工程水文学第1章绪论解析

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。
工程水文学包括水文计算、水利计算和
水文预报等内容。
工ห้องสมุดไป่ตู้水文学的定义：
水文学的一个重要分支，将水文 学方面的知识应用于水利水电工程， 为工程的规划设计、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。
工程水文学主要内容分二方面： （1）水文预测（水文分析计算）：从统计的角度测算工
程实施中和完成后很长时期内可能遇到的各种机会（概 率）的水文现象的大小与过程。如预测长江三峡工程未 来千年一遇的洪水有多大？主要为规划设计提供依据。
（2）水文预报：预报指定地点或地区一定时期内（称预 见期）水文现象的大小及变化过程。如预报某河流断面 处从现在起以后24h的水位有多高？主要为现场施工及工 程管理提供水文依据。
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。 设计标准、 工程投资、风险三者的关系。
工程水文学
第一章 绪论
一、水文学 二、水资源 三、工程水文学
第一章 绪论
第一节 水文学
一、水文学(hydrology)
水体：大气中的水汽、地面上的江河、湖沼、海洋和地 下水等，统称水体。
水文学：研究各种水体的存在、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。
从水量角度，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。 我国： 1. 水资源总量居世界第六位，但人均占有仅2400m3，只 有世界人均占有量的1/4，排在世界百位以后。耕地平 均分摊水量只有世界平均数的3/4。 2. 水资源地区分布很不均匀——南水北调
降水和径流时空分布极不均匀，年际变化 大，年内分配十分集中，使水资源利用困难， 并造成洪涝和干旱灾害。
我国径流丰沛，地形有利，水能资源丰 富。在可开发容量和年发电量方面，均居世界 第一位。全国水能蕴藏量约6.91亿kW，可开 发装机容量3.83亿kW。
三、工程水文学(Engineering Hydrology) 及其任务
3 工程水文学：水环境方面 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
污水排放
太湖蓝藻
黄河甘肃白银市段
第二节 工程水文学的研究方法
一、系统 流域是指汇集于一条河流的集水区域。分
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。按耕地平均分摊水量 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 东南沿海平均年降水量大于1600mm；台湾省 达2540mm；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。
，确定最经济合理的调度方式，是建成的工程充分发 挥作用。
1 工程水文学：水资源开发利用方面
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，以及为城 乡建设提供合理的水情依据。
水利规划设计过程
水电站（水库）特征值
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
全球各水体水量分布（亿km3）：
大气: 陆地: 海洋:
∑:
0.000129(0.1%) 0.48(3.5%) 13.38(96.5%) 13.86
全世界各种用途水的比例
8% 33%
59%
城市 工业 农业
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。水资源特征 包含量、质、温、能4个方面。
其他参数： 装机容量 平均年发电量 坝高 坝形等
2 工程水文学：防洪与排水方面
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。
内涝
溃堤
洪水
干旱景象 河塘
干旱景象 草原
干旱景象
湖泊
干旱景象 河流
水体
冰川
水体
冰山
水体
海洋
水体
湖泊
水体
水库
水体
积云
水体
河流
地球上各种水体的水量
水源
海洋 冰川与永久雪 地面冰（永冻） 地下水咸水 地下水淡水
咸水湖 淡水湖
沼泽 河流 土壤水 大气水
总量 （103km3）
1338000 24064.1
300 12870 10530 85.4
91 11.47 2.12 16.5 12.9
占总量 （%）
96.5 1.74 0.022 0.94 0.76 0.006 0.007 0.0008 0.00002 0.001 0.001
占淡水 （%）
68.7 0.86
30.1
0.26 0.03 0.006 0.05 0.04
更新所 需时间 2650年
10000年
17年 17年 5年 16日 1年 8日
水岭是流域汇水的分界线。沿流域分水岭的 界面在向上与顶面和底面包围成一个水文系 统。 水文系统模型的用途是由输入预测输出。
二、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。