工程水文学
对工程水文学的认识和理解
对工程水文学的认识和理解工程水文学是研究水文现象对工程建设的影响及其利用的学科。
它是水文学的一个分支，是工程建设的一个重要组成部分。
在工程建设中，水文学的应用范围非常广泛，包括水资源开发利用、防洪减灾、水土保持、水生态保护等方面。
工程水文学的研究内容主要包括以下方面：1.水文观测和数据处理：水文观测是工程水文学研究的基础，通过对水文数据的采集、整理、处理和分析，可以为工程建设提供可靠的数据支持。
2.水文过程模拟：通过建立数学模型，对水文过程进行模拟和预测，为工程设计和管理提供科学依据。
3.水文风险评估：通过对水文风险的评估，确定工程建设中可能面临的水文灾害风险，采取相应的防护措施，以保障工程建设的安全和稳定。
4.工程水文设计：根据水文数据和模型预测结果，进行工程水文设计，包括水资源开发、灌溉、排水、防洪等方面。
5.工程水文管理：在工程建设的各个阶段，对工程水文进行管理和监测，及时发现和解决问题，保障工程建设的顺利进行。
工程水文学的研究方法主要包括实验研究、数学模型和现场观测等。
实验研究主要是在实验室或模拟场地进行，通过模拟不同水文条件下的水流变化，研究水文现象对工程建设的影响。
数学模型主要是建立数学方程来描述水文过程，通过模拟和预测水文变化，为工程设计和管理提供科学依据。
现场观测则是在实际工程建设中进行，通过对水文数据的实时监测和管理，及时发现和解决问题，保障工程建设的安全和稳定。
工程水文学的研究成果在实际工程建设中得到了广泛应用。
例如，在水资源开发利用中，通过工程水文学的研究和设计，可以更加科学地进行水资源规划和利用。
在防洪减灾方面，工程水文学的研究成果可以为防洪工程的设计和管理提供科学依据。
在水土保持和水生态保护方面，工程水文学的研究成果可以为生态工程的建设和维护提供科学依据。
工程水文学是工程建设的重要组成部分，其研究成果对实际工程建设具有重要的指导和推动作用。
未来，随着经济发展和社会进步，工程水文学的研究和应用将更加广泛和深入，为保障人类社会的可持续发展作出更大的贡献。
工程水文学知识点总结
工程水文学知识点总结
工程水文学是一门研究水文工程中的水文学现象、水文过程、地下水运动、水资源管理和水文水文工程的科学。
以下是工程水文学的一些主要知识点:
1. 基础概念:水文学是研究水文过程和水文水资源的学科,包括地下水、地表水、河流湖泊、海洋等水文水资源。
工程水文学是在此基础上进行应用和研究的学科,主要包括水文工程、水资源管理、水文水文工程等。
2. 水文过程:水文过程是指水流、降水、蒸发、土壤的水分输移和分布等过程。
这些过程会影响水文水资源的利用和管理,因此需要对其进行研究。
3. 地下水运动:地下水是指水下的地质水,包括地下水的地质条件、地下径流、地下水的输移和分布等。
地下水运动是工程水文学中非常重要的一部分,因为地下水是水资源中的重要组成部分,也是各种工程的基础。
4. 地表水和河流湖泊:地表水和河流湖泊也是工程水文学中非常重要的一部分。
地表水和河流湖泊的水位、流量、含沙量等水文现象是工程水文学的研究内容。
5. 水文水文工程:水文水文工程是指进行水文水资源管理和利用的各种工程,包括水文站、水文预报、水文监测、水资源论证、河道治理、泵站建设等。
这些工程对于保障水资源的利用和管理至关重要。
6. 数值模拟:工程水文学中的数值模拟是非常重要的一部分。
数值模拟可以帮助研究人员模拟各种水文过程和水文水资源的变化,进而进行分析和预测。
7. 应用:工程水文学的应用包括水文预报、水资源管理、水文站设置、河道治理、泵站建设等。
这些应用对于工程水文学的研究和应用至关重要。
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这些方法可以帮助我们了解水文数据的分布特征和变化规律。
02
统计分析步骤
统计分析步骤包括数据预处理、数据探索、模型选择和结果解释等方面。
这些步骤可以帮助我们更好地理解和解释水文数据。
03
统计分析应用
统计分析在水文学中有着广泛的应用，如洪水预测、水资源管理、水环
境评价等。通过统计分析，我们可以更好地了解水文循环的规律和特征，
水库淤积与消落区问题
水库淤积
水库淤积是由于泥沙在水库中沉积而形成的。水库淤积不仅会降低水库的库容和 调节性能，还会影响水库的安全运行。为了减轻水库淤积，需要采取有效的措施 ，如水土保持、清淤等。
消落区问题
消落区是指水库正常蓄水位与死水位之间的区域。在丰水期，水库水位上升，消 落区被淹没；在枯水期，水库水位下降，消落区露出水面。消落区的存在会对水 库的运行和周边环境产生影响，需要采取相应的措施进行治理。
实地观测
通过实地观测获取水文数据， 如流量、水位、降雨量等。
数学模型
建立水文过程的数学模型，进 行模拟和分析。
统计分析
运用统计学方法对水文数据进 行处理和分析，揭示水文规律 。
系统工程
将水文学与系统工程理论相结 合，进行综合分析和优化设计
。
02
水文循环与水文资料收集
水文循环
水文循环概念
水文循环是指地球上水圈中水的水质、水量、能量和运动状态及其变化过程。它包括蒸发 、降水、地表径流和地下水等环节，这些环节相互联系、相互影响，形成一个完整的循环 系统。
人工智能提高预测精度
人工智能算法可以处理大量数据，通过 机器学习和深度学习等技术提高水文预 测的精度和时效性，为工程设计和运行 提供重要支持。
工程水文学
工程水文学工程水文学是水文学中的一个分支，主要研究在工程建设和设计中所需要的水文学知识和技术。
工程水文学涉及到许多领域，包括水文数据采集、流量预测、水力学设计和水资源管理等。
一、水文数据采集水文数据采集是工程水文学的重要组成部分。
在进行水文学分析和水力学计算之前，需要获取一定的水文数据。
这些数据包括雨量、径流、蒸发、土壤含水量和水位等。
获取这些数据最常用的方法是通过测量和监测。
为了获取尽可能准确的水文数据，需要选择适当的测站，安装合适的设备，采用适当的观测方法并定期进行校准和维护。
二、流量预测流量预测是工程水文学的另一个重要组成部分。
在水力学设计中，需要预测河流、水库和水闸等场景中水的流量。
这些预测可以基于历史数据、统计模型和物理模型等进行。
流量预测涉及到许多方面，包括水文数据分析、流量变异分析和预测模型选择等等。
预测的精度和可靠性对工程设计和管理至关重要。
三、水力学设计水力学设计是工程水文学中的重要部分，它研究各种水力工程设施的水力学问题，如水电站、水库、灌溉系统、排水系统等等。
水力学设计需要进行各种参数的计算和模拟，比如渠道横截面、流速、水力坡度和断面形状等等。
根据所选用的水力学方法，可以得到不同等级的精度要求的答案。
四、水资源管理水资源管理是工程水文学中的另一个重要领域。
水资源管理涉及到水的供应、开发、保护、利用和维护等方面。
它可以帮助我们更有效地管理和利用水资源，确保水资源的可持续性。
水资源管理需要综合考虑各种因素，如气候变化、水循环和水污染等。
总之，工程水文学是一门非常重要的学科，它为各种水力工程提供了必要的水文学和水力学基础。
在大量的水利投资项目中，工程水文学是不可或缺的。
通过对水文数据采集、流量预测、水力学设计和水资源管理等方面的研究和实践，我们可以更好地应对各种挑战，更好地管理和利用水资源。
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。
全面详细 自己总结的 工程水文学 名词解释
1.水文学：水文学是地球物理学和自然地理学的分支学科。
研究存在于大气层中、地球表面和地壳内部各种形态水在水量和水质上的运动、变化、分布，以及与环境及人类活动之间相互的联系和作用。
是关于地球上水的起源、存在、分布、循环、运动等变化规律，以及运用这些规律为人类服务的知识体系。
2.工程水文学：工程水文学是水文学的一个分支，是为工程规划设计、施工建设及运行管理提供水文依据的一门科学，主要内容分为水文分析计算和水文预报两方面。
水文学知识径流，水文学的基本原理和方法，包括水文资料的收集与统计，设计洪水，流域分析计算，水质及水质评价。
3.历史洪水：为防洪等工程设计而拟定的、符合指定防洪设计标准的、当地可能出现的洪水。
即防洪规划和防洪工程预计设防的最大洪水4.洪水总量：洪水总量简称“洪量”。
洪水在一定历时内从流域出口断面流出的总水量。
一般以计。
在降雨径流预报中常计算一次降雨所形成的一次洪水总量，可由本次洪水过程线的流量起涨时刻至退水段上终止时刻之间的面积来求得。
在水文计算中有时需要统计某一时段的最大洪水总量（如一天最大、三天最大洪水总量等），通过频率计算，求得各种事端最大的设计洪水总量，据此推求设计洪水过程线，作为水库调洪算的依据。
5.水文频率计算：水文频率分析根据某水文现象的统计特性，利用现有水文资料，分析水文变量设计值与出现频率（或重现期）之间的定量关系。
6.累积频率：在概率统计中，我们为了获取某事件发生的概率，会对其所在的所有事件在一定范围内进行统计，我们将这个所有事件称为样本，该事件发生的次数称为频数与样本总数的比值即为频率或概率。
累计频率则是两种或两种以上的事件发生的频率之和。
7.重现期：在一定年代的雨量记录资料统计期间内，大于或等于某暴雨强度的降雨出现一次的平均间隔时间为该暴雨发生频率的倒数。
设计雨水排水系统时，根据工业厂房生产工艺及建筑物的性质确定，一般采用1A。
通俗的来讲就是这么大的雨量，多少年出现一次，是道路排水设计的标准。
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。
工程水文学课程设计
工程水文学课程设计
一、课程目标
1. 了解工程水文学的基本概念和原理。
2. 掌握水文数据的收集、处理和分析方法。
3. 学习水文模型的建立和应用。
4. 培养学生运用工程水文学知识解决实际工程问题的能力。
二、课程内容
1. 工程水文学基础：包括水循环、河流径流、降水、蒸发等基本概念。
2. 水文数据分析：介绍如何收集、整理和分析水文数据，如水位、流量、降水等。
3. 水文模型：讲解常用的水文模型，如水箱模型、马斯京根法等，并进行实例分析。
4. 洪水预估与防洪工程：学习洪水预估方法和防洪工程的设计。
5. 水资源管理与规划：探讨水资源的合理利用和保护。
三、教学方法
1. 课堂讲授：讲解工程水文学的基本理论和方法。
2. 案例分析：通过实际工程案例，让学生了解如何应用工程水文学知识解决问题。
3. 实验与实践：进行水文数据的观测和分析，以及水文模型的应用实践。
4. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，共同探讨工程水文学中的问题和解决方案。
四、考核方式
1. 平时作业：布置课后作业和课堂练习，以检验学生对知识的掌握程度。
2. 课程项目：要求学生完成一项与工程水文学相关的课程项目，培养其实际应用能力。
3. 期末考试：通过笔试形式，考核学生对工程水文学的整体理解和掌握情况。
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。
对工程水文学的认识
对工程水文学的认识
工程水文学是水文学与工程技术的交叉学科，主要研究水文现象的规律、水文分析方法、水文数据采集与处理、水文预测与模拟、水资源评价与规划、水环境与水生态保护等方面的问题，为工程项目的设计、建设和运营提供水资源和水环境方面的支持和保障。
工程水文学的研究对象包括河流、湖泊、地下水等水体，关注这些水体的形成、变化、分布规律以及与环境和其他因素之间的关系。
工程水文学的研究方法包括水文监测、水文实验、水文模型、数值模拟、GIS技术等，通过这些方法对水文数据进
行采集、处理、分析和预测，为工程项目提供科学依据和决策支持。
工程水文学在水利工程、环境工程、交通工程、市政工程、地质工程等领域都有广泛的应用，如水利枢纽设计、河流治理与保护、地下水污染修复、城市排水系统规划、土地开发与利用等。
同时，工程水文学也关注水资源的可持续利用和水环境的保护与修复，对于实现可持续发展和人类社会的长期发展具有重要意义。
总之，工程水文学是水资源保护与利用、工程项目设计建设的重要学科，对于推动水资源管理的科学化和工程建设的可持续发展具有重要作用。
工程水文学
研究内容
工程水文学的主要研究内容包括水文计算和水文预报。
(1)水文计算
主要从概率统计的角度测算工程实施中和完成后，很长时期内可能遇到的各种概率的水文现象的大小与过程。 例如：预测某水利工程千年一遇的设计洪峰有多大，千年一遇的设计洪水过程?“千年一遇的设计洪峰”即为“特 定概率的水文现象的大小”，“千年一遇的设计洪水过程”即为“特定概率的水文现象的过程”，此处的水文现 象即为洪水。
发展历史
早在公元前3000年埃及人即开始观测尼罗河水位。公元前450～350年希腊柏拉图和亚里斯多德提出水文循环 的臆说。公元前250年，我国李冰在四川都江堰设立石人测量水位。此后公元100～200年东汉王充在《论衡》一 书中对水循环概念作了论述。公元1452年颁布“测雨器制度”。公元1452年意大利达·芬奇用浮标测流速，并通 过观测论证r水循环，一些水文学的基本原理开始形成。这个时期被认为是水文学的萌芽时期。
研究对象
水文学是地球科学的组成部分、也是现代科学技术的一个领域，它有许多实际用途，通常称为“应用水文 学”。工程水文学就属于应用水文学，它是将水文学的基本理论与方法应用于工程建设（如水利水电能源工程、 城市工矿用水工程、农田水利工程、修建铁路、公路、桥梁、国防建设等）的一门学科。它主要研究与水利工程 的规划、设计、施工和运行管理有关的水文问题。
谢谢观看
公元1600～1900期间，实验水文学兴起，一些水文测验仪器制造成功，如毕托管、瓦尔德曼流速仪等；科学 家发现了一些水文学原理，如流传至今的伯努利方程、谢才流速公式、达西定律、曼宁公式等。特别是公元1 674年法国人P·贝罗特在巴黎出版了《喷泉的起源》一书，将人们对水文循环的认识提高到数量描述的高度。书 中记叙他在塞纳河进行了三年的雨量观测，计算出塞纳河在伯格底以上流域内的年径流量只是降水量的六分之一， 这一结论的公布，被认为是现代水文科学的开始。为了纪念他对水文学的贡献，1974年联合国教科文组织和世界 气象组织联合在巴黎举行了水文科学300年纪念会。这一时期被称为水文学的奠基时期。
工程水文学重点
工程水文学重点●水文现象的基本特性：确定性、随机性、地区性。
●水文现象的基本研究方法：成因分析法、数理统计法、地区综合法。
●工程水文学在水利工程各阶段的应用：1）规划设计阶段：为确定工程的规模提供设计水文数据。
2）施工阶段：为确定临时性水工建筑物规模提供施工期的设计洪水。
3）运营管理阶段：提供水文预报，以便编制水量调度方案，合理调度水量，充分发挥工程效益。
●水循环：各种水体通过不断蒸发、水汽输送、凝结、降落、下渗、地面径流和地下径流的往复循环过程，称为水文循环，也称为水循环。
●水循环可分为大循环和小循环。
大循环：海洋与陆地之间的水分交换过程。
小循环：海洋或陆地上局部的水分交换过程。
●水循环的原因：内因：水的物理三态在一定条件下的相互转换。
外因：太阳辐射和地心引力。
●水循环的四个过程：降雨、蒸发、下渗、径流。
●水量平衡●一条河流沿水流方向，自高向低可划分为河源、上游、中游、下游和河口五段。
自河源沿主河道至河口的距离称为河流长度。
●河流某一断面地表水和地下水的区域称为该断面的流域。
流域的边界为分水线。
分水线有地面和地下之分。
若地面分水线和地下分水线相重合，称为闭合流域，否则为非闭合流域。
流域某一断面以上，由地面分水线所包围的水平面积称为流域面积。
●包气带：地下水面以上，土壤含水量未达饱和，是土壤颗粒、水分和空气同时存在的三相系统，称为包气带。
●土壤水分的存在形式：吸湿水、薄膜水、毛管水（支持毛管水（毛管上升水）、毛管悬着水）、重力水。
●田间持水量：土壤中所能保持的最大毛管悬着水量。
●下渗的物理过程分为三个阶段：渗润阶段、渗漏阶段、渗透阶段。
●地下水类型：包气带水、潜水（浅层地下水）、承压水（深层地下水）。
●点源污染：具有固定排放口和地点的环境污染。
（百度百科）●面源污染：引起水体污染的排放源，分布在广大的面积上，与点源污染相比，它具有很大的随机性、不稳定性和复杂性，受外界气候、水文条件的影响很大。
（百度百科）●特大洪水的重现期如何确定？一般是根据历史洪水发生的年代来大致推估。
工程水文学
河 川 水 文 基 础 知 识
第 二 章
河 川 水 文 基 础 知 识
一次降雨过程，经植物截留、填洼、入渗 和蒸发后，进入河网的水量自然比降雨总 量小，而且经过坡面漫流及河网汇流两次 再分配的作用，使流域出口断面的径流过 程比降雨过程变化缓慢、历时增长、时间 滞后。 为研究径流的形成过程,将其分为产流过 为研究径流的形成过程,将其分为产流过 程（降水、流域蓄渗）和汇流过程（坡面 （降水、流域蓄渗）和汇流过程（ 漫流及河网汇流）
工 程 水 文 学
绪 论 河川水文基础知识 水文测验及水文资料搜集 水文统计的基本知识及方法 内河航道与港口工程设计水位 和设计流量的推求
大连理工大学
2004
第1章
绪
论
1.工程水文学的研究对象 1.工程水文学的研究对象 水文学是研究地球上各种水体的一门科学。它研究 水文学是研究地球上各种水体的一门科学。它研究 各种水体的存在、循环和分布，探讨水体的物理和 化学特性以及它们对环境的作用，包括它们对生物 的关系。 水体是指以一定形态存在于自然界中的水的总体， 水体是指以一定形态存在于自然界中的水的总体， 如大气中的水汽，地面上的江河、湖泊、沼泽、海 洋和地下水。各种水体都有自己的特性和变化规律。 应用于实际工程的水文学称为工程水文学。它研究 应用于实际工程的水文学称为工程水文学。它研究 与工程的规划、设计、施工以及运营管理有关的水 文问题，主要内容为水文计算和水文预报。
第 二 章 河 川 水 文 基 础 知 识
闭合流域任意时段水量平衡方程为：
P − E − R = ∆S
P ——时段内的降水量（mm） E ——时段内的蒸发量（mm） R ——时段内的流域出口断面径流量（mm） ∆S ——时段内该流域的蓄水变量（mm） 闭合流域多年平均情况，其水量平衡方程为：
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。
工程水文学
第一章绪论第一节工程水文学研究内容一、工程水文学的意义水文学是研究自然界各种水体（大气水、地表水、地下水）的存在、分布及循环变化规律的学科。
根据研究对象，水文学可分为：水文气象学、陆地水文学、海洋水文学。
工程水文学属于陆地水文学范畴，它是将水文学理论应用于水利工程建设的学科，主要为水利工程的规划、设计、施工、管理提供服务。
二、工程水文学的研究内容及研究方法工程水文学主要研究与水利工程的规划、设计、施工、管理有关的水文问题，具体包括：设计年径流问题、年输沙量问题、设计洪水问题。
为此，应了解水文现象的基本规律以及水文学的研究方法。
1、水文现象的基本规律水文现象的基本规律包括确定性规律和随机性规律。
确定性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。
随机性规律反映水文现象的偶然性及不确定性。
水文现象虽然有确定性规律，但并不是固定不变，如河流每年有汛期、枯水期，但是各不相同。
这说明了水文现象的随机性规律。
2、水文学的研究方法⑴、成因分析法:根据水文现象的成因规律，由其影响因素预报、预测水文情势的方法称为成因分析法。
如降雨径流预报法、河流洪水演算法预报等。
⑵、数理统计法：根据水文现象的随机性规律，把水文现象当作随机变量，用概率论和数里统计的理论解决水文问题。
这种方法称为数理统计法，是目前广泛应用的基本方法之一。
⑶、地理综合法：水文现象主要受气候因素的影响，而气候因素在地理分布上是有规律的，因此，可以分析综合出某一地区水文现象的地区规律，找出经验公式或画出等值线图，用于解决无资料流域的水文计算问题。
这种方法称为地理综合法。
第二节水文学的发展历史水文学是随着社会经济发展和水利工程建设的需要，从萌芽到成熟、由经验到理论逐步发展起来的。
今后的发展仍将遵循这一规律。
水文学的发展，大体可分为以下几个阶段：一、萌芽时期（1400年以前）这一时期中国的水文理论居于世界领先地位，如公元前239年成书的《吕氏春秋》最先提出水文循环的概念；2000年前建成的都江堰，至今仍在发挥巨大效益；又如公元527年成书的《水经注》，是早于欧洲1000多年的水文地理巨著。
工程水文学ppt精选课件
第一章 绪论 →1.3 水文现象的特点与水文学的研究方法
确定性规律 偶然性规律 区域性规律
成因法
随机现象 概率论和 数理统计
区域性方法
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第二章 水文基础知识
2.1 水循环与水量平衡 2.2 河流、流域与分水线 2.3 降水 2.4 蒸发与下渗 2.5 径流 2.6 径流的度量方法
2.1 水循环与水量平衡
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水文循环
l 定义：存在于地球上各种水体中的水，在太阳辐射与地心 引力的作用下，以蒸发、降水、入渗和径流方式进行的往 复交替的运动过程，称为水文循环或水循环
l —— 河段长度。
H —— 水面或河底落差。
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3、山区与平原河流的一般特性
l 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。
l 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。
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在平原河流主槽中，由于水流和河床的相互作用， 往往形成各种淤积体。
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2.2 河流、流域与分水线
1、河流的形成和分段 河流——汇集地面径流和地下径流的水道 l 河水流经的谷地称为河谷。 l 河谷底部有水流的部分为河床。 l 脉络相通的大小河流所构成的系统为水系（或河系）。
一般天然河流，按照河谷和河床的情况，冲淤程度， 水情变化等特点，分为：
河源
上游
4、流域分水线与流域面积 l 降水落到地面形成的径流，被高地、山岭分隔而汇集到
工程水文学
描述河流悬移质的两个常用指标：含沙量、输沙率 根据地下水开采强度可分为 4 种开采强度分区：超采区、强开采区、中等开采区、弱开采区 目前收集水文资料的主要途径是定位观测 水文调查的内容：流域调查、水量调查、洪水与暴雨调查、其他专项调查 在调查的河段无水文站的情况下，洪水调查的洪峰流量的估算，常用比降法计算洪峰流量和水面曲 线推算洪峰流量 暴雨调查的主要内容：暴雨成因、暴雨量、暴雨起讫时间、暴雨变化过程及前期雨量情况、暴雨 走向及当时主要风向风力等。 稳定水位流量关系曲线（分布呈一带状） 、不稳定水位流量关系曲线（逆时针绳套形） 不稳定的水位流量关系指测验河段受断面冲淤、洪水涨落、变动回水或其他因素的个别或综合影响。 目前通常预报的水文要素有流量、水位、冰清、旱情 对水文现象来说变态系数 Cv 的大小反映了河川径流在多年中的变化情况， Cv 值越大，其年际变化 越大，故南方河流的 Cv 一般比北方河流要小。偏态系数 C s 是衡量系列不对称（偏态）程度的参数。 水文频率计算的两个基本内容包括：分布线型、参数估计 水文频率曲线包括：经验频率曲线、理论频率曲线 频率曲线的线型一般应采用皮尔逊Ⅲ型。它是一条一端有限，一端无限的不对称单峰曲线。皮尔逊 Ⅲ型曲线中常包含 EX 、 Cv 、 C s 三个参数，参数的估算方法在工程水文计算中常采用适线法。 适线法包括：目估适线法、优化适线法 当研究暴雨洪水问题时，一般设计频率 P<50%， T 1 P 。 当研究枯水问题时，一般设计频率 P>50%， 则T
f (t ) t f0
下渗能力曲线（简称下渗曲线） ， 稳定下渗率
起始下渗率； fc
下渗曲线分为稳定下渗（渗漏阶段）和 不稳定下渗（渗透阶段）两个阶段。
F (t ) t
下渗累计曲线
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全球陆地上多年平均年降水量约为 800mm，中国为628mm，其中转换为江 河年径流量的水量折合水深284mm。我 国水资源量仅次于巴西、前苏联、加拿 大、美国及印尼，居世界第六位。但因 为人口众多，只有世界人均占有量的1/4。 耕地平均分摊水量为世界平均数的3/4。
中国降水量的地区分布不均匀，南部和东 南平均年降水量大于1600mm；华北和东北 为400~800mm；西北大部分地区 200~400mm；沙漠边缘地区少于100mm； 新疆塔里木盆地和青海柴达木盆地小于 25mm。
第一章 绪论
一、水文学 二、水资源 三、工程水文学
一、水文学
大气中的水汽，地上的江河、湖沼、海 洋和地下水等，统称为水体。水文学研究各 种水体的存在、循环和分布规律，水体的物 理与化学特性，以及水体对环境的作用，包 括对生物特别是对人类的影响。来自 水体海洋水体
水库
二、水资源
地球表层可供入人类利用的水称为水资 源。水资源的特征包括水量、水质、水能、 水域。按水量角度，实用水资源通常指逐年 可以得到恢复和更新的淡水，主要是江河湖 库和浅层地下水水量 ，大气降水是补给源。
地区研究受其影响的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。
3. 水文现象的地区性规律 气候因素的地区性规律对水文现象的影响。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。
二、水文研究的基本方法
1. 成因分析法 利用水文现象的确定性规律来解决水文问题。 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。在水文现象基本分析和水文 预报中应用广泛。
2. 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。在 水文计算中运用广泛。
3. 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
❖ 第二节 工程水文学的研究方法
一、水文现象的基本规律
1. 水文现象的确定性规律——成因规律 水文现象的发生都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。
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。
各地降水量和江河径流量，在各年之间 和年内各月之间都不均衡，使水资源利用困 难，并造成洪涝和干旱灾害。
三、工程水文学
进入20世纪以后，大量兴起的防洪， 灌溉、水电、航运、环境、农业、林业及 城市建设，向水文科学提出了许多新课题， 并率先形成最重要的分支学科 — 工程水 文学。工程水文学是应用水文知识于工程 建设（主要是水利工程）的一门学科。主 要内容包括水文计算和水文预报。
1．水资源开发及利用
工程水文学课程将揭示水的循环，径流 形成、水资源再生能力等水文规律，预估当 地未来水资源可能补充量的大小，为水利工 程，水资源开发与利用，以及城乡建设提供 合理的水情依据。
干旱景象 河塘
干旱景象
湖泊
干旱景象 河流
2．防洪与排水
工程水文学研究洪水形成原因和规 律，通过各种途径预估未来可能出现的 洪水情势。研讨城市与乡村防洪与排水 的工程与非工程措施的合理性和可行性。
2. 水利工程施工阶段 水利工程施工期一般较长，工程水文学的任务就是要： 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）。 3. 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。
洪水
溃堤
3．水质问题
水环境中水质的演变是与水体中水的 运动和变化紧密联系的。工程水文学这门 课程有助于解和掌握这方面的理论和方法， 也可就水利工程对环境的影响作出正确而
深入评价与处理。
河流污染
❖ 工程水文学贯穿于水利工程实施过程：
1. 水利工程的规划设计阶段； 水文计算的主要任务是确定工程规模。