工程水文学 武汉大学水利水电学院 WUHEE
WUHEE 工程水文学 武汉大学水利水电学院
第一章绪论 第一节水文学 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。 WUHEE
WUHEE 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
衰1-1 水文循环各环节中的近似水量及其更新所需时间 总量 占总量 占淡水 年循环量 更新所需时间 (103km3) (%) (%) ( kIm) 海洋 1338000 2650年 直至2000m深的地下水 16700 1400年 其中淡水 10530 0.76 30.1 土壤水 16.5 0.001 0.05 16500 冰川与永久雪 24064.1 1.74 68.7 其中南极 21600 1.56 61.7 格陵兰 2340 0.17 6 9700年 北极岛屿 0.006 0.24 其他山区 0.003 1600年 地面冰(永冻) 300 0.022 10000年 泊 176.4 0.013 10376 其中淡水湖 91 0.007 0.26 咸水湖 85.4 0.006 沼泽 11.47 5年 河流 2.1 0.00002 0.006 49400 16日 大气水 12 0.001 577000 生物水 1.12 数小时 总水量 1385981.61 总淡水量 35029.21 2.53 WUHEE
WUHEE
衰1-2 全球年水量平街 水情 海洋 陆地 面积(×103km2) 361000 149000 降水(km3/a) 458000 119000 (mm/a) 1270 800 蒸发(kn3/a) 505000 72000 (mm/a) 1400 85 径流(人海) 地面(km3/a) 4470 (mm/a 300 地下(k 2200 a) 15 总径流(km3/a) 46900 315 注本表引自刘国纬《水文循环的大气过程》,科学出版 社,1997 WUHEE
WUHEE
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城。 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14,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 WUHEE
WUHEE 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。 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
工程水文学 Engineering Hydrology)及其任务 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。 WUHEE
WUHEE 三、工程水文学(Engineering Hydrology)及其任务 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
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。 WUHEE
WUHEE 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
设计年径流各种可行的 兴利计算材料篇工 工程措施 及年内分配设计方案 等资料 水文 气象-设计携水 当地的 防拨计算、觌划设计的_非工程措施 资料 水文情势 最优方案 (水文计算) 当地自然情况《水剎计算)杜会经济 流域规划) 及国民经济要求 等资料 图1-1流域规划工作流程图 WUHEE
WUHEE
第二节水文学 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。例如河流某断面毎年出现最大 洪峰流量的大小和出现的时间。 WUHEE
WUHEE 第二节 水文学 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
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 WUHEE
WUHEE 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