水文学 水文统计基本原理与方法
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对流层的特点： 1. 气温随高度的增加而降低 2. 具有强烈的上升和下降的气流 3. 受地表差异影响，对流层温度、湿度水平分布 不均匀。 对流层又可分三部分：下层（地面-1.5km） 中层（1.5km-6km） 上层（6km-对流层顶部）
地形雨
锋面雨
气旋雨 （1）温带气旋雨
（2）热带气旋雨
Pc R Ec Sc
若以海洋为研究对象，其水量平衡方程为：
Po R Eo So
△Sc——大陆在研究时段内蓄水量的变化量 △So——海洋在研究时段内蓄水量的变化量 对多年平均情况， △Sc 、△So 趋于零。所以：
Pc R E c
合并得：
Po R E o
Pc Po E c E o 或
n P1 f1 P2 f 2 ... Pn f n fi P Pi F F i 1
3. 等雨量线法 条件：当流域地形变化较大，而雨量站分布较密， 能结合地形变化绘制等雨量线时。
1 P F
Pi f i
（二）流域基本特征 流域面积（F，km2） 河网密度（∑L/F，km/km2） 流域长度（L）和平均宽度（M） 流域形状系数（M/L） （扇状流域、羽状流域） 流域平均高度和平均坡度 流域自然地理特征 （位置、气候、下垫面）
2.2径流及其形成过程
2.2.1、水文循环与水量平衡 （一）自然界的水文循环 定义：地球上以液态、固态和气态的形式分布于海 洋、陆地、大气和生物机体中的水体构成了地球上 的水圈。水圈中的各种水体通过不断蒸发、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。 水文循环的范围贯穿整个水圈，向上延伸到10km左 右，下至地表以下平均1km深处。
水
内 容：
文
学
绪论 河流与径流 水文统计基本原理与方法 设计洪水流量与水位计算 桥涵孔径设计 桥下河床冲刷计算
第一章
1.1水文学研究内容
绪 论
1、定义 水文学是研究自然界中各种水体（江河、湖泊、海洋、冰川 等）形成、分布、变化、运动、相互转化和与环境相互作用 的一门科学 2、研究内容 水文测验和资料整编与发布 水文实验研究 水文分析与计算 水文预报 水文地理 河流的冲刷与泥沙淤泥计算 其他
降水量观测
（一）器测法
1. 雨量器
分辨率0.1mm。 两段制观测，即每 日8时及20时各观测 一次。雨季增加观 测段次。 每日8时至次日8 时降水量为当日降 水量。
2. 自计式 （1）虹吸式
分辨率：0.1mm 降雨强度适用 范围： 0.01～4.0mm/min
（2）翻斗式
分辨率：0.1mm 降雨强度适用 范围： 4.0mm/min以内 （3）称重式 记录降水时全部降 水的重量。优点在于能 够记录雪、冰雹及雨雪 混合降水。
（二）雷达探测 气象雷达是利用云、雨、雪等对无 线电波的反射现象来发现目标的。 有效范围：40～200km。 （三）气象卫星云图 极轨卫星 地球静止卫星：可见光云图
红外云图
影响我国降水（暴雨）的主要天气系统
高空槽 锋面气旋 低涡 切变线 静止锋 锋区与降雨 副热带高压 热带风暴（台风）
降雨的时程变化描述方法 降雨强度过程曲线：以雨强为纵坐标，时间为横坐标 而点绘出的一次降雨的时段平均降雨强度过程线。 累计降雨过程曲线：降雨强度过程曲线随时间积分而 得出的曲线。
1.2 水文现象基本规律及其研究方法
1、水文现象基本规律 （1）确定性规律 （2）随机性规律 （3）地区性规律 2、基本研究方法 （1）成因分析法 （2）数理统计法 （3）地区综合法
1.3 水文科学的发展
第二章
2.1 河流与流域
河流与径流
一、河流 （一）河流的形成与分段 定义：接纳地面径流和地下径流的天然泄水通道。 河谷、河槽或河床。 上游、下游、左岸、右岸。 分段：沿水流方向，自高向低可分为河源、上游、 中游、下游和河口五段。
水文循环也是水资源具有再生性的原因。
来自百度文库
（二）地球上的水量平衡 水量平衡原理：在水文循环过程中，对任一区 域、任一时段进入水量与输出水量之差额必等于 其蓄水量的变化量。 水量平衡方程：
I O S
I、O——给定时段内输入、输出该地区的总水量 △S——时段内区域蓄水量的变化量，可正可负。
若以地球的整个大陆作为研究范围，其水量平衡方程为：
水文循环的4各主要环节：蒸发、降水、下渗和 径流 大循环：海陆之间的水分交换过程，又称为外循环。 小循环：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，又称为内循环。前者称为海洋小 循环，后者称为陆地小循环。 水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之 一。正是由于自然界的水文循环，才形成永无终止 千变万化的水文现象。
流域平均降雨量的计算方法 1.算术平均法： 条件：流域内雨量站分布较均匀、地形起 伏变化不大
n P P P 1 n P 1 2 Pi n n i 1
2. 垂直平分法（泰森多边形法）
条件：流域雨量站分布不太均匀，为了更好地反 映各站在计算流域平均雨量中的作用。 假设：流域各处的雨量可由与其距离最近的雨量 站代表。
（二）河流的基本特征 1. 河流的长度 自河源沿主河道至河口的距离称为河 长（km）。 2. 河流的断面： 横断面 中泓线 纵断面
3. 河道纵比降： 任意河段两端（水面 或水底）的高差△h称为落 差，单位河长的落差称为河 道纵比降。 水面比降、河底比降
二、流域 （一）流域 定义：供给河流地面和地下径流的集水区域， 即分水线所包围的区域 分水线（分水岭） 闭合流域。、非闭合流域
PE
全球多年平均降 水量等于多年平 均蒸发量，为 1130mm
2.2.2 水文观测与水文资料的收集
一、降水
形式： 雨、雪、霰、雹、露、霜等 特征要素： 降水量（mm) 降水历时(min，h，d) 降水强度(mm/h，mm/d) 降水面积(km2) 暴雨中心
与降水有关的气象因素 降水发生在大气中的对流层，对流层是地球大 气中最底的一层。
地形雨
锋面雨
气旋雨 （1）温带气旋雨
（2）热带气旋雨
Pc R Ec Sc
若以海洋为研究对象，其水量平衡方程为：
Po R Eo So
△Sc——大陆在研究时段内蓄水量的变化量 △So——海洋在研究时段内蓄水量的变化量 对多年平均情况， △Sc 、△So 趋于零。所以：
Pc R E c
合并得：
Po R E o
Pc Po E c E o 或
n P1 f1 P2 f 2 ... Pn f n fi P Pi F F i 1
3. 等雨量线法 条件：当流域地形变化较大，而雨量站分布较密， 能结合地形变化绘制等雨量线时。
1 P F
Pi f i
（二）流域基本特征 流域面积（F，km2） 河网密度（∑L/F，km/km2） 流域长度（L）和平均宽度（M） 流域形状系数（M/L） （扇状流域、羽状流域） 流域平均高度和平均坡度 流域自然地理特征 （位置、气候、下垫面）
2.2径流及其形成过程
2.2.1、水文循环与水量平衡 （一）自然界的水文循环 定义：地球上以液态、固态和气态的形式分布于海 洋、陆地、大气和生物机体中的水体构成了地球上 的水圈。水圈中的各种水体通过不断蒸发、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。 水文循环的范围贯穿整个水圈，向上延伸到10km左 右，下至地表以下平均1km深处。
水
内 容：
文
学
绪论 河流与径流 水文统计基本原理与方法 设计洪水流量与水位计算 桥涵孔径设计 桥下河床冲刷计算
第一章
1.1水文学研究内容
绪 论
1、定义 水文学是研究自然界中各种水体（江河、湖泊、海洋、冰川 等）形成、分布、变化、运动、相互转化和与环境相互作用 的一门科学 2、研究内容 水文测验和资料整编与发布 水文实验研究 水文分析与计算 水文预报 水文地理 河流的冲刷与泥沙淤泥计算 其他
降水量观测
（一）器测法
1. 雨量器
分辨率0.1mm。 两段制观测，即每 日8时及20时各观测 一次。雨季增加观 测段次。 每日8时至次日8 时降水量为当日降 水量。
2. 自计式 （1）虹吸式
分辨率：0.1mm 降雨强度适用 范围： 0.01～4.0mm/min
（2）翻斗式
分辨率：0.1mm 降雨强度适用 范围： 4.0mm/min以内 （3）称重式 记录降水时全部降 水的重量。优点在于能 够记录雪、冰雹及雨雪 混合降水。
（二）雷达探测 气象雷达是利用云、雨、雪等对无 线电波的反射现象来发现目标的。 有效范围：40～200km。 （三）气象卫星云图 极轨卫星 地球静止卫星：可见光云图
红外云图
影响我国降水（暴雨）的主要天气系统
高空槽 锋面气旋 低涡 切变线 静止锋 锋区与降雨 副热带高压 热带风暴（台风）
降雨的时程变化描述方法 降雨强度过程曲线：以雨强为纵坐标，时间为横坐标 而点绘出的一次降雨的时段平均降雨强度过程线。 累计降雨过程曲线：降雨强度过程曲线随时间积分而 得出的曲线。
1.2 水文现象基本规律及其研究方法
1、水文现象基本规律 （1）确定性规律 （2）随机性规律 （3）地区性规律 2、基本研究方法 （1）成因分析法 （2）数理统计法 （3）地区综合法
1.3 水文科学的发展
第二章
2.1 河流与流域
河流与径流
一、河流 （一）河流的形成与分段 定义：接纳地面径流和地下径流的天然泄水通道。 河谷、河槽或河床。 上游、下游、左岸、右岸。 分段：沿水流方向，自高向低可分为河源、上游、 中游、下游和河口五段。
水文循环也是水资源具有再生性的原因。
来自百度文库
（二）地球上的水量平衡 水量平衡原理：在水文循环过程中，对任一区 域、任一时段进入水量与输出水量之差额必等于 其蓄水量的变化量。 水量平衡方程：
I O S
I、O——给定时段内输入、输出该地区的总水量 △S——时段内区域蓄水量的变化量，可正可负。
若以地球的整个大陆作为研究范围，其水量平衡方程为：
水文循环的4各主要环节：蒸发、降水、下渗和 径流 大循环：海陆之间的水分交换过程，又称为外循环。 小循环：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，又称为内循环。前者称为海洋小 循环，后者称为陆地小循环。 水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之 一。正是由于自然界的水文循环，才形成永无终止 千变万化的水文现象。
流域平均降雨量的计算方法 1.算术平均法： 条件：流域内雨量站分布较均匀、地形起 伏变化不大
n P P P 1 n P 1 2 Pi n n i 1
2. 垂直平分法（泰森多边形法）
条件：流域雨量站分布不太均匀，为了更好地反 映各站在计算流域平均雨量中的作用。 假设：流域各处的雨量可由与其距离最近的雨量 站代表。
（二）河流的基本特征 1. 河流的长度 自河源沿主河道至河口的距离称为河 长（km）。 2. 河流的断面： 横断面 中泓线 纵断面
3. 河道纵比降： 任意河段两端（水面 或水底）的高差△h称为落 差，单位河长的落差称为河 道纵比降。 水面比降、河底比降
二、流域 （一）流域 定义：供给河流地面和地下径流的集水区域， 即分水线所包围的区域 分水线（分水岭） 闭合流域。、非闭合流域
PE
全球多年平均降 水量等于多年平 均蒸发量，为 1130mm
2.2.2 水文观测与水文资料的收集
一、降水
形式： 雨、雪、霰、雹、露、霜等 特征要素： 降水量（mm) 降水历时(min，h，d) 降水强度(mm/h，mm/d) 降水面积(km2) 暴雨中心
与降水有关的气象因素 降水发生在大气中的对流层，对流层是地球大 气中最底的一层。