工程水文学
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。 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 南平均年降水量大于1600mm;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。
第一章 绪论
一、水文学 二、水资源 三、工程水文学
一、水文学
大气中的水汽,地上的江河、湖沼、海 洋和地下水等,统称为水体。水文学研究各 种水体的存在、循环和分布规律,水体的物 理与化学特性,以及水体对环境的作用,包 括对生物特别是对人类的影响。来自 水体海洋水体
水库
二、水资源
地球表层可供入人类利用的水称为水资 源。水资源的特征包括水量、水质、水能、 水域。按水量角度,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。
地区研究受其影响的某些水文特征值的地区变化规律, 绘制成等值线或建立地区经验公式,利用它们可以求 出资料短缺地区的水文特征值。
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。
2. 数理统计法 根据水文现象的随机性,以概率论为基础,运用数理
统计方法,可以求取长期水文特征值系列的概率分布, 从而得出工程规划设计所需要的设计水文特征值。在 水文计算中运用广泛。
3. 地区综合法 根据气候要素和其它地理要素的地区性规律,可以按
❖ 第二节 工程水文学的研究方法
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。
各地降水量和江河径流量,在各年之间 和年内各月之间都不均衡,使水资源利用困 难,并造成洪涝和干旱灾害。
三、工程水文学
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。
1.水资源开发及利用
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,以及城乡建设提供 合理的水情依据。
干旱景象 河塘
干旱景象
湖泊
干旱景象 河流
2.防洪与排水
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。
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。
洪水
溃堤
3.水质问题
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
❖ 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。