高 库水位209.0m， 千年一遇校核，

三日净雨486mm， 最高库水位210.65m， 可能最大降雨校核，三日净雨1014.5m，最高库水位212.17m，兴利水 位209.0m，死水位190.60m。 1流域基本情况 黄前水库位于大汶河支流石汶河上游，流域面积为292平方公里， 总库 容为8248万立方米，兴利库容为5913万立方米。河长为21.1 Km，干流 平均坡度为0.00940m/m,流域形状为扇形，形状系数为0.66，河网密度 为0.26，流域平均宽度为13.8 km，河道弯曲系数为1.57，河道断面形 状为矩形。黄前水库流域图见图1，黄前水库站测验河段平面图见图。 1.1流域自然地理特征 黄 前 水 库 位 于 泰 安 市 岱 岳 区 北 部 黄 前 镇 ， 处 于 东 经 117°4′ ～

117°22′、北纬36°16′～36°28′之间。该流域座落于泰山山麓， 均系泰山山脉纯山区，绝大部分岩石为前震旦系的花岗岩、花岗片麻岩 和混合岩， 也有一部分火成岩和变质岩， 岩石出露明显， 土层厚薄不均， 一般平均厚度约0.3～0.5m 左右，土壤性质一般为壤土、砂壤土和部分 粘土和砂土。农作物以地瓜、花生为主，小麦、玉米较少。由于该流域 土壤性质较好，山区植树造林比较普遍，植被率57%，水土流失较轻。 1.2水利工程情况 水库流域内自1958年以来先后建成小（一）型水库3座，小（二）型水 库14座，塘坝24座，总控制流域面积134.7平方公里，总库容1337.8万 立方米，兴利库容1045万立方米。较大的小（一）型水库是下港乡的彭 家峪水库，流域面积20.8平方公里，总库容710万立方米，兴利库容580 万立方米。较大的小（二）型水库是大津口乡的栗杭水库，流域面积48 平方公里，总库容97万立方米，兴利库容48万立方米。流域内主要水利 工程情况见表1-1。黄前水库站水位（Z）~库容（V）~面积（A）关系线 图见图。

表1-1 黄前水库流域内主要水利工程统计表 工程类别 A（Km） 小（一）型 小（一）型 小（一）型 小（二）型 小（二）型 水库名称 所在乡镇 流域面积 20.8 3.5 2 2.55 1.8 总库容 710 114.5 115.5 15.6 13.2 兴利库容 V 兴 （万立方米） 580 84.7 91 7.2 8.4

（万立方米） 彭家峪 下港 李子峪 黄前 药乡 大津口 马蹄峪 下港 赵峪 下港

小（二）型 小（二）型 小（二）型 小（二）型 小（二）型 小（二）型 小（二）型 小（二）型 小（二）型 小（二）型 小（二）型 小（二）型

蛤蟆营 勤村 黄芹 陈寺峪 石屋志 臭泉 大岭沟 花果峪 栗杭 牛山口 青杨峪 天龙

下港 下港 下港 下港 黄前 黄前 黄前 黄前 大津口 大津口 大津口 大津口

1 1.2 2 0.8 13 3 0.5 2.5 48 1.7 2.55 2.5

12 12 12 14.6 75 11 20 12 97 10.1 22 25.5

10.9 11.2 10 12 72 5.5 18.3 10 48 7 10 11

黄前水库枢纽工程包括大坝、溢洪道（闸） 、放水洞三部分，工

程高程 基面为56黄海基面。 大坝全长1530m，顶宽7m，为粘土心墙砂壳坝，坝顶高程213.3m，最大 坝高33.3m。溢洪道（闸）的闸室为正槽开敞式宽顶堰型钢筋混凝土结 构，长16m，共7孔，每孔净宽10m,堰顶高程201.0m，设有7扇弧形钢闸 门，闸门尺寸为10×8m，门顶高程209m,最大泄洪流量4050立方米/秒。 放水洞分为南放水洞和北放水洞，南放水洞位于大坝0+100处，进水口 底高程188.0m,设计流量15.0立方米/秒；北放水洞位于大坝1+440处， 进水口底高程200.0m，设计最大出流量2.0立方米/秒。详见表1-2。

1概况 位 置 山东省泰 安市 石汶河 1958 年 5 月 水准基面：56黄海 流域面积： 292 平 方公里 竣工时间

所在河流

河道干流平均坡度

0.00940 m/m

开工时间 2.水库特性指标 项 目 死 水 位 兴利水位 设计洪水位 校核洪水位 3大坝特性指标

1960年8月

水 （m） 190.60 209.00 209.55 212.15

位

项 目 死 库 容 兴利库容 调洪库容 总 库 容

库容（万立方米） 440 5913 1895 8248

项 目 坝 型 坝顶高程（m） 最大坝高（m） 坝 顶 宽

主 坝 粘土心墙 砂壳坝 213.30 33.3 7.00

副 坝 均质土坝 213.30 29.0 7.00

（m）

4.正常溢洪道特性指标 型式 堰顶高程 堰顶净宽 闸门型式 5.输水洞特性指标 南放水洞 进口底高程 最大泄量 型 式 钢筋混凝土管内衬 钢管（有压） 进口底高程 最大泄量 北放水洞 200.00m 2.0立方米/秒 型 式 拱涵内衬钢 管（有压） 正槽开敞 式宽顶堰 201.00m 7×10m 弧形钢闸 门 闸门尺寸 最大泄量 消能型式 启闭设备 10×8.m 4050立方米/秒 底流消能 移动式电动葫芦配自动挂钩梁

188.00m 15m3/s

四、下港乡 下午我们又驱车去了下港乡 下港乡位于区境东北部。北与章丘市、历城区为邻，南同祝阳乡搭 界，东与莱芜市接壤，西与黄前镇相连。面积155平方公里。乡机关驻 下港村，距泰城22.5公里。泰明、下金、港营公路贯穿全乡。