工程水文及水利计算复习大纲详解

第一章 绪 论
第一节 水文学及其作用
一、水文学的定义 研究自然界各种水体（大气水、地表水、地下
水）的运动、变化和分布规律，预测、预报各水文 现象（如降水、水位、流量、水质等）变化情势。
第二节 水文现象基本规律及研究方法
一、水文现象的基本规律
1．确定性规律（成因规律）：表示水文现象形成的内在因果 关系，确定的成因和条件将对应于确定的结果。
2．随机性规律（统计规律）：样本容量很大时，随机变量趋 向于一个稳定分布，或相关变量表现为稳定的相关关系。
3．地区规律：气候因素与地理因素具有地区性变化规律，使 水文现象也具有地区变化规律。
二、水文研究的基本方法
1．成因分析法：建立水文现象与影响因素之间的数学物理方 程，预测未来水文现象。
2．数理统计法：用数理统计原理和方法，推求水文现象的统 计规律和设计值，展延系列和水文预报。
地下水和地下径流，是径流形成的一个重要因素。 二、下渗能力曲线
充分供水下的下渗率，随时间 增长而衰减，经过一定时间后趋于 一个稳定值。
第七节 径 流
径流：流域上的降雨扣除损失后，经由地面和地下汇 入河网，形成流域出口断面的水流。
径流过程：径流随时间的变化过程。
一、径径流流形形成成过过程程： 降雨过程→损失→净雨过程→汇流→流量过程
产流过程
汇流过程
径流表示方法和度量单位
1、流量：单位时间通过某一断面水量，m3/s。 2、径流总量：时段T内通过某一断面总水量，m3。 3、径流深：单位面积上的水层深度，mm。 4、径流模数：单位面积上产生的流量，m3/(s·km2)。 5、径流系数：径流深与降雨量之比，表示流域产流能力。对于
闭合流域，α＜1。
水循环又分为大循环和小循环。
第三节 河流及流域
一、河流及其特征
定义：接纳地面和地下径流的天然输水通道，其中分为 各级支流及干流。
特征： 1、河流长度：自河源沿主河道到流域出口流程长度。 2、河流分段：河源、上游、中游、下游、河口。 3、河道纵比降：单位河长的落差，也称河流坡降。
二、流域及其分类
定义： 河流某一断面来水的集水区域，即该断面以上地面、 地下分水线包围区域。
分类： 闭合流域：当流域地面、地下分水线重合，河流下切 较深，流域面积上降水形成的径流能够全部经过 出口断面流出。 非闭合流域：地面、地下分水线不重合的流域。
第四节 降 水
一、降水量观测 降水量以降落在地面的水层深度表示，以mm为单位。 观测降水量仪器主要有雨量器、自记雨量计。
二、降雨时程变化表示方法 降雨强度过程线 降雨累积过程线
3．地理综合法：从地区变化规律入手，找出水文特征值的地 区分布规律，如水文等值线图、地区经验公式等，推求无 资料地区的水文特征值。
第二章 气象与水文
第二节 自然界的水循环
地球表面的水在太阳辐射作用下，不断蒸发成水汽进 入大气，随气流输送到各地；上升和输送过程中，遇到适 当的条件凝结而以降水形式降落到陆面和洋面上；陆面上 的雨水形成地表、地下径流，通过江河汇入海洋。如此永 不停止的循环运动，称为水文循环。
R W QT 1000F 1000F
第八节 流域水量平衡
水文循环过程中，任一地区、任一时段进入水量与输出 水量之差，必等于其蓄水的变化量，这就是水量平衡原理。 依此，可得闭合流域多年平均情况的水量平衡方程：
T时段内水量平衡方程：
P-E-R =⊿S
多年平均情况：
P RE
第三章 河流水文资料观测与收集
第三节 流量测验
一、流速仪测流及流量计算 流量测验原理：断面测量、流速测验 流速仪测流思路： （1）将过水断面划分为若干部分； （2）测算出各部分断面面积； （3）流速仪测算出部分面积上的平均流速； （4）计算部分流量； （5）部分流量总和即为断面流量。
第四节 流量资料整编
整编：有关流量资料的整理、分析、统计工作。
内容：测站水位流量关系分析。
水位流量关系曲线：Z～Q
稳定的水位流量关系
不稳定的水位流量关系
第四章 水文统计
第一节 频率计算
一、水文统计在水文分析计算中的应用
（1）样本→估算总体→概率分布→设计值 （2）相关关系→插补延长→长系列 （3）用误差理论估计误差范围
二、经验频率曲线
（一）经验频率公式 经验频率：水文样本由大→小排序，计算累积频率。 经验频率曲线：由变量和经验频率点据拟合而成的光 滑曲线。 经验频率公式：
第一节
水文站的设立
水文站
第二节 水位观测
1、水位 水体的自由水面离开固定基面的高程，一般以青岛附 近的黄海水平面为基准面。
2、观测设备和方法 水尺：人工观测，次数以测得完整水位变化过程，满 足日平均水位计算及发布水情预报要求为原则确定。 自记水位计：自动连续观测。
3、日平均水位资料整理 算术平均法、面积包围法
主讲：马 勇
武汉大学水电学院水文水资源系
2014.2
主要内容
研究方法 径流形成原理
（第一章） Байду номын сангаас第二章） 资料收集整编
工程设计、施 工、管理运行
（第三章）
由径流资料推求设计年径流
水文统计 （第四章）
（第五章）
由流量资料推求设计洪水 （第七章）
由暴雨资料推求设计洪水
（第八、九章）
工程设计指标
兴利调节计算 （第十三章） 洪水调节计算 （第十四章）
一、水面蒸发观测与计算
一般每天 8时观测一次，得每天观测日蒸发量。 将观测值转换为大水体蒸发量，计算式为:
E K E测
折算系数随水面蒸发器类型、季节和地区有关。
第六节 下 渗
一、下渗率 下渗是水从土壤表面渗入土壤内的运动过程，常以单位
时间内入渗水深，即下渗率表示。 下渗不仅直接决定地面径流大小，同时也影响土壤水分、
三、流域平均雨量计算
1、算术平均法 将流域内各站同一时段雨量进行算术平均。
2、泰森多边形法 假设流域各处雨量可由其距离最近的雨量站代表；作
泰森多边形确定各雨量站代表面积；采用加权平均法确定 面雨量。 3、等雨量线法
根据各站雨量绘制等雨量线；计算相邻等雨量线间的 面积和其上的平均雨量，加权平均确定流域平均雨量。
第五节 蒸 发
蒸发是水受热后由液态或固态转化为水汽向空中扩散 的过程，是水文循环和水量平衡的基本要素之一，对径流 有直接影响。
测算蒸发量常以单位时间蒸发的水深表示，称蒸发率 或蒸发强度，以mm/d计。
自然界蒸发包括水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸散发。 水面蒸发观测资料较多，比较可靠，常是其他蒸发计算基 础。