北京市水利助理工程师复习资料总工程水文学

1-1水利专业基础与实务考试大纲前 言根据北京市人事局关于工程技术等系列中、初级职称试行专业技术资格制度有关问题的通知（京人发 200526号）及北京市人事局关于北京市中、初级专业技术资格考试、评审工作有关问题的通知（京人发200534号）文件的要求，从2005年起，我市工程技术系列中级专业技术资格试行考评结合的评价方式。为了做好考试工作，我们编写了本大纲。本大纲既是申报人参加考试的复习备考依据，也是专业技术资格考试命题的依据。在考试知识体系及知识点的知晓程度上，本大纲从对水利专业中级专业技术资格人员应具备的学识和技能要求出发，在基本要求中提出了“掌握”、“熟悉”和“了解”共3个层次的不同要求，这3个层次的具体涵义为：掌握系指在理解准确、透彻的基础上，能熟练自如地运用并分析解决实际问题；熟悉系指能说明其要点，并解决实际问题；了解系指概略知道其原理及应用范畴。在考试内容的安排上，本大纲从对水利专业中级专业技术资格人员的工作需要和综合素质要求出发，主要考核申报人的专业基础知识、专业理论知识和相关专业知识，以及解决实际问题的能力。考试知识点不仅涵盖了专业理论知识和申报人在工作后运用这些学识所应获得和具备的实践经验与能力，还涉及参加工作后通过各种途径所应扩展的新知识，是对申报人综合素质全面的考核。命题内容在本大纲所规定的范围内,考试采取笔试、闭卷的方式。水利专业基础与实务考试大纲编写组二六年三月1-2第一部分 水文水资源一、基础知识1、掌握水文循环和水量平衡基本知识2、掌握水文学基础知识（含降雨、蒸发及入渗，流域与河系，河川径流及水文统计学的基本知识）3、掌握水文测验及水文资料整编的主要内容二、水资源分类及评价方法1、掌握水资源分类及计算方法2、掌握水资源供需平衡及预测的原理和计算方法3、掌握节约水资源的途径和措施4、熟悉工业、农业、生活、生态环境需水量的分析确定方法三、防洪1掌握洪水要素概念及危害性2掌握防洪标准（GB50201-94）中有关水利水电工程的内容3熟悉洪水的控制与管理措施4了解洪水调度及水库的调洪计算的基本原理与方法5、了解流域产汇流的基本概念6、了解水文预报的方法（洪水预报、枯水预报）7、了解设计洪水的主要内容和方法8、了解防洪预案编制的原则及主要内容第二部分 水利工程一、基础知识1、掌握水工建筑物分类及等级划分2、了解水利工程对环境的影响3、熟悉北方主要作物需水规律，掌握灌溉制度制定的方法4、熟悉农田土壤水分特征参数及基本运动规律5、掌握灌溉排水工程类型及适用条件二、水工建筑物及灌溉工程1-31、掌握水坝的类型、组成、特点及适用条件，了解基本设计步骤2、掌握水闸的类型、组成、特点及适用条件，了解基本设计步骤3、熟悉桥梁的类型、特点，了解基本设计步骤4、掌握灌溉系统（渠道、管道）的组成、渠系建筑物的分类及其作用5、熟悉不同灌水方法及其技术特点6、了解排水系统类型及特点7、熟悉堤防工程的类型及设计要点第三部分 水利管理一、掌握中国水法规（中华人民共和国水法、中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国水污染防治法、中华人民共和国水土保持法、中华人民共和国防洪法等）中有关水利方面的内容二、熟悉北京市水资源基本状况和特点三、了解信息化技术在水利中的应用四、掌握不同水利工程的管理基本内容及要求五、掌握灌溉、排水管理基本内容六、熟悉节水型社会的内涵七、掌握水土保持监测的内容及方法八、熟悉水土保持生态建设项目管理程序第四部分 水土保持一、基础知识1、掌握土壤侵蚀的概念、类型、特点及影响因素2、掌握土地资源类型，熟悉土地评价的程序和方法二、水土保持规划及措施1、熟悉水土保持综合调查的内容及方法2.、掌握水土保持重点防治区的划分标准及防治对策3、掌握不同水土保持综合措施的内容4、了解水土保持效益与经济评价的内容与方法5、熟悉开发建设项目水土保持方案编制内容及规范第五部分 水生态环境一、掌握水体污染源的分类及特点二、掌握水体中主要污染物及其危害性1-4三、熟悉不同水体环境质量评价的相关标准四、熟悉水环境质量评价的方法五、熟悉不同用途的水质标准六、熟悉再生水利用的标准及要求七、了解开发建设项目环境影响评价报告编制内容及规范第六部分 知识产权保护一、知识产权的基本概念二、知识产权的分类三、知识产权法四、专利权的定义与分类五、商标的定义六、著作权与版权的定义七、专利权和商标的申报程序八、专利权和商标保护的时效第二章 水文循环与径流形成第一节水文循环与水量平衡水文循环分类:按水文循环的规模与过程,可分为大循环和小循环。大循环或外循环：从海洋蒸发的水汽,被气流输送到大陆形成降水,其中一部分以地面和地下径流的形式从河流汇归海洋;另一部分重新蒸发返回大气。这种海陆间的水分交换过程,称为大循环或外循环。小循环或内循环：在大循环运动中,水一方面在地面和上空通过降水和蒸发进行纵向交换,另一方面通过河流在海洋和陆地之间进行横向交换。海洋从空中向大陆输送大量水汽,陆地则通过河流把水输送到海洋里。 陆地也向海洋输送水汽,但与海洋向陆地输送的水汽相比,其量很少,约占海洋蒸发量的8%,所以,海洋是陆地降水的主要水汽来源。海洋上蒸发的水汽在海洋上空凝结后,以降水的形式落到海洋里,或陆地上的水经蒸发凝结又降落到陆地上,这种局部的水文循环称为小循环或内循环。前者称为海洋小循环,后者称为内陆小循环。水文循环中的各种现象如图2-1所示。1-5图2-1水文循 环示意图二、地球上的水量平衡在水文循环过程中,对任一区域、任一时段进入水量与输出水量之差额必等于其蓄水量的变化量,这就是水量平衡原理。水量平衡原理是水文学的基本原理,水量平衡法是分析研究水文现象,建立水文要素之间定性或定量关系,了解其时空变化规律等的主要方法之一。根据水量平衡原理,可列出水量平衡方程。对某一区域,有式(2-1)：I-O=S (2-1)式中I、O-给定时段内输入、输出该1区域的总水量 ;S-时段内区域蓄水量的变化量,可正可负。上式为水量平衡方程的通用式,对不同的研究对象,需具体分析其输入输出量的组成,写出相应的水量平衡方程式。研究范围、研究范围而言，整个大陆水量平衡方程式(2-2)：PC-R-EC=SC (2-2)海洋水量平衡方程式(2,3)：P0+R-E0=SO(2-3)式中P C、P0-大 陆和海洋上的降水量 ;EC、E0-大陆和海洋上的蒸发量;R-流入海洋的径流量( 包括地面和地下径流量)；SC、S0-大陆和海洋上在研究时段内蓄水量的变化量。在短时段内, S C和S 0可正可负,但对多年平均情况,正负可以相互抵消,蓄水量的变化量趋于零。因此,对多年平均情况,有式(2-4)和式(2-5)：大陆： (2-4)CERP海洋： (2-5)00式中 、 -大陆和海洋多年平均降水量;C1-6、 -大陆和海洋多年平均蒸发量;CE0-多年平均流人海洋的径流量(包括地面和地下径流量)。R合并式(2-4)和式(2-5),得全年平均全球水量平衡方程为式(2-6) 或式(2-7)：(2-6)00EPC或 (2-7)式(2-7)表明,全球多年平均降水量 与多年平均蒸发量 相等,为1130mm 。E第二节河流与流域河流( ) 河流的形成与分段河流的形成：降落到地面的雨水,除下渗、蒸发等损失外,在重力的作用下沿着-定的方向和路径流动,这种水流称为地面径流。地面径流长期侵蚀地面,冲成沟壑,形成溪流,最后汇集成河流。河谷：河流流经的谷地称为河谷,河床或河槽：河谷底部有水流的部分称为河床或河槽。左岸、右岸：面向下游,左边的河岸称为左岸,右边的河岸称为右岸。河流是水文循环的一条主要路径。河流的形成与分段：一条河流沿水流方向,自高向低可分为河源、上游、中游、下游和河口五段。河源是河流的发源地,多为泉水、溪涧、冰川、湖泊或沼 泽等。上游紧接河源,多处于深山峡谷中,坡陡流急,河谷下切强烈,常有急滩或瀑布。中游河段坡度渐缓,河槽变宽,两岸常有滩地,冲淤变化不明显,河床较稳定。下游是河流的最下段,一般处于平原区,河槽宽阔,河床坡度和流速都较小,淤积明显,浅滩和河湾较多。河口是河流的终点,即河流注入海洋或内陆湖泊的地方。( ) 河流基本特征1.河流的长度1-7自河源沿主河道至河口的距离称为河流长度,简称河长,以km 汁。可在适当比例尺的地形图上量的。2.河流断面河流断面有横断面和纵断面。垂直于水流方向的断面称为横断面,简称断面,其一般形状如图2-2 所示。断面内自由水面高出某一水准基面的高程称为水位。枯水期水流所占部分为基本河床,或称为主槽,洪水泛滥所及部分为洪水河床,或称为滩地。河流中沿水流方向各断面最大水深点的连线称为中泓线,沿中泓线的断面称为河流的纵断面。河流 纵断面能反映河床的沿程变化。3.河道纵比降图2-3河道 纵断面示意图任意河段两端(水面或河底)的高差 h称为落差,单位河长的落差称为河道纵比降,简称比降,用小数或千分数表示。水系及河流地貌定律1-8三、流域(一)流域流域：汇集地面水和地下水的区域称为流域,也就是分水线包围的区域。分水线有地面、地下之分。闭合流域：当地面分水线与地下分水线相重合,称为闭合流域,否则为不闭合流域,如图2-5所示。在实际工作中,除有石灰岩溶洞等特殊的地质情况外,对于一般流域,当对所论问题无太大影响时,多按闭合流域考虑。流域是指汇集于一条河流的集水区域。分水岭是流域汇水的分界线。沿流域分水岭的界面在向上向下与顶面和底面包围成一个水文系统(图1- 2)。图2-5地面分水线与地下分水线示意图流域是相对于某一出口断面的,当不指明断面时,流域即指对河口断面以上区域。(二)流域基本特征1.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,记为F,以km 2计。可在适当比例尺的地形图上勾绘出流域分水线,量出其流域面积。2.河网密度流域内河流干支流总长度与流域面积的比值称为河网密度,以Km/km 2计。3.流域的长度和平均宽度1-9流域长度就是流域轴长。以流域出口为中心向河源方向作一组不同半径的同心圆,在每个圆与流域分水线相交处作割线,各割线中点的连线的长度即为流域的长度,以km 计。流域面积与流域长度之比称为流域平均宽度,以km 计。4.流域形状系数流域平均宽度与流域长度之比称为流域形状系数。扇形流域的形状系数较大,狭长形流域则较小,所以流域形状系数在一定程度上以定量的方式反映流域的形状。5.流域的平均高度和平均坡度将流域地形图划分为100个以上的正方格,依次定出每个方格交叉点上的高程以及与等高线正交方向的坡度,取其平均值即为流域的平均高度和平均坡度。6.流域自然地理特征包括流域的地理位置、气候特征、下垫面条件等。(1)流域的地理位置。流域的地理位置以流域所处的经纬度来表示,它可以反映流域所处的气候带,说明流域距离海洋的远近,反映水文循环的强弱。(2)流域的气候特征。包括降水、蒸发、湿度、气温、气压、风等要素。它们是河流形成和发展的主要影响因素,也是决定流域水文特征的重要因素。(3)流域的下垫 面条件。下垫面指流域的地形、地质构造、土壤和岩石性质、植被、湖泊、沼泽等情况,这些要素以及上述河道特征、流域特征都反映了每一水系形成过程的具体条件,并影响径流的变化规律。第三节降水降水是指液态或固态的水汽凝结物从云中降落到地面的现象,如雨、雪、霞、雹、露、霜等等,其中以雨、雪为主。降水特征用五大基本要素来表示,如降水量、降水历时、降水强度、降水面 积及暴雨中心等。降水量指一定时段内降落在某一点或某一面积上的总水量,用深度表示,以mm计。如一场降水的降水量指该次降水过程的降水总量。日降水量指一日内降水总量等等。降水量一般分为7级,如表2-1。凡日降水量达到和超过50mm的降水称为暴雨。暴雨又分为暴雨、大暴雨和特大暴雨三个等级。降水历时：降水持续的时间称为降水历时,以min、h或d计。降水强度：单位时间的降水量称为降水强度或雨率,以mm/min 或mm/h 计。降水面积：降水笼罩的平面面积为降水面积,以km 2计。暴雨