实习实验讲义(最后版本）..doc

《水文学原理与水文测验》 实习实验讲义 易珍莲 梁杏 沈仲智 2008．4 修编 编者按： 《水文学原理与测验》是水文学与水资源专业必修的专业基础课。从2002年开设以来，一直坚持开展部分实验课程。为了适应教学需要，在环境学院院基金的资助下，编写本课程的实习实验讲义。 《水文学原理与测验实习实验讲义》主要包括两大部分。第一部分是实验部分，包括气象观测和流量测验两个实验。其目的是训练学生如何采集气象要素，以及采用毕托管和比压计测量断面流量。实习部分主要是对实验收集到的数据进行整理，如气象要素资料整理和断面流量的计算。同时，为了配合课堂教学内容，还设置了部分习题和上机训练，进一步巩固课堂教学内容，加深对基本概念和计算方法的理解。 内容中难免有纰漏之处，欢迎批评指正！ 实验一 气象站与气象要素观测 一、实验目的 了解气象观测站场地仪器安装布局； 了解小型自动气象站的仪器结构及自动数据采集系统； 学习主要气象要素的观测方法； 分析主要气象要素的变化规律。 二、气象站场地与站内仪器 2.1场地基本要求 场地代表本地区较大范围气象要素特点和天气、气候特征的地方，要求场地平坦空旷，观测场四周应设高度约1.2m 的稀疏围栏，没有高大建筑物、树林和大水池，不应种高秆作物，以保证气流的通畅。 通常观测场大小应为25m×25m。场地应该平整，保持有均匀草层，场内要铺设0.3~0.5m 宽的小路。 2.2 观测场内的仪器布置，如图1-1。 ①风向风速传感器②风向风速计感应器③温湿度传感器④简易百叶箱⑤温度计、湿度计⑥虹吸式雨量计⑦翻斗式雨量传感器⑧雨量筒⑨E601B蒸发桶、蒸发传感器⑩小型蒸发器⑾日照计⑿地面温度表、浅层地温表及传感器⒀深层地温表及传感器⒁辐射表⒂自动站采集器及气压传感器⒃积冰架⒄草温传感器⒅冻土器 图1-1 气象站场地仪器布置示意图 场地内布置的主要仪器有风速风向仪、干湿球温度表、最高最低温度表、小型蒸发皿、雨量器、气压计等。 本观测站配备有HOBO小型自动气象站（如图1-2），含有温度、湿度、风速风向、雨量、气压等传感器，并可以通过自动数据采集器获取气象要素系列数据。 三 气象观测内容 3.1气温及湿度的观测 3.1.1观测仪器： 简易百叶箱中的普通温度表、最高温度表、最低温度表、干湿球温度表（如图1-3） 3.1.2观测内容与方法：观测当天的最高温度和最低温度、大气湿度； 最高最低气温，直接从百叶箱中的温度表读取。在观测最低温度表时，眼睛应平直地对准游标离感应部分远的一端。 大气湿度：利用百叶箱中干湿球温度表来观测。干球温度表测量空气温度，湿球温度表感应球部包扎着纱布，纱布用蒸馏水浸湿，并保持湿润状态。 从百叶箱干湿表读取干球温度和湿球温度后，可以由《百叶箱干湿表空气相对湿度查算表》查出水汽压、相对湿度和露点温度。观测数据记录于表1-1中。 3.2降水和蒸发的观测 3.2.1、观测仪器：雨量器、小型蒸发皿（见图1-4和1-5） 3.2.2、观测内容与方法：降水和蒸发量 （1）降水观测 降水的观测包括降水量观测和降水强度观测，观测时还要记录降水的起止时间和种类。仪器通常用雨量器（如图1-4），以mm为单位，精确到0.1mm。 观测时，用空的储水瓶将积有降水的储水瓶换下，然后把储水瓶中的水慢慢地倒入雨量杯内，直到储水瓶里的水倒净为止。将数据记录于表1-1中。 （2）蒸发的观测 测定蒸发量一般用小型蒸发器（如图1-5） 观测前时，注入20mm清水，记为原量，经24小时蒸发后，记录剩余的水量，记为余量，故蒸发量=原量 - 余量。 如果观测时段（前一天20时～当天20时）内有降水，则蒸发量= 原量 + 降水量 - 余量。观测数据记录于表1-1中。 3.3 风和气压的观测 3.3.1 观测仪器：轻便风向风速表和空盒气压表 3.3.2观测内容与方法：观测风速和风向及气压 （1）风的观测 风的观测包括风向和风速两个方面。通常采用轻便风向风速表观测（如图1-7）。 使用时按下轻便风向风速表的风速按钮，启动风速表后，风杯随风转动，一分钟后自动停止计时，风速指针也停止转动，风向指针指示出当时风向，风速可直接从刻度盘上读取。 （2）气压的观测 气压观测是测定作用在单位面积上的大气压力，实习中采用空盒气压表观测气压（如图1-6）。 观测时根据指针在刻度盘上位置，即可读得当时的气压值。 风和气压观测数据记录于表1-1中。 3.4 自动气象观测系统 观测站内HOBO便携式气象