普通水文学

流量是河流重要的水文特征之一，研究河川径流的变化规律离不开流量资料。目前国内外江河测流的方法很多，按其工作原理可分为五大类：流速面积法、水力学法、化学法、物理法和航测法。流速面积法是通过流速和断面的测定来计算流量的方法，广为世界各地所采用。

根据测定平均流速的方法不同，流速面积法又可分为积点法、积分法和浮标法。积点法是将流速仪停放在断面上预定的点进行测速的方法，我国目前普遍采用这种方法；积分法是采用运动的方式取得垂线或断面的平均流速，可分为垂向积分法（积深法）和横向积分法（动船法）；浮标法是通过测定投到水面的浮标移动速度计算流量。

水力学法是根据水位流量关系，由测得的水位代入水力学公式求算流量；化学法（稀释法、溶液法）是将已知量的可溶指示剂注入河水中，通过测定水流中指示剂浓度（指示剂稀释程度与水的流量成反比）来推算流量；物理法利用某种物理量在水中的变化来测定河流断面或水面的平均流速，再计算流量，又可分为超声波法、电磁感应法和光学法；航测法是借助飞机摄影，从飞机上投下专用浮标或染料，然后在实验室中根据航测照片测定流量。

流量测验中，过水断面的测量包括水深测量、测深垂线起点距测量与测深断面水位的观测。在中、小河上测量水深多用测深杆、测深锤、测深铅鱼等，大河多用回声测深仪。回声测深仪是利用超声波从放射器送到河底，再由河底反射回到收音器，由其所经的时间和声音在水中传播的速度来计算河水的深度。

测深垂线与断面起点桩间的距离称垂线起点距，测量方法有断面索法、经纬仪法、平板仪交会法等多种，我国目前以采用经纬仪法为最普遍。用经纬仪法测量垂线起点距，须先在河岸上打一基线，使之与所测断面垂直，用钢尺量出基线长度 l，置经纬仪于基线另一端，分别前视各测深垂线，读出各水平角度 θ，用下式计算：$D=l\cdot\tan\theta$，式中 D 为测深垂线起点距，l 为基线长，θ 为仪器视线与基线的夹角。

流速仪是常用的测流速的仪器，有旋杯式及旋桨式两种。使用旋杯式流速仪测流时，将流速仪放在水下预定的测点上，并使旋杯对着来水的方向，水流冲击旋杯使旋杯转动，旋杯转动又带动直立的旋轴。在中等流速条件下，水流速度 V 与单位时间内旋杯转数 R/S 成线性关系，即$V=a\frac{R}{S}+b$，式中 R 为旋杯 S 秒内的转数，S 为旋杯转动时间（秒），a、b 为流速仪出厂前经过检定得出的系数。上式为流速仪的检定公式。

测速垂线应能反映断面地形和流速变化：基本河槽应较河滩密些，断面地形有剧烈转折和流速有显著变化的地方要适当选取垂线。由于流速的脉动现象，用流速仪测速时一般规定测速时间大于 100–120 秒。近年来国内外已开始采用超声波流速仪、光电流速仪、多普勒效应流速仪、电磁流速仪、漩涡流速仪等。

流速仪测流的流量计算步骤：先计算垂线平均流速，再计算部分面积与部分平均流速，进而计算部分流量，最后求断面流量。其中垂线平均流速的计算方法如下：五点法$V_{cp}=\frac{1}{10}(V_{0.0}+3V_{0.2}+3V_{0.6}+2V_{0.8}+V_{1.0})$；二点法$V_{cp}=\frac{1}{2}(V_{0.2}+V_{0.8})$；一点法$V_{cp}=V_{0.6}$，式中 $V_{cp}$ 为垂线平均流速，$V_i$ 为相对水深 i 处的测点流速。

部分流量为部分平均流速与部分面积的乘积：$q_i=V_i\omega_i$，式中 $q_i$ 为部分流量，$V_i$ 为部分平均流速，$\omega_i$ 为部分面积。断面流量为断面上各部分流量之和：$Q=\sum q_i$。岸边部分平均流速 $V=\alpha V_{cp}$，流速系数 α 在河岸为缓坡时用 0.7，陡坡时用 0.9。