工程水文与水利计算
《工程水文及水利计算综合实训》课程标准
《工程水文及水利计算综合实训》课程标准一、前言(一)课程基本信息1.课程名称：工程水文及水利计算综合实训2.课程类别：专业平台课3.课程编码：4.学时：155.适用专业：水利工程专业(二)课程性质工程水文及水利计算综合实训是高职高专水利工程专业的一门重要实践课，是工程水文及水利计算课程教学的重要补充。
工程水文及水利计算课程具有理论性强、概念多、与工程实际联系密切等特点，在理论课结束后，安排一定的时间，对学生进行一次较全面、较系统的理论联系实际训练，让学生综合运用所学过的水力和水利计算知识去解决实际生产问题，是十分必要的。
工程水文及水利计算综合实训主要任务是通过综合实训进一步提高学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的水文分析及水利计算能力。
它能帮助学生初步了解工程设计中水文水利计算的基本内容，调动和提高学生学习专业课的积极性，对于深化、巩固学生所学过的理论知识，培养学生灵活运用知识，独立解决实际问题的能力，具有重要意义。
本课程以“高等数学”、“水力学”和“测量学”等课程的基本知识，同时与“水利水电工程施工”、“水工建筑物”、“水电站”、“治河与防洪”和“农田水利学”等课程相衔接，共同打造学生的专业核心技能。
本课程在水利水电建筑工程专业中处于非常重要的地位，应当作为必修课程。
(三)课程标准的设计思路1.课程设置的依据本课程是根据教育部有关指导精神和意见，结合高职高专国家级重点建设专业水利工程专业“合格+特长”人才培养模式和课程体系的要求，在与校外企业专家共同制定的水利工程专业人才培养方案基础上设置的。
2.课程改革的基本理念本课程立足于实际能力的培养，对课程内容的选择标准作了根本性改革，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以实际工程任务为中心组织课程内容和课程教学，让学生在完成具体工作任务来构建相关理论知识，并发展职业能力。
经过行业、企业专家深入、细致、系统的分析，本课程最终确定了以下三个综合实训案例，由指导教师结合专业特点选择其中1个案例，提出综合实训的内容和要求。
工程水文及水利计算
小 结
3、次洪水的分割方法 、 退水曲线法 4、水源的划分方法 、 直线法、 直线法、斜线法 5、前期影响雨量 a的计算方法 、前期影响雨量P 逐日递推法（掌握）、经验公式法（了解） ）、经验公式法 逐日递推法（掌握）、经验公式法（了解）
3、设计暴雨时程分配的计算
（1）有实测资料情况下典型暴雨过程的选择原则 （2）设计暴雨时程分配计算方法——同频率放大法 设计暴雨时程分配计算方法——同频率放大法 ——
4、由设计暴雨推求设计洪水
经验法、扩展暴雨过程法、同频率法） （1）设计Pa的计算方法（经验法、扩展暴雨过程法、同频率法） 设计
（2）产、汇流方案的应用（外延问题、移用问题） 汇流方案的应用（外延问题、移用问题）
小 结
由流量资料推求设计洪水就是对年最大流量及各种历时的年最 大洪量作频率分析，并按典型放大法求出某一重现期的作为设 大洪量作频率分析， 计依据的洪水流量过程线。 计依据的洪水流量过程线。
小 结
1、设计洪水过程线的推求
典型洪水过程线的选取原则 同频率放大法、 同频率放大法、以及与同倍比放大法的区别
2、分期设计洪水
分期设计洪水的概念 分期设计洪水的分期划分 分期设计洪水的计算方法
小 结
1、 概述 设计洪水、设计洪水三要素、校核洪水、 设计洪水、设计洪水三要素、校核洪水、水利水电工程枢纽的等级划 分 2、设计洪峰流量及设计洪水总量的推求
本章的主要内容为： 本章的主要内容为： 洪水资料的选样，包括洪峰及洪量的选样。 1. 洪水资料的选样，包括洪峰及洪量的选样。要掌握各种历时的洪 量选样和计算方法。 量选样和计算方法。 特大洪水处理：什么是不连序样本？ 2. 特大洪水处理：什么是不连序样本？不连序样本的经验频率如何 计算？用矩法确定不连序样本的统计参数，只是初步估算， 计算？用矩法确定不连序样本的统计参数，只是初步估算，仍要在适 线中调整C 甚至可调整均值。 线中调整 v和Cs，甚至可调整均值。 求设计洪水过程线，重点是同频率放大法。 3. 求设计洪水过程线，重点是同频率放大法。 资料的“三性审查” 成果的“合理性分析” 4. 资料的“三性审查”，成果的“合理性分析”，都是水文学的重 要内容，它们贯穿于各章之中，应加以重视，反复体会。 要内容，它们贯穿于各章之中，应加以重视，反复体会。
工程水文及水利计算
工程水文及水利计算工程水文及水利计算工程水文是一门研究水文学在工程领域中的应用和方法的学科。
在工程设计、建设和管理过程中，对于水文数据的获取、处理和分析都是很重要的工作。
水利计算则是根据水文数据及相应的物理规律，对水利工程的运行、设计和优化等方面进行计算分析的一门学科。
本文将从以下几个方面进行讨论：一、工程水文的数据获取和处理1. 水文观测站的建设和运行水文观测站是获取水文数据的重要手段。
它们的建设和运行需要考虑以下一些因素：①位置选择：水文观测站的位置应该选择在目标流域能够代表性的位置，以保证观测数据的有效性和准确性。
②设备选择：水文观测站应该配备专业的水文测量设备，例如水位计、流速计、水温计等，以准确地测量水文信息。
③监测频率：水文观测站的监测频率需要根据实际情况而定，例如不同季节、不同流量范围、不同水文事件等都需要进行不同的监测。
2. 水文数据的处理和分析水文数据需要进行一系列的处理和分析，以满足不同的需求，例如:①数据筛选：根据实际需要筛选出有效的数据，以保证后续处理和分析的准确性。
②数据插补：对于缺失的数据或错误的数据需要进行插补处理，以保证后续计算的正确性。
③数据传输：为了方便数据共享和使用，需要将处理好的数据传输到相关的部门或人员。
二、水利计算的方法和技术1. 水库水文计算对于水库的水文计算，需要考虑以下一些因素:①入库径流计算：根据流域面积、平均降雨量、蒸发量等参数，计算出入库径流的总量。
②出库流量计算：根据出库规划和水位高度等因素，计算出出库流量的大小。
③水库调度规划：根据不同的需求，例如防洪、灌溉、发电等，对水库的调度进行规划和优化。
2. 河流水文计算对于河流的水文计算，需要考虑以下一些因素：①河道断面和流量计算：根据实际情况，建立河道流量和河道断面的数学模型，计算河道内的流量。
②洪水预报和预警：根据流域的水文数据和天气预报等信息，预测不同时间段内的洪水发生概率，提供相应的预警信息。
工程水文学与水利计算
工程水文学与水利计算工程水文学是水文学的一个分支，它主要研究水文学在工程中的应用。
水利计算则是指在水利工程中进行的各种计算，包括水文计算、水力计算、水位计算等。
工程水文学和水利计算在水利工程中起着至关重要的作用。
一、工程水文学工程水文学主要研究水文学在工程中的应用，包括水文数据的采集、处理和分析，以及水文预报和水文模拟等方面。
在水利工程中，水文数据的准确性和可靠性对工程设计和运行至关重要。
因此，工程水文学的研究对于水利工程的建设和管理具有重要意义。
在工程水文学中，水文预报是一个重要的研究方向。
水文预报是指根据历史水文数据和气象数据，预测未来一段时间内的水文情况。
水文预报可以为水利工程的设计和管理提供重要的参考依据。
同时，水文预报也可以为防洪、供水等方面的决策提供重要的支持。
二、水利计算水利计算是指在水利工程中进行的各种计算，包括水文计算、水力计算、水位计算等。
水利计算是水利工程设计和管理的重要组成部分，它可以为工程设计提供重要的技术支持。
在水利计算中，水文计算是一个重要的研究方向。
水文计算是指根据水文数据和气象数据，计算出水文要素的数值，如径流量、水位等。
水文计算可以为水利工程的设计和管理提供重要的参考依据。
水力计算是水利计算中的另一个重要方向。
水力计算是指根据水力学原理，计算水流的速度、压力等参数。
水力计算可以为水利工程的设计和管理提供重要的技术支持。
水位计算是水利计算中的另一个重要方向。
水位计算是指根据水文数据和水力学原理，计算出水位的数值。
水位计算可以为水利工程的设计和管理提供重要的参考依据。
总之，工程水文学和水利计算在水利工程中起着至关重要的作用。
它们可以为水利工程的设计和管理提供重要的技术支持，同时也可以为防洪、供水等方面的决策提供重要的支持。
因此，我们应该加强对工程水文学和水利计算的研究，为水利工程的建设和管理提供更好的技术支持。
水利工程师-工程水文及水利计算考试题含参考答案
水利工程师-工程水文及水利计算考试题含参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、水库淹没损失是一项重要的技术经济指标,在人口稠密地区,有时达工程总投资的[ ]。
A、30%~40%B、20%~30%C、40%~50%D、50%~60%正确答案：C2、天然河道中的洪水受到结冰影响时,水位流量关系点据的分布,总的趋势是偏在畅流期水位流量关系曲线的[ ]。
A、以下B、以上C、上下摆动D、不变正确答案：A3、流域中的湖泊围垦后,流域的多年平均年径流量一般比围垦前[ ]。
A、减少B、不肯定C、增大D、不变正确答案：C4、当水库溢洪道上不设闸门时,其正常蓄水位[ ]。
A、≥堰顶高程B、≤堰顶高程C、>堰顶高程D、=堰顶高程正确答案：D5、设计正常用水保证率的选定,实质上是一个确定缩减用水合理程度的[ ]问题。
A、社会权衡B、政治权衡C、经济权衡D、技术权衡正确答案：A6、土层的包气带是指[ ]。
A、地面到地下潜水面之间的土层B、地下潜水面以下的土层C、地面以下的整个土层D、土壤的表层正确答案：A7、普列什柯夫线解图是假定年径流量的[ ]的情况下绘制的。
A、Cs=CvB、Cs=1.5CvC、Cs=2CvD、Cs=2.5Cv正确答案：C8、当受回水顶托影响时,水位流量关系的点据,是在原稳定的水位流量关系曲线[]。
A、以下B、以上C、上下摆动D、不变正确答案：B9、在年径流系列的代表性审查中,一般将[ ]的同名统计参数相比较,当两者大致接近时, 则认为设计变量系列具有代表性。
A、参证变量长系列与设计变量系列B、同期的参证变量系列与设计变量系列C、参证变量长系列与设计变量非同期的参证变量系列D、参证变量长系列与设计变量同期的参证变量系列正确答案：D10、按蓄满产流模式,当某一地点蓄满后,该点雨强 i 小于稳渗率 fc,则该点此时降雨产生的径流为[ ]。
A、地面径流和地下径流B、地下径流C、地面径流D、零正确答案：B11、某流域多年平均降水量为 800mm,多年平均径流深为 400mm,则该流域多年平均径流系数为[ ]。
水利工程师工程水文及水利计算习题(附答案)
水利工程师工程水文及水利计算习题（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、从流域洪水过程的流量起涨点,用斜线法或水平线法分别分割得到的地面径流过程线,分析其地面经验单位线。
用斜线分割法分析的单位线比水平线分割法分析的单位线[]。
A、洪峰流量大,流量过程历时短,总水量相等B、洪峰流量大,流量过程历时长,总水量相等C、洪峰流量小,流量过程历时短,总水量大D、洪峰流量小,流量过程历时长,总水量小正确答案：A2、水电站出力系数A,与机组类型以及水轮机和发电机传动形式有关,一般大中型水电站为[ ]。
A、6~6.5B、7~7.5C、8~8.5D、9~9.5正确答案：C3、水库面积曲线坡度变化平缓,说明水库库区地形[ ]。
A、狭窄B、开阔C、简单D、复杂正确答案：B4、某流域面积为 1000km2,多年平均降水量 1050mm,多年平均流量为15m3/s,该流域多年平均的径流系数为[ ]。
A、0.68B、0.65C、0.45D、0.55正确答案：C5、设计枯水年供水期调节流量与多年平均流量的比值α,称为[ ]。
A、调节系数B、模比系数C、库容系数D、径流系数正确答案：A6、正态分布的偏态系数[ ]。
A、Cs= 0B、Cs> 0C、Cs< 0D、Cs= 1正确答案：A7、设计洪水是指[ ]。
A、符合设计标准要求的洪水B、设计断面的最大洪水C、历史最大洪水D、任一频率的洪水正确答案：A8、某闭合流域一次暴雨洪水的地面净雨与地面径流深的关系是[ ]。
A、前者大于后者B、二者可能相等或不等C、前者小于后者D、前者等于后者正确答案：D9、一般水库在由典型洪水放大推求设计洪水时,常采用[ ]。
A、同倍比放大法B、同频率放大法C、可任意选择两种方法之一D、同时用两种方法正确答案：B10、对设计流域洪水资料长短系列的统计参数相互对比的目的是检查系列的[ ]。
A、可靠性B、一致性C、代表性D、长短正确答案：B11、一条垂线上测三点流速计算垂线平均流速时,应从河底开始分别施测[]处的流速。
第3章 工程水文与水利计算
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3.1.2水文测站的设立
二、水文站网
因为单个测站观测到的水文要素其信息只代表了站址处的水文 情况，而流域上的水文情况则须在流域内的一些适当地点布站观测， 这些测站在地理上的分布网称为站网。 按站网规划的原则布设测站， 例如河道流量站的布设，当流域面积超过3000 ~5000km2时，应 考虑能够利用站地点的资料，把干流上没有测站地点的径流特性插补 出来预计将修建水利工程的地段，一般应布站观测。
• 在测验河段内进行水文要素测验的河渠横断面称为测验断面。水文测站只 有布设测验断面，才能观测各种水文要素。根据不同用途，测验断面可分 为：
• 1)基本水尺断面。常用于观测水位而设置的断面称为基本水尺断面。它 一般设在测验河段的中央，大致垂直于流向。
• 2)流速仪测流断面。用流速仪法测定流量而设置的断面称为流速仪测流 断面。一般与基本水尺断面重合
• 计算水位和高程的起始面称为基面。这个基面可采取海滨某地的多年平均海 平面或假定平面。水文资料中涉及的基面有：绝对基面(标准基面)、假定基 面、测站基面和冻结基面。
• 我国曾沿用过大连、大沽、黄海、废黄河口、吴淞、珠江等基面，现在统一 规定的基面为青岛黄海基面。
水位观测设备及其布置 水面相对于某一基准面的高程称为水位。
3.3.3水位资料的整理
• 水位观测数据整理工作的内容包括日平均水位、月平均水位、年平均 水位的计算。
• 1)日平均水位的计算。
• 日平均水位的计算方法主要为算术平均法和面积包围法。
• (1)算术平均法。一日内水位变化缓慢，或水位变化虽较大但观测是 等时距的，可将各次观测的水位用算术平均法计算：
工程水文与水利计算(武大版教材)02
工程水文与水利计算(武大版教材)第二章水文循环与径流形成第一节水文循环与水量平衡一、自然界的水文循环水圈:地球上的水以液态、固态和气态的形式分布于海洋、陆地、大气和生物机体中,这些水体构成了地球的水圈。
水文循环:水圈中的各种水体在太阳的辐射下不断地蒸发变成水汽进入大气,并随气流的运动输送到各地,在一定条件下凝结形成降水。
降落的雨水,一部分被植物截留并蒸发。
落到地面的雨水,一部分渗入地下,另一部分形成地面径流沿江河回归大海。
渗入地下的水,有的被土壤或植物根系吸收,然后通过蒸发或散发返回大气；有的渗透到较深的土层形成地下水,并以泉水或地下水流的形式渗入河流回归大海。
水圈中的各种水体通过这种不断蒸发、水汽输送、凝结、降落、下渗、地面和地下径流的往复循环过程,称为水文循环,也称为水循环。
水文循环的范围贯穿整个水圈,向上延伸到1o km左右,下至地表以下平均1km深处。
水文循环分类:按水文循环的规模与过程,可分为大循环和小循环。
大循环或外循环：从海洋蒸发的水汽,被气流输送到大陆形成降水,其中一部分以地面和地下径流的形式从河流汇归海洋;另一部分重新蒸发返回大气。
这种海陆间的水分交换过程,称为大循环或外循环。
小循环或内循环：在大循环运动中,水一方面在地面和上空通过降水和蒸发进行纵向交换,另一方面通过河流在海洋和陆地之间进行横向交换。
海洋从空中向大陆输送大量水汽,陆地则通过河流把水输送到海洋里。
陆地也向海洋输送水汽,但与海洋向陆地输送的水汽相比,其量很少,约占海洋蒸发量的8%,所以,海洋是陆地降水的主要水汽来源。
海洋上蒸发的水汽在海洋上空凝结后,以降水的形式落到海洋里,或陆地上的水经蒸发凝结又降落到陆地上,这种局部的水文循环称为小循环或内循环。
前者称为海洋小循环,后者称为内陆小循环。
内陆地区主要的水汽来源：内陆小循环对内陆地区降水有着重要作用。
因为内陆地区距离海洋很远,从海洋直接输送到内陆的水汽不多,通过内陆局部地区的水文循环,使水汽逐步向内陆输送,这是内陆地区主要的水汽来源。
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工程水文及水利计算
课程设计书
课设名称：天福庙水库防洪复核计算
姓名: 安小虎
学号：2015095081
班级：15农业水利工程1班
2017年6月22日
天福庙水库防洪复核设计
一、设计任务
天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天福庙村，大坝以上流域面积553.6km2，河长58.2km，河道比降10.6%，总库容6367万m3，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。
天福庙水库于1974年冬开工建设，1978年建设成，已运行近30年。
1975年技术设计时，水文系列年限仅20年，系列太短，也缺乏大洪水的资料。
本次课程设计的任务，是在延长基本资料的基础上，按现行规范要求对水库的防洪标准进行复核，其具体任务是：
1．选择水库防洪标准。
2．历史洪水调查分析及洪量插补。
3．设计洪水和校核洪水的计算。
二、流域自然地理概况，流域水文气象特性
(一) 流域及工程概况
天福庙水库位于湖北省远安县黄柏河东支的天赋庙村，大坝以上流域
面积553.6km2，河长58.2km，河道比降10.6‰，总库容6367万m2，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、拦沙、养殖等综合利用的水利工程。
天福庙水库于1974年冬开工建设，1978年建设成，大坝为浆砌石双曲拱坝，坝前河底高程348m，坝高63.3m，电站总装机6040kw。
水库死水位378m，死库容714万m3，正常蓄水位409m，相应库容6032万m3。
设计洪水位
（P=2%）409.28m,校核（P=0.2%）洪水位409.28m，坝顶高程410.3m，防浪墙顶高程411.3m。
库区吹程1000m。
（二）水文气象资料
1.气象特征。
天福庙流域地处亚热带季风区，四季分明，夏季炎热多雨，冬季低温少雨，秋温高于春温，春雨多于秋雨，气温年内变化较大，无霜期长。
多年平均气温16.8℃，历年最高气温达40℃，最低气温-12℃，平均风速1.2m/s,多年平均最大风速15.5m/s，风向多为NE。
流域多年平均降水量1036.3mm，流域暴雨频繁，洪水多发，4-10月为汛期，汛期降雨量占全年降雨量的86.7%左右，尤其以7月最大，占全年的19.5%。
月降雨量最少是12月，仅占全年的1.3%。
2.水文测站。
黄柏河干流上1958年设立池湾河水文站，1971年设立小溪
塔水文站，1961年在东支设立分乡水文站。
天福庙水库建成后，先后开展了降雨、水位、泄流观测，有比较完整的运行资料。
分乡水文站是重要的参证站，控制流域面积1083.0km2。
3.分乡站历史洪水。
根据1982年省雨洪办对宜昌市历史洪水调查成果的审定结果，分乡站洪水的排位为1935年、1984年、1826年、1930年、1958年，资料可靠，可直接采用。
经审定认为，分乡站1935年洪水1826年以来的第1位，重现期为176年，1984年洪水于1826年、1930年洪水相当，分别确定为1826年以来的地2-4位，1958年洪水为1826年以来的地5位。
分乡站历史洪水成果见表KS1—1。
表KS1—1 分乡站历史洪水成果
三、防洪标准选择
水利水电枢纽工程的等级
水库工程建筑物防洪标准
依据天福庙库容量，根据《水库工程建筑物防洪标准》查得天福庙水库工程等级为三级，其防洪标准为：设计T=50年，校核T=500年。
(四)、峰、量选样及历史洪水调查
1、天福庙水库坝址1959—1977年峰、量系列根据分乡站资料换算得到，洪峰按面积比指数的2/3次方换算，洪量按面积的一次方换算。
2、天福庙坝址1978—2001峰、量系列直接采用天福庙入库洪水计算。
3、分乡站历史洪水换算天福庙水库峰量根据1978—2001年峰量关系得1d，
3d洪量（见表格）。
天福庙水库洪峰、洪量系列
n x y
1958-2001年峰、量相关关系（图表见附录1）
五、设计洪水和校核洪水计算
典型洪水过程线
根据公式：Q 天福庙
=
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛F F 分乡站天福庙3
2Q
分乡站
，
W
1d 天=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛F F 分乡站天福庙W
分1d
，
W
3d 天=⎪⎪⎭⎫
⎝⎛F F 分乡站天福庙W
分3d
计算天福庙库区1935,1984，的洪峰流量以及一天和
三天洪量。
频率曲线见附录2
由公式计算理论频率曲线的统计参数
Q平均=1∑Q i=548.80m3/s
C v=0.91
C s=2.67C v=2.43
由查频率曲线方法得1826年，1930年的洪峰流量分别为2296 m3/s和2059
m3/s。
P=0.2%时的校核洪峰Q0.2%=Q平均（φ0.2%Cv+1）=3360.41 m3/s，P=0.2%时的洪峰流量3360.41m3/s。
P=2%的设计洪峰Q2%=Q平均（φ2%Cv+1）=2060 m3/s
1d洪量的相关数据
频率曲线见附录3
W平均=1∑W i=0.19×108m3
C v=0.72
C s=2.96C v=2.13
由曲线图可知，p=0.2%时的校核洪量W p=W平均×(φ0.2%Cv+1）=9.6×107m3 p=0.2%时所对应的1d的洪量为0.96×108m3。
P=2%的设计洪量W p=W平均×(φ2%Cv+1）=0.75×108m3 p=2%对应的1d洪量为0.75×108m3
3d洪量的相关数据
W平均=1
∑W i=0.3×108m3
n
C v=0.71
C s=3.18C v=2.26
由曲线图可知，p=0.2%时的校核洪量W p=W平均×(φ0.2%Cv+1）=1.499×108m3 p=0.2%时所对应的3d的洪量为1.499×108 m3。
W p=W平均×(φ2%Cv+1）
=1.193×108m3 p=2%对应的3d洪量为1.193×108m3
频率曲线见附录4
合理性分析
（1）通过对本站洪峰、洪量及其统计参数随时间变化的分析和从洪峰、洪量
及其统计参数随地区的变化规律的分析，以及从形成洪水的暴雨方面分析，都得出了相应的合理结论。
（2）将各种统计时段洪量的频率曲线点绘制在一张图上，在适用范围内不能相交。
因为如果相交，就不能保证同一频率下长时段的洪量大于短时段的洪量。
选择典型洪水过程线
计算放大比
K Q=Q mp/Q m典=1.3 K w1=W tp/Q t典=1.3 K w3-1=（41638-26667）/（21663-19879）=8.38
校核洪水过程线计算表
典型洪水线及放大线（附录5）。