水文测验——河南省水文水资源测报中心20140109

第三章 水文测验

河南省建立水文测站、进行水文测验工作始于民国初期。当时站数少，测验设备简陋，技术落后，测验断断续续，资料系列短。中华人民共和国成立后，为适应水利和其它国民经济建设发展需要，水文工作得到迅速发展。建国初期仅有十余处水文站，到1956年全省有水文站130余处，委托雨量站400处。经过60、70年代特大洪水的考验，河南省水文总站总结出要“顶得住，测得到、报得出”的测洪经验。又经过80、90年代的实践、改革、创新，使水文测验方法，测验设备等都得到进一步发展和提高。水文测验工作由野外转入室内操作，减轻了体力劳动，提高了测报质量。为国民经济建设和防汛抗旱、水资源管理提供了宝贵资料。

第一节 普通测量

一、 水准测量

(一) 水准点高程测量

水文站水准点的设置和测量，民国期间除利用国家水准网所设水准标点作为测站永久水准点外，一般利用涵闸、桥梁、屋角等建筑物，亦有以碑石、树根铁钉作临时水准点。永久水准点由有关水利机构复测，临时水准点由水文系统组织测量。建国后，一般在设站时设置2处以上水准点，其中基本水准点1～2处，校核水准点根据测站需要设置。1951年淮河流域凡未设置基本水准点的测站，均以治淮委员会工程部长汪胡桢设计的51新型雨量器，混凝土基座内所设水准点作为测站基本水准点。其它流域测站基本水准点高程由省级领导机关组织力量接测。测站附近可供引用的三等水准点，暂用假定测站基面。50年代省内应用基面：长江流域用吴淞基面，淮河流域用废黄河口基面，少数站用假定基面，黄河、海河流域用大沽基面，个别站用假定基面。水准点高程一般由水文站每年复测一次，测程超过十公里的，每五年由专业测量队复测。1955～1956年，曾组织力量，进行一次全面复测。为统一应用黄海基面，1976年，对全省水文站的水准点，用三等水准再次全面复测，豫北沿卫河各站及孔村、天桥断和南阳地区的唐河、半店、荆紫关、后会站等测程较远，由省水利厅测量队复测外，其它站由各分站组织力量复测。全省140余处水文站，除尖岗水文站外，均引测为黄海基面使用至今。

(二) 水尺零点高程测量

设站时，测定水尺零点高程，民国时期在洪水前后各校测一次，建国后每年汛前复测一次，大水过后或发现有变动迹象时，随时校测。50年代初按四等水准20√K(K为单程公里数)作为允许误差标准，要求过高，不易达到。1955年后，规范明确规定为五等水准，用3√n或4√n(n为单程站数)作为测量误差控制标准。当地形复杂，视距5～50m时用3√n;地形平坦，视距50～100m时用4√n。1991年国家水位观测标准规定，测量要按四等水准要求进行。条件受到限制时，可按上述误差控制标准执行。实际历年水尺零点高程测量，以不超过已用高程1～2cm，即不进行改正。

(三) 大断面测量

水文站河道大断面，在民国时期测次很少，有的数年测1次。建国后，新设站的基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标中断面、比降水尺断面，均进行大断面测量。河床稳定的断面每年在汛前施测一次。有冲淤变化的断面，每年汛前汛后复测，每次大洪水后加测。一般用钢尺量距，分段设立固定桩。断面两固定点桩间量距误差不超过2%。断面各点高程用五等水准测量。

断面方向的确定，民国至建国初期均系目测， 1955年以后设站初期或流向有明显变化时，在低、中、高水位施测测流断面上的流速、流向或水流平面图以确定或检测断面方向。

二、测站地形测量

民国和建国初期，水文站的河段地形是平面草图。1951年恢复和新建的水文站，测绘简易地形图。1956～1957年，河南省水文系统组织几个测量组，有计划地分片，对全省所有水文站的河段地形，进行复测。平面控制用导线或五等三角网，高程控制用三等水准，碎部地形点，用视距高差法。尽量使用大比例尺测绘地物地貌，测至河段上、下游影响水流的范围内。测至最高洪水位以上0.5～1.0m，绘出各断面标志、水尺、浮标投掷器、过河索、水准点、导线点、三角点位置。以后测验河段发生变化，由各水文分站组织力量及时复测。公历逢零逢五年份刊布测站位置图。

第二节 水位

河南省最早的水位记述始于黄河流域，郦道元所著《水经注》中叙述：三国时，魏文帝黄初四年(公元223年)六月二十四日，黄河支流伊河龙门镇河岸石壁上刻：“辛己，大出水，高举四丈五尺，齐此己下”(黄河水文志)。这是有历史记载以来，河南伊河的最早洪水位记载。正规的水位观测始于1919年，有黄河陕县水文站，淮河洪河口水文站，卫河汲县水文站，安阳河安阳水文站。1920年后水位观测点逐渐增多，但观测断断续续，资料系列1～2年的较多，连续数年的站很少。到1949年底，仅有黄河干流的陕县、柳园口、花园口;淮河流域的三河尖站(当时属安徽省)坚持观测，其它各河水位均已停测。

建国后，为适应国民经济建设的需要，水位观测站逐步增加，由1950年的27处(包括黄河流域)至1955年有水位观测站137处(不含黄委会管理的伊、洛、沁河14处)，以后随着经济形势的变化，水位观测站点稍有调整。60年代初略有减少，70年代又有所增加，80年代的水位观测点包括水文站的水位观测达160处。90年代比较稳定。到1999年水位观测172处，其中自记72处，遥测27处。

一、仪器设备

民国时期是用刻划出厘米分划的直立木板尺，尺长1～2m，宽15cm，厚2cm，固定在河中的木桩上，一直沿用到建国初期。1952年改用1m长的搪瓷水尺固定在木桩上。潭头水文站在河岸基岩上，刻划倾斜式水尺，也有个别站用水泥护岸刻划倾斜式水尺。1955年曾用钢管代替木桩，有的设立矮桩式水尺，给观测带来方便。

1960年后，木质水尺桩屡遭破坏，测站改用钢筋混凝土、角钢等作水尺桩。1958年南湾电站尾水渠、1959年平桥冲沙闸先后兴建了自记水位计，1959年小河子水库水文站创建了远传式自记水位计，因自制工艺不精，未能投产应用。薄山水文站1963年使用重庆厂生产的SY-2型电传水位计。1966年淮滨站兴建岸式自记水位计。1977年南湾电站尾水渠改为远传自记水位计。

50年代后期河南已兴建自记水位计，由于经费所限，发展缓慢，到70年代，在“水位、雨量自记化，测流缆道化”的号召下，形成建自记井高潮，全省共建水位测井80余处，其中有岛式、岸式、岛岸结合式、虹吸式、分级式(最多的有三级)。自记水位井的进水管，大部分为平卧式管，唯有白桥站使用虹吸式进水管。南湾、石山口、五岳等大型水库的自记水位井，又分别建立低水、高水自记井台。80年代中期，治淮委员会引进遥测水位计，在河南试点，成绩不佳。1988年“淮委”再次投资在河南淮河流域重建21处遥测水位兼雨量站。为减少测井淤积问题，在淮滨、班台等站改建为虹吸式进水管，对解决测井淤积有明显效果。

二、观测

建国前的观测时制，均为北京标准时，24时记载法，以零时为日分界。民国时期的观测规定，是由各水利机关制定。观测时间、测次和观测方法，各流域不尽相同，长江流域一般为每日6、12、18时定时观测3次，洪水时增加测次;淮河流域每日观测次数不定，少则1次，多则25次(增加零时观测);黄河流域平时观测2～13次，汛期5～24次不等;海河流域平水期有3次、7次的，洪水期13次(每2小时1次，增加零时)或24小时逐时观测。

建国初期沿用民国时期的规定和水文测验设施及观测方法，参考李海观《测量学》中的水文测量方法，每日7、12、17时观测3次，汛期加测，洪水时24小时观测。1951年水利部颁发报表填写格式后，水位观测仍为7、12、17时观测3次，汛期定为6、9、12、15、18时观测5次，水位变化急剧时，增加测次。1955年颁发《水文测站暂行规范》，同年6月水位定时观测时间改为每日8、14、20时。1958年水文管理体制下放，缺乏统一管理，水位观测资料质量明显下降。1963年水文体制上收后，加强了管理，水位观测资料开始好转。1975年水利电力部再次制定颁发《水文测验试行规范》。1990年水利部颁发国家《水位观测标准》。“淮委”于1988年帮助河南省淮河流域兴建21处水位遥测站，于1992年投入运转，应用正常，在20分钟时间内，河南省防总、淮委水情处、省水文总站均能收到水位信息，使河南的水位观测向现代化、科学化方向迈出了新步伐。至1999年全省有水位遥测站27处。

一、 水面比降观测

民国时期，水面比降是为推算流量而观测，只在流量计算表上有比降观测的记录，并没有把它列为一个独立的观测项目。建国初期，曾作为专门的比降水位观测项目。在水位观测的同时，进行比降观测，并有专用的比降观测记载表。1955年《测站暂行规范》又重申上述规定，作为推算洪水流量的比降观测，只在一年的局部时期中进行。1960年《水文测验暂行规范》把比降观测列为流速仪测流的辅助观测项目。70年代曾作过比降—面积法测流的专题研究，在河南郑州召开“比降—面积法”专业研讨会。经80年代的研究成果认定为非常时期的测流方法。实践证明，比降观测，对推算洪水流量河床糙率，反映各级水位的水面坡度等是不能忽视的重要资料。

第三节 流量

河南省于1919年，在黄河干流的陕县站，淮河的洪河口站进行流量测验。20年代，在卫河及其主要支流上设立新乡、上七垣、安阳、大赉店、思德、刘全庄汛期站，除新乡站应用浮标法测流外，其它站使用比降法、桥孔收缩断面法，用水位推算流量，亦用少量浮标法或流速仪法。30年代，河南各大中型河道先后设立水文站，使用流速仪，测相对水深0.6一点法，一般4～6条垂线，测速历时10～20秒钟，同时兼用浮标法，每次流量4～6个浮标，估算浮标系数用0.85计算流量。40年代后期几乎全用浮标法测流。长江、淮河流域使用双断面法。黄河、海河流域使用单断面法。建国前水文站点不稳定，设、停频繁，流量测次少而不匀，资料断断续续系列短。到1949年建国前夕，只有黄河流域的陕县、花园口站使用流速仪法和单断面浮标法继续测流外，其它站都已停测。

新中国成立后，由于江河治理的需要，许多河道设站进行流量测验，按照水利部下发的《水文测验施测方法》及参照李海观新著《测量学》中水文测量部分进行。由于受测验设备、人力、技术条件限制，洪水中难以测得变化过程。1952年后，设备不断得到充实，特别是1955年贯彻《水文测站暂行规范》，流量测验质量得到提高。1958年以后，随着水文管理体制的下放、上收的反复，流量测验质量也随之下降或提高。

1980年测站上收省统一管理后，在全国兴起测流缆道化和缆道自动化的建设高潮。河南有近70%的测站得以实现缆道化。大部分测站配有流速记录仪，代替人工记录和流速计算，是测速的一大进步。80年代初期，我省开展利用桥梁建筑物测流的试验研究。在元村集、范县、遂平、白土岗、临汝等站进行，取得桥上测流研究的初步成果。同时水位流量单值化的分析研究，亦获得一定的成果，先后有11处流量测验，实现了校测和间测。80年代后，主张流量测验少而精(准)，不单纯追求多测，这是测验观念上的一个转变。

一、 流速仪测流

(一)流速仪：流速仪施测流量精度较高。民国时期主要使用从英国进口的旋杯式流速仪。建国初期，除继续使用这种仪器外还使用南京水工试验处生产的旋杯式流速仪及英国产的瓦司(WAITS)自记流速仪。1952年后，国产流速仪大量生产，各站均使用国产的，当时各测站都配备1～2部旋杯式流速仪，测速范围0.3～3.0米每秒。1955年使用测速范围0.2～4.5米每秒的55型旋杯式流速仪。1958年后，使用20转一个信号0.3～5.0米每秒的旋浆式流速仪。1968年后，使用“68”型防水防沙流速仪。70年代国产流速仪逐步向测高速和自记直读方向发展。80年代初，信阳水文分站刘文俊同志利用小计算器累加计数的功能，输入流速仪转数信号，从计算器上读出流速，在长台关等站推广应用。1985年5月，北京手表二厂生产出辽宁水文总站研制的流速仪自动打印记录仪，不需人工记数记时直接打出流速。90年代使用自动测速记录仪。建国以来流速仪不断更新换代，除以上常用的外，还有04型低流速仪，管道流速仪等。河南省使用的主要流速仪型号列于表3-3-1。

(二)测船：民国和建国初期，多租用当地木船施测流量。1952年，二等以上水文站购买民用船，船型结构不太适用，以后，根据测流的实际需要，水文站自己设计，请人加工，在船上增加测流装备和起锚机械等，测船有了改进。1956年白河万庄站等，把船上的起锚绞车改为水轮收锚，以节省人力提高工效。由于木质水轮苯重，应用不便未能坚持使用。1957年淮河干流长台关、息县二站建造木质机动船，平时河道水浅，洪水时航速不够，利用率不高。1963年河南省水文总站为安阳、新乡平原河道购置一批造价低、便于养护、经济耐用的水泥船。同年新乡水文分站试制单、双舟钢板船。紫罗山水文站亦自制钢板双舟船。双舟船的稳定性好，遇浪大流急不易倾翻，适用于山区测流。

(三)测船定位：民国及建国初期，较大河流大部用抛锚定位，抛一锚测一线。1953年息县站改用长缆一锚多线法定位，缩短了测流时间。相继长台关、淮滨站亦采用一锚多线法定位。中、小河流，建国前及建国初，测船定位是因地制宜，多种方法并用。用麻绳临时架设过河索吊船定位;船上竖立1～2米高的桩绊船定位;手拉过河索及锚链攀索滑动定位;竹篙插入船篙孔定位。1953年后陆续改用钢丝绳过河索，木质绞关收放定位。50年代中期过河索牵引测船发展很快。60年代兴起高架过河索吊船法。1965年6月25日，长台关站第

应用的流速仪统计

表3-3-1

一座大跨度(单跨超500m，钢架17.0m)过河索建成投产，周口站高架过河索相继竣工。1967年又一大跨度双跨钢支架过河索吊船在息县建成。60年代各站建成高架过河索并投入运用，成为固定测船的主要设备。1975年全省共有过河索吊船75处，占当时测流站的63%，由于测流缆道的发展，从测船逐步转入室内操作。从70年代至80年代，过河索吊船测流逐渐被流速仪缆道取代，90年代，除蒋集站仍以过河索吊船作为主要测流设备外，其它站以缆道测流为主，过河索吊船退为备用设备。据1980年统计，河南兴建各种缆道共108处(其中手摇缆道36处，电动缆道72处)，如表3-3-2。至1999年有电动缆道69处，手摇缆道4处。备用过河索吊船54处，占测站的45%。

河南省1980年缆道数量统计表

表3-3-2

信阳 驻马店 许昌 周口 商丘 郑州 新乡 安阳 洛阳 南阳 合计

1 2 5 1 1 1 5 1 1 3 36

电动缆道

15 13 10 8 3 3 5 2 1 12 72

(四)流速仪提放：建国前至1952年，船上提放流速仪大多用手工操作。1953年有的站自制小滑轮，到1955年使用木质绞关提放。1958年后改用铁制绞关提放流速仪。随着流速仪提放绞车的出现，60年代后期南京水工厂研制出50kg的流速仪提放绞车，适应较大河流。70年代兴起水文缆道，流速仪的提放通过缆道在室内操作。

(五)起点距测量：民国时期一般在过河索上直接测读。亦有视距法和测角交会法测算。一般使用：1、直接量距法——50年代初用皮尺、钢尺、距离索量距。1952年后在断面索上绑标志牌定距，当初用铅丝索，后改进为钢丝索;2、测角法——用经纬仪、平板仪、六分仪等测角。50年代初期息县等站曾用六分仪测角;3、视距法——用经纬仪视距。在平坦的河道，偶有用水准仪视距。60年代后，架设过河索吊船的站，增加断面索测读起点距。缆道测流站用记数器读起点距。

(六)水深测量：建国前及建国初期，一般用测深锤和测深杆测深。50年代中期自制木质测深杆，长2～5m不等，在杆上标出米和分米，施测水深。测站普遍使用。1956年8月6日，西元村水文站使用测深杆测得最大水深11.2m。是河南省用测深杆测得的最大水深。1982年省水文总站测验室研制的缆道压敏测深仪，在漯河、潢川站投产使用。因有线电路易被磨损，经常出现故障，未得到推广使用。80年代后，铅鱼测深取代了所有的测深工具(除涉水测深外)，缆道测流站，由记数器记读水深。

(七)测速垂线和测速点分布：民国时期，测速垂线布设，一般4条，多则6条。除黄河流域用一线一点、二点、三点法外，其它流域多用一线一点法。1951年起测点测线逐渐增多。测速历时，民国时期为10～20秒。建国初期为20秒，1952年用60秒。1955年延长到120秒，并分组记录。1975年后，执行100秒，暴涨暴落时可缩短至60秒。1955年按《水文测站暂行规范》规定，采用多线多点布设。到1957年有少数站积累多线多点精测资料，进行精简分析后，测速垂线不少于原设垂线的一半，测点大部为二点法。1958年测站下放专、县管理期间，不执行《水文测站暂行规范》，任意简化测速线和测点，资料质量下降。1963年测站上收管理后，全面贯彻《水文测验暂行规范》，大部测站按精测法布设测速垂线和测点，通过精简分析转入常测法，资料质量显著提高。“文化大革命”期间，不少测站又任意减少测线和测点，资料质量再度下降，1975年贯彻《水文测验试行规范》后，逐步恢复正常，以精测法资料分析转化为常测法和简测法。

(八)岸上测流设备：1953年，石漫滩水库水文站，为克服溢洪道无法测流的困难，首创流速仪输送器。在岸上用循环索输送流速仪测流，以后类似这种输送形式在小河流测站应用发展。70年代大量兴建测流缆道，由测船测流转入室内操作，缩短了测流时间，提高了测洪能力，减轻了劳动强度，保证人身安全。缆道操作由半自动化向自动化发展，是水文测验技术的重大进步。

二、 浮标法测流

山丘区河流，汛期洪水暴涨暴落，水草和漂浮物较多，用浮标法测流，是抢测洪峰流量的有效方法。

(一)浮标断面：在顺直河段中间选定浮标中断面，从中断面上、下游等距一般100m(或不少于50m)确定上、下浮标断面。同时确定垂直于中断面的基线。

(二)浮标类型及夜间照明：浮标一般用麦秸、高粱杆、稻草、木、竹等材料扎成。浮标的形状有一字形、十字形、三角形作底盘，上插彩旗作目标。为使浮标保持平稳，在浮标下系扎小砖石块重物。50年代，在特殊情况下，浮标无法投放时，尽量施测天然漂浮物。夜间测流，使用汽灯、马灯、手电筒照明。用干电池灯泡做夜明浮标，灯泡上罩上绿色比较醒目。叶县水文站于1958年用白磷做夜明浮标获得了成功，解决了该站夜间测流困难。随后浮标测流站按当地情况制作不同类型的夜明浮标。到70年代末，主要水文站都配有专用发电机组。

(三)浮标的投放：民国时期及建国初期，由船或在岸上用人力于断面上游投放浮标10个左右，河面宽投不到中泓和对岸，浮标通过断面无法达到分布均匀的位置，影响测验精度。1952年嵩县水文站李芳青首创刀割式浮标投放器，经河南省治淮水文科帮助改进定型为单循环刀割式浮标投放器，在省内外推广应用。以后各站陆续创建了抽拉式、击拍式等不同类型的浮标投放器。由于投放器投放浮标均匀，既减轻了劳动强度，又缩短了测流历时，提高了浮标测流精度。省内山溪性河流广泛架设投放器，60年代，多达36处(不包括小面积站)。随着70年代水文缆道的兴建和流速仪测流能力的提高，浮标投放器有所减少，但山溪流速大，漂浮物多，流速仪测流困难的站仍继续使用，至1999年尚有36处。

(四)浮标的定位及流速计算

1、 单断面法：

2、 双断面法：

3、 中泓浮标法：

(五)断面面积的采用及断面虚流量的计算：用浮标法测流断面面积的确定，从民国时期到建国初，均采用上、下浮标断面部分面积的平均值，作为计算面积，1956年贯彻《水文测站暂行规范》后，用浮标中断面的部分面积作为计算面积。乘相应部分垂线平均流速得部分流量。各部分流量之和得断面虚流量。

(六)浮标系数：建国前和50年代初，一般采用经验系数0.85计算断面流量。由于浮标型式、入水深度、风向、风力等因素的影响，不同情况，浮标系数各异。50年代末，有的站开始进行浮标系数试验，以顺、逆风力为参变数，点绘流速—风力—系数相关图，查用实测的系数，并提供邻近站试用。60年代常用浮标测流的站大部进行了浮标系数试验，确定本站的浮标系数。

(七)积深浮标测流：将积深浮标投放器从测速垂直线河底开始投放，同时开动秒表记时，浮标浮出水面时，观读浮标航距，停止秒表，用航距除时间，得垂直线平均流速，求得各垂线平均流速后，如同流速仪分析法一样计算流量。

三、 量水建筑物和水工建筑物测流

(一)量水建筑物测流

50年代末，漭河迳流试验站应用巴歇尔量水槽及三角堰测流，小河子水文站应用梯形量水堰，开展山区小流域迳流观测。70年代初莲溪寺沟迳流站应用巴歇尔量水槽，新县迳流站用梯形量水堰进行小面积暴雨迳流观测。平原小河站徐村铺等用量水槽及量水堰观测枯期迳流。各大、中型水库的渗漏观测及渠道灌排水量多使用三角量水堰。

(二)水工建筑物测流

50年代堰闸测验都按天然河道要求施测流量，同时亦测记闸门启闭情况。60年代学习江苏省水文总编写的《堰闸水文测验及整编》方法和规定，布设闸上、下游水尺及测流断面，观测水工建筑物出流的水力因素(上、下游水位差、闸门开启高度和宽度流态等)的堰闸流量率定测验。无条件率定流量系数的测站，按天然河道要求测流。1966年全省有10个堰闸断面流量率定测验，80年代开始，利用水工建筑物出流因素与实测流量建立关系，率定流量系数用以推流。1992年水利部颁发《水工建筑物测流规范》，推进了堰闸测验工作，至1999年全省有堰闸流量测验38处(其中水库16处，堰闸22处)。

四、 桥上测流

50年代利用桥梁建筑物测流的不多。薄山水库站在两跨的渠道桥上进行流量测量。也有在小型渠道上放两根长杆作为临时测流桥。60年代利用桥梁建筑物测流的有大车集、元村集、临汝等少数站。70年代逐渐增多。70年代末配合水利部组织桥测试验，河南省先后安排元村集、范县、新县、遂平站进行试验。配备有机动三轮、小拖拉机改装的桥测车或从四平购进的汽车改装的专用桥测车。通过试验，肯定了利用桥梁建筑物测流的优越性和施测方法，桥上测流站稍有增加，1988年，全省有17处。至1999年增至20处。

五、比降—面积法：50年代，比降规定为独立观测项目，使用满宁公式推算洪水流量，60～70年代比降项目被停测，作为流量测验的附属项目，用于推算河床糙率。“规范”中没有把它列为一种测流方法。80年代为能否作为一种测流方法，再进行试验研究。1981年水利电力部水文局指定湖南省水文总站牵头，黄委水文局、辽宁、河南等省水文总站参加协作，对比降—面积法进行研究。河南指定官寨、大坡岭、社旗站作为比降—面积法试验站。通过各省协作试验资料分析成果说明，本法测流具有一定的精度。1986年水利部颁发《比降—面积法测流规范》，补充了用衡定非均匀流和非衡定流推算流量的新方法，促进水文测流工作的发展。

第四节 泥沙

1919年陕州水文站施测含沙量。建国前，河南省的含沙量测验，站数不足水文站的1/3，测验1～2年即停测，有几年以上资料的站数不多。一般月测1～3次沙量。有的测次，还集中在月末或月初3天，测次不能控制沙量变化过程。卫河及其支流有安阳河的测站，只测汛期一、二个月的沙量，其它时期沙量按零处理。采取沙样，使用瓶式采样器。用一线三点法(水面、半深、河底，个别用0.2水深代水面)或三线、四线三点法的比较多，少数用一线两点法，(水面、河底或0.7相对水深)或一线一点法(半深)，洪水时，在靠近岸边处，用一线三点法取样。水样处理用过滤法。但有分层或全断面混合过滤的。沙样用太阳晒干或烤干。用戥子称重。以沙、水比重的百分率，计算含沙量。各测点含沙量的算术平均，为测线平均含沙量，各测线平均含沙量再加以平均，为断面平均含沙量。

建国初期，沿用民国时期的测算方法。一般含沙测站，不考虑输沙，只一等水文站进行输沙率测验。均用过滤法处理水样。1951、1952年，随着测站的迅速增加，取沙、称重、烘干设备的逐步改进，测验要求和测验方法在不断提高。1955年，《水文测站暂行规范》颁发后，一般测沙站的含沙量测验，用单位水样代替，输沙率测验，由一、二等水文站进行。“规范”针对当时存在的问题，提出瓶式采样器必须有进水和排气管嘴，取样体积误差不能大于10%，量积误差不能大于0.5%～1.0%，使用天平精度、沙重与取样容积、滤纸含可溶性物质，均有限差的规定，烘箱温度必须达到100～110度，烘干时间5小时，测次和测验时机的掌握要求十分具体，计算单位用公斤每立方米，计算取用位数等都有详细的规定，从此含沙量测验质量跨上一个新阶段。1992年颁布国家标准《河流悬移质泥沙测验规范》规定：1、断面平均含沙量必须符合流量加权的原理;2、增加等部分河宽、等部分面积、等部分流量全断面混合法悬移质输沙率测验;3、不同站类，规定不同的精度要求;4、把积点法，定名为选点法，单位含沙量定名为单样含沙量等;5、增加泥沙测验不确定度的估算。表明在测验方法、精度指标和认识上又有提高。

一、仪器设备。50年代初，使用横式和瓶式采样器(无进水、排气管)。当时称重使用1%天平。1955年，瓶式采样器增加进水、排气装置，采用蒸汽烘箱。安阳一等站试制了自动滤沙架。60年代曾用打汽筒式抽气采样器、煤油灯烘箱，有刻度的水样瓶，既可量水样容积，又可作代替采样瓶。从四川省引进转盘式缆道连续取沙器。1973年总站测验室组织人员，同信阳水文分站在息县站研究试制出调压式缆道连续取沙器。

90年代以来采用。

二、测验

(一)含沙量：建国初期，测次不严格，一般每月3～5次。洪水时在测流量的间隙，采取水样，一次洪水过程，测1～3次。1953、1954年，测次逐渐增多，1955年“水文测站暂行规范”颁发后，一次洪峰过程，一般测3～5次。1955年前，垂线一般3～5条，采用两点或三点法测验。1955年后，含沙量测验用单沙代替，单沙的取样，只在有代表性的固定位置，一或两根垂线上取样，大多数站使用测船。70年代后，少数站利用缆道取样。洪水取样有困难的，个别站在岸边取样。

(二)输沙率。50年代初，一、二等水文站施测输沙率，平时月测1～2次，一次洪水过程，测1～3次。60年代后虽测流缆道增加，但不少站仍用船取沙，测次的掌握，同规范的要求还有距离，沙峰变化过程测得不完整。50年代初一般4～5条垂线，每条垂线用两点或三点法取样，50年代中期以后，测线布置根据水面宽度、断面内含沙量分布，一般布设5～7条或更多的垂线;根据水深的大小，用3～5点法施测。遇特大洪水只有下游河道能完整的测到含沙的变化过程，中、上游河道，一般测的比较差。

(三)单位水样。1955年后采用的测验方法，目的是寻求并建立单位水样与断面含沙量的相关关系，以推求断面平均含沙量。

一、 水样处理

河南省的水样处理，采用过滤法。主要步骤是量积，过滤、烘干(50年代初用火烘干)称重.计算。50年代初使用的滤纸，多从市场购买，质量差，不符合要求，50年代中期，由省统一购买专用滤纸，配发测站使用。进入70年代，测站有了专用滤沙室，对沙样处理受外部干扰减少，精度又有提高。

二、 推移质泥沙测验

1952、1953年，一等水文站配有荷兰式推移质采样器进行试验，但效果不符合要求，被停测。

三、 泥沙颗粒分析

河南未开展泥沙颗粒分析，要求各测沙站妥善保存沙样。只有楚旺站，由河北省移交河南，河北省邯郸水文分站代作颗粒分析，至1979年后，受经费限制而停测。

第五节 降水量

一、仪器设备：民国时期至建国初期，雨量观测多采用国产自制承雨漏斗直径为20.32cm的标准雨量筒,用公制量雨尺观读至毫米。亦有少数站使用承雨口径20cm的雨量器。1951年，治淮委员会在淮河流域配发51型雨量器，器口直径为17.85cm,设置在0.6m高的锥形混凝土座上,内有承雨筒,用特制秤称量雨量(25kg为1mm)。1952年，一、二等水文站开始使用上海仪器厂生产的日记型虹吸式自记雨量计。1955年，对自记雨量计进行改进，增加储水瓶，使自记雨量记录可以校测，从此以后所生产的雨量器口径统一改为20cm，用特制玻璃量杯测记雨量，其它原有雨量观测仪器停止使用。同年5月，河南省水利厅按水利部水文局意见，向各测站配发雨量器防风圈。1956年全省统一改用防风圈雨量器，器口恢复距地面2m。1958年停止使用防风圈，器口恢复距地面以上0.7m。1962年后，上海、南京等地，为适应群众观测的需要，生产一批口径10cm的雨量器，河南有一些公社购置使用这种小型雨量器。1966年，省水文总站组织力量仿制一批浙江型横式记录筒，60mm虹吸一次的自记雨量计，由于存在质量问题，使用两年即停用。

1984年7月10日水利电力部治淮委员会以(84)淮委项字第7号函告省水利厅，在河南省境淮河流域建立水位及雨量遥测(微波传输信号自动测报)站，因进口意大利设备，维修困难，使用不便。1988年淮委水情处与河南省水文总站在淮河正阳关以上共建一批水位、雨量自动测报系统，分为四个分中心，驻马店分中心有杨庄、五沟营、遂平、庙湾、桂庄、沙口、班台、薄山8处水位、雨量遥测站，贺道桥、西洋潭、王勿桥、正阳4处雨量遥测站;信阳分中心有南湾、长台关、息县、竹竿铺、石山口5处水位兼雨量遥测站，洪山、定远店、彭新店、五里店、罗山5处雨量遥测站;潢川、蒋集、鲇鱼山、泼河、五岳5处水位兼雨量遥测站，固始、黎集、五庙集、上石桥、双柳、白雀园、吴陈河、光山8处雨量遥测站;淮滨分中心有淮滨、周口、漯河3处水位兼雨量遥测站及北庙集、夏庄、包信、槐店、沈邱5处雨量遥测站。共计21处水位兼雨量遥测设备，22处雨量遥测设备，共建大小微波塔47处。1989年建成，试运行两年，1992年投入使用。完成一次信息传递只需20分钟，节省了人力物力，为指挥防汛抗洪赢得了宝贵的时间。90年代，先后在鲇鱼山、南湾、板桥、石漫滩水库兴建遥测设备24处，进入遥测系统运行，与此同时，鸭河口、昭平台、白龟山、小南海、彰武水库又建遥测设备51处，尚未进入遥测系统。到1999年为止省内使用20cm普通雨量器近千处，20cm口径日记型虹吸自记雨量计600余部，自报式遥测雨量计134处。凡使用遥测雨量计的站，同时使用自记雨量计和普通雨量器，作为校测和正式记录。1998年9月，固态存储雨量器开始试用。

二、观测

(一)时制：建国前，海河流域属华北水利委员会领导，以东经120度为标准时间(北京时)，9时为日分界。1938年至1945年间，日伪建设总署管辖的淇县站，以东经135度为标准时(东京时)，10时为日分界(东京10时相当于北京9时);黄河流域一般使用地方时(汛期水文站用北京时)，以9时为日分界;淮河流域，1922年曾以零时为日分界，1934年后，以9时或8时为日分界。三河尖站多年来有以6、8、9三个时制为日分界;长江流域以东经120度为标准时，大多数以9时为日分界。一次最大、最急量的发生日期，均以日分界日期为准。

建国初期，海河、黄河流域使用地方时，河南省农林厅水利局和治淮委员会管辖的测站，使用北京时，以9时为日分界。1954年，水文站用北京时(也有少数站仅6～9月用北京时)，雨量站用地方时。1955年用地方时，以9时为日分界。1956年后观测时制统一改为北京时，以8时为日分界。1961年3月中央防汛指挥部通知，为了满足防汛需要，从1月1日起，规定每年4至9月全国水情测报一律改为北京时，以6时为日分界，部份地区观测有困难，为此，1962年10月，中央防汛指挥部(62)水电文字第338号通知，汛期测报时间，自1963年恢复原规定，以8时为日分界至今。

(二)观测规定：建国前按主办机关规定的方法，各地不统一，大部是日测1~2次，很少有暴雨加测。建国初期按照水文测验施测方法观测雨量，1956年规定山区一般为12段或24段制，平原区为8段或12段制观测。1958年水利部水文局颁发《降水量观测暂行规范》，雨量观测逐步正规。1958年后有的雨量站观测场受环境树木及其它障碍物影响，把雨量器设置在屋顶上，用细管把降水引入室内观测，使成果受到一定影响。于70～80年代中，为验证雨量观测精度，河南省水文总站布置遂平、驻马店、搬口、李集、睢县、紫罗山、息县、大坡岭、南李店、平桥10处水文站进行不同位置和高度的雨量对比试验。

有些站对自记雨量计的管理使用率不高。1964年河南省水文总站特发通知规定：凡有自记雨量计的测站，以自记雨量记录为准，人工观测为辅。此后充分发挥了自记雨量计的作用。1976～1979年，自记雨量观测逐渐增多，安阳水文分站自记站达90%以上。1991年水利部颁发水利水电行业标准《降水量观测规范》，取消六段制观测，避免在房顶上设置雨量计，确认用地面观测雨量的准确性。

第六节 蒸发量

1933年省建设厅设立16处水文站，其中建国前，有8处断续观测蒸发。观测资料一般1～2年的较多，2年以上的只有个别站。

建国后，1951年一、二等水文站有蒸发观测项目。1952年后，观测站逐渐增多，1956年站网规划后，站点布设渐趋合理。1956年已建蒸发站40处。1984年，共有蒸发站46处。其中使用E-601型蒸发皿观测的39处;E-601和直径80cm对比观测的11处;E-601和直径20cm同时观测的6处;E-601和直径80、20cm同时观测的2处，兼有气象辅助观测的6处。1999年蒸发站47处。

一、水面蒸发

(一)仪器设备：建国前冬季(结冰期)使用直径20cm的小型蒸发器，其它时间用直径80cm的蒸发器。

建国初期，仍沿用这种蒸发器。直径80cm蒸发器口上加有防鸟兽网和外直径100cm的套盆，套盆中注水，以减少蒸发器受外界影响。口径20cm的蒸发器放置在木桩上，大、小蒸发器器口距地面均为70cm。1960年，水利电力部水文局研制出E-601蒸发器，作为全国统一观测的蒸发器。河南省从1962年开始使用E-601蒸发器，由于桶身涂漆的牢固性不高，冰期不能观测等原因，20cm、80cm套盆、E-601并用。至80年代，南京水利水文自动化研究所的玻璃钢E-601蒸发器投产，从1988年起推广。河南省从1990年以后全部改用玻璃钢E-601蒸发器观测。

(二) 观测

1、观测时制：同降水量观测时制。

2观测规定：建国前和建国初期，随同降水量观测，执行测候需知、水文测验方法、水利部水文局颁发的报表填写格式等规定。1955年颁发《水文测站暂行规范》，对蒸发有了统一规定。1962年水利部颁发《水文测验暂行规范》第三卷第二册，水面蒸发观测，明确规定全国统一使用E-601蒸发器。1988年水利电力部颁发《水面蒸发规范》。水面蒸发于每日8时观测一次。辅助气象项目于每日8、14、20时观测三次。蒸发器内换水规定：一般7～10天一次，冬季可15天换水一次。

3、观测方法：口径80cm套盆式蒸发量观测是用特制量杯量读。口径20cm蒸发量，用雨量杯量读或用称重法，1956年配发专用台秤。E-601蒸发量的观测，按E-601水面蒸发观测规定程序进行。

为了探求不同蒸发器蒸发量的折算系数，以薄山水库为重点试验站，该试验站自1957～1967年间，使用口径80cm套盆式、口径20cm小型蒸发器、ГГИ-3000型、E-601型及库内漂浮蒸发等多种蒸发器对比观测试验研究，并于1988年写有试验分析成果报告。还有南湾水库1957～1960年及小河子水库1959～1964年期间亦进行漂浮蒸发观测，但因种种原因，未获满意成果。

二、土壤蒸发：土壤蒸发器，直径35.68cm,由黑铁皮制成无底无盖的园筒(便于取原状土),筒下设相同直径、高20cm、上为漏斗形、带有小孔眼的渗漏承接筒。整个筒外留1～2mm的间隙，设置器外铁套筒，筒外与土壤相接，以便于蒸发器称重、换土。量渗漏量时，自由地把蒸发器从套筒内提出。蒸发器口高出地面7cm，器内土面与地面同高。土壤蒸发换土，每季1～2次，要求取有代表性的原状土。

土壤蒸发观测，用特制的单杆秤或双杆双铊秤(大秤上加一小秤)。每日8时观测一次，观测时需两人抬秤，吊起蒸发器，读取秤上蒸发量。当用双铊秤时，在大秤上读mm，小秤铊上读0.1mm，由前一天的读数减去称重时的读数即得前一日的蒸发量。

三、土壤含水量测验：是50年代后期，服务于当地农业生产的观测项目。使用的测具有：取土钻，分麻花形、洛阳铲形(园筒有斜截刀刃面)钻头，直径3～4cm，钻杆长0.8m(可镙接长至3m);盛土盒,为直径4～5cm园形带盖铝盒;还有烘土箱、天平等。起初土样用煤火烤干，后来改用蒸汽烘箱、电烘箱烘干。测验方法：选定有代表性的农田，用取土钻按0.05、0.1、0.2、0.3、0.5m深度采取土样，放入有编号的盛土盒中，带回室内，称出湿土重，经过烘干，再称出干土重，用湿土重减干土重，除以干土重，得不同深度的土壤含水量，加以平均即为土壤平均含水量，一般每5～10天测验一次，雨后加测，为当时当地农业生产服务起到一定的作用。60年代后，测站自动停测。

第七节 气象、水温、岸温

一、 气象观测

(一) 仪器设备

自50年代初，一等水文站兼气象观测，配备有：风向标、风压板、干湿球温度表、毛发湿度表、曲管地温表(距地面0.05、10、20、40cm)、最高最低温度表、空盒气压表、自记温度计、自记湿度计、自记气压计(自记仪器从国外进口)，1953年后改用福丁式水银气压表，乔唐式日照计，康培司脱克日照计，电传九灯风速仪等。

(二)观测

每日8时、14时、19时，用地方平均太阳时观测三次，日记自记仪器每日8时，周记仪器每周换纸一次。一等水文站的观测项目有：风向、风力(速)、温度、湿度、气压、能见度、云量、云状、日照、地温、天气现象。按照国家气象局颁发的气象常用表，进行观测记载。二、三等水文站只观测简易气象观测项目：风向、风力、气压、气温、湿度。1958年后，随着地方气象站的不断建立，水文站的气象观测项目，逐渐停测，仅保留几个为蒸发观测的辅助项目：风向、风力(速)、气温、湿度、气压等。

二、水温、岸上气温

(一) 仪器设备

1、 框式水温表

2、 岸上手摇温度表。

把普通温度表装在比温度表直径略厚的长方形扁平的木框内，一端两边装有两个带孔0.6cm直径的铁片,供摇把插入后温度表随摇把自由转动，另有一个弹簧卡片，使摇动时不致滑脱。1960年《水文测验暂行规范》规定只用普通温度表一支即可，在河岸上设置小百叶箱，供观测岸温用，或者在温度表上系一根0.5m长、结实的细绳，绳头系一个牢固的小环。

(二) 观测

民国时期和建国初期，没有水温、岸上气温观测。1955年，在学习苏联经验的基础上，《水文测站暂行规范》中制订了水温、岸上气温的观测。每日8时、20时与水位同时观测。全断面的水温观测，每一到两年进行一次。

观测方法：首先检查水温表是否正常。然后转动水温表保护套，把水温表放到有代表性(或固定)的水深处，再到岸上有代表性地点，把岸温表举过头顶，摇动5分钟后，读记岸温表读数，最后取出水温表，转动护套，读记水温表读数。当水温0.2度以下时即可停测。此项观测只在指定的测站，观测至今。

以上所有项目的测验成果，各观测站每月向领导站报送月报表。1958年后停报月报表，保留测验原始记载表。

第八节 测“75.8”暴雨洪水纪实

1975年8月,河南省境发生了一场震惊全国的特大暴雨洪水(简称“75.8”暴雨洪水,下同)。

水文测报在平时是一项平凡的工作，但是在罕见的特大暴雨洪水面前，就显得不平凡了。每进行一项测报任务，都需要付出很大的代价，冒着生命的危险才能完成。

一、 泌阳县林庄雨量站

林庄位于板桥水库东北方向约10km，系1966年设立的雨量站，有25×25m观测场一处，场内有标准雨量筒及自记雨量计各一套。标准雨量筒为上海气象仪器厂生产的SM1型，小雨时4段制校核观测，大雨时随时加测。自记雨量计是上海气象仪器厂生产的SJ1型虹吸式雨量计，观测员是陈家三。林庄雨量站正处“75.8”暴雨中心，特别是8月7日，狂风暴雨倾盆而下。“面对3尺不见人，屋面积水四指深”雨强特大的情况下，自记雨量计每3～4分钟虹吸一次(10mm一次)。陈家三不顾家中房屋倒塌，一丝不苟地连战2天2夜观测雨量。雨越下越大，每小时超出了100mm以上，陈家三看到自记雨量计运转正常，而标准雨量筒的雨水快要从储水瓶溢出，如不采取紧急措施，将无法校对。他急中生智，立即利用备用雨量筒，采用换筒不换帽的方法，接受雨水。他又借着闪电光把每一个盛雨水的外筒全罩住，细心地捧到屋里，准确地量记雨量。

深夜，狂风暴雨，雷电交加，他爱人看到他坚定信心，也深深地感动，亦帮助陈家三测记雨量。实测到6小时降雨830.1mm的接近世界记录,一天降雨1005.4mm,三天降雨1605.3mm的资料(均为人工观测记录),这是我国除台湾省外最大强度记录。为了落实以上观测记录，水电部水库调查组和暴雨洪水调查组先后二次到林庄现场，对雨量观测仪器及原始观测记录进行检查和校对，分析鉴定后，认为4段制人工观测记录可靠，自记雨量记录需要进一步判读，加虹吸订正后方能使用。

由于“75.8”暴雨强度太大,该自记雨量计已不适应大强度的记录,线条太密,墨水未干线条即相互碰连。在与标准雨量筒观测记录核对下，定出不同时段降水量，该记录纸实属稀有，现复印如图3-8-1

图3-8-1 “75.8”林庄自记雨量计纸复制图

二、邓庄雨量站

在泌水上游白云山麓，邓庄雨量站担负着下游宋家场大型水库报汛任务。8月5日暴雨如注，降雨183.3mm,委托雨量站观测员张清兰的住房进水尺多深,她没有考虑个人的安危,只怕电话机被砸坏,影响报汛,她把电话机搬到室外,冒雨坚持测报。7日傍晚，雨更大了，洪水第二次冲进了邓庄，张清兰的住房再次受到冲击，摇摇欲坠。张清兰带病已经奋战了二个昼夜，她爱人看她虚弱的身体，心痛的劝她：“清兰，你转移吧，这里的工作由我来担负。”张清兰坚定的回答：“我是一个雨量观测员，水库需要我随时报汛，我决不能离开这里。”暴雨越来越大，洪水暴涨，房子冲塌了，东西冲走了。16岁开始担任雨量观测的张清兰，15年来的工作使她深深懂得，雨量观测是关系下游水库的安全，关系到千百万人民的生命财产，个人的财产冲走算不了什么，她边叮嘱丈夫要与洪水博斗，边把原始资料背在身上，把电话机抱在怀里，屹立在暴雨洪水之中，水已涨到齐腰深，生命受到严重威胁，仍坚持工作。7日20时，宋家场水库上游平均降雨达700多mm，库水位在181m的情况下又暴涨了7.7m，浪花已越过了防浪墙，大坝受到了严重威胁，上级指挥部命令，做好炸开副堤的准备。就在这千钧一发之际，张清兰接到降雨逐渐减小的情报，不必炸坝。准确的雨情，为水库及下游群众减免了不必要的经济损失。

三、板桥水库水文站

集水面积762平方公里，蓄水4.9亿立方米的板桥水库,正处在暴雨区,当暴雨发生时,水文站上只有5位职工,站长李岐山,老工人程树林,新学员颜凤结及二位女职工赵玉华和温莲芝。5日19时30分倾盆大雨，21时平地积水，22时观测场淹没，蒸发器漂起，自记雨量计门进水，雨量筒有被洪水冲走的危险，在这紧急情况下，赶紧搬出铁炉子，准备把雨量筒放在铁炉子上，刚放下不久的炉子又被洪水淹没了，李岐山抱起雨量筒举过头顶，站在齐腰深的水中，测记雨量。23时颜凤结把雨量筒转移到解放牌汽车的驾驶台上继续观测。温莲芝、赵玉华二人站在办公室半米深的水中，接受量记雨量任务。当时赵玉华已怀孕8个多月，大家劝她去休息，她说：在这紧急的时候，怎能离开工作岗位呢!这时山坡上的洪水已冲到水库院内，水文职工的住室及其它部份房子相继倒塌，大家叫她回去照顾一下家中有病的妹妹和年老的父母亲，但她没有回去，仍坚持观测。在房倒屋塌财物漂走的情况下，同志们不顾自家的安危，只顾抢着把当年的水文记载，水文资料背在身上，转向安全地方。7日下午阴云密布，闪电雷鸣，暴雨更猛，库水位迅速上涨，16时47分达到设计水位。20时41分水位达到校核水位，此时雨量每小时达100余mm，水位继续猛涨，9根(每根长3m)坝前水尺一支一支的被洪水吞没，就设临时水尺，洪水涨到那里，临时水尺就设到那里，无法设时，程树林、颜凤结就拿斧头在一排树上砍一个水痕，记录一个时间。8日1时30分，防浪墙被洪水推倒，大坝溃决失事，水位迅速下落，就在另一排树上砍痕记时间，树没有了，他们就利用溢洪道水尺测记水位，最初6分钟观测一次。当水位落到溢洪道底时，随时打短桩，做标志标记。在这空荡的水库和漆黑的深夜里，淤积情况不明，冒着生命的危险。实测到了溃坝前的极其难得的水位资料，水位是历史的记录，是从来没有过的记录。5时30分自记水位井台出露，5时40分输水洞拦污栅栏杆出露。4个半小时，近7亿m3水一泄而空。水库院内的住房及个人财物也一扫而光。但测验仪器，水文资料及办公用品都提早转移到了坝顶安全地方。水文职工临危不惧，坚守阵地，无私无畏的崇高品德，值得永远发扬。

四、薄山水库水文站

“75.8”特大暴雨降落在薄山水库,全流域平均降雨量850mm。8月5日暴雨如注，库水位由102.09m开始上涨，6至7日暴雨不停。7日2时薄山水文站发布水情预报“如继续降雨，8日晨可能溢洪”，水库防汛指挥部立即召开会议，组织人力物力，作好抗洪准备。18时，与库外通讯全部中断，水文职工王功顺，凭他多年实践的经验，凭他对人民高度负责精神，根据本站雨量、水位资料，提前16小时预报水库要溢洪，提前6小时预报洪水将超过坝顶，为水库防汛指挥部进一步组织一切力量，作好抗洪抢险准备赢得了时间。8日1时45分，库水位122.36m,超过坝顶(坝顶122.34m)。在这千钧一发的时候，大坝下面，防汛指挥室里仅有三人，一是防汛指挥部的领导，一是解放军干部，还有一位是水文职工王功顺，他们指挥着一场严竣的决战。王功顺的爱人带着孩子在门口叫他，他坚定的回答“我不能走”。他们知道，若大坝垮了，会使下游千百万群众的生命财产受到毁灭。经过军民团结奋战，最后终于在洪水位超过坝顶0.41m的情况下,保住了大坝,也保住了下游宿鸭湖水库的安全。