水文学与水文地质学 教学课件 ppt 作者 杨维 2洪水
合集下载
水文学与水文地质学课件教学配套课件杨维第一章绪论
课堂表现
40%
测验与作业
50%
出勤（纪律）
10%
参考书
● 参考书： 1.工程水文学. 叶守泽主编. 水利电力出版社 2005 2.水文学. 黄廷林.马学尼编 中国建筑工业出版社 2002
3.工程水文学. 王燕生主编. 水利电力出版社 1992
4.水文学. 雒文生主编. 中国建筑工业出版社 5.水文学. 黄锡荃主编. 高等教育出版社 6.工程水文学. 魏永霞主编. 水利电力出版社
研究时段 古水文学、现代水文学
工程水文学
工程水文学 (Engineering hydrology)：
应用于实际工程的水文学。包括有关控制或利 用河川径流所建造的工程，其规划、设计、施工与 运行管理所需要的水文学的知识。
学习的主要任务
二、水文现象特点与研究方法 1.特点:
时程变化 — 周期性与随机性 地区分布 — 相似性与特殊性
各形式的水所占比例
▲ 存在于自然界中不同形式的水所占比例
海洋 13.5亿 97.4%
图中单位为：km3
陆地 3598万 <2.6%
大气 1.3万 <0.001%
地下水 820万
冰盖和冰 川
2750万
河川资源
航航运运
水水资资源源
河河川川 资资源源
淡淡水水 养养殖殖
水水能能 资资源源
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，水文学是我们利用地球丰富水资源的基础。
特
点
：随 机 性
周 期 性
相 似 性
特 殊 性
研究方法
2. 研究方法：
水文学与水文地质学 课件 教学配套课件 杨维 第三章 1基本概念
尚辅教学配套课件
◆ 随机变量(Random variables) ：
随机变量 离散型 连续型
相邻两个随机变量之间，不存在中间值
随机变量的一个有限区间内可以取得任何数值
6/45
例：QX数值表
年份
1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981
6/45
相加定理
概率相加定理：
尚辅教学配套课件
互斥事件 A1，A2，…… An-1，An中，至少有一
个事件出现的概率等于各事件出现的概率之和。
即：
P( A1 A2 An ) P( A1 ) P( A2 ) P( An )
（3-5）
√ 互斥事件：不可能同时发生的事件。 √ 独立事件：彼此发生的概率相互无影响。
3）曲线两端趋于 ±∞，且以x轴为渐近 线。
6/45
其分布函数
正态分布函数： 尚 辅 教 学 配 套 课 件
F ( x) 1
x (xx)2
e 2 2 dx
2
P(x x x ) 68.3% P(x 2 x x 2) 95.4% P(x 3 x x 3) 99.7%
899～700 699～500 499～300
总计
频数 / 年
组内
mi 1 2 3 7 13 18 15 2 1
累积 ∑mi
1 3 6 13 26 44 59 61 62
62 —
频率 / %
组内 累积 △p P
1.6 3.2 4.8 11.3 21.0 29.1 24.2 3.2 1.6
1.6 4.8 9.6 20.9 41.9 71.0 95.2 98.4 100.0
2024版水文地质学基础ppt课件
水文地质学基础ppt课件CONTENTS•水文地质学概述•岩石中水存在形式与性质•地下水流动系统与补给排泄条件•孔隙裂隙岩溶发育规律及其对渗透性影响•不同类型含水层特征及其富水性评价水文地质学概述01水文地质学定义与研究对象水文地质学定义研究地下水分布、运动、形成、变化及其与周围环境相互关系的科学。
研究对象以地下水为主要研究对象，同时涉及地表水与地下水的相互作用。
水文地质学发展历史及现状发展历史从19世纪中叶开始形成，经历了描述性、定量化和系统性三个阶段。
现状当前水文地质学已发展为一门综合性学科，广泛应用于水资源评价、环境保护、工程建设等领域。
水文地质学与其他学科关系与地质学的关系地质学为水文地质学提供基础理论和研究方法，水文地质学则是地质学的一个分支，专注于研究水与岩石圈的相互作用。
与水文学的关系水文学与水文地质学都研究水的循环和分布，但水文学更侧重于地表水的研究，而水文地质学则更关注地下水。
与环境科学的关系环境科学为水文地质学提供了宏观的研究视角和综合分析方法，水文地质学则为环境科学提供关于地下水环境的基础数据和理论支撑。
岩石中水存在形式与性质02岩石中水存在形式吸附水附着在岩石颗粒表面或矿物晶体内部的水分子，受固体表面吸附力作用。
毛细水存在于岩石毛细孔隙中的地下水，受毛细力作用上升。
重力水在岩石大孔隙或裂隙中，受重力作用自由运动的水。
岩石中水物理化学性质溶解性水能溶解多种物质，形成水溶液，改变水的化学性质。
密度与温度水的密度随温度变化，4°C时密度最大，具有热传导性。
粘滞性水的粘滞性随温度降低而增大，影响地下水的流动。
表面张力水的表面张力使水滴呈球形，影响毛细水的上升高度。
岩石中水运动规律达西定律描述水在孔隙介质中的渗流速度与水力梯度成正比的关系。
渗流基本方程描述非饱和带与饱和带地下水流运动的偏微分方程。
地下水流系统由补给区、径流区和排泄区组成的统一整体，具有层次性。
地下水资源评价根据水文地质条件、开采技术经济条件等，对地下水资源数量和质量进行评价。
《水文地质学基础》ppt课件(2024)
地下水资源保护和管理。
2024/1/29
18
地下水运动规律与
05
数学模型
2024/1/29
19
地下水运动基本方程和定解条件
地下水运动基本方程
描述地下水在多孔介质中运动的基本方程，包括连续性方程、运动方程和状态方程。
定解条件
确定地下水运动方程的解需要满足的初始条件和边界条件，如初始水位、流量边界、水头边界等。
解析法和数值法
通过建立地下水运动数学模型，利用解析解 或数值解来求解地下水资源量。
16
地下水资源开发利用现状及前景展望
2024/1/29
开发利用现状
全球范围内，地下水资源开发利用程 度不断提高，但存在过度开采、污染 等问题。
前景展望
随着科技进步和环保意识提高，未来 地下水资源开发利用将更加注重可持 续性，采用先进技术和管理手段，实 现资源的高效利用和环境保护。
9
地下水循环过程及补给排泄关系
地下水的循环过程
大气降水、地表水、土壤水等通过入渗、径流等方式转化为地下水，地下水再通 过蒸发、泉流、人工开采等方式排泄到大气或地表。
地下水的补给与排泄关系
地下水的补给来源主要有大气降水、地表水和凝结水等，排泄方式主要有泉流、 蒸发和人工开采等。在天然条件下，地下水的补给和排泄处于动态平衡状态。
2024/1/29
29
工程设计中考虑因素及防范措施
地下水对工程影响预测
预测工程建设过程中可能出现的地下 水问题，如突水、涌水等，并制定相 应的防范措施。
工程降水与止水设计
根据工程需要，设计合理的降水或止 水方案，确保工程施工的顺利进行。
2024/1/29
地基处理与加固措施
针对不良地基条件，采取地基处理或 加固措施，提高地基承载力和稳定性 。
2024/1/29
18
地下水运动规律与
05
数学模型
2024/1/29
19
地下水运动基本方程和定解条件
地下水运动基本方程
描述地下水在多孔介质中运动的基本方程，包括连续性方程、运动方程和状态方程。
定解条件
确定地下水运动方程的解需要满足的初始条件和边界条件，如初始水位、流量边界、水头边界等。
解析法和数值法
通过建立地下水运动数学模型，利用解析解 或数值解来求解地下水资源量。
16
地下水资源开发利用现状及前景展望
2024/1/29
开发利用现状
全球范围内，地下水资源开发利用程 度不断提高，但存在过度开采、污染 等问题。
前景展望
随着科技进步和环保意识提高，未来 地下水资源开发利用将更加注重可持 续性，采用先进技术和管理手段，实 现资源的高效利用和环境保护。
9
地下水循环过程及补给排泄关系
地下水的循环过程
大气降水、地表水、土壤水等通过入渗、径流等方式转化为地下水，地下水再通 过蒸发、泉流、人工开采等方式排泄到大气或地表。
地下水的补给与排泄关系
地下水的补给来源主要有大气降水、地表水和凝结水等，排泄方式主要有泉流、 蒸发和人工开采等。在天然条件下，地下水的补给和排泄处于动态平衡状态。
2024/1/29
29
工程设计中考虑因素及防范措施
地下水对工程影响预测
预测工程建设过程中可能出现的地下 水问题，如突水、涌水等，并制定相 应的防范措施。
工程降水与止水设计
根据工程需要，设计合理的降水或止 水方案，确保工程施工的顺利进行。
2024/1/29
地基处理与加固措施
针对不良地基条件，采取地基处理或 加固措施，提高地基承载力和稳定性 。
水文学与水文地质学复习分解课件
03
水文统计方法
水文统计的基本概念
水文统计是水文学和 水文地质学中用来定 量描述和分析水文现 象的方法。
水文统计的应用范围 广泛，包括洪水分析 、水资源管理、水环 境评估等。
水文统计方法通常包 括数据收集、整理、 分析和解释等步骤。
水文频率曲线
水文频率曲线是一种用来描述 水文现象频率分布的图形。
分类：按建模对象和目的不同，水文模 型可分为流域水文模型、地下水模型、 河口模型等。
河口模型：针对河口水流、泥沙输运等 过程进行模拟，用于河口整治和航道建 设。
地下水模型：研究地下水的储藏、运动 和转化过程，预测地下水位变化。
特点
流域水文模型：以流域为研究对象，模 拟降雨、蒸发、径流等水文过程。
水文模型的应用与限制
地下水储存于岩石空隙中，主要存在形式有孔隙水、裂隙水和喀斯 特（岩溶）水。
地下水储存的动态变化
地下水位受气候、地质、人为等因素影响，表现出季节性变化和长 期变化。
地下水的分类与特点
1 2
地下水的分类
根据埋藏条件，地下水可分为上层滞水、潜水、 承压水；根据含水介质类型，可分为孔隙水、裂 隙水和喀斯特（岩溶）水。
详细描述
水文循环是地球上最重要的自然循环之一，它不仅影响着气候和生态系统的平衡，还为人类提供了大量的水资源 。水文循环受到许多因素的影响，如气候、地形、植被和土壤等。
水资源概述
总结词
水资源是指可以被人类利用的淡水资源，包括地表水和地下水。
详细描述
水资源是地球上最重要的资源之一，它对人类的生存和发展具有重要的作用。然而，由于全球气候变 化和人类活动的影响，水资源面临着许多问题，如短缺、污染和过度开采等。
防治措施
水文学与水文地质学(
2021/12/18
5
水文的四大表现形式：
降水 渗流
蒸发 径流
（1）降水 ——指 雨 、 雪 、 雾 、雹、 霰。
降水的形式
下雪前降落 的小冰粒
（2）蒸发
截流蒸发
指：
地面蒸发
叶面蒸发
2021/12/18
水面蒸发
海洋蒸发
水上升为水 汽的五种
形式。
7
（3）渗流
包含
入渗 地表水经过土壤表面进入土壤的过程。
c) 涨水时河道螺旋流：涨水时，河中央上涨较快，断面呈中高岸低的
“水2拱02”1/12形/18，且呈两螺旋流。
39
2> 造成的后果：
2021/12/18
在过水断面上形成一封闭 的环流，与纵向水流结合 形成漩涡流，从而将冲刷 凹岸，淤积凸岸，影响取
水口位置的选择。
40
四、河流的分段 1、河流 —— 江、河、溪、沟统称河流。
流域面积小，径流相对剧烈 流域面积大，径流相对平缓
2021/12/18
67
（5）流域的植物被覆—— 由于植物被覆截留降水，从而将会延缓坡地漫流 的速度，增加渗流，减少蒸发。
（6）土壤及地质构造——
影响下渗，地下水对河流的补给，流域地表 的冲刷等。
2021/12/18
68
（7）湖泊和沼泽——
可以通过蓄水作用，调节径流变化，特别是蒸 发影响径流量的大小。
我国的河流大多以此为主。
（2）融雪径流Biblioteka 局部地区或地段的河流以此为主。
如：青海、 新疆
2021/12/18
62
二、影响径流的主要因素
1、各种自然地理因素对其的影响
（1）气候因素
水文学与水文地质学 教学课件 ppt 作者 杨维 2洪水
1.基本概念
√洪水（ flood ）：
雨洪(storm flood)： 暴雨形成的洪水. 春汛(snow flood): 春季融雪形成的洪水.
√洪水三要素：
洪峰流量 (Qm) ( flood peak flow ) 洪水总量 (Wt) (flood volume) 洪水过程线 (flood hydrograph )
不连续系列
2) 不连续[序]系列：计算方法——目估适线法
① 经验频率计算： 设： Qm为 n 年连续实测系列的一般值； n 年连续实测系列之内特大值 QM 个数为 l 个； n 年连续实测系列之外特大值QM个数为a1个； N 年中特大值 QM 总个数为 a = a1 +l
Q
a1 个
l个
N
n
T1
T2
i
n l 1
X
i
)
Cv值
◆ 变差系数
1
CVN
N
XN
1
_
X
N
1
N
1
a 1
(XNj
_
X N )2
N a nl
n
(Xi
l 1
_
X
N
)2
2
◆ 偏态系数：经验初值
CvN > 1.0
CsN = (2 ~ 3 ) CvN
CvN ≤ 0.5
CsN = (3 ~ 4 ) CvN
推求方法
2. 推求设计洪水的方法
1) 数理统计法 适线法 水文实测系列资料组成： ① 用洪水流量（或水位）资料推求； ② 用暴雨资料推求。
2）地理综合法 用经验公式推求
水文学与水文地质学(ppt 122页)
2019/10/23
18
§1—4 水文现象的特性
1、水文现象时程变化的
周期性 随机性
的对立统一
2、水文现象地区分布的
相似性 特殊性
的对立统一
2019/10/23
19
§1—5 水文学的研究方法
成因分析法
数理统计法
地理综合法
2019/10/23
20
第二章 水文学的一般
概念与水文测验
2019/10/23
长江南京附近八卦洲 分汊型河段
2019/10/23
顺直型河段
29
2、河流横断面
有单式断面 和复式断面
（1）横断面 —— 与水流方向正交的断面
1>基本河槽 —— 枯水期水主流槽通或过枯的水部河分槽
2>洪水河槽 —— 洪水期被洪河水漫淹滩没或的河部滩分
2019/10/23
30
图2—3河流横断面图示
2019/10/23
可在适当比例
的地图上量得
2019/10/23
33
计算：
s z1 z2 l
其中：Ｚ１、Ｚ２ ——若为河面高程差，则 s 为 河面比降 ； 若为河底高程差，则 s 为 河底比降。
如果一条河流各段比降不同，一般 可用分段计算法，求得平均比降。
2019/10/23
34
（1）*纵比降计算式：
6—31式 （p186）
特点
断面变大， 流速骤减，极易形成沙洲
或三角洲。
2019/10/23
46
五、分水线及流域 1、有关概念：
流域 —— 指河流的集水区域。凡降落在该流域的 水最终都将汇入该条河流中。
分水线 —— 即流域四周的边界线。地势最高 点的连线。
水文地质学第一章ppt课件
地下水的运动
地下水在重力作用下由高处向低处运 动，同时受地质构造、地貌、气候等 因素的影响。
地下水的补给、径流与排泄
地下水的补给
主要通过大气降水、地表 水渗入等方式进行补给。
地下水的径流
地下水在补给区接受补给 后，沿一定路径向排泄区 运动。
地下水的排泄
地下水通过泉水、蒸发、 人工开采等方式排泄到地 表或大气中。
本课程的学习目标与要求
学习目标
掌握水文地质学的基本概念、原理和方法，具备分析和解决水文地质问题的能 力。
学习要求
认真听讲，积极思考，按时完成作业和实验报告，注重理论与实践相结合。
02
地球的水圈与水循环
地球的水圈组成与特点
水圈的组成
包括海洋、河流、湖泊、冰川、地下水等。
水圈的特点
连续而不均匀，不断循环运动，与大气圈、生物圈、岩石圈等相互作用。
透水性
01
指岩石允许水透过的能力，用渗透系数表示。
给水性
02
指岩石在重力作用下能释放出一定水量的性质，用给水度表示。
透水性与给水性的关系
03
透水性好的岩石，其给水性一般也较好，但两者并非完全对应。
岩石的持水性与释水性
持水性
指岩石在饱水状态下保持水分的能力。
释水性
指岩石在失水状态下释放水分的性质。
持水性与释水性的关系
利用卫星或航空遥感影像，解译 区域水文地质条件。
水文地质试验的类型与实施
抽水试验
通过抽水设备在钻孔中进行抽水，观测地下水位变化，计算水文 地质参数。
注水试验
向钻孔中注入水，观测注水量和地下水位变化，判断含水层富水 性。
压水试验
通过一定压力将水压入钻孔中，观测压水量和地下水位变化，评 估含水层渗透性。
地下水在重力作用下由高处向低处运 动，同时受地质构造、地貌、气候等 因素的影响。
地下水的补给、径流与排泄
地下水的补给
主要通过大气降水、地表 水渗入等方式进行补给。
地下水的径流
地下水在补给区接受补给 后，沿一定路径向排泄区 运动。
地下水的排泄
地下水通过泉水、蒸发、 人工开采等方式排泄到地 表或大气中。
本课程的学习目标与要求
学习目标
掌握水文地质学的基本概念、原理和方法，具备分析和解决水文地质问题的能 力。
学习要求
认真听讲，积极思考，按时完成作业和实验报告，注重理论与实践相结合。
02
地球的水圈与水循环
地球的水圈组成与特点
水圈的组成
包括海洋、河流、湖泊、冰川、地下水等。
水圈的特点
连续而不均匀，不断循环运动，与大气圈、生物圈、岩石圈等相互作用。
透水性
01
指岩石允许水透过的能力，用渗透系数表示。
给水性
02
指岩石在重力作用下能释放出一定水量的性质，用给水度表示。
透水性与给水性的关系
03
透水性好的岩石，其给水性一般也较好，但两者并非完全对应。
岩石的持水性与释水性
持水性
指岩石在饱水状态下保持水分的能力。
释水性
指岩石在失水状态下释放水分的性质。
持水性与释水性的关系
利用卫星或航空遥感影像，解译 区域水文地质条件。
水文地质试验的类型与实施
抽水试验
通过抽水设备在钻孔中进行抽水，观测地下水位变化，计算水文 地质参数。
注水试验
向钻孔中注入水，观测注水量和地下水位变化，判断含水层富水 性。
压水试验
通过一定压力将水压入钻孔中，观测压水量和地下水位变化，评 估含水层渗透性。
《水文地质》课件
● 06
第六章 总结与展望
水文地质的基本 概念
水文地质是研究地下水运动规律和地下水与地质环境关系 的学科，通过对地下水系统的深入了解，可以更好地应用 于环境保护和工程建设中。地下水的开发利用也是未来的 重要方向。
地下水运动规律
地下水循环
描述地下水在地球 中的循环方式
地下水排泄
解释地下水的排泄 方式
01 矿区地下水的运动规律
地下水在矿区中的流动特点
02 矿产开采影响
矿产开采对地下水资源的影响
03
矿产开采对地下水的影 响
矿产开采活动可能导致矿区地下水位下降，地下水紧缺，地 下水质污染等问题。矿产开采对周边环境和生态系统的影响 较大，需要进行科学评估和合理控制，以保护地下水资源的 可持续利用。
学习方法
结合理论与实 践
多进行案例分析
加强动手能力
多进行田野调查和 实验
评估方式
课堂测验
考察学生对课程内容的掌握程 度
作业与实验报告
加强学生的实践能力和独立思 考能力
参考书目
《水文地质学》
深入了解水文地质 领域的理论知识
《水文地质与 水文地质工程》
应用水文地质知识 解决实际工程问题
● 02
第2章 地下水的形成与分布
● 04
第4章 地下水与地质环境
岩溶地质特点
岩溶地质是一种特殊的地质构造，其特点包括岩溶溶蚀作用 强烈、地下水流动通道复杂等。岩溶地质景观丰富多样，例 如溶洞、溶岩地貌等，对地下水运动有重要影响。
岩溶地下水运动规律
溶蚀作用影响
溶蚀作用形成的裂 隙是地下水流动通
道
水文特性
地下水水位波动大， 水质多变
能够运用水文地质知识解决实际问题
水文学与水文地质学 课件 教学配套课件 杨维 第三章 1基本概念
概率分布函数
P ( X xi ) F ( xi )
f ( x)dx
xi
6/45
（3-4）
正态分布例子
水文统计中常用的概率分尚 布辅 教—学 正配 态套 分课 布件 概率密度函数为：
f (x)
1
(x x )2
e 2 2
2
正态分布密度曲线特征：
( x )
特点：
1）单峰；
2）以均值为对称轴；
总体与样本
◆
总体与样本
尚辅教
(collectivity
学配
and
套课件
sample)
:
总体
有限 无限
容量一定 容量无限
样本
容量
● 水文特征值系列的总体是无限的。 ● 样本是总体的一部分，样本的特征在一定程度上反映
出总体的特征。
6/45
2 概率与频率
2、概率与频率(Pro尚ba辅bi教lit学y a配n套d f课re件quency) (1) 概率:
某水文站尚 2辅2年教 实学 测配 流套 量课 与件 降水量
Q
X
年份
Q
78.9 82.8 83.7 86.4 87.3 88.7 91.8 97.1 98.4 95.1 97.5
468.1
550.1 550.2
564 575.6 580.6
602 610.2 610.7 612.1
646
1982
99.6
第3章 水文尚统辅 计教 学基配本套原课理件与方法
Chapter 3 Basic Principles and Methods of Hydrological Statistics
§3-1 概述 §3-2 统计参数与抽样误差 §3-3 经验频率曲线与理论频率曲线 §3-4 水文频率计算方法 §3-5 相关分析
《水文地质学》ppt课件(2024)
01
02
03
04
水均衡法
通过计算区域水均衡要素，评 估地下水资源量。
解析法
利用数学物理方程描述地下水 运动，通过解析解计算资源量
。
数值法
建立地下水数值模型，模拟地 下水运动过程，评估资源量。
综合法
结合多种方法，综合考虑地质 、水文、气象等因素，进行综
合评价。
2024/1/29
16
地下水资源开发利用现状及问题
定义
研究地下水的分布、形成、运动 、化学和物理性质及其与周围环 境的相互关系的科学。
特点
综合性、区域性、实践性、预测 性。
4
水文地质学研究意义
水资源评价与合理开发
为水资源评价提供科学依据，指导水资源的合 理开发和利用。
工程地质问题
研究地下水对工程建筑物的影响，预测和防治 工程地质问题。
环境地质问题
物探
2024/1/29
应用地球物理勘探方法，如电法、磁 法、重力法等，间接推断地下水的分
布和埋藏条件。
钻探
利用钻探设备向地下钻进，获取岩芯 、水样等资料，揭示地下水的赋存状 态。
化探
通过采集和分析地下水、地表水、土 壤和岩石等样品中的化学元素和化合 物，了解水文地球化学特征。
21
水文地质图编制和成果表达
2024/1/29
8
地下水循环过程
01
02
03
地下水的补给
大气降水、地表水、凝结 水等通过包气带下渗，成 为地下水的补给来源。
2024/1/29
地下水的径流
在重力作用下，地下水由 高处向低处流动，形成地 下径流。
地下水的排泄
通过泉、人工开采、蒸发 等方式排泄到地表或大气 中。
水文地质学课件ppt课件
岩石水理性质的意义
影响地下水的赋存状态、分布规律、运动特征以及地下水资源评价和开发利用等。
达西定律是描述地下水运动的基本定律，它表明地下水的运动速度与水力梯度成正比，而与地下水的粘滞性成反比。
地下水运动基本规律
包括含水层的渗透性、地下水的粘滞性、地形地貌、地质构造和气候条件等。
地下水运动的影响因素
生物性污染
加强污染源监管，减少污染物排放。
源头控制
采取工程措施，如截污沟、防渗墙等，防止污染物进入地下水。
过程阻断
对已污染的地下水进行治理，如抽出处理、原位修复等。
末端治理
04
CHAPTER
水文地质调查方法与技术
03
研究地下水与环境的相互作用，为生态环境保护提供科学依据。
01
查明区域水文地质条件，为水资源评价、开发利用和规划管理提供依据。
生态环境保护
随着全球生态环境问题的日益严重，水文地质学将在生态环境保护中发挥更大作用，如地下水生态修复、土壤污染治理等。
多学科交叉融合
未来水文地质学将与更多学科进行交叉融合，形成更为综合的研究领域和应用方向。
国际化合作与交流
加强国际间的合作与交流，共同应对全球性的水资源和环境问题，推动水文地质学的国际化发展。
02
预测人类活动对地下水环境的影响，提出防治措施和建议。
水文地质测绘
通过野外实地观察和测量，收集地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象等资料，编制水文地质图件。
遥感技术应用
利用卫星、航空等遥感技术获取大范围、多时相的地表信息，提取与水文地质相关的特征信息，为区域水文地质调查提供重要手段。
利用地球物理勘探方法（如重力、磁法、电法、地震等）探测地下岩层的物理性质差异，推断地下水的赋存状态和运移规律。
影响地下水的赋存状态、分布规律、运动特征以及地下水资源评价和开发利用等。
达西定律是描述地下水运动的基本定律，它表明地下水的运动速度与水力梯度成正比，而与地下水的粘滞性成反比。
地下水运动基本规律
包括含水层的渗透性、地下水的粘滞性、地形地貌、地质构造和气候条件等。
地下水运动的影响因素
生物性污染
加强污染源监管，减少污染物排放。
源头控制
采取工程措施，如截污沟、防渗墙等，防止污染物进入地下水。
过程阻断
对已污染的地下水进行治理，如抽出处理、原位修复等。
末端治理
04
CHAPTER
水文地质调查方法与技术
03
研究地下水与环境的相互作用，为生态环境保护提供科学依据。
01
查明区域水文地质条件，为水资源评价、开发利用和规划管理提供依据。
生态环境保护
随着全球生态环境问题的日益严重，水文地质学将在生态环境保护中发挥更大作用，如地下水生态修复、土壤污染治理等。
多学科交叉融合
未来水文地质学将与更多学科进行交叉融合，形成更为综合的研究领域和应用方向。
国际化合作与交流
加强国际间的合作与交流，共同应对全球性的水资源和环境问题，推动水文地质学的国际化发展。
02
预测人类活动对地下水环境的影响，提出防治措施和建议。
水文地质测绘
通过野外实地观察和测量，收集地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象等资料，编制水文地质图件。
遥感技术应用
利用卫星、航空等遥感技术获取大范围、多时相的地表信息，提取与水文地质相关的特征信息，为区域水文地质调查提供重要手段。
利用地球物理勘探方法（如重力、磁法、电法、地震等）探测地下岩层的物理性质差异，推断地下水的赋存状态和运移规律。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
例题
【例题4-6】已知某坝址断面有19年的洪峰流量实测资料，经 洪水调查得知1922年曾发生过一场特大洪水，据考证它是19 22年以来最大的一次，Q=2700m3/s，1963年的洪水为第二个 特大洪水。试用目估适线法推求洪峰流量频率曲线。
年份 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 Q (m3/s) 1400 568 1490 800 400 474 956 1320 1770 2320
a (1 N 1
a) N 1
ml nl 1
式中符号意义同前 适用：历史洪水排序无错漏。
统计参数
② 统计参数
设: 缺测年份为（N-n-a1），且缺测年份的均值、 均方差等于n 年连续实测系列一般值的均值、均方 差。
◆ 均值
X N
1 N
a
(
j 1
X Nj
N n
a l
i
n l 1
X
i
)
Cv值
◆ 变差系数
1
CVN
N
XN
1
_
X
N
1
N
1
a 1
(XNj
_
X N )2
N a nl
n
(Xi
l 1
_
X
N
)2
2
◆ 偏态系数：经验初值
CvN > 1.0
CsN = (2 ~ 3 ) CvN
CvN ≤ 0.5
CsN = (3 ~ 4 ) CvN
把实测连续系列和特大值系列视为从总体中独立抽出的两个 样本，各自分别进行排序，有:
Pn
m (%) n 1
式中： m — 连续系列一般值由大到小的排序号； m= l+1, L+2, ….. n.
适用：实测系列代表性好，历史洪水排序可能有错漏。
方法2
[计算方法二] 按照“条件抽样”处理，有
Pn
不连续系列
2) 不连续[序]系列：计算方法——目估适线法
① 经验频率计算： 设： Qm为 n 年连续实测系列的一般值； n 年连续实测系列之内特大值 QM 个数为 l 个； n 年连续实测系列之外特大值QM个数为a1个； N 年中特大值 QM 总个数为 a = a1 +l
Qห้องสมุดไป่ตู้
a1 个
l个
N
n
T1
T2
2000~500
500~100
3 100~50
4
5
50~30 30~20
标准
防护对象的防洪标准
防护对象
防洪标准
城镇
工矿区 农田面积(104亩) 重现期(a)
特别重要城市
重要城市 中等城市 一般城市
特别重要工矿区
重要工矿区 中等工矿区 一般工矿区
>500
100~500 30~100
<30
>100
50~100 20~50 10~20
教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 在线教务辅导网： QQ:349134187 或者直接输入下面地址：
§4-2 设计洪峰流量(或水位)的分析与计算
1. 基本概念 2. 推求设计洪水的方法 3. 洪水资料选样 4. 洪水资料的审查 5. 设计洪峰流量（或水位）的计算 重点：设计洪水的推求
√设计洪水(designed flood)：
符合设计（频率）标准的洪水。
图
B
流量(m 3/s)
Q ～t
Qm
wT
c
A
t1
t2
T
一次洪水过程
t
标准
√设计洪水标准
防洪设计标准分为: ① 保障防护对象的防洪标准。 ② 确保水工建筑物正常运用的防洪标准。
永久性水工建筑物正常运用的洪水标准
建筑物等级
1
2
洪水重现期 (a)
1.0≥ CvN > 0.5 CsN = (2.5 ~ 3.5 ) CvN
要点
(3) 适线过程中的要点：
▲ 理论曲线尽可能靠近或通过比较可靠的经验点据 （实测点、历史考证可信度大的点）；
▲ 重点考虑理论曲线与中、上部（P > 50%）经验点据
的吻合（适线）。
(4) 计算结果合理性分析：
▲ 统计参数变化规律。 ▲ 推求出的稀遇设计值(千年一遇、万年一遇)。
2) 超大值法： 将n年实测最大流量资料按递减顺序排列，从首项开始
取 S 个最大值组成样本系列。一般取 S=(3～5)n 个。
3) 超定量法： 此法先规定一种选样“标准值”，凡实测最大流量值超
过 此标准值，均被选入，组成样本系列。
4 审查
4. 洪水资料的审查 一致性 代表性 可靠性
5 计算
5.设计洪峰流量（水位）计算
频率
√ N 年内特大值的经验频率：
M
PN
(%) N 1
式中：M — 特大洪水由大到小的排序号
M = 1, 2, …，a1+l
N — 调查考证年数 N = T2 –T1 +1
T1—调查考证涉及的最远年份； T2—连续 n 年实测系列的最近年份。
一般频率
√ n 年内一般值的经验频率：
[计算方法一]
1.基本概念
√洪水（ flood ）：
雨洪(storm flood)： 暴雨形成的洪水. 春汛(snow flood): 春季融雪形成的洪水.
√洪水三要素：
洪峰流量 (Qm) ( flood peak flow ) 洪水总量 (Wt) (flood volume) 洪水过程线 (flood hydrograph )
年份 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1922 Q (m3/s) 818 1020 464 488 334 774 610 1000 216
P118
End
(1)洪水实测系列资料的分类 连续[序] 实测系列 有特大值的不连续[序]实测系列
特大值 (Excessive flood )：QM (2 ~ 3)Q
(2) 设计洪峰流量（水位）的计算
1) 连续[序]系列： 样本组成：按“年最大值法”取样。 计算方法：目估适线法
Cs初值： Cv＜0.5 Cs = (3 ～ 4 )Cv Cv＞0.5 Cs = (2 ～ 3 )Cv
推求方法
2. 推求设计洪水的方法
1) 数理统计法 适线法 水文实测系列资料组成： ① 用洪水流量（或水位）资料推求； ② 用暴雨资料推求。
2）地理综合法 用经验公式推求
＃ 3）水文气象法 PMP (Possible Maximum Precipitation) ＃自学
3 选样
3.水资料选样
1) 年最大值法： 每年选取一个最大瞬时流量（水位）。
【例题4-6】已知某坝址断面有19年的洪峰流量实测资料，经 洪水调查得知1922年曾发生过一场特大洪水，据考证它是19 22年以来最大的一次，Q=2700m3/s，1963年的洪水为第二个 特大洪水。试用目估适线法推求洪峰流量频率曲线。
年份 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 Q (m3/s) 1400 568 1490 800 400 474 956 1320 1770 2320
a (1 N 1
a) N 1
ml nl 1
式中符号意义同前 适用：历史洪水排序无错漏。
统计参数
② 统计参数
设: 缺测年份为（N-n-a1），且缺测年份的均值、 均方差等于n 年连续实测系列一般值的均值、均方 差。
◆ 均值
X N
1 N
a
(
j 1
X Nj
N n
a l
i
n l 1
X
i
)
Cv值
◆ 变差系数
1
CVN
N
XN
1
_
X
N
1
N
1
a 1
(XNj
_
X N )2
N a nl
n
(Xi
l 1
_
X
N
)2
2
◆ 偏态系数：经验初值
CvN > 1.0
CsN = (2 ~ 3 ) CvN
CvN ≤ 0.5
CsN = (3 ~ 4 ) CvN
把实测连续系列和特大值系列视为从总体中独立抽出的两个 样本，各自分别进行排序，有:
Pn
m (%) n 1
式中： m — 连续系列一般值由大到小的排序号； m= l+1, L+2, ….. n.
适用：实测系列代表性好，历史洪水排序可能有错漏。
方法2
[计算方法二] 按照“条件抽样”处理，有
Pn
不连续系列
2) 不连续[序]系列：计算方法——目估适线法
① 经验频率计算： 设： Qm为 n 年连续实测系列的一般值； n 年连续实测系列之内特大值 QM 个数为 l 个； n 年连续实测系列之外特大值QM个数为a1个； N 年中特大值 QM 总个数为 a = a1 +l
Qห้องสมุดไป่ตู้
a1 个
l个
N
n
T1
T2
2000~500
500~100
3 100~50
4
5
50~30 30~20
标准
防护对象的防洪标准
防护对象
防洪标准
城镇
工矿区 农田面积(104亩) 重现期(a)
特别重要城市
重要城市 中等城市 一般城市
特别重要工矿区
重要工矿区 中等工矿区 一般工矿区
>500
100~500 30~100
<30
>100
50~100 20~50 10~20
教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 在线教务辅导网： QQ:349134187 或者直接输入下面地址：
§4-2 设计洪峰流量(或水位)的分析与计算
1. 基本概念 2. 推求设计洪水的方法 3. 洪水资料选样 4. 洪水资料的审查 5. 设计洪峰流量（或水位）的计算 重点：设计洪水的推求
√设计洪水(designed flood)：
符合设计（频率）标准的洪水。
图
B
流量(m 3/s)
Q ～t
Qm
wT
c
A
t1
t2
T
一次洪水过程
t
标准
√设计洪水标准
防洪设计标准分为: ① 保障防护对象的防洪标准。 ② 确保水工建筑物正常运用的防洪标准。
永久性水工建筑物正常运用的洪水标准
建筑物等级
1
2
洪水重现期 (a)
1.0≥ CvN > 0.5 CsN = (2.5 ~ 3.5 ) CvN
要点
(3) 适线过程中的要点：
▲ 理论曲线尽可能靠近或通过比较可靠的经验点据 （实测点、历史考证可信度大的点）；
▲ 重点考虑理论曲线与中、上部（P > 50%）经验点据
的吻合（适线）。
(4) 计算结果合理性分析：
▲ 统计参数变化规律。 ▲ 推求出的稀遇设计值(千年一遇、万年一遇)。
2) 超大值法： 将n年实测最大流量资料按递减顺序排列，从首项开始
取 S 个最大值组成样本系列。一般取 S=(3～5)n 个。
3) 超定量法： 此法先规定一种选样“标准值”，凡实测最大流量值超
过 此标准值，均被选入，组成样本系列。
4 审查
4. 洪水资料的审查 一致性 代表性 可靠性
5 计算
5.设计洪峰流量（水位）计算
频率
√ N 年内特大值的经验频率：
M
PN
(%) N 1
式中：M — 特大洪水由大到小的排序号
M = 1, 2, …，a1+l
N — 调查考证年数 N = T2 –T1 +1
T1—调查考证涉及的最远年份； T2—连续 n 年实测系列的最近年份。
一般频率
√ n 年内一般值的经验频率：
[计算方法一]
1.基本概念
√洪水（ flood ）：
雨洪(storm flood)： 暴雨形成的洪水. 春汛(snow flood): 春季融雪形成的洪水.
√洪水三要素：
洪峰流量 (Qm) ( flood peak flow ) 洪水总量 (Wt) (flood volume) 洪水过程线 (flood hydrograph )
年份 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1922 Q (m3/s) 818 1020 464 488 334 774 610 1000 216
P118
End
(1)洪水实测系列资料的分类 连续[序] 实测系列 有特大值的不连续[序]实测系列
特大值 (Excessive flood )：QM (2 ~ 3)Q
(2) 设计洪峰流量（水位）的计算
1) 连续[序]系列： 样本组成：按“年最大值法”取样。 计算方法：目估适线法
Cs初值： Cv＜0.5 Cs = (3 ～ 4 )Cv Cv＞0.5 Cs = (2 ～ 3 )Cv
推求方法
2. 推求设计洪水的方法
1) 数理统计法 适线法 水文实测系列资料组成： ① 用洪水流量（或水位）资料推求； ② 用暴雨资料推求。
2）地理综合法 用经验公式推求
＃ 3）水文气象法 PMP (Possible Maximum Precipitation) ＃自学
3 选样
3.水资料选样
1) 年最大值法： 每年选取一个最大瞬时流量（水位）。