水文学复习提纲

第二章河川水文基础知识天然河流分为：河源、上游、中游、下游、河口。

中泓线：河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连线。

河流的基本特征：河流断面（横断面：河槽、河滩；纵断面：河流沿中、河流长度、河流比降（水面、河底）U形，断面狭窄，坡面W（流域面积、流域形状）自然地理特征（地理位置、(降水开始到水流流经出口断面的全部过程)四个阶段：降水、下垫面因素（地形、、人类活动因素（农业措施、林牧业措施、水利措施）只影响1、2两个阶段。

河川水文的主要特点：不重复性、周期性、地区性、模糊性。

第三章河川水文测验验测河段的选择：1必须满足设站的目的和要求；2在保证成果具有必要精度的前提下，有利于简化资料整理工作。

日平均水位计算：、面积包围法（水日平均水位历时曲线：是一个累计曲线，表示大于或等于某一水位值1年中出现的天数，又称保证率曲线。

绘制方法：将1年的日平均水位按一定的水位差分级，然后分项统计各级水位的历时和相应额累计历时，计算累计历时展全年总日数的百分数（保证率），取分集水位下限为纵坐标一保证率为横坐标绘曲线图。

断面测量主要包括水深、起点距（测深垂线至指定点的水平距离）及水H-Q H-A H-v洪水涨落影响、回水变动影响、水位-流量关系曲线高水位延长方法：1水位-面积-流速延长法（1根据本年实测大断面，绘出H-A关系曲线；2延长高水位的H-v曲线；3根据任意高水位值，由上述两条线的延长部分查出相应的A、v值，算出延长的流量，即可将H-Q关系曲线延长。

）2水力学公式延长法水位-流量关系曲线低水位延长方法：找出断流水位（横断面资料确定法、分析法）、一次为控制点，由实测部分向下延长，或按趋势延长，或借用上下游站的流量辅助。

流量资料整理的主要内容：日月年平均流量计算、编制逐日平均流量表、实测流量成果表、汛期洪期要素摘录。

第四章 水文统计基础知识频率直方图：选取频率密度x p ∆∆/为横坐标，以年降水量的各组下线值xx 为纵坐标。

频率分布阶梯形线会变成官话的连续曲线。

x ，中值x 。

正偏：均>中>众()∑-=n x x i /2σ，变差系数反映相对离散密,越大，曲线左侧升高，右侧降低。

偏态系数SC 中，左/正偏，概率分布曲线下凹。

常用的概率分布曲线：曲线两端趋于正负无穷， 基本条件：若纵轴在均值处，当x=-d,则dy/dx=0,x=x ;当y=0时，应使dy/dx=0,即曲线与横坐标相切。

曲线形式：一条下端有限，上端无限的不对称丹凤概率密Cs/Cv 查得Kp,重现期T ：在某一随即变量系列多次弧线的一些数值中，某一数值重复出现的时间间隔的平均数，即平均重现间隔期，与累计频率P 有一定的对应关系 T=1/p 。

若研究某一年水文特征值，其累计频率P>50%, T=1/1-P 随机变量样本的累计频率曲线参数：均值，变差系数，偏态系数。

假设具有许多同样容量的样本系列，每一样本系列都可计算出统计参数，其多个样本参数的期望值等于相应的总体参数，则称此估计值为无偏估计P=m/n+1）曲线 （试定Cs/Cv=2,3,4）绘出三条理论曲线） 4适线分析 基本要点：根据实测资料计算经验累计频率点据，点绘在概率格纸上。

然后以实际资料做样本，用矩法计算统计参数x 、Cv.再选定比较合适的概率分布曲线，有统计参数x Cv Cs 绘制理论累计频率曲线，与经验点据比较其分配配合情况。

如不一致，适当修改Cs 的倍数，必要时调整x Cv 使得理论累计频率曲线与经验累计频率点据配合较好，找到一条比较满意的累计频率曲线。

最大流量累积频率计算表：序号m 最大流量Qi 模比系数Ki Ki-1 ()21-Ki P特大值处理问题：关键在于调查考证重现期N相关分析：完全相关，零相关，相关关系。

相关分析法：图解法回归分析法求矩适线法求最大流量值第五章河道工程设计水位及流量推求设计流量和设计水位通常分两种：1与工程安全和经济有关的洪水流量与水位。

（通过概率分析方法解决设计洪水）2关于正常通航的设计流量和设计水位。

（概率分析解决设计通航高水位问题外，还需运用历时曲线和保证率频率发推求设计通航最低水位。

）洪水过程特征描述：洪峰流量Qm、一次洪水过程总量W、洪水历时t 洪水设计标准：选择某一累计频率的洪水作为设计依据，一概率形式估算未来可能发生的洪水，采用洪水出现累计频率作为设计标准。

设计洪水计算的内容：洪峰流量，不同时段的设计洪水总量和设计洪水。

推求设计洪水的基本方法：1由流量资料推求设计洪水，2由暴雨推求设计洪水，3资料缺乏时，用水文比拟法、等值线图法、水力学公式法推求。

由资料推求设计洪水：资料审查、选样、差补延长（1利用上游或下游枯、干支流站或邻近流域测站的流量进行插补延长，2利用本站峰量关系进行插补延长）、特大洪水处理问题（包括洪水调查与考证）、累计频率计算及合理性检查，设计洪水过程线推求。

推求设计洪水过程1）同倍比放大法、2）同频率放大法典型过程线的选择原则：1）选择峰高量大，希遇的实际洪水，发生的季节、洪水次数、主峰位置及峰量关系能代表流域特性；2）为安全计，选择峰形集中，主峰楄后型水工建筑物施工常用的方法是分期筑围堰。

施工设计洪水：确定某一设计洪水作为导流建筑设计的基本依据。

设计水位:通常包括对应设计标准的水库设计洪水过程线调节所得的水库设计水位，对应同行设计标准的设计通航水位。

通航保证率：统计年限内能正常通航天数占总天数的百分比。

设计最高通航水位的推求:采用累积频率曲线法，当用水位资料推求设计最高通航水位时，为便于计算和减少误差，又不致出现过小的Cv值，常将原水位系列中各项数值都减一个常数Ho然后进行频率计算，最后球的结果需再加上Ho求设计最高通航水位：1将n年最高水位H1按大小排序。

其次，从各年水位值中减去Ho，求CvH,,适线选定系统参数Cs。

查模比系数Kp，最高通航水位Hp=H*Kp+ Ho 计算表：序号m Hi （Hi-Ho）Ki (Ki-1) ()21-Ki P=m/n+1求最低通航水位：1 历时曲线法（A 综合法：反映水文变量的多年平均情况，并用同行日保证率反映航运效益，适用于河流补给源较一致，变量年际间变化不大，且资料系列较长的条件、B 平均法：将涉及断面处多年实测逐日平均水位资料进行统计，点绘各年水位历史曲线，求任意历时对应的水位平均值，与相应历时绘制曲线、C 代表年法：从多年实测逐日平均水位资料中选取丰富、、平、枯三个代表年，按表统计，让侯将统一历时的三个水位加以平均，以平均值与其相对应的历点绘曲线D 简化法：从商丘的制定频率下的水位，作为设计流量。

此方法既考虑了停航减载的历时，又考虑了该历时出现的平率。

当设计标准较高时，此法较为可行。

推求某工程10年一遇，保证率为95%的设计最低水位：在多年水位资料所绘制的历时曲线上摘取相应于年保证率为95%的枯水位、逐年最枯水位，再以历年最苦水位为零点，求出各年相对零点的95%保证率水位，再以该水位作为随即变量进行频率计算，应用求矩适线法，初估计计算参数Z ,Cv CS=n Cv ,最后从累积频率曲线上查出P=90%，即10年一遇、保证率为95%的设计最低水位。

历年枯水位统计表：年份 最枯水位 保证率为95%的水位 以历年最枯水位为零点的95%水位保证率为95%的水位累计频率计算表：序号 年份 保证率为95%的水位H 按大小排列年份 按大小排列水位H 以最苦水位期算水位y ()()1/11/2+=--=n m P Ki Ki y yi Ki 第六章 海浪 （波峰、波峰线、静水面、波高、波长）海浪分类： 按扰动力分（强制波、自由波、混合浪） 按复原力的性质分（毛细波、重力波、长周期波） 波浪要素的变化（不规则波、规则波） （长峰波、短峰波） 波峰线的传播（前进波、驻波） 水质点运动的轨迹（震荡波、推移波）地转偏向力A ϕωsin 2U = 离心力C=r U /2 气压梯度力G 摩擦力 低压中心用D 表示，称为气旋(G=A+C)；高压中心用G 表示，称为反气旋(G=A-C)。

在北半球，若背风而立，高压在右，低压在坐；南半球相反。

风的形成：空气在水平方向上的气压差形成的水平运动我国近海风况的特点主要表现为：季风、寒潮大风、台风风向频率玫瑰图可以判断常风向以及大风的风向 最大风速玫瑰图离地（海）面10米处的风速U10与离地（海）面任意处的风速Uz 的关系：U10=Kz/Uz将一直岸离地10米高度处的风速换算成海面上10米高度的风速（U10）海=（U10）陆*K 陆上风速小时K 大，离岸风比向岸风K 大风速时距的换算：时距10min的平均风速称为U,用于风荷载计算，U210用于波浪推算。

统一风况下，时距越小，相应风速越大。

测波仪按工作原理分：岸用光学测波仪、遥测重力测波仪（利用测量波面水质点运动的加速度办法反应海面水质点的运动。

）压力式测波仪、升学测波仪、波形指波浪形态，分风浪、涌浪和混合浪。

波面自上而下跨国横轴的交点称为下零跨点。

上零跨点H1/100=H0.4% H1/10=H4% H1/3=H13%推求某一重现期设计波浪的基本方法：1根据驻港海区或邻近海洋水文观测站得到特征波，用数理统计去分析其分布规律，根据求得的分布规律推断今后多年内可能出现的特征波；2利用当地或邻近气象台站的风况观测资料或天气图根据风要素和波浪要素的关系后报出当时的波浪要素。

危险率q：按某一重现期设计波浪设计的建筑物在使用年限内可能遭受破坏的概率()()mm P-=1-1安全率重现期T=1/P1F=Pq-特征波高的两种表示方法：一种是在波列中选取某一累计频率对应的波高作为特征波高，即HF%，另一种方法是以所谓部分的大波的平均波高作为特征波高，其含义为：将波列中的波高由大到小依次排列，其中最大的P部分波高的平均值就成为P部分大波的平均波高，HP设计波浪的标准包括：1）设计波浪的重现期标准；2）设计波浪的波列累计频率标准文圣常谱作为规范谱使用设计波浪额推算-频率分析法：1经验累计频率的计算，2理论累计频率曲线的选用（皮3）。

利用短期侧波资料推算设计波浪：a年中观测波浪共n次，则a年中最大的累计频率Pa=1/n,b年中期望出现的波高次数将为b*n/a,则b年中最大值的累计频率将为：Pb=a/bn=a/b*Pa.风浪发展的三种状态：1过渡状态t<min, F>min；2定长状态t>min, F<min；的标准：如果风作用已久，且风距很短，风浪多趋于定长状态；反之，如果作用时间很短，风距又很大，风浪则多处于过渡状态。

如果风作用时间很长，风距也很大，风浪；就有可能达到充分成长状态。

1）最小风时：在一定风速U下，在给定的风区长度F处出现最大波浪，即达到定长状态，所需要的最短时间；2）最小风距：在一定风速U下，在给定的风时t时产生最大波浪所需的最短风距，记为Fmin风浪预报方法：会战法，将能量法与波谱法结合起来，对海平面上实际出现的不规则波动，利用波浪要素额概率密度函数建力平均能量平衡方程，并与海浪普相结合，研究深浅水中海浪的成长与传播，绘出了海浪要素的图解。