水文电测技术

测水站

按测验项目分为观测水位、流量或兼测其它项目的水文站；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。2100433B

（1）水面量测( water level measurement)：对水体自由表面位置的测定。水面量测是水工、河工、港工试验中重要量测项目之一，主要用于量测水位和波浪。

水位量测往往要与基准面的高程相联系，对量测仪器的准确度和长期稳定性有较高的要求。常用的仪器有测针和自动跟踪水位计等。

波浪量测是通过测定水面波动的过程，从而推算出波高、波周期、波谱特性等参数。由于水面波动较快，故对量测仪器的动态特性有一定要求。波浪的量测可采用各种形式的波高仪。

现代的水工试验，不论是水位还是波浪的量测，都采用电脑对水面量测的数据进行集中采集和数据处理。

（2）流速量测( flow velocity measurement)：对水质点运动速度的数值大小及方向的测定。流速量测是水流实验中重要的量测内容之一。

在恒定流中，一般进行时均流速的量测；而在非恒定流中，则要量测流速随时间的变化过程。对变化缓慢的非恒定流（例如潮流）可用间隔一定时间量测一短时段内时均流速的办法来反映流速变化过程：对于脉动流速（不论在恒定流或是非恒定流中）的量测，都要测得流速随时间变化的动态过程，并分析出流速脉动的频率和强度等。

严格说来，为了描述流体的流动要进行三维流速量测。但不少试验可忽略某一方向的流速，简化为二维的流速量测。在某些管道流、明渠流中甚至可简化为一维流速量测。

（3）流量量测（实验室）( flow measurement in lab: discharge measurement in lab)：对单位时间内通过某一过水断面的流体体积的测定。测定流量的仪表称为流量计。目前实验室内常用的有压差类、堰槽类、转子类、电磁类、超声类等几种类型。

（4）水温量测( water temperature measurement)：使用温度计对水体温度场的测定。在与热力因素有关的水力学试验中，水温是主要的量测项目之一。

（5）掺气浓度量测( air concentration measurement) ：对水气二相流中空气浓度的测定。为了研究掺气水流运动规律，有必要测定水流断面平均含气浓度及点时均含气浓度和脉动含气浓度。测量方法有多种，如水面线估量法、光学法、取样法、同位素法、电学法等，常用的有取样浓度仪、y射线浓度仪、电阻浓度仪及针形点掺气浓度仪4种。

（6）压强量测(pressure measurement)：对流体作用于单位面积上的法向力的测定，压强通常分为相对压强和绝对压强。前者是测点水压强与大气压强之差：后者是包括大气压强在内的总压强。测定压强的仪表称为压力计，按其作用原理可分为液柱式压力计、机械式压力计和电测压力传感器等。

水力测功器（图2）是利用转动的水轮与壳体内水之间的摩擦吸收被测机械的功率，这种测功器只能测定有效输出功率。使用时，将水轮与被测机械轴联接起来，使之带动水轮转动。自由地支承在轴承上的测功器外壳，在水摩擦力作用下，也随之转动，通过测力机构可测出在定子力臂点上的制动力。水力测功器在工作时将所吸收的机械能变为热能，使水温升高，故需要定压冷却水系统 。