水文與水資源學實習報告

PAGE1湖北師范學院地理科學系水文與水資源學實習報告專業(yè)地理科學系班級1002姓名李安迪學號2010119010236實習地點宜昌水文站三峽大壩三游洞實習日期2011.11.5-2011.11.7指導教師葛緒廣實習成績批閱時間目錄實習目的及意義3實習內容前言3主要實習內容4宜昌水文站4三峽大壩7三游洞8三、實習體會9一、實習的目的及意義1、認識實習是學生大學學習很重要的實踐環(huán)節(jié)。實習是每一個大學生的必修課，它不僅能讓我們學到很多在課堂上根本就學不到的知識,還能使我們開闊視野，增長見識，為我們以后更好把所學的知識運用到實際工作中打下堅實的基礎。2、了解和掌握水文觀測的常用方法和手段，在條件允許的情況下實地觀察和動手操作；3、通過對野外系列、典型的水文現(xiàn)象觀察、認識、描述和分析，不僅獲得感性認識，掌握野外工作方法和技能，同時加深對本專業(yè)所學基礎理論、知識和方法的理解，培養(yǎng)學生專業(yè)性的思維與分析能力；4、通過野外實踐鍛煉，了解團隊協(xié)作的重要性，開闊眼界，激發(fā)專業(yè)興趣。同時增強體質，適應野外工作環(huán)境。二、實習的內容（一）前言1、實習地區(qū)的地理概況：宜昌東經(jīng)110°15′~112°04′，北緯29°56′~31°3′，位于湖北省西南部，地處長江上游與中游的結合部、鄂西秦巴山脈和武陵山脈向江漢平原的過渡地帶，地勢西高東低，地貌復雜多樣，境內有山區(qū)、平原、丘陵，大致構成“七山一水二分田”的格局，為鄂、渝、湘三省市交匯地。宜昌“上控巴蜀，下引荊襄”，素以“三峽門戶、川鄂咽喉”著稱。自古以來，宜昌就是鄂西、湘西北和川（渝）東一帶重要的物資集散地和交通要道。宜昌位于中亞熱帶與北亞熱帶的過渡地帶，屬亞熱帶季風性濕潤氣候。有四季分明，水熱同季，寒旱同季的氣候特征。多年平均降水量1215.6毫米。平均氣溫16.9攝氏度，極端最高溫度41.4攝氏度（7月），極端最低溫度零下9.8攝氏度(元月)。年平均大于10度的活動積溫5200攝氏度以上，持續(xù)天數(shù)達250天。無霜期250～300天，年平均輻射量100.7千卡每平方厘米，年平均日照時數(shù)1538～1883小時，日照率40％。地形比較復雜，高低相差懸殊。西部山地占全市總面積的69%，主要分布在興山、秭歸、長陽、五峰縣和夷陵區(qū)的西部，大部分山脈在海拔千米左右。宜昌境內水系屬外流水系，以長江為主脈，河流多、密度大、水量豐富，年平均總水量4741.4億立方米，市境內長度大于10公里的河流有99條，其中集水面積在50平方公里以上的河流有64條，總長3793公里，總集水面積占全市的83.9%。主要河流有：長江、清江、沮漳河、黃柏河、香溪河、下牢溪。三游洞風景區(qū)位于宜昌西北的南津關西陵山上，背靠長江三峽的西陵峽口，面臨下牢溪。宜昌水文站位于長江于流上中游交匯點(湖北省宜昌市濱江公園)，是干流上中游的咽喉所在，東經(jīng)111.17，北緯30.42，控制流域面積100萬平方公里，占全流域面積的55%，是控制長江上游來水來沙的總控制站。三峽大壩位于西陵峽中段的湖北省宜昌市境內的三斗坪，其壩址位于湖北省宜昌市三斗坪中堡島，距下游水利樞紐工程38公里。2、實習時間及天氣情況2011年11月5日14點宜昌水文站陰轉小雨2011年11月6日8時三峽大壩陰天2011年11月6日13時三游洞風景區(qū)小雨3、實習內容概況⑴水文站降雨觀測、水位觀測、流量測定、浮標法測流、參觀各種水位計、泥沙取樣器、監(jiān)測斷面的設置、三峽大壩對河流水文要素的影響等。條件許可進行土壤水分、容重、孔隙度、飽和導水率的測定，以及蒸發(fā)散的測定。⑵三峽大壩三峽大壩的概況（建壩經(jīng)過、壩體有關情況、船閘等相關知識）；水庫建設對流域水文要素的影響及水庫產(chǎn)生的水文效應，并分析水庫建設帶來的正、反面影響。⑶三游洞水力作用下形成的巖溶地貌的典型水文現(xiàn)象的分析和觀察。（二）主要實習內容⑴宜昌水文站①水文站概況：水文站是觀測及搜集河流、湖泊、水庫等水體的水文、氣象資料的基層水文機構。水文站觀測的水文要素包括水位、流速、流向、波浪、含沙量、水溫、冰情、地下水、水質等。宜昌水文站坐落在長江邊，它被譽為國家一級水文站，世界教科文組織一級站，在世界上也占有相當重要的地位，同時它悠久的歷史也為自身增添了不小的魅力。該站始建于民國時期，是我國最早的，同時也是最重要的幾個水文站之一，并且在1998年抗洪期間發(fā)揮了極其重要的作用。該站從運行之日起，就開始在水文方面發(fā)揮重要作用，至今已為我們留下了許多寶貴的數(shù)據(jù)。②宜昌水文站斷面的設置首先要求交通便利，盡量靠近城市，這樣修筑量水設施；每個水文站至少設置3個或3個以上的斷面，每個斷面的間距不少于河寬的兩倍；宜昌水文站斷面剛好在長江（宜昌市段）大彎道下游不遠(為山區(qū)性河流向平原性河流過渡的山區(qū)低淺河段)，屬于流域出口區(qū)，方便控制該流域的泥沙和徑流，并且該段河床穩(wěn)定，河道順直，沒有支流匯水的影響；水石板每根長度1.2米，每根石板之間高差1米，每根之間有重合的地方，每根重合0.1~0.2米；圖1-1斷面上的水石板③水位測量長江水位（宜昌段）分為高水位（48.5米以上），中水位（43米~48.5米)，低水位（39米~43米），枯水位（39米以下），當然不同的水文斷面有不同的水位標準；水位測量以及其它水文要素的測量需要用到專業(yè)的測量船，而測量船是用一根長980米粗37毫米的纜繩固定和調動的；一般水位測量分為人工讀數(shù)（在量水堰體上安裝的水尺上直接讀取水位）和機器測量（用安裝在探井上的水位計觀測水位），今年8月份，宜昌水文站首次運用自動化度數(shù)。還有水位計，例如：數(shù)字式水位計、氣泡式水位儀、超聲波式水位計、壓力式水位計。④流速的測量通常有三種人工操作方法：第一、常規(guī)法（11線2點法）：在斷面上游11條垂線，每條垂線進行2點法測量（在相對水深的地方測量）；第二、精密測量：精密測量每年進行兩次，25條垂線，每條垂線進行5點法（0.0m水位線、0.2m水位線、0.6m水位線、0.8m水位線和1.0m水位線）；第三、簡測法：一線一點法注：Ⅰ、宜昌水文站使用的是DS3流速儀。Ⅱ、（垂線的選擇）基本河槽較河灘多設測速垂線，在斷面地形有劇烈轉折和流速有顯著變Ⅳ化的地方應多設測速垂線。測速垂線選好后，在每根測速垂線上選擇測點測定流速。我們所帶去的儀器叫做浮標流速儀。⑤流量的測量宜昌水文站常用的是ADCP儀器（分為走航式和水平式）進行流量的在線監(jiān)測。⑥泥沙的測量采取水樣：用采樣器在預先設定好的垂線和測點上取泥水樣，取樣時應同時觀測水位及取樣處的水深，并測定取樣垂線的起點距。取水樣可與測流同時進行。泥水樣處理：泥水樣處理有過濾法和比重瓶法兩種。另外還需要強調一點的是，根據(jù)泥沙的分類（懸移質、推移質、床沙），泥沙采樣器進行了分類。如圖：圖1-2推移質泥沙采樣器宜昌水文站使用密斯特100測沙儀，在長江汛期是（5月1日~11月15日）單樣采沙至少每天一次，在枯水期時(11月16日~4月30日)進行每月兩次的采沙。⑦三峽大壩對河流水文要素的影響對含沙量的影響：由于三峽水庫采取清水下泄，導致下游河水含沙量逐年減少，河水在運動過程中對兩岸以及河床的沖刷，宜昌流域河床被沖刷7米，導致其河床直接裸露成礁板河床。在水文站下游的胭脂壩進行“護底加糙”工程。在2009年、2010年和2011年沒有測到推移質卵石。⑵三峽大壩①建壩經(jīng)過：三峽工程施工總工期分三期進行，一期計劃五年完成，從1992年到1997年底，以大江截流為完成標志；二期工程安排六年，以2003年大壩下閘圍堰期蓄水、船閘試通航和第一批機組發(fā)電并網(wǎng)為完成標志；三期工程安排六年，到了2009年全部竣工，總工期為17年。②壩體有關情況：水壩大致分為重力壩、拱壩、土石壩、面板壩等等，而三峽大壩屬于重力壩。三峽樞紐工程由攔江大壩、水電站和通航建筑物組成：攔江大壩的壩型為混泥土重力壩，全長2309.5米，壩頂高程185米。三峽水電站采用壩后式廠房形式，其中左岸裝機14臺，右岸裝機12臺，共裝機26臺。單機容量為70萬千瓦，總容量1820萬千瓦。③關于五級船閘通航建筑物包括雙線五級船閘和一線垂直升船機各一座，五級船閘閘門長280m，寬34m，厚3m，重850噸，船閘年單向通過能力5000萬噸，在船閘建成后原計劃30年通航一億噸，在2003年就完成這個指標。一級船閘水位62米，五級為175米，該船閘將在明年2月份停航進行檢修。船閘分為南北兩閘，分別負責上游到下游和下游到上游。閘門閉合后成“人字形”。由于船通過五級船閘要花3個多小時，為了提高效率，計劃在2015年修筑垂直升船機，其高113米，能大大提高通航效率。④水庫建設帶來的正、反面影響第一、正面影響：它的益處最主要集中在防洪、發(fā)電和航運等方面。三峽工程可以防洪，非常有效控制洪水。中國是非常典型的東南季風氣候，降雨分布非常不均勻，長江從宜賓到武漢也是地上河，過去兩千年的統(tǒng)計不到十年發(fā)一次洪災,三峽工程修建以后，可以非常有效提高下游的防洪標準，而且還可以有效地延緩河流淤積。三峽大壩建成后和葛洲壩的年均總發(fā)電量將達到1050億度，若每度電價0.1元，則年度創(chuàng)現(xiàn)值105億元，若每度電創(chuàng)產(chǎn)值5元則每年可為國家增創(chuàng)產(chǎn)值5250億元，三峽水電站地處我國腹地，至全國各大負荷中心的輸電距離均約在1000公里內，是未來全國各大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)中心。電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)后，既可與全國的火。水、核電互補，又能大大提高電網(wǎng)運行質量和效益。因此，三峽水電站，將是我國未來的電力調度中心。三峽工程還有效改善了某些河段的航運情況。660公里的宜賓-重慶江段落差很大，有灘險一百多處，單航段幾十處，重載貨輪需牽引段也有好幾處，年單向航運能力不足1000萬噸。而三峽大壩建成后，將淹沒所有險灘、單航段和牽引段，航道擴寬很多，萬噸級船隊將通江達海，航運成本可以大大降低，年單向航運能力將超過5000萬噸。橫貫華東、西部黃金水道的形成，對發(fā)展和繁榮長江兩岸至沿海地區(qū)經(jīng)濟，是非常有利的。另外三峽大壩的修筑對水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境等方面也有很多益處。第二、負面影響：三峽水庫淹沒了古老的城市和文化遺產(chǎn)，還迫使庫區(qū)農(nóng)民搬遷到人口更加密集的沿江坡地上。水污染問題十分嚴重。由于江水被大壩阻攔，農(nóng)業(yè)殘留物、生活及工業(yè)污染物無法水流而下排入大海，而是倒灌回水庫，使得庫區(qū)水體污染不斷加重，并導致庫區(qū)的長江支流出現(xiàn)“水華”現(xiàn)在。產(chǎn)生關于泥沙的問題。長江每年要攜帶5億立方米的泥沙進入三峽，但其中大部分都無法排出去，水庫因此將出現(xiàn)淤塞，三峽大壩進而有可能垮塌。工程師在大壩底部設計了23道閘門用于在汛期沖走泥沙。據(jù)他們估計，該系統(tǒng)可保證三峽水庫在今后一個世紀維持90%甚至更高的庫容。但事實上是，泥沙淤積的速度高過了蓄水；大壩兩側山體嚴重滑坡，大量泥沙淤積于大壩內，大壩的蓄水能力與日劇減。而在長江中、下游地區(qū)，泥沙淤積狀況的變化則會產(chǎn)生另外的問題，隨著水中沉淀物的減少，陽光可以照到更深的水中，進而促使下層的藻類滋生，影響航道的安全；與此同時，大壩影響泥沙流向下游，使包括上海地區(qū)在內的長江入?？谑湛s，海洋的咸水正在倒灌入內陸。大壩的建立對當?shù)氐牡鼗a(chǎn)生影響，產(chǎn)生滑坡危險和地震災害。（三）三游洞三游洞地勢險峻，形如覆蓬，