水文学和水文地质学总复习

1、水文学和水文地质学总水文学和水文地质学总复习复习21、水文学的含义、水文学的含义 水文学是研究自然界中各种水体的形成、分布、循环和水文学是研究自然界中各种水体的形成、分布、循环和环境相互作用规律的一门科学。环境相互作用规律的一门科学。2、水文循环的概念、水文循环的概念 存在于地球上各种水体中的水，以蒸发、降水、入渗和径存在于地球上各种水体中的水，以蒸发、降水、入渗和径流方式进行的往复交替的运动过程，称为水文循环或水循环。流方式进行的往复交替的运动过程，称为水文循环或水循环。分类：大循环分类：大循环Long cycle 海陆之间的水文循环海陆之间的水文循环 小循环小循环Short cycle 海

2、洋或陆地的局部水文循环海洋或陆地的局部水文循环 陆地小循环陆地小循环 第一章第一章 绪论绪论33、水文现象的根本规律水文现象受上界面气象要素、下垫面因素和人类活动的影响。表现为周期性或确定性，随机性和地区性规律。4、水量平衡原理在自然界水循环过程中，任意区域在一定时段内，输入水量与输出水量之差等于该区域的蓄水变化量。水量平衡方程、径流系数=R/P。4、工程水文学的根本研究方法根据水文现象的根本规律，按不同的条件和要求，工程水文学的研究方法通常分为三类：成因分析法、数理统计法和地理综合法。实际工作中，这三种方法相辅相成、互为补充。4第二章第二章 水文学根本知识水文学根本知识1、河流与流域、河流与

3、流域 1河流河流 河流分为河源、上游、中游、下游及河口五段。河流分为河源、上游、中游、下游及河口五段。 河流的根本特征：河流长度、河流断面横断面、纵断河流的根本特征：河流长度、河流断面横断面、纵断面、中泓线、河道纵比降的计算。面、中泓线、河道纵比降的计算。 2流域流域 流域：聚集地表和地下径流的区域。流域：聚集地表和地下径流的区域。闭合流域：地面分水线和地下分水线相重合的流域。闭合流域：地面分水线和地下分水线相重合的流域。非闭合流域：地面与地下分水线不重合的流域。非闭合流域：地面与地下分水线不重合的流域。流域的根本特征：流域面积、流域长度和平均坡度、流域自流域的根本特征：流域面积、流域长度和平

4、均坡度、流域自然地理特征等地理位置、气候特征和下垫面条件。然地理特征等地理位置、气候特征和下垫面条件。 %10012LHHI52、降水与下渗、降水与下渗 1降水的定义降水的定义 是指大气中的水分以各种形式降落到地面。是指大气中的水分以各种形式降落到地面。2降水的三要素降水的三要素 常用降水量、降水历时、降水强度、降水面积和暴雨中常用降水量、降水历时、降水强度、降水面积和暴雨中心等来描述降水特征。心等来描述降水特征。降水量：降水量： 一定时段内降落在某处或某面积上的总水量一定时段内降落在某处或某面积上的总水量(mm). 降水历时：降水历时： 降水所经历的时间。降水所经历的时间。 (annual,

5、 month, day, hour, min)。降水强度降水强度 单位时间内的降水量单位时间内的降水量(mm/ min，mm /h). 63降水的特征表示方法降水的特征表示方法 降水累积曲线降水累积曲线 降水过程线降水过程线 等雨量线等雨量线4流域平均降水量流域平均降水量 雨量站观测的降雨量只代表那一点的降雨，而形成河川径雨量站观测的降雨量只代表那一点的降雨，而形成河川径流的那么是整个流域上的降雨量，对此，可用流域平均雨量流的那么是整个流域上的降雨量，对此，可用流域平均雨量或称面雨量来反映。主要有算术平均法、等雨量线法、或称面雨量来反映。主要有算术平均法、等雨量线法、泰森多边形法泰森多边形法

6、7 5下渗下渗 下渗是指地面上的雨水从地表渗入土壤的运动过程。下渗是指地面上的雨水从地表渗入土壤的运动过程。 下渗的快慢以下渗率表示，单位时间内渗入单位面积土下渗的快慢以下渗率表示，单位时间内渗入单位面积土壤中的水量为下渗率。充分供水条件下的下渗率为下渗能壤中的水量为下渗率。充分供水条件下的下渗率为下渗能力。力。 下渗曲线确切地说，应称下渗能力曲线，指地面充分供下渗曲线确切地说，应称下渗能力曲线，指地面充分供水条件下下渗率随时间的变化过程线。水条件下下渗率随时间的变化过程线。 8 3、河川径流、河川径流径流形成过程：流域内，自降雨开始到水流聚集到流域出口径流形成过程：流域内，自降雨开始到水流聚

7、集到流域出口断面的整个物理过程，称为径流形成过程。断面的整个物理过程，称为径流形成过程。径流形成过程径流形成过程 径流形成过程可概括为：降雨过程径流形成过程可概括为：降雨过程扣除损失扣除损失净雨过净雨过程程流域汇流流域汇流流量过程，其中降雨转化为净雨的过程称为流量过程，其中降雨转化为净雨的过程称为产流过程；净雨转化为河川流量的过程称为汇流过程。产流过程；净雨转化为河川流量的过程称为汇流过程。 径流形成过程径流形成过程产流过程产流过程汇流过程汇流过程坡地汇流坡地汇流河网汇流河网汇流9降雨损失量包括雨期蒸发、植物截留、填洼和补充土壤缺水的下渗量。径流常用流量、径流量、径流深、流量模数、径流系数来表

8、示。计算1流量Q单位时间通过河流某过水断面的水量，单位为m3/s、L/s。2径流总量指一定时段内通过河流某一过水断面的总水量。常用单位为m3，万m3，亿m3等。3径流深Y将计算时段内的径流总量平铺在整个流域面积上所求得的水层深度，以mm为单位。4径流模数M(L/s/km2流域出口断面流量与流域面积的比值WQT1000WYFFQM10005径流系数 某一时段的径流深度与相应的降雨量的比值 = = Y Y/ / P P10 4、水文测量与信息采集、水文测量与信息采集1水位水位 河流某时刻在某断面的自由水面相对于某一基面的高程。河流某时刻在某断面的自由水面相对于某一基面的高程。 目前全国统一基面：黄

9、海基面目前全国统一基面：黄海基面 水位水位 = 水尺零点高程水尺零点高程 + 水尺读数水尺读数 水位观测设备：水尺、自记水位计水位观测设备：水尺、自记水位计日平均水位计算方法：日平均水位计算方法：算术平均法：一日内水位变化平缓，或起伏大但等时距观测算术平均法：一日内水位变化平缓，或起伏大但等时距观测面积包围法：一日内水位变幅大，观测次数多但观测时距不面积包围法：一日内水位变幅大，观测次数多但观测时距不等等2流量流量 流量测量包括过水断面测量、流速测量和流量计算三局流量测量包括过水断面测量、流速测量和流量计算三局部。部。 流速测量有一点、两点、三点流速测量有一点、两点、三点0.2H、0.6H、0

10、.8H或或五点法。五点法。11 (3) (3) 水文流量关系曲线的延长水文流量关系曲线的延长 测站测流时，因施测条件限制或其他原因，致使最高水测站测流时，因施测条件限制或其他原因，致使最高水位或最低水位的流量缺测或漏测，在这种情况下，须将水位或最低水位的流量缺测或漏测，在这种情况下，须将水位流量关系曲线作高、低水局部的外延，才能得到完整的位流量关系曲线作高、低水局部的外延，才能得到完整的流量过程。流量过程。1 1根据水位面积、水位流速关系外延根据水位面积、水位流速关系外延2 2根据水力学公式外延根据水力学公式外延3 3水位流量关系曲线的延长水位流量关系曲线的延长 一般要求高水局部不应超过当年实

11、测流量所占水位一般要求高水局部不应超过当年实测流量所占水位变幅的变幅的30%30%，低水局部延长不应超过，低水局部延长不应超过10%10%。 12一、概率论及数理统计根本知识一、概率论及数理统计根本知识 水文现象的特性：必然性和偶然性。偶然现象的规律水文现象的特性：必然性和偶然性。偶然现象的规律称为统计规律。称为统计规律。 水文统计的根本方法和内容：水文统计的根本方法和内容： 1根据已有的资料样本，进行频率计算，推求根据已有的资料样本，进行频率计算，推求指定频率的水文特征值；指定频率的水文特征值；2研究水文现象之间的统计关研究水文现象之间的统计关系，应用这种关系延长、插补水文特征值和作水文预报

12、；系，应用这种关系延长、插补水文特征值和作水文预报；二、累积频率二、累积频率 可理解为等量或超量值的累积频数可理解为等量或超量值的累积频数(m)与总观测次数与总观测次数(n)之比。之比。 需要知道大于或者等于某一特征值的频率是多少，指的就是需要知道大于或者等于某一特征值的频率是多少，指的就是累积频率。工程上习惯将累积频率简称为频率。累积频率。工程上习惯将累积频率简称为频率。 第第3章章 水文统计根本原理和方法水文统计根本原理和方法(%)(nmxXPiPT1)(1)(iixXPxXT例如，某洪峰流量的频率为1%，那么此洪峰流量的重现期是100年，那么称平均100年出现一次大于或等于该洪峰流量的事

13、件，或称为百年一遇。所谓百年一遇，不可以认为恰好每隔100年一定会遇上一次，而是指相当长的时间里平均100年出现一次。三、重现期三、重现期 指某随机变量的取值在长时期内平均多少年出现指某随机变量的取值在长时期内平均多少年出现 一次一次多少年一遇。重现期是平均假设干年出现一次，而不多少年一遇。重现期是平均假设干年出现一次，而不是固定的周期。是固定的周期。 PT11)(11)(1)(iiixXPxXPxXT例如，某枯水位频率为p=95%，那么此枯水位的重现期T=20年。那么称平均20年中有一年的水位低于该枯水位，或称为二十年一遇。可靠性：鉴定资料的可靠程度。一致性：是指同一系列的水文资料属于同一成

14、因、同一类型的。代表性： 。四、水文资料审查的要求：四、水文资料审查的要求：16五、随机变量的统计参数五、随机变量的统计参数 随机变量统计规律的数字特征，称为随机变量的统计参随机变量统计规律的数字特征，称为随机变量的统计参数。水文计算中常用的样本统计参数有均值、均方差、变差数。水文计算中常用的样本统计参数有均值、均方差、变差系数和偏态系数。系数和偏态系数。 1均值：表示系列的分布中心，代表随机变量系列均值：表示系列的分布中心，代表随机变量系列的平均水平。的平均水平。 或或 式中式中 称为模比系数。称为模比系数。 2均方差：反映系列中各变量集中或离散的程度。均方差：反映系列中各变量集中或离散的程

15、度。均方差越大，系列越分散，数值变化越大。均方差越大，系列越分散，数值变化越大。niinxnnxxxx121111121niinknnkkkkxxkii211niixxn样173变差系数：衡量系列的相对离散程度。4偏态系数：衡量系列不对称程度。2111niivkCxn样333333133(3)iiisvxxxxknCnnC样Cs对密度曲线的影响要求：要求：计算公式，理解各统计参数的意义。18六、经验累积频率曲线和理论频率曲线水文分析计算中使用的概率分布曲线俗称水文频率曲线，习惯上把由实测资料样本绘制的频率曲线称为经验频率曲线，而把由数学方程式所表示的频率曲线称为理论频率曲线。1经验频率计算公式

16、维泊尔公式：式中：p为经验频率；m为序号；n为系列的总项数。2理论累积频率曲线皮尔逊III型曲线比较符合水文随机变量的分布，我国根本上都是采用该理论线型。(%)1nmP设计频率对应的设计值。设计频率对应的设计值。要求会查表计算要求会查表计算)1 (pvpCxxxpvppCxxK120七、频率曲线参数估计方法七、频率曲线参数估计方法由样本估计总体参数的方法主要有矩法、三点法、权函数法等。 矩法：矩法：采用无偏估计。由样本系列无偏估计计算出来的统计参数与总体更接近些。抽样误差：抽样误差：用样本统计参数代替总体统计参数引起的误差。样本容量大，对总体的代表性就好，其抽样误差就小niixnx1112nx

17、xi112nkCiv3331visCnkC21八、水文频率计算适线法八、水文频率计算适线法 1、统计参数对频率曲线的影响、统计参数对频率曲线的影响 2、目估适线法、目估适线法 以经验频率点据为根底，给它们选配一条符合较好的以经验频率点据为根底，给它们选配一条符合较好的理论频率曲线，并以此来估计水文要素总体的统计规律。理论频率曲线，并以此来估计水文要素总体的统计规律。目估配线法的作法与步骤目估配线法的作法与步骤 3、优化适线法、优化适线法 在一定的适线准那么即目标函数下，求解与经验在一定的适线准那么即目标函数下，求解与经验点据拟合最优的频率曲线的统计参数的方法。点据拟合最优的频率曲线的统计参数的

18、方法。 22九、相关分析九、相关分析 1、相关的种类及在水文上的应用、相关的种类及在水文上的应用 完全相关函数关系：两变量完全相关函数关系：两变量x与与y 之间，每给定一个之间，每给定一个x值，就有一个完全确定的值，就有一个完全确定的y值与之对应。值与之对应。 零相关没有关系：两变量之间毫无联系。零相关没有关系：两变量之间毫无联系。 相关关系：两个变量的关系界于完全相关和零相关之间。相关关系：两个变量的关系界于完全相关和零相关之间。两变量相关关系称为简相关；三个或以上变量相关关系称为两变量相关关系称为简相关；三个或以上变量相关关系称为复相关。相关形式有直线相关和非直线相关。复相关。相关形式有直

19、线相关和非直线相关。2、简单直线相关通过最小二乘进行估计，得回归方程和相关系数为xxryyxyniynixniyxniiniiniiiiiiiKKKKyyxxyyxxr121211212111113、曲线相关水文上常采用幂函数、指数函数两种曲线，根本作法是将其转换为直线，再进行直线回归分析。23一、年径流及其特性一、年径流及其特性 一年内通过河流某一断面的水量，称为该断面以上流域的一年内通过河流某一断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。年径流量。1、径流的年际变化和年内变化、径流的年际变化和年内变化 径流过程的不重复径流过程的不重复 径流的年际变化：丰水年、平水年和枯水年。径流的年际变化：

20、丰水年、平水年和枯水年。 径流的年内变化：丰水期或洪水期和枯水期，或汛径流的年内变化：丰水期或洪水期和枯水期，或汛期与非汛期。期与非汛期。2、设计年径流量：、设计年径流量： 设计频率标准下的年径流量。设计频率标准下的年径流量。第第4章章 河川径流情势特征值分析与计算河川径流情势特征值分析与计算二、设计年径流量的推求二、设计年径流量的推求 1 1据长期观测资料据长期观测资料 ( (目估目估) )适线法；适线法； 2 2资料缺乏资料缺乏 相关分析法相关分析法+ +适线法；适线法； 3 3缺乏资料缺乏资料 水文比较法水文比较法 参数等值线图法参数等值线图法3、年径流分析计算的目的和内容目的目的：推求

21、不同保证率的年径流量及其分配过程。内容内容：搜集和审查资料；年径流量的频率分析计算；提供设计年径流的时程分配；对分析成果进行合理性检查25三、有较长资料时设计年径流频率分析计算三、有较长资料时设计年径流频率分析计算 年径流系列长度不小于年径流系列长度不小于30年。年。 1、“三性审查三性审查 可靠性：可靠性： 检查原始水位资料，水位流量关系曲线及上、检查原始水位资料，水位流量关系曲线及上、下游站和区间径流量的水量平衡。下游站和区间径流量的水量平衡。 一致性：年径流系列都应是在同样的气候条件、同样的一致性：年径流系列都应是在同样的气候条件、同样的下垫面条件和同一测流断面上获得的。下垫面条件和同一

22、测流断面上获得的。 代表性：样本对年径流总体的接近程度。分析方法：周代表性：样本对年径流总体的接近程度。分析方法：周期性分析包含丰、平、枯，且丰、枯水段大致对称分布；期性分析包含丰、平、枯，且丰、枯水段大致对称分布；与更长系列参证变量进行比较。与更长系列参证变量进行比较。2、设计年、月径流量系列的选取和频率分析、设计年、月径流量系列的选取和频率分析 采用采用P-型频率分布曲线，估算均值型频率分布曲线，估算均值 、变差系数、变差系数Cv和偏态系数和偏态系数Cs三个参数。三个参数。 3、实际代表年年、月径流量系列的选取、实际代表年年、月径流量系列的选取 选出一个实际干旱年作为代表，用其年径流分配过

23、程与选出一个实际干旱年作为代表，用其年径流分配过程与该年的用水过程相配合而进行调节计算。该年的用水过程相配合而进行调节计算。x26四、短缺资料时设计年径流频率分析计算四、短缺资料时设计年径流频率分析计算 径流实测资料径流实测资料 30年，或完全没有径流实测资料。年，或完全没有径流实测资料。 1、有较短年径流系列时、有较短年径流系列时 寻求有较长观测系列的参证变量，通过相关关系，将设寻求有较长观测系列的参证变量，通过相关关系，将设计断面年径流系列适当地加以延长至标准要求的长度。计断面年径流系列适当地加以延长至标准要求的长度。 1参证变量的选择条件参证变量的选择条件P87 最常采用的参证变量有：设

24、计断面的水位、上下游测站最常采用的参证变量有：设计断面的水位、上下游测站或邻近河流测站的径流量、流域的降水量。或邻近河流测站的径流量、流域的降水量。 2年径流系列的展延年径流系列的展延 2、缺乏实测径流资料时、缺乏实测径流资料时 1参数等值线图法，如利用年径流深等值线图及参数等值线图法，如利用年径流深等值线图及Cv等值线图。等值线图。 2经验公式法经验公式法 3水文比较法：移置经过修正水文相似区内相水文比较法：移置经过修正水文相似区内相似流域的实测水文特征。似流域的实测水文特征。27五、设计年径流的时程分配五、设计年径流的时程分配1流量水位过程线流量水位过程线2流量水位历时曲线流量水位历时曲线

25、 根据实测径流资料情况和工程性质，常用设计代表年法、根据实测径流资料情况和工程性质，常用设计代表年法、实际代表年法的。实际代表年法的。设计代表年法设计代表年法 在长系列径流资料中选择一个典型的年内分配过程，并在长系列径流资料中选择一个典型的年内分配过程，并按此典型计算设计年径流量的年内分配。选择原那么是年径按此典型计算设计年径流量的年内分配。选择原那么是年径流量与设计值接近，对工程较为不利。流量与设计值接近，对工程较为不利。 28六、设计洪峰流量六、设计洪峰流量(或水位或水位)的分析与计算的分析与计算1设计洪水三要素设计洪峰流量，为设计洪水过程线的最大流量。设计洪水总量，为设计洪水的径流总量。

26、设计洪水过程线。2设计洪水计算的根本方法由流量资料推求设计洪水由暴雨资料推求设计洪水地区综合经验公式法推求设计洪水由可能最大降水推求设计洪水3 3设计洪水标准设计洪水标准 合理分析计算设计洪水是解决工程规划设计中平安与经合理分析计算设计洪水是解决工程规划设计中平安与经济矛盾的一个非常严峻的任务，而标准的制定至关重要。济矛盾的一个非常严峻的任务，而标准的制定至关重要。4 4防洪设计标准分类防洪设计标准分类 保障防护对象的防洪标准。保障防护对象的防洪标准。 确保水工建筑物正常运用的防洪标准。确保水工建筑物正常运用的防洪标准。5洪水资料审查洪水资料审查由由 流量资料推求设计洪峰流量时要经过资料审查、

27、流量资料推求设计洪峰流量时要经过资料审查、选样、频率计算和成果合理性分析几个步骤。其选样、频率计算和成果合理性分析几个步骤。其中资料审查包括中资料审查包括P102：1资料可靠性的审查：资料的可靠性是指资料资料可靠性的审查：资料的可靠性是指资料的正确与否，要从流量资料的测验方法、水位流的正确与否，要从流量资料的测验方法、水位流量关系、整编精度和水量平衡等方面进行检查。量关系、整编精度和水量平衡等方面进行检查。2资料一致性的审查资料一致性的审查 ：资料系列的一致性是指：资料系列的一致性是指产生资料系列的条件要一致，就是说组成该系列产生资料系列的条件要一致，就是说组成该系列的流量资料，都是在同样的气

28、候条件、同样的下的流量资料，都是在同样的气候条件、同样的下垫面条件和同一测流断面条件下获得的。垫面条件和同一测流断面条件下获得的。3资料代表性的审查：资料代表性的审查： 洪水系列的代表性，是指该洪水样本的频率洪水系列的代表性，是指该洪水样本的频率分布与其总体概率分布的接近程度，如接近程度分布与其总体概率分布的接近程度，如接近程度较高，那么系列的代表性较好，频率分析成果的较高，那么系列的代表性较好，频率分析成果的精度较高，反之较低。精度较高，反之较低。 316设计洪峰流量和设计洪量的计算设计洪峰流量和设计洪量的计算 一般要求洪水系列一般要求洪水系列 n30 年，并有特大洪水参加。年，并有特大洪水

29、参加。 1、选样、选样 年最大值法，即每年只选一个最大洪峰流量及某一历时年最大值法，即每年只选一个最大洪峰流量及某一历时的最大洪量。的最大洪量。 2、特大洪水、特大洪水 比系列中一般洪水大得多的洪水称为特大洪水，并且通比系列中一般洪水大得多的洪水称为特大洪水，并且通过洪水调查可以确定其量值大小及其重现期者。过洪水调查可以确定其量值大小及其重现期者。 3、不连续系列经验频率和统计参数的计算、不连续系列经验频率和统计参数的计算 将特大洪水的经验频率与一般洪水的经验频率分别计算。将特大洪水的经验频率与一般洪水的经验频率分别计算。设调查及实测包括空位的总年数为设调查及实测包括空位的总年数为N年，连续实

30、测期为年，连续实测期为n年，共有年，共有a次特大洪水，其中有次特大洪水，其中有l 次发生在实测期，次发生在实测期，a-l 次是次是历史特大洪水。历史特大洪水。 独立样本法独立样本法 把包括历史洪水的长系列把包括历史洪水的长系列N年和实测的短系列年和实测的短系列n年年看作是从总体中随机抽取的两个独立样本，各项洪峰值可在看作是从总体中随机抽取的两个独立样本，各项洪峰值可在各自所在系列中排位。各自所在系列中排位。32一般洪水的经验频率为：特大洪水的经验频率为：统一样本法例4-3将实测一般洪水系列与特大值系列共同组成一个不连序系列作为代表总体的样本，不连序系列的各项可在调查期限N年内统一排位。特大洪水

31、的经验频率为：一般洪水的经验频率为：1nmPmnllm, 2, 11NMPMaM, 2, 11NMPMaM, 2, 111,lnlmPPPaMaMmnllm, 2, 14 4、计算结果合理性分析、计算结果合理性分析 考虑统计参数变化规律。考虑统计参数变化规律。(1)(1)根据上下游、干支流及邻近地区各河流洪水频率分析成根据上下游、干支流及邻近地区各河流洪水频率分析成果进行比较。果进行比较。 从上游到下游，均值增大。从上游到下游，均值增大。2 2与暴雨频率分析结果进行比较与暴雨频率分析结果进行比较. . 一般洪水径流深应小一般洪水径流深应小于相应天数的暴雨深，而洪水的于相应天数的暴雨深，而洪水的

32、CvCv值大于相应暴雨量的值大于相应暴雨量的CvCv值。值。3 3推求出的稀遇设计值应与国内河流大洪水进行比较推求出的稀遇设计值应与国内河流大洪水进行比较 ( (千年一遇、万年一遇千年一遇、万年一遇) )。 7设计枯水流量设计枯水流量(或水位或水位)的分析与计算的分析与计算枯水径流及其影响因素枯水资料组成具有长期实测资料时，设计枯水径流的计算资料短缺时，设计枯水径流的计算资料缺乏地区，设计枯水径流的计算35第第5章章 小流域暴雨洪峰流量的计算小流域暴雨洪峰流量的计算 一、小流域设计洪水的计算方法一、小流域设计洪水的计算方法 概括起来有概括起来有4种：推理公式法、地区经验公式法、历史洪种：推理公

33、式法、地区经验公式法、历史洪水调查分析法和综合单位线法。其中应用最广泛的是推理水调查分析法和综合单位线法。其中应用最广泛的是推理公式法和经验公式法。公式法和经验公式法。二、暴雨强度公式二、暴雨强度公式 1点雨量资料整理点雨量资料整理 点雨量：某个雨量站的雨量。点雨量：某个雨量站的雨量。 暴雨强度与暴雨历时关系曲线的规律表现为平均暴雨强度暴雨强度与暴雨历时关系曲线的规律表现为平均暴雨强度i随历时随历时t的增加而递减，这是推求短历时暴雨强度公式的的增加而递减，这是推求短历时暴雨强度公式的根底。根底。36 1点雨量资料整理点雨量资料整理点暴雨资料整理具体内容：点暴雨资料整理具体内容：1根据某站自记雨

34、量计的记录，选出每场暴雨；根据某站自记雨量计的记录，选出每场暴雨；2整理出每场暴雨的暴雨强度整理出每场暴雨的暴雨强度 i 与降雨历时与降雨历时 t 关系计算关系计算表，点绘表，点绘 i t 关系曲线；关系曲线；3在历年整理出的各场暴雨在历年整理出的各场暴雨 i t 计算表根底上，整理计算表根底上，整理出出 i t T 关系表。关系表。 具体步骤：具体步骤： 按不同历时，将按不同历时，将 i 从大到小排列，各历从大到小排列，各历时时 i 的个数的个数 s =(35)n 40 个；个； 对各历时的对各历时的 i 系列系列作频率计算。作频率计算。 t 为参数，在同一张概率格纸上绘制各为参数，在同一张

35、概率格纸上绘制各历时的历时的 i P 曲线；曲线； 作转换作转换P T，取，取 T=0.25，0.33，0.5，1，2，3，5，10 年所对应不同历时的年所对应不同历时的i值，制成值，制成 i t T关系表。关系表。37 2暴雨强度公式暴雨强度公式1双对数坐标系，以双对数坐标系，以T为参数，为参数， it呈直线：呈直线： 2双对数坐标系，以双对数坐标系，以T为参数，为参数， it 不呈直线：不呈直线： imm/min换算为换算为q ( L/s ha2)，有：，有： ntAi nbtAi)( nbtTCAq)()lg1 (167138三、流域汇流分析与计算三、流域汇流分析与计算1、流域汇流分析、

36、流域汇流分析流域汇流时间：流域上最远点的净雨流到出口的历时。等流时线：流域上，汇流时间相等点的连线。也就是说每条线上的各水质点在一定时间同时到达出流断面。等流时面积：相邻两条等流时线之间的面积。2、流域汇流计算、流域汇流计算.32211fthfthfthQtttt多时段净雨在流域出口形成的地面径流过程，等于它们各自在出口形成的地面径流过程叠加。393、不同净雨历时对流量过程和洪峰的影响、不同净雨历时对流量过程和洪峰的影响1当净雨历时当净雨历时 Ts 小于流域汇流时间时，流域出口断面的小于流域汇流时间时，流域出口断面的洪峰流量由局部面积上的全部净雨形成。局部汇流造峰洪峰流量由局部面积上的全部净雨

37、形成。局部汇流造峰2当净雨历时当净雨历时 Ts 大于流域汇流时间时，流域出口断面的大于流域汇流时间时，流域出口断面的洪峰流量由全部流域面积上的局部净雨形成。全面汇流造洪峰流量由全部流域面积上的局部净雨形成。全面汇流造峰。峰。3当净雨历时当净雨历时 Ts 等于流域汇流时间时，流域出口断面的等于流域汇流时间时，流域出口断面的洪峰流量由全部流域面积上的全部净雨形成。全面汇流造洪峰流量由全部流域面积上的全部净雨形成。全面汇流造峰。峰。地面径流总历时地面径流总历时T等于净雨历时等于净雨历时Ts与汇流时间与汇流时间m之和，即之和，即 T= Ts + m40四、暴雨洪峰流量的推理公式四、暴雨洪峰流量的推理公

38、式推理公式法是基于暴雨形成洪水的根本原理推求设计洪水的推理公式法是基于暴雨形成洪水的根本原理推求设计洪水的一种方法。一种方法。 1、推理公式法计算设计洪峰流量水科院水文所公式、推理公式法计算设计洪峰流量水科院水文所公式式中：式中：Qm是洪峰流量是洪峰流量m3/s，A是设计频率暴雨雨力是设计频率暴雨雨力mm/h，是流域汇流时间是流域汇流时间h，F是流域面积是流域面积km2，洪峰流量径流系数，洪峰流量径流系数和暴雨强度衰减指数和暴雨强度衰减指数n均均系量纲为系量纲为1的量。的量。)/(278. 03smFAQnm412、计算公式参数的推求、计算公式参数的推求 暴雨洪峰流量的推理公式计算涉及三类共暴

39、雨洪峰流量的推理公式计算涉及三类共7个参数，即流个参数，即流域特征参数域特征参数F、L、J；暴雨特征参数；暴雨特征参数A、n；产汇流参数；产汇流参数f、m。为了推求设计洪峰值，首先需要根据资料情况分别确定。为了推求设计洪峰值，首先需要根据资料情况分别确定有关参数。对于没有任何观测资料的流域，需查有关图集。有关参数。对于没有任何观测资料的流域，需查有关图集。从公式可知，洪峰流量从公式可知，洪峰流量Qm和汇流时间和汇流时间互为隐函数，而径流互为隐函数，而径流系数系数对于全面汇流和局部汇流公式又不同，因而需有试算对于全面汇流和局部汇流公式又不同，因而需有试算法或图解法求解。法或图解法求解。五、地区性

40、经验公式五、地区性经验公式 计算小流域的暴雨洪峰流量，除了推理公式以外，还经常计算小流域的暴雨洪峰流量，除了推理公式以外，还经常采用地区性的经验公式进行估算。采用地区性的经验公式进行估算。 42第第8章章 地下水根本知识地下水根本知识 一、岩石的空隙与岩石的水理性质一、岩石的空隙与岩石的水理性质 1、岩石空隙的水文地质分类、岩石空隙的水文地质分类 松散岩石中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙、可溶岩石中的溶隙。松散岩石中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙、可溶岩石中的溶隙。 2、孔隙度、裂隙率、岩溶率的表示方法、孔隙度、裂隙率、岩溶率的表示方法 3、影响孔隙度的成因、影响孔隙度的成因 影响孔隙度大小的因素有：颗粒

41、排列情况、分选程度、影响孔隙度大小的因素有：颗粒排列情况、分选程度、颗粒形状及胶结程度。颗粒形状及胶结程度。 排列方式愈规那么、分选性愈好、颗粒形状愈不规那么、排列方式愈规那么、分选性愈好、颗粒形状愈不规那么、胶结充填愈差时，孔隙度愈大；反之，排列方式愈不规那胶结充填愈差时，孔隙度愈大；反之，排列方式愈不规那么、分选性愈差、颗粒形状愈规那么、胶结充填愈好时，么、分选性愈差、颗粒形状愈规那么、胶结充填愈好时，孔隙度愈小。孔隙度愈小。43 4 4、岩石中水的存在形式、岩石中水的存在形式结合水、毛细水、重力水、固态水和气态水。5 5、岩石的水理性质、岩石的水理性质容水性、持水性、给水性、透水性6 6

42、、岩层按渗透系数分类、岩层按渗透系数分类渗透系数是否随空间坐标发生变化均质岩层非均质岩层任一点不同方向上的渗透系数是否相等各向同性岩层各向异性岩层44 二、含水层、透水层与隔水层二、含水层、透水层与隔水层 通常将地表以下分为包气带与饱水带。通常将地表以下分为包气带与饱水带。含水层：饱含水的透水层，或能够透过并给出相当数量水的含水层：饱含水的透水层，或能够透过并给出相当数量水的岩层。岩层。隔水层：不透水的岩层，或不能透过并给出一定水量的岩层。隔水层：不透水的岩层，或不能透过并给出一定水量的岩层。透水层：只是透水而不储存水的岩层。透水层：只是透水而不储存水的岩层。三、地下水的分类三、地下水的分类1、据地下水埋藏条件，可将地下水分为包气带水、潜水、据地下水埋藏条件，可将地下水分为包气带水、潜水、承压水承压水2、按含水介质空隙类型，可将地下水分为：孔隙水、按含水介质空隙类型，可将地下水分为：孔隙水、裂隙水、和岩溶水。裂隙水、和岩溶水。四、地下水循环四、地下水循环地下水的补给、径流与排泄地下水的补给、径流与排泄排泄方式：泉排泄、蒸发排泄和泄流排泄排泄方式：泉排泄、蒸发排泄和泄流排泄