工程水文及水利计算复习大纲详解
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地下ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
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。
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。
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） （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）
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。
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。
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
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。
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。
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
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。
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。
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、
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
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。
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。
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） （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）
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。
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。
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
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。
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。
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
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。
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。
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、