水位记录表水尺位置：____ 表 22

（四）怎样测定流速和流量

河水流行的速度叫流速。它表示每一单位时间内水淌过多少距离。它与计算自行车和汽车的车速一样。例如自行车每小时行 20 公里，这就是它的车速。而流速在习惯上是以每秒多少米（米/秒）来计算的。

在一定时间内流过河道某一横断面的水量叫流量。流量通常用立方米/秒来表示。

为什么要测量流量呢？流量测定的用途是多方面的。首先，在兴修水利方面，为了除水害、兴水利，就要知道洪水内涝发生在什么地方，

害处究竟有多大？经过治理，自然界可以利用的水资源究竟有多少？这就必须根据河流的水文测验资料来决定。在观测资料中，除了降水量、水位以外，流量最为重要。有了流量资料，就可以知道哪条河水量多， 哪条河水量少？全年有多少水？什么时候水多，什么时候水少？水多到什么程度，少到什么程度？然后才能决定各种防洪、蓄水、灌溉、航运、排涝、发电等水利工程应做在什么地方和设计怎样的渠道及建筑物。为了合理的运用和管理已建的水库、闸坝，也必须掌握流量资料。其次， 在农业生产上，也必须要有流量资料才能决定水量够不够用，如何在灌区渠系间合理分配水量，以达到计划用水的目的，既能使农田丰产，又能经济用水。由此看来，在那些缺乏水文资料的地方，当地中学生通过对河流流量观测等的乡土地理研究，为家乡获得科学的水文资料，其意义是多么重大啊！

要测定河流流量的大小，首先要测定河流断面的面积和流速。河流断面面积的测量方法是这样的：先确定断面的位置，在测流断面的两岸各打一根木桩（图 53），在两根木桩间拉紧一条带有分度（50 厘米或 1 米）的绳子，然后坐船或涉水沿着绳索自断面一岸的水边开始用刻有分度的竹竿，每隔 0.5 米或 1 米测量一次水深，一直到对岸的水边为止。要注意，为了防止错误，在每一测深位置上，要测量两次。如两次结果相差很大，还要测第三次；如两次结果相差不大，则求出平均数作为该位置的正式深度。深度测量结束后，要把所有测出的深度加起来，用测量的次数去除（即测深位置的数目），算出河流的平均深度，再用平均深度乘上河流的宽度，即得出水流断面面积的近似值。例如河宽 5.5 米， 平均深度为 0.5 米，水流断面面积=5.5 米×0.5 米=2.75 平方米。

图 53 水面浮标法

水流断面测好后，就可进行流速流量的测量了。测量流速的方法很多，最简便而又容易做的是水面浮标法。即在测流断面上游和下游距离相等的地方（如距测流断面 5 米处）各设一个照准线。照准线可以用木桩固定，在河流的两岸上测量时，再用四根竹竿分别标在上、下照准线的木桩旁，以便把照准线的位置明显地表示出来。准备 10 个浮标，浮标

可用厚 2—3 厘米、直径 10 厘米的圆木片做。参加测量流量的学生最好

五人一组，第一个人站在上照准线以上 3 米的地方（即投掷浮标的起点） 拿着准备好的全部浮标。第二人站在上照准线那里当一个信号手，他主要担负发出当浮标到达上照准线那一霎那的信号任务。在下照准线处， 也站着一个信号手，他担负发出浮标到达下照准线信号的任务。在下照准信号手的两旁各站一个人，其中一人拿着计时器，另一人拿着记录簿准备记录。当一切布置停当后，站在上照准线以上的人，把第一个浮标投掷在河中央水流最快的地方。站在上照准线的信号手注视着游来的浮标。当浮标到达上照准线的那一霎那发出信号（最好挥动旗子作信号）。站在下照准线拿计时器的人，见到信号立即开动计时器。站在下照准线的信号手视线要始终不离开顺流而下的浮标，在浮标到达下照准线的一霎那，立即发出“到”的信号，拿计时器的人同时停止计时器的走动， 并把浮标从上照准线到下照准线所经过的时间告诉旁边的记录者。这样就完成了一个浮标的测速工作。站在上照准线以上的人，再开始投放第

二个浮标，重复上面的工作直到 10 个浮标投完为止。由于河流各处流速

是不同的，中心流速要比岸边流速快，所以 10 个浮标要在上照准线以上均匀地投放，计算出水面上平均流速。但由于浮标是在水面上漂浮的， 所以这个计算出来的浮标平均流速只表示水面上的平均流速，而不是河流断面上下各部分的流速，因此用水面平均流速和水道断面面积相乘， 得到的还不是实际的流量。要得到实际的流量，还必须乘上一个系数（这个系数是水文学家用水面最大流速和根据流速仪在水流断面上各点测出的平均速度比较得来的），这个系数通常是 0.7。因此当断面面积为 2.75

平方米，水面平均流速为 0.5 米/秒时，流量即为 2.75×0.5×0.7=0.9625 立方米/秒。

（五）怎样计算河水的含沙量

所谓含沙量，即河水中所含泥沙的数量。为什么要测定河水的含沙量呢？如果某段河流中带来的泥沙多，带走的泥沙少，这条河便要逐渐淤浅，河道能够通过的水量也就逐渐减少，这样当雨水多时，河道里装不下，就要泛滥成灾；当雨水少时，就要影响灌溉和航运。反之，如果河流中带来的泥沙少，带走的泥沙多，这条河便要刷深和刷宽，堤岸就容易倒塌而成水灾，水中建筑物亦有危险。河流中泥沙的多少也反映了该河流域水土流失的现象严重与否，严重的要采取保泥拦沙措施。水库和灌溉渠道的寿命与泥沙沉积速度也有密切的关系。所以要研究河流内泥沙究竟有多少？哪条河流带来的泥沙多，哪条河流带来的泥沙少？什么时期带来的多，什么时期带来的少？带入水库的泥沙有多少，流出水库的泥沙又有多少？水库渠道泥沙淤积情况怎样，搞了水土保持以后， 对减少水土流失的效果又怎样？今后水土保持采取哪些措施更有效？对于水利工程泥沙问题应该如何处理？要研究和解决这些问题，就需要进行含沙量的测定。由此可见，学校乡土地理进行这方面的研究，为本乡水利建设提供这方面的一些科学数据，是十分有价值的。

图 54 玻璃瓶取样器测定河流含沙量的方法是这样的：

1. 过滤法

1. 取样

河流中究竟有多少泥沙？这必须从河中取部分水样上来进行处理分析，这种由河中取水的过程叫做取样。

取样要在河中水流速度最大的地点的不同深度来进行。方法是：用一个能装 1 公斤以上水的玻璃瓶，瓶口下端系一重物以便下沉，瓶颈部系以麻绳，麻绳上用不同颜色的细布条按一定尺寸做记号（自瓶口算起），瓶口盖上瓶塞，塞上扣一细线（图 54）。测量时先洗净玻璃瓶， 盖好瓶塞，然后放入河中，当玻璃瓶沉至需要提取水样的深处时，立即拉动瓶塞上的细绳，使瓶口打开，待水盛满后，即提出水面倒入其它容器内。

取样应当随着水位涨落的情况来确定取样的时间。在平水时（指水位变化不大），河流的含沙量变化不大，每隔几天或 10 天取样一次都可以；洪水时，应当在开始涨水、涨水到半腰、涨水到峰顶、再退落到半腰和落至平水时各取水样一次；特别要注意春天的第一次涨水和各季节

久旱之后突然暴雨而发生洪水，一般这时泥沙最多，应当增加取样的次数。

1. 水样处理

①沉淀：每一个装水样的容器，在没有装水样以前，应当用小秤称好容器的重量（为了减少每次称重的手续，可将容器的号码和重量用红磁漆写在容器上），装水样以后，再连同水样一起称一次作为水样和容器的总重量。然后再减去瓶子的重量，即得水样的重量。将水样放在不受振动和不妨碍日常工作的地方，静静沉淀 5—7 天。容器上必须用旧报纸盖好，以免灰尘或污物进入，增加泥沙重量。

②过滤：将沉淀过的水样，轻轻倒去上层清水，或用一根橡皮管子吸去澄清的水样（在倒或吸去清水时，切勿使底部沉淀的泥沙扰动，以免泥沙被倒去、吸去，如发现这样现象，应立即停止倒或吸，等待泥沙重新沉淀后再进行），留下底下的浑水，用烘干的宣纸或表芯纸一张作滤纸（方形，长宽各 20 厘米；或圆形，直径 20 厘米），在天平或普通

的戥子上称好干燥滤纸的重量（戥子的精度必须能称得出 0.05 克），然后将滤纸作成一个封闭的漏斗形，放在白铁皮或搪瓷、玻璃漏斗上，漏斗放在一只空瓶子上，再将装水样容器里留下的浑水拌匀，轻轻倒在滤纸内，倒时需注意勿使水样满过滤纸而漏入瓶中。如发现有遗漏现象， 应将瓶中的水倒入滤纸内重新过滤一次。水样倒完后，应用清水洗净容器内粘着的泥沙，一并倒在漏斗内过滤。等水滤完以后，将滤纸轻轻揭起，把附着泥沙的一面向内，轻折成方形小包，烘干后称出干燥的滤纸和泥沙的总重量，然后减去干燥滤纸重量，即得泥沙重量。

③烘干：方法是先将滤纸放在干净的铁锅里（即普通炒菜的铁锅）， 用火炉烘干，或用纸盒盛滤纸放在烈日下晒干。在烘烤时，要注意勿使滤纸烧焦；在曝晒时，要注意勿使滤纸污损或被风吹走。一个水样用一张滤纸，不能使水样和滤纸混乱，可将取样日期和容器号码用铅笔注在滤纸上。

④计算：计算水流的含沙量，可以用泥沙量与水样重量的比较表示， 例如水样

重量=2500 克，其中泥沙重量=0.30 克，则含

沙量 = 0.30

2500

= 0.12 = 0.12‰。1000

图 55 透明度法测定含沙量情形

1. 透明度法

即用黑色油墨在洁白的纸上绘一个十字图形，十字的横线及竖线长度均为 14 毫米，粗为 1 毫米，再在四周绘直径 1 毫米的黑点 4 个，贴在一圆形小铁片上（图 55）。再在铁片边缘上垂直焊上一根铅丝柄，即成一简单的测具。

测定时，将所取水样摇匀后倒入一个玻璃量筒内摇匀，将十字图形从筒口慢慢下放（如图 55），并用肉眼从玻璃筒的上口垂直观看，当 4 个黑点消失而十字形仍可看见时，记下下放深度（厘米），即透明度。然后在透明度和含沙量换算表（表 23）中，即可查得水流中的含沙量。

表中含沙量以重量的千分比（‰）表示，即 1 千克水中有多少克泥沙。