第七章工程水文学.pptx

一．名词解释：1.闭合流域：当地面分水线和地下分水线相重合称为闭合流域2.流域面积：流域分水线包围区域的平面投影面积称为流域面积3.田间持水量：土壤所能保持的最大毛管悬着水量，即土壤颗粒所能保持水分的最大值4.下渗率：单位时间内渗入单位面积土壤中的水量5.径流量：时段T内通过河流某一断面的总水量6.径流深：将径流量W平铺在整个流域面积F上所得的水层深度7.单沙：与断面平均含沙量有稳定关系的断面上有代表性的垂线或测点含沙量8.测站：在流域内一定地点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整理为及时观测信息，这些指定的地点称为测站9.汇流时间：流域各点的净雨到达出口断面所经历的时间成为汇流时间10.单位线：单位时段内在流域上均匀分布的单位净雨量所形成的出口断面流量过程线成为单位线11.相应水位预报：就是用某时刻上游站的水位（流量）预报一定时间后下游站的水位12.柱蓄：下断面稳定流水面线以下的蓄量13.枯水期：流域内降雨量较少，通过河流断面的流量过程低落而比较稳定的时期，称为枯水期14.绝对误差：水文要素的预报值减去实测值为预报误差，其绝对值为绝对误差15.实际代表年法：就是从实测年、月径流量系列中，选出一个和几个实际年作为设计代表年，用其年径流分配过程直接与相应的用水过程相匹配而进行调节计算，求出调节库容，确定工程规模。

16.水文比拟法：就是将参证流域的径流资料特征参数、分析成果按要求有选择的移置到设计流域上的一种方法。

17.流量历时曲线：按其时段所出现的流量数值及其历时或相对历时而绘制的曲线。

18.平均日流量历时曲线：是以各年同历时的日平均流量的平均值为纵坐标，其相应历时为横坐标点绘的曲线。

二．简答题1.试说明水体污染源调查的主要内容？1）水体污染源所在单位周围的环境状况2）污染源所在单位的生产生活3）污水量及其所含污染物质的量4）污染治理情况5）污水排放方式和去向已经纳污水体的性状6）污染危害7）污染发展趋势2.试论述水位流量关系曲线移用的条件和方法？1）在设计断面与水文站相距不远且两断面间的区间流域面积不大，河段内无明显的出流与入流的情况下，再设计断面设立临时水尺，与水文站同时观测水位。

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。

1.工程水文学包含的内容：1）水文信息采集与处理；2）降雨径流关系分析；3）水文分析与计算；4）水文预报。

2.流域：河流出口断面以上的集水区域，即该断面以上地面、地下分水线包围的区域，地.相应水位是指一次洪水中河段上、下站同位相的水位3.洪水波：流域上大量降水后，产生的净雨沿坡地迅速汇集，注入河槽，引起流量的剧增，使河道沿程水面发生高低起伏的一种波动，称洪水波。

4.附加比降i ∆是洪水波的主要特征之一，附加比降是指洪水波水面比降与同水位稳定水流比降之差。

涨洪时, i ∆＞0.5.降水形成的三个条件：一是大量的暖湿空气源源不断地输入雨区；二是存在使地面空气强烈上升的机制，如暴雨天气系统，使暖湿空气迅速抬升；三是上升的空气因膨胀作功消耗内能而冷却，水汽凝结为愈来愈大的云滴，上升气流不能浮托时，便造成降水。

6.潜水的特征:具有自由水面，通过包气带与大气相通。

潜水面与地面之间的距离为潜水埋藏深度，潜水面与第一个不透水层层顶之间的距离称为潜水含水层厚度.7.处于两个不透水层之间，具有压力水头，一般不直接受气象、水文因素的影响，具有动态变化较稳定的特点。

承压水的水质不易遭受污染，水量较稳定，是河川枯水期水量的主要来源。

8.按蓄满产流模型，只有当包气带达到田间持水量，即包气带蓄满后才产流，此 时的下渗率为稳定下渗率9.超渗产流是以降雨强度大于土壤下渗率为产流控制条件。

10.河川径流的形成过程可分为地面汇流过程和河网汇流两个过程。

11.百年一遇的洪水:是指大于等于这样的洪水在很长时期内平均一百年出现一次.12.通常用通常用洪峰流量,洪水总量,洪水过程线三要素描述洪水过程。

13.简述目估适线法估计频率曲线参数的步骤（1） 经过审核的实测水文资料，按变量由大到小的次序排列，以各变量的序号m ，入%1001⨯-=n m P 式中，计算其经验频率值P ，并将（x,p ）点绘在频率格纸上；（2）以实测资料为样本，用无偏估计值公式计算统计参数x 、C v 、C s ，由于C s 抽样误差太大，一般当样本容量不够大时，常根据经验估计C s 值；（3）选定线型，一般采用皮尔逊Ⅲ型曲线；（4）按计算的x 、C v 及假定C s 的几个值，组成几组方案，分别查皮尔逊Ⅲ型曲线的Φ值或K p 值表，并计算出各种频率对应的x p ，最后以x p 为纵坐标，以P 为横坐标，将几条理论频率曲线点绘在有经验点据的图上。

工学工程水文学讲稿工程水文学（讲稿）教师：某某大学水利学院2022年某月Chap.1绪论（2h）一、水文学水是生命之源。

地球上存在着广阔的水体。

1.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，地面上的河流、湖泊沼泽、海洋和地面下的地下水。

各种水体都有各自的特性和变化规律。

2.水文学：就是研究地球上各种水体的存在、循环、分布和变化规律及其对周围环境相互影响的一门学科。

它分为：河流、湖泊、地下水、海洋、沼泽、冰川。

我们所研究的主要是河流水文学。

3.工程水文学：是一种应用性的学科，即把水文知识应用到水利工程建设的科学。

主要内容为水文计算和水文预报。

二、作用与用途1.规划设计阶段：预估未来几十年甚至上百年内的水文情势（水体的变化规律），确定工程规模、开发方式。

为工程设计提供设计水文数据。

如把河水流量估计过大，就会使工程规模过大，造成资金浪费。

估计过小，水资源不能充分利用，甚至威胁人民生命财产。

2.施工阶段：短期洪水预报。

3.运营管理阶段：调度，防洪，使水利工程发挥最大的工程效益。

三、水文现象的特点水文现象主要受气候、下垫面条件等影响，其特点表现为：1.时间上：周期性；年、月、多年的周期性。

2.空间（地区）上：随机性、不平衡性。

四、研究方法1.成因分析法 2.数理统计法3.地理综合法五、我国水资源状况：1.世界总水量：13860亿km3，淡水：350亿km3。

2.我国：2.8万亿m3，排在巴西、苏联、加拿大、美国、印尼之后，为第六位，人均2670方，是世界人均占有量的1/4。

世界三大危机：资源、人口、环境。

我国水资源地区分布极不平衡，南多北少，长江流域及以南地区，经流总量占全国82%，耕地占38%。

时间上、年内、年际间分配不均。

夏多、冬少，有明显丰、枯年份。

水资源拥有量——富有；开发程度——现代化水平。

六、水文计算主要解决：1.工程使用期间可能出现的符合设计标准的水文过程。

2.各水文特征值大小。

第一章绪论本章重点名词解释水文学（Hydrology）：研究水存在于地球上的大气层中和地球表面以及地壳内的各种现象的发生和发展规律及其内在联系的学科。

包括水体的形成、循环和分布，水体的化学成分，生物、物理性质以及它们对环境的效应等。

陆地水文学（Land Hydrology）：研究陆地上水的分布、运动、转化，化学、生物、物理性质以及水与环境相互关系的学科。

应用水文学（Applied Hydrology）：运用水文学及有关学科的理论和方法，研究解决各种实际水文问题的途径和方法，为工程建设和生产提供水文数据、参数、预报服务的专门应用学科。

工程水文学（Engineering Hydrology）：为水资源开发工程和其他有关工程的规划、设计、施工、管理、运用提供水文依据的学科。

1.1.2、水文现象的基本规律和工程水文学的研究方法一、水文现象的基本规律自然界中的水文现象受到上界面的气象要素（降雨、气温、湿度、太阳辐射和风力）、下垫面因素（地形、地质、地貌、土壤和植被）和人类活动的影响。

表现为（1）周期性（或确定性规律）：地球绕太阳公转，使得各气象要素和植被生长以年为周期变化；太阳黑子的周期爆发使得水文现象呈现多年变化的周期性。

（2）随机性：由于影响水文现象的因素众多，各因素本身（如气象要素）的变化过程除周期性外，还存在着不重复的特点（即随机性），并且互相影响，因此受它们影响的水文现象（特别是长期水文过程）也是不确定的，如任何一条河流在不同年份的流量过程都是不同的，它们在时间上和数量上都不会完全重复。

（3）地区性：同一气候地区位置相近的两条河流，如果它们的地理条件差不多，则其水文现象在一定程度上具有相似性。

实际应用中，当某种水文现象的确定性因素起主要作用时，则确定性规律描述能反映此种水文现象的本质。

同理，随机性亦然。

二、工程水文学的研究方法根据水文现象的基本规律，按不同的条件和要求，工程水文学的研究方法通常可分为三类：成因分析法、数理统计法和地理综合法。

《工程水文学》课程水文频率计算及设计洪水计算报告学院水利与生态工程学院班级12级水工（8）班学号2012102155姓名刘秉时间2014年4月15号第一部分年径流分析计算一、径流系列选择白土岗水文站1961~1999年年径流资料表：二、径流资料分析与处理白土岗水文站年径流量频率计算表:（一）白土岗水文站实测径流分析表1 白土岗水文站年径流经验频率计算表表2 白土岗水文站年径流理论频率计算表表3 白土岗站年径流理论频率计算成果表图1 白土岗站年径流频率计算在理论频率曲线上求得丰、平、枯三个典型年的年平均流量如下：丰水年（P=20%） Q丰=16.7m3/s平水年（P=50%） Q平=12.4m3/s枯水年（P=80%） Q枯=6.8m3/s选取实测系列三个代表年：1968年（丰水年），1979年（平水年），1995年（枯水年）。

（二）刁崖水电站坝址处年径流系列的推求将白土岗水文站实测径流资料按面积比的一次方，并考虑两处径流深比，修正换算到刁崖站渠首，即可得出刁崖电站渠首径流系列资料。

计算公式为：Q刁= F刁* R刁*Q白/( F白* R白)式中：Q为年平均流量（m3/s）；F为流域面积（km2），；R为年径流深（km2），。

第二部分设计洪水计算一、白土岗水文站设计洪峰计算洪水系列确定白土岗站现搜集到1961~1999年共39年实测洪水流量系列资料，按年最大值法组成洪峰样本系列，其中1986年洪水为最大洪水，洪峰流量为3410秒立米。

唐白河下游郭滩水文站控制流域面积6877平方公里，1986年实测最大洪峰为13400秒立米，而该站百年一遇洪峰为11600秒立米，与1986年最大洪峰相近，1986年白土岗站实测大洪水定为百年一遇洪水来计算。

（一）设计洪峰计算结果表4 白土岗水文站洪峰流量验频率计算表表5 白土岗水文站年最大洪峰流量理论频率计算表图2 白土岗站洪峰流量频率曲线二、刁崖水电站渠首、站址处设计洪峰计算（一）刁崖渠首、站址处设计洪峰计算根据白土岗站各种频率洪峰流量，经分析采用面积比0.5次方把白土岗站的各种频率洪峰换算至渠首、站址处。