工程水文学第一章 绪论
第1章 绪论(水文)
1.2水文现象及其研究方法
1.2.1水文现象及其基本规律 （1)水文现象的确定性规律 水文现象同其他自然现象一样，具有必然性和偶然性两方面，在水文学中通常称必然性为
确定性，称偶然性为随机性。 河流每年都有洪水期和枯水的周期性交替；冰雪水源河流具有以日为周期的水量变化。产
01 水资源及其开发利用 02 水文学现象及其研究方法 03 课程主要任务与内容
PART 01
水资源及其开发利用
1.1水资源的涵义及特点
1.1.1水资源的涵义及特点 水资源是一种自然资源，是人类赖以生存和发展不可替代的一种资源。各时期对水资源的
含义存在着不同的见解，2012年联合国教科文组织和世界气象组织共同给出了水资源的涵义： “水资源是指可供利用或有可能被利用的水源，这个水源具有足够的数量和合适的质量，并满 足某一地方在一段时间内具体利用的需求”。
1.1水资源的涵义及特点
1.1.3我国水资源状况 据预测，2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1750 m³ 。在充分考虑节
水情况下，预计用水总量为7000亿至8000亿m³ ，要求供水能力比现在增长1300亿至2300亿 m³ ，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大。
1.1水资源的涵义及特点
1.1.2水资源的开发利用 水资源是一种动态资源，其特点主要表现为循环性、多用途性、有限性、分布的不均匀性
和利害两重性。人们在长期的生产、生活过程中，为了自身和环境的需要在不断地认识和开发 利用水资源，其开发利用包括兴水利、除水害和保护水环境。
兴水利主要指农田灌溉、水力发电、城乡给排水、水产养殖、航运等； 除水害主要是防止洪水泛滥成灾； 保护水环境主要是防治水污染，维护生态平衡，为子孙后代的可持续利用和发展留一片绿 水青山。
工程水文学 第一章
水文气象学
按圈层分布
地表水文学
地下水文学
按地球表面分布 按理论基础与应用
海洋水文学 陆地水文学
水文学原理 应用水文学
水文学原理研究水文循环、水流 运动及与之相关的溶质输移转化 机制理论。
工程水文学 农业水文学 土壤水文学
森林水文学
城市水文学
二、水文现象
地球上的水只要受太阳辐射和地心引力两种作用而 不停地运动，其表现形式为：降水、蒸发、下渗、径
工程水文学
主要内容
u 第一章 绪论 u 第二章 水文循环与径流的形成 u 第三章 水文信息采集与处理 u 第四章 流域产汇流计算 u 第五章 水文预报 u 第六章 水文统计 u 第七章 设计年径流 u 第八章 由流量资料推求设计洪水 u 第九章由暴雨资料推求设计洪水 u 第十章 可能最大降水/可能最大洪水 u 第十一章 河流泥沙分析计算
第一章 绪论
第一节 水文学 第二节 工程水文学的研究方法 第三节 水文学的发展
第一节 水文学
水，以其善下而润万物，以其三态之变 而求创新，以其生态而绵延，以其汇聚而 纳团结。
故，上善若水！
第一节 水文学
水文学（hydrology）是地球物理学和自然物理学的
分支学科。研究地球上水的性质、分布、循环、运动变 化规律及其与地球环境，人类社会之间相互关，在重力作用下沿着一定方向
和路径流动的水流。
祁连山河川径流
第二节 工程水文学的研究方法
工程水文学的主要内容为水文测验、水文分析计算 和水文预报，其中水文预测与水文预报已成为一门独立 的学科，因此水文分析计算是工程水文学的主要内容。
一、工程水文学在工程建设与管理中的作用
与陆地上的水返回大气的唯一途径。
史上最全工程水文学知识点归纳
工程水文学第一章绪论工程水文学：水文学的一个重要分支,为工程规划设计、施工建设、运行管理提供水文依据的一门科学。
工程水文学基本内容：①水文资料收集、整理、刊布；②水文分析与计算——推求设计值；③水文预报——预报预见期内发生的预报预见期内发生的水文现象。
水资源：①狭义上:水资源是指人类在一定的经济技术条件下能够直接使用的淡水。
②广义的:水资源是指能够直接或间接使用的各种水和水中的物质，在社会生活中具有使用价值和经济价值的水都可称为水资源。
简言之，水资源是一种参与自然界水分循环，可恢复的动态资源。
在确定水资源定义时，要包括三个方面：①可恢复的动态资源，②参与自然界水分循环，③地球水圈中可以利用并且利用的具有资源价值的水。
水资源的复杂性表现为：①水的类型繁多，具有运动性;②用途广泛;③量与质在一定条件下可以改变;④开发利用受经济技术条件、社会条件和环境条件的制约。
水资源的特点：①水利和水害的两重性；②综合利用；③水资源的再生性；④水流的随机可变性；⑤水利资源的地区性和整体性；⑥某些意义的不可取代性。
我国水资源的特点：①总量不算少，但人均水量低；②地区上分布极不均匀；③与耕地、人口的分布不相匹配；④年内、年际变化大。
这些对我国水资源的开发利用是不利的。
水文研究的基本方法：①成因分析法；②数理统计法；③地理综合法。
第二章径流及径流形成过程径流：降水形成的，沿着流域地面和地下向河川、湖泊、水库、洼地等流动的水流。
径流形成过程：在流域中，从降水到达地面至水流汇集于流域出口断面的物理过程。
3为产流过程，后2为汇流过程）产流过程：降雨扣除损失成为净雨的过程。
净雨：降雨扣除损失后的雨量称为净雨，净雨和它形成的径流在数量上是相等的。
但二者的过程却完全不同，汇流阶段：净雨通过坡地、河网汇集到流域出口断面的过程，可细分为坡地汇流和河网汇流。
坡地汇流：坡面漫流+表层流径流+坡地地下汇流河网汇流：从支流到干流，从上游到下游，到流域出口断面的过程；第三章水文信息采集与处理水文测站：在流域内一定地点(或断面)按统一标准对所需要的水文要素作系统观测，以获取信息并进行处理为即时观测信息，这些指定的地点称为水文测站。
工程水文学重点
第一章：绪论1.水文学中使用的方法？在认识和掌握这些随机现象的规律以及预测其未来的发展进程时，通常需要应用概率论和梳理统计的方法来来进行研究。
我们要学会运用“实践、认识、再实践、在认识”这一认识客观世界的规律，去收集、整理、分析和统计各种水文现象，以便使我们的估计比较切合实际，尽量减少它与实际可能性之间的差异。
2.学习《工程水文学》的目的？了解水文现象的历史和预测其未来，因此必须冲跟认识到现场调查和收集积累资料的意义，以及运用历史唯物主义和辩证唯物主义的观点对资料进行分析处理的重要性。
第二章：河川水文基础知识1.河流的形成：降水扣除损失以后剩余的水体，在重力的作用下，经地面与地下沿着一定方向和路径流动，最初水流侵蚀地面，冲成沟壑，形成小溪。
许多小溪汇集呈小河，若干小河有汇合成大的江河，最后流入海洋或者内陆湖泊。
2.河流的分段：一般天然河流，按照河谷和河床情况，冲淤程度，水情变化等特点，分为河源、上游、中游、下游和河口五段。
河源是河流最初具有水流的地方，它可能是溪涧、泉水、冰川、湖泊或沼泽等。
上游是紧接河源的河段上段，多处于深山峡谷中，坡陡流急，河谷下切强烈，流浪小而水位涨落急剧，常有急滩或瀑布，河底纵断面多呈梯形。
中游是河流的中间段，两岸多丘陵，常有滩地，河床坡度较平缓，冲淤不明显。
下游是河流的下段，一般处于平原区，河槽宽阔，流量大，流速小，坡底缓，淤积明显，浅滩和河湾较多。
河口是河流流入海洋或湖泊的河段。
3.河流的基本特征：河流的基本特征一般用河流断面、河流长度及河流比降来描述。
4、流域：降水落到地面形成的径流，被高地、山岭分割而汇集到不同的河流中，汇集水流的同一区域成为某河流的流域。
概况地说，流域就是河流的集水区域。
流域特征：1)几何特征：主要指流域面积和流域形状。
2)自然地理特征：主要指流域的地理位置和地形。
5、分水线：分隔水流的高地、山岭的山脊线，就是相邻流域的分界线，呈分水线（或分水岭）。
1工程水文 第一章 概述
工 程 水 文
水文学与工程水文学 径流的形成要素 水文测验与水文资料 流域产汇流模型 水文预报 水文统计 设计年径流 设计洪水
研究对象和研究内容：地球水体 水资源 水利应用 研究方法 学科发展
水圈水体（淡水2.5%）
1.7% 1.7%
96.6%
海洋 地下水 土壤水 冰川 湖泊 沼泽 河流 大气 生物
1935年马斯京根法洪水演进计算 1924年，P-III曲线分析方法，水文统计 1932年，谢尔曼单位过程线 水力学：水流能量方程，谢才公式，曼宁公式， 圣维南方程组
现代时期发展1950~
1975年美国全国水文资料库实现计算机联网 80年代美国4颗陆地卫星应用 50年代用同位素测验土壤水、流量、含沙量 水文数学模型完善精细、水资源系统分析 中国历史洪水调查解决资料短缺问题 泥沙、地下水、蒸发模型、水文实验 国际组织
我国水能蕴藏量第一
主要江河水资源
20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
径流量 径流深 人均 水能
长江
黄河
松花江
珠江
全世界各种用途水的比例
8%
33% 59%
城市
工业
农业
水灾害
洪水、干旱 洪水：2000多年来，黄河决口1590次，改道 26次。素有“三年两决口、百年一改道”之称。 1950~2000年间，仍十分严重，因洪涝灾害死 亡26.3万人，倒塌房屋1.1亿间，累计受灾农 田47800万hm2。1990年代损失占gdp 2.3%。 干旱：600多座城市中，400多缺水，200多严 重缺水。年均损失粮食100~150亿kg。 水环境恶化：水体污染、水土流失。河床抬高。
工程水文学第一章-绪论
第一章 绪论
Ø 内 容：
1.1 水文学及其研究内容 1.2 水文学发展史 1.3 工程水文学在给排水工程中的作用 1.4 水文现象的特性及研究方法
Ø 重 点：
✓水文现象的表现形式 ✓水文循环的定义和分类 ✓水文现象的研究方法
水资源储量
96.53 %
0.94%
2.53%
海洋水 湖泊咸水和地下咸水 淡水
水多水少
水是载体和溶剂
Ø 水污染
流动的水具有能量
§1.1 水文学及其研究内容
一 水文学定义
研究自然界水的存在、分布、运动和循环变化规律， 水的物理、化学性质，以及水圈与大气圈、岩石圈、 生物圈的相互关系
作为水利学科的重要组成部分，主要研究水资源的 形成、分布、开发利用和保护，水旱灾害的形成、预 测预报、防治，以及水利工程和其他有关工程建设的 规划、设计、施工、管理中的水文水利计算技术
最活跃，地球可更 新淡水资源的主要
来源
1.74%
冰川 地下淡水 其他淡水
0.76% 湖泊淡水
土壤水
0.03%
大气水 0.001% 沼泽水
河水
生物水
Ø 水通过降水、下渗、径流、蒸发等水文现 象在大气圈、岩石圈、水圈和生物圈所构 成的地球系统中周而复始地运动，维持了 地球上多种多样的生命形态
但自然或人为的一些原因，使得全球范 围内出现了许多水问题，这些水问题给 人类甚至整个地球生态系统的发展带来 了极大威胁
工程水文学：研究水文学原理应用于工程实践的方 法，为给排水工程或其他有关工程的规划、设计、施 工、运行管理提供水文依据。主要包括水文计算、水 文预报和水利计算等内容
按研究对象分：河流、湖泊、冰川、河口、沼泽、 海洋、地下水水文学等；
工程水文学课件
文计算与水文预报都有预报的性质，但因预见期长短的不同而采用不同的方
法，水文预报通常只能预报几天的来水情况，此时必然性起主要作用，随着
预见期的增长，所研究的水文现象影响因素更为复杂，此时必然性退居次要
，偶然性增加，要求用统计的方法进行概率预报。概率预报不同于实时预报
布，从而得出工程规划设计所需要的设计水文特征值。
（3）地理综合法：根据气候要素及其他地理要素的地区分布特点
，分析受其影响的某些水文特征值的地区分布规律，一般用等值线图或地区
经验公式表示（如多年平均年径流深等值线图，洪水地区经验公式等）。利
用这些等值线图或经验公式，求出观测资料短缺地区的水文特征值。
有冷锋、暖锋之分。
天气（Weather）：某一时间某一地区的大气状态，这种大气状态是各种气
候要素的综合表现。
气象（Meteorology）：大气中的冷、热、干、湿、风、雨、雪、霜、雾、
雷电、光等各种物理状态和现象的总称。
气候（Climate）：某地区多年天气状况及变化特征的综合。
暴雨（Storm）：降雨强度和量均相当大的雨。1h内雨量等于或大于16mm，
水系（河系）（Water system）：由河流的干流和各级支流，流域内的湖泊
、沼泽或地下暗河形成彼此连接的一个系统。
河网密度（Drainge density）：流域内干支流总河长与流域面积的比。
河流（River）：在明渠中，受地表水和地下水补给，或受径流调节补给，
经常或间歇地沿着狭长的凹地或岩洞流动的水流。
工程水文学课件1
第一章 绪论
本章重点名词解释
工程水文学与水利计算——第一章绪论
工程水文学与水利计算——第一章绪论
一、绪论
水文学与水利计算是水利工程技术的重要分支，旨在研究水的变化规律、水量的流动特性及其影响因素，以及汇流的计算方法，为设计和研究
各种水利工程提供基础知识和技术指导。
本章将讲授水利计算的基本原理，包括水量平衡方程、共线水力学、河流流量计算以及水压计算的基础知识，以及更有用的水文学计算的一般方法。
1、水量平衡方程：水量平衡方程是水力学知识中的基本公式，用来
描述水体的流动规律，是水利工程中水力学计算的基础。
水量平衡方程可
以用来计算江河或地下水的流量、残余量、深度和速度，也可以用来分析
地下水的空间分布。
2、共线水力学：共线水力学是研究汇流计算的重要科学，是水文学
的一个重要分支。
该学科以水力学的基本方程为基础，利用均匀及非均匀
流场的基本理论，研究共线河段汇流机理，注重河流运动特性，是水利工
程设计的重要依据。
3、河流流量计算：河流流量计算是水文学中的重要内容，是水利工
程设计的基础。
河流流量计算分为计量流量计算和规划流量计算两大类，
分别用于计算河流其中一时期的流量，以及河流其中一时期内的长期平均
流量。
工程水文学-总复习(提纲版)
《工程水文学》总复习第1章 绪论1、水文学概念；2、水资源包括哪几方面内容？3、工程水文学包括哪几方面内容？第2章 水文循环与径流形成1、概念：水文循环，水文小循环，水文大循环，水量平衡原理，水系，流域，闭合流域，非闭合流域，流域面积，流域长度，降水，降水强度，土壤含水量，下渗，下渗率，下渗能力，蒸发，蒸发率，径流，净雨，日降雨量。
2、计算：水量平衡方程；河道纵比降；3、径流的表示方法及其表示单位：径流流量，径流总量，径流深，径流模数，径流系数（简答或者计算）4、河流沿水流方向，可分为哪几段？5、我国降水及径流自东南向西北有什么样的特点？6、流域总蒸发包括哪几种蒸发面的蒸发？7、河川径流有哪三个特性？第3章 水文信息采集与处理1、概念：水位，输沙率，含沙量2、水文站观测项目有哪些？3、根据测站的性质，河流水文站可以分为哪两种？4、日平均水位计算方法？5、流速仪法测算断面流量的步骤？6、浮标法测流，测得的流量要经过怎么样处理得到实际流量？第4章 流域产汇流计算1、降雨包括那些方面的内容？2、降雨强度过程线，降雨量累积过程线，降雨强度～历时曲线3、降雨强度过程线与累积雨量有什么样的关系？4、流域平均降雨量的计算（重点掌握垂直平分法，也就是泰森多边形法）5、前期影响雨量的计算 ：公式、消退系数计算、计算出t a P ,大于流域蓄水容量时，前期影响雨量应如何选取？、起算值如何确定？6、已知降雨径流相关图时，会由降雨推求径流。
7、流域修建水库时，流域蒸发如何改变，流域径流又如何改变？那么围垦湖泊时，流域蒸发及径流是如何变化？第6章 水文统计1、概念：事件，概率，频率，随机变量，适线法2、概率和频率有什么区别和联系？3、统计参数的计算：包括均值x ，均方差σ，变差系数xCv σ=，偏态系数（一般选取nCv Cs =），统计参数对频率曲线的影响：均值，Cv ，Cs 4、频率与重现期的关系：5、经验频率曲线的绘制步骤。
工程水文学
i —— 河底或水面比降。
H 2 , H1 —— 河段上游端和下游端水面或河底的高程。
l —— 河段长度。
H —— 水面或河底落差。
6/10
3、山区与平原河流的一般特性
山区河流 流经地势高峻、地形复杂的山区。 受水流不断的纵向切割和横向拓宽，河谷断面形成发育 不完全的“V”字和“U”字形。
平原河流 流经地势平坦的平原地区。 河谷多为发育完全的河漫滩形态。
水面蒸发常用蒸发器进行观测。换算关 系为：
式中
——天然水面蒸发量，mm； ——蒸发器实测蒸发量，mm； ——蒸发器折算系数。
（二） 土壤蒸发 土壤蒸发比水面蒸发要复杂得多。湿润
的土壤，其蒸发过程一般可以分为三个阶段。
（三）植物散发 土壤中的水分经植物根系吸收后，输送
至叶面，再从叶面散发到大气中，称为植物 散发。
大运河
三峡水库
世界最大水利枢纽中国长江三峡水库大坝二00三年六月一日 上午下闸蓄水成功。十五天后，三峡库区水位将达到135米高程。
2009年8月29日，长江三峡三期工程枢纽工程达到正常蓄水（175米水位）。 正常蓄水（175米水位）验收是三峡工程建设的重要里程碑，是三峡工程按照设 计规模全面建成的重要标志。
年平均径流总量：27115亿立方米，折合年平均径流 深284mm；近20年统计最高年份与最低年份径流相差25% 以上。
年平均入海量17243亿立方米，约占全国河川径流总 量的63%，呈逐年减少之势。
我国有许多国际河流，年出境水量为6057亿立方米， 占全国总量的27%；流进境内水资源量为172亿立方米。
2.3降水
一、降水的基本概念 从云雾中降落到地面的液态水或固态
水，如雨、雪、霰、雹、露、霜等称为降水。 降水是气象要素之一，也是自然界水循环和 水量平衡的基本要素之一，降水量时空分布 的变化规律直接影响河川径流情势，所以在 水文水利计算中必须研究降水，特别是降雨。
第一章 绪论
目
第一章 绪 论
录
径流及径流形成过程★
第二章
第三章 水文信息采集与处理★ 第四章流域产汇流计算★ ★ 第五章 第八章 第九章 水文预报★ 第七章 水文统计★ ★
设计年径流及径流随机模拟★ ★ 由流量资料推求设计洪水★ ★
第十章
由暴雨资料推求设计洪水★
第一章 绪论（introduction）
本章简要介绍水文学、水资源的概念，重点介绍工程水文学的任务及 其研究方法。 要求：明确学习目的，了解工程水文学在水利工程建设中的地位和作 用；了解本课程的研究方法及我国水资源概况。 研究对象：自然界中水体变化基本规律与计算方法。 研究内容：主要内容包括工程水文学的任务与内容；工程水文学的基 本方法；水资源的涵义、分类与特点；我国水资源概况；面向可持续发 展水资源开发利用。 研究目的： 通过本章训练，了解水文学与工程水文学的意义、主要内 容及作用，基本掌握水资源的一般概念和特点，水资源开发利用的基本 要求；理解水文变化基本规律及基本研究方法；现代水利以及面向可持 续发展水资源开发利用对本课程的新要求、社会主义新农村水利水电工 程建设对本课程的新要求。理解水文现象的基本特点和基本研究方法。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ地下水咸水
地下水淡水 咸水湖 淡水湖 沼泽 河流 土壤水
12870
10530 85.4 91 11.47 2.12 16.5
0.94
0.76 0.006 0.007 0.0008 0.00002 0.001 0.26 0.03 0.006 0.05 17年 17年 5年 16日 1年
大气水
12.9
0.001
济价值的水都可称为水资源。
水资源若按更新快慢，可相对的分为: • 静态水资源:指更新慢，水循环的交替期长（即 水体全部更新一次所需的时间长）的水资源。如 内陆湖泊、地下热水，深层基岩水等。这种水资 源，一旦大量取用，常常难以恢复，因而又称为 “不易恢复的水资源”。 • 动态水资源:是指更新快，水循环的交替期短， 由大气降水直接形成或补给，随降水的变化而变 化，常称它为可恢复的水资源，如地表径流（江 河、湖泊、水库等）、浅层地下水，都是可恢复 的动态水资源。
工程水文学复习整理
工程水文学期末复习整理第一章 绪论1.水文现象的基本规律: 周期性、随机性、地区性。
2、工程水文学的研究方法: 成因分析法、数理统计法和地理综合法。
第二章 水循环与径流形成1.海洋向内陆输送水汽, 内陆向海洋注入径流。
水量平衡方程:2、式中 ——给定时段内输入、输出该区域的总水量。
——时段内区域蓄水量的变量, 可正可负。
3、若河床切割较深, 地面分水线与地下分水线相重合, 这样的流域成为闭合流域。
由于地质构造原因, 地面分水线与地下分水线并不完全一致, 这种流域称为非闭合流域。
4、凋萎含水量（凋萎系数）, 植物根系无法从土壤中吸取水分, 开始凋萎, 此时土壤含水量称为凋萎含水量。
5、田间持水量, 指土壤中能保持的最大毛管悬着水时的土壤含水量。
当土壤含水量超过这一限度时, 多余的水分不能被土壤所保持, 以自由重力水的形式向下渗透。
6、当土壤孔隙被下渗水充满, 下渗趋于稳定, 此时的下渗率称为稳定下渗率。
7、降雨损失包括: 植物截留、填洼、入渗和蒸发。
8、径流的表示方法和度量单位（1）流量 , 是指单位时间内通过河流某一断面的水量, 单位为 。
径流总量 , 是指时段 内通过某一断面的总水量, 常用单位为 , 万 , 亿 , 有时也用其时段平均流量与时段的乘积表示。
其单位为 或 。
径流深 , 是指将径流总量平铺在整个流域面积上所得水层深度, 单位为 。
FT Q F W R 10001000== 径流模数 , 是流域出口断面流量与流域面积 的比值, 单位为 。
FQ M 1000= 第三章 径流系数 , 是指某一时段的径流深度 与相应降雨深度 的比值。
即第四章 因 , 故 。
第五章 水文资料的观测、收集与处理1、日平均水位的计算将当日 内水位过程线所包围的面积, 除以一日时间。
第四章 水文统计基本知识1、把数理统计方法应用在水文学上, 称为水文统计。
2、概率是理论值, 而频率是经验值。
在试验中事件发生的频率通常不等于概率。
《工程水文及水利计算》01第一章 绪论
第一章绪论第一节水文学一、水文学(一)地球上各种水体的数量与分布水体：大气中的水汽,地面上的江河、湖沼、海洋和地下水等,统称为水体。
水文学(Hydrology)研究各种水体的存在、循环和分布,物理与化学特性,以及水体对环境的影响和作用,包括对生物特别是对人类的影响。
地球上各种水体的数量和分布如表1-1所示。
(二)全球的水储量某一时刻储存于地球表面(5·1亿km2)上的水量,约为13·68亿km3(1km3=10亿m3)。
其中分布在海洋的水量约为1338亿k时,占总水量的96.5%,陆地上的水量约为0·48亿km3,占总水量的3·5%。
而陆地水中有1·7%存在于极地冰雪,1·7%存在于地下水中,仅有0·1%存在于地面和大气中。
其中大气水量很小〈仅1290O km3〉,但地球上的水分循环不已，每年通过大气的水量是很大的,年循环达600000km3。
地球上的水量平衡如表l-2所示(a代表年)。
,可由式(1-1)计算:水体通过水循环得到更新,更新所需时间trt=s/q (1-1)r式中,s为水体的储量,q为流量。
【例1-1】大气中的水量s为12900 km3 (见表1-1),流量q(年降水量为：陆地458000+海洋119000=57700Okm3/a,见表1-2)。
=12900/577000=0.022a=8.2dtr二、水资源(Water Resources)地球表层可供人类利用的水称为水资源。
水资源包括水量、水质、水能资源和水域。
有效水资源：对人类最为实用的水资源,是陆地上每年可以更新的降水量、江河流水量和浅层地下水的淡水量。
降水可以直接为人类利用,同时,它又是江河径流和浅层地下淡水的来源。
全球陆地上多年平均年阵水量为800mm,中国为628mm (在整个国土上平均每年的降水量为6·0万亿m3),比全世界平均少22%。
第一章 工程水文学绪论
沼泽：
沼泽：
地下：
贵州安顺 地下暗河
地下：
趵突泉
山河：
长江
山河：
黄河入海口
航运
石油 天然气
水资源
河川 资源
淡水养殖
海洋 资源
海洋运输 港口航道 渔业
水能资源
我国的河川和海洋都蕴藏着丰富的资源，有待于我们去综合
开发和利用。所有的这些水资源的开发利用，都需要我们进行相
应的工程建设，工程水文学是我们利用地球丰富资源的基础。
第1章 绪论
水以不同的形式存在于自然界中。
海洋 13.5亿 97.4%
陆地 3598万 <2.6%
地下水 820万
冰盖和冰 川 2750万
大气 1.3万 <0.001%
图中单位为 km3
可供直接饮用的河流和淡水湖泊 10.17万
大气 地下 山河
海洋
自然界 中的水
湖泊
冰川
沼泽
冰川：
湖泊：
大气：
人类的明天将是什么样子呢？悲观主义者描述了世界末日 的景象，向全世界敲响了警钟。人们承认面临的严重危机，但 是可以通过共同的努力战胜它，寻求新的发展道路。
水文学(Hydrology)是一门研究水在自然界中运行、变 化和分布规律的科学。
水文学
水文气象学 水文地质学 地表水文学 海洋水文学 陆地水文学 河川水文学 湖泊水文学 冰川水文学 沼泽水文学
应用于实际工程的水文学称为工程水文学，包 应用于实际工程的水文学称为工程水文学 括有关控制或利用河川和海洋资源所建造的工程，
Hale Waihona Puke 其规划、设计、施工与运行管理所需要的水文学的
知识。
观测
水文学原理第一章绪论
2006年7月韶关铁路成为河道
水中熄火的车辆
2006年7月韶关体育馆陷入汪洋
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人类面临的主要水问题
水的自然属性 水借助于大气运动和蒸发、降水、径流等现象在由岩石圈、水圈、大气圈
和生物圈组成的地球系统中作周而复始的水文循环。 水是良好的溶剂，许多物质都容易溶解于水 水具有势能、动能、压力能和化学能等，这是驱使水发生流动、溶解物质、
携带泥沙和其他物质的动力。 水的社会属性 水是维持生命的不可替代的物质。 水多、水少、水污染都给人民的生活生产等都带来不良影响。 水资源可再生，但有时空变化。 水问题处理不好，会成为社会问题。
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面临的水问题
水旱、水涝灾害是人类面临的主要自然灾害（水旱灾害 造成的损失占各种自然灾害的总损失比例的55%，水灾占40%）
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世界在研究水资源和水文时,采用了大量先进科技手段,如: ①遥感与空间技术的应用.如航片、卫星、雷达等. ②在地下水文学中应用类推式计算机,模拟难以观测的地下水情况. ③核和放射性技术应用. ④随机水文学. ⑤确定的线性水文数学模式,确定的非线性水文数学模式. ⑥确定的线性水文系统,确定的非线性水文系统. ⑦水文学与水资源学的系统方法. 目前又增加: ①模拟与模型.主要是各种水文过程的复杂模拟和参数多的模型. ②系统方法.将水文和水资源看成一个系统进行研究,是模型化理论的基础,
观测方面，发明制造了雨量器、蒸发器、流速仪等，系统的水 文测验为水文定量计 算及预报奠定了坚实基础。 (2) 20世纪初至50年代，是应用水文学兴起阶段
进入20世纪，大规模的水利水电和交通事业建设蓬勃发展， 需要科学的水文计算和水文预报，使应用水文学迅速发展起来。
① 美国1900年J.A.塞登提出著名的塞登定律； ② 1924年H.A.福斯特建立了P-Ⅲ水文频率曲线计算方法； ③ 1932年L.R.K.谢尔曼提出单位线法 ④ 1935年G.T.麦卡锡建立了马斯京根河道洪水演算法。 这一时期我国水文学发展则比较落后。
工程水文学
流域。
1、流域分水线 流域的界线称为分水线。
2、流域的几何特征 （1）流域面积F （2）流域长度L （3）流域平均宽度B （B=F/L）
ff zz f1 1 z1 ff22z 22 ... f n znn i i i i f z1 z n i i 1 ZZ 1 ff1 ff22 ... f n F F 1
§1—3 水文学的发展史
一、萌芽时期（1400年以前）
二、奠基时期（1400～1900年）
三、应用水文学的形成（1900～1950年）
四、现代水文学时期（1950年后）
本章小结
一、名词解释
1、水文学（广义、狭义） 2、水资源（广义、狭义） 二、我国水资源的特点和问题 三、水文学的主要内容和研究方法
第一章 绪论
§1—1 水文学 §1—2 水文学的研究方法 §1—3 水文学的发展
§1—1 水文学ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、水文学
水文学：广义的水文学就是研究地球上各
种水体的存在、运动、分布及其变化规律
的科学。
水文气象学 陆地水文学 海洋水文学 地下水文学
水文学
狭义的水文学就是指研究对象只限于陆地 水体的陆地水文学。
E陆 P R 陆
多年平均情况下：
E陆 P R 陆
P ——陆地的多年平均年降水量； 陆
E陆 ——陆地的多年平均年蒸发量；
R
——多年平均年入海径流量。
E陆 E海 P P海 陆
对海洋而言， E P R 海 海 将两式合并，即得全球的水量平衡方程：
E陆 E海 P P海 陆
nn
3、流域的地形特征
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⑵ 施工阶段
提供施工期设计洪水及中、短期水文预报。
①为临时性建筑物如围堰、引水隧洞或渠道等， 提供整个施工期的天然来水情势预报（水文计算）；
②为日常工作的安排提供近期（如几天内）确切 的水情预报（水文预报）。
⑶水利工程管理运营阶段
水文计算的长期平均情势与水文预报短期水 情相结合，确定最经济合理的调度方式，是建 成的工程充分发挥作用
2、工程水文学(Engineering Hydrology)：
工程水文学是应用水文知识于工程建设的一门 学科。主要内容包括水文计算和水文预报。
二、水文计算的任务 估算在规划设计阶段和施工运行期间可能出现的水 文设计特征值及其在时间和空间上的分布。
⑴规划设计阶段 提出作为工程设计依据的水文特征值。
第二节 水文现象基本规律及其研究方法
1. 水文现象的确定性规律
水文现象的发生有其客观的原因和具体的形成条 件～因果关系。
例如：径流的丰枯变化（周期性），降雨径流关 系等。
研究方法：成因分析法
通过观测资料和实验资料研究，建立水文现象 与其影响因素之间的定量关系。
例： ①水文预报。 ②利用暴雨资料推求设计洪水。
例： ①多年平均降雨量等值线图、变差系数等值线图。 ②推求小流域设计洪水的经验公式。
4、课程内容及要求
⑴内容
⑵要求 ①熟练应用计算器 ②熟练应用Excel
工程水文学第一章 绪论
第一章 绪论 主要内容： 1 、工程水文学 2 、水文计算的任务 3 、水文现象的基本规律及其研究方法 4 、课程内容及要求
第一节 水文计算的研究内容
一、工程水文学(Engineering Hy的存在、循环和分布，物 理和化学特性，以及水体对环境的影响和作用，包 括对生物特别是对人类的影响。
2. 水文现象的随机性规律—统计规律
水文现象又受偶然因素的影响，在一定程度上 表现出非确定性—随机性。
例如：河流某断面每年出现最大洪峰流量的大小 和出现的时间。
研究方法：数理统计法
根据水文现象的随机性，以概率论为基础，运 用数理统计方法，可以求取长期水文特征值系列 的概率分布，从而得出工程规划设计所需要的设 计水文特征值。
例： ①设计年径流量推求。 ②根据流量资料推求设计洪水。
3. 水文现象的地区性规律
气候要素、地理要素具有地区性规律，水文现 象也具有地区性特点。
例如：我国河川径流量的分布受降雨量分布的 影响，呈现出自东南沿海向西北内陆逐渐减少的地 区性规律。它综合反映了确定性和随机性规律。
研究方法：地区综合法
根据气候要素和其它地理要素的地区性规律，可 以按地区研究某些水文特征值的地区变化规律，绘 制成等值线或建立地区经验公式，利用它们可以求 出资料短缺地区的水文特征值。