2018年北京水利中级职称考试-水务基础与实务复习材料知识点

第一部分水文水资源一、基础知识1、掌握水文循环、区域与流域水量平衡、流域径流形成过程等最基本的水文学原理今水文循环⑴水文循环概念：地球表面的广大水体，在太阳辐射作用下蒸发变成水汽，上升到空中，被气流带动输送到各地，在这过程中，水汽遇冷凝结，以降水的形式降落到地面和海洋，降至地面的那部分水，再从河道或渗入地下以地下水形式补给河流流入海洋。水分这种往返循环、不断转移交替的现象称为水文循环或水循环。（水文循环的原理）自然界中的水循环有蒸发、降水、下渗和径流4个主要环节。⑵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：海洋和陆地之间的水分循环 小循环：海洋内或者陆地内的水分循环水循环的外因：太阳辐射能和地球引力的存在水循环的内因：水物理三态(气、液、固)之间的相互转化⑶水文循环：.地球上水的存在形式：汽态、液态、固态存在位置：空气中、地表、地下、生物体内⑷水文循环的意义：.直接影响气候变化.改变地表形态造成再生资源.负面影响：干旱，洪涝灾害气象要素：温度、湿度、气压、风（前4个是基本要素)、云、日照等。若以地球陆地为研究水量平衡对象，某时段内的水量平衡方程可写成:AWc=Pc—R—Ec式中::在时段内陆地的蒸发量；：在时段内陆地的降水量；：时段内由陆地流入海洋的径流量；:在时段内陆地蓄水量的变化量。若以海洋为研宄水量平衡对象，某时段内的水量平衡方程可写成：AWs=Ps+R—Es式中:海洋在时段内的蒸发量；:海洋在时段内的降水量；:时段内由陆地流入海洋的径流量；:海洋在该时段内蓄水量的变化量。☆在多年平均的情况下，—0，—0，则对于大陆来说，多年平均情况的水量平衡方程为R=Pc-Ec对于海洋则为R=Es-Ps式中：—流入海洋的多年平均年径流量、——分别为大陆上和海洋上的多年平均年降水量、——分别为大陆和海洋的多年平均年蒸发量二式合并，得全球水量平衡方程为Ec+Es=Pc+Ps即全球的降水量和蒸发量是相等的。（全球水量平衡方程）闭合流域：P=R+E今流域径流形成过程净雨：雨水降到地面，一部分损失掉，剩下能形成地面、地下径流的那部分降雨称为净雨。1、产流过程：把降雨扣除损失变成净雨的水文过程称为产流过程，包括地面净雨和地下净雨。2、汇流过程：净雨沿坡地从地面和地下汇入河网，然后再沿着河网汇流到流域出口断面，这一完整的过程称流域汇流过程。前者称坡地汇流，或者称河网汇流。2、掌握水文学的基本概念（降雨、蒸发、入渗，径流、流域与河系，地表径流地下径流、径流深、径流系数、径流模数等）今水文学：研宄地球上江河、湖泊、冰川、地下水和海洋等各种水体的存在数量、分布及变化规律的科学。与气象学、地理学、生态环境学等关系密切。今降雨概念：是指液态或固态的水汽凝结物，从天空下降至地面而成的液态水或固态水的现象。降水是气象要素之一，也是水循环中重要的一个环节。降水基本条件：一是空气中要有水汽，二是降温，降至露点温度以下，或空气冷却，三是大气中存在吸水性的微粒(凝结核）露点：空气中水汽达到饱和时的温度。当大气温度下降到露点以下时，则形成了水汽凝结的必要条件。大气凝结核：指飘浮在大气中的尘粒，其直径约10-3〜10[。降水类型：锋面雨：由于不同性质的气团相遇所形成的雨称为锋面雨。地形雨：暖湿空气在运移过程中，因受地形（如山脉等）影响而被抬升，则由于动力冷却而形成的雨。因气流（空气）的湿度、温度、抬升速度及地形特点的差异而不同。地形作用一般使山的迎风面的降水量大，而背风面降水量减少。对流雨：地面受福射温度升高，下层暖湿空气膨胀上升，则暖湿空气在上升过程中形成绝热冷却，水汽则会凝结成云（淡积云浓积云积雨云)，形成降雨。气旋雨：在低气压中心区，气流从四周向中心福合，垂直方向上运动是上升的，即暖湿气流辐合上升，在水平面上温度和湿度变化很大，故常常有凝结降水现象。可出现大范围降雨和大风的天气现象，称为气旋雨。气旋：北（南）半球，由于地球离心力、偏向力及摩擦力的共同作用下，大气中水平气流呈逆（顺）时针旋转的大型涡旋。在同髙度上，气旋中心的气压比四周低，又称低压。气旋按其生成的地理位置不同，可分为热带气旋和温带气旋降雨基本要素：降雨量、降雨历时、降雨时段、降雨强度、降雨面积及降雨中心、降雨走向。降雨资料图示：降雨过程线、雨量积累曲线降水量一^分为7级按降雨强度大小，降雨可分为暴雨、大雨、中雨、小雨四种暴雨（>50/24)(暴雨：50~100、大暴雨：100~200、特大暴雨：>200)大雨：25~50/24;中雨：10~25./24小雨：0.1~10/24;无雨或微雨：<0.1/24测量雨量仪器：雨量器，自计雨量计（虹吸式、翻吸式）中国降雨特性：我国多年平均年降水量：648.全球陆面平均降水量：800亚洲：740东多西少、南多北少、夏秋多春冬少々蒸发定义：水由液态或固态转化为气态的现象，是水分子运动的结果蒸发包括：■水面蒸发：蒸发面为水面时称为水面蒸发。_土壤蒸发：蒸发面为土壤表面时称为土壤蒸发*植物蒸散发：蒸发面是植物茎叶则称为植物散发陆面蒸发:因为植物是生长在土壤中，植物散发与植物所生长的土壤上的蒸发总是同时存在的，通常将二者合称为陆面蒸发.流域蒸散发（流域总蒸发)：流域水面蒸发、土壤蒸发、植物蒸散发的总和。水面蒸发观测：水面蒸发是在充分供水条件下的蒸发。确定水面蒸发量的大小，通常有两种途径:器测法和间接计算法。设备：601蒸发皿，环形水圈，接近1.0水面蒸发影响因素：水汽饱和水压差，水面温度，风速，湍流蒸发量的大小可用以下特征量表示：蒸发量：某个时段内单位面积蒸发的水量。（单位:或)蒸发率/蒸发强度：指单位时间内的蒸发量。.（单位:/,/)今入渗定义：水分从土壤表面深入地下的现象，又称入渗。常用入渗率的大小来描述入渗的强弱。三个阶段：渗润阶段、渗漏阶段、渗透阶段下渗率或下渗强度：单位时间内渗入单位面积土壤中的水量称为下渗率或下渗强,以/或/下渗能力：在充分供水条件下的下渗率则称为下渗能力。下渗能力曲线：下渗能力随时间的变化过程线,简称下渗曲线，并以()~表示。下渗量定量分析可用三种特征值来描述：入渗总量、入渗率/入渗强度、下渗能力土壤水不同形式：吸湿水，薄膜水，毛管水（毛细水)，重力水常用水分常数：最大吸湿量，最大分子持水量，凋萎含水量，田间持水量，饱和含水量下渗量的测定：测量入渗的方法有同心环法、人工降雨法等。今径流定义：指降落在流域表面上的降水，途经地面及地下流入河川，流出流域出口断面的水量。包括：产流过程（或称为流域蓄渗过程）和汇流过程。水源：雨水、冰雪融水、地下水形成：产流和汇流产流过程：我们把降雨扣除损失成为净雨的过程称为产流过程汇流过程:净雨沿坡面从地面和地下汇入河网,然后再沿着河网汇集到流域出口断面的过程。净雨：降雨扣除损失后的雨量称为净雨。降雨的消耗量：植物截留量:降雨被植物茎叶拦截的现象称截留初渗（土壤蓄水量):指降雨入渗过程中被土壤吸附存储于土壤孔隙中的水量。填洼量:水分停蓄在地面洼陷处（水库、湖、塘等)，称填洼。雨期蒸散发量降雨形成的径流量/净雨量径流量(净雨量)=降雨量.-损失量净雨量：降雨量和损失量之差，又称为径流量或产流量净雨量包括：地面径流+地下径流河网汇流过程:各种成分径流经坡地汇流注入河网，从支流到干流，从上游向下游，最后流出流域出口断面过程称为河网汇流。表示方法：流量径流总量径流深径流模数径流系数径流变率径流的度量流量有瞬时流量和平均流量径流总量（径流量 指时段内通过河流某一断面的总水量，记为,以3、万3或亿3计,有时也用时段平均流量与时段的乘积为单位，如(3/)_、（3/)_等。径流深:将径流量平铺在整个流域面积上所得的水层深度，记为,以计。=/1000=^/1000式中：一时段T内径流量 --计算时段内平均流量，3/;--计算时段,; --流域面积,2。径流模数:流域出口断面流量与流域面积之比值称为径流模数，记,以/(-)计。=1000径流系数:某一时段的径流深与相应时段内流域平均降雨深度之比值称为径流。. . . . .= 因尺<只故<。计算过程：//+流域与河系流域（1)定义：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。闭合流域：当地面分水线与地下分水线相重合,称为闭合流域几何特征：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,以2计。流域长度和平均宽度：流域长度就是流域轴长。以计。=流域面积/流域长度流域形状系数和流域不对称系数：流域平均宽度与流域长度之比称为流域形状系数。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/2计。流域地形特征：流域平均高度、流域平均坡度、面积__髙程曲线流域自然地理特征：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。流域的气候条件：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。流域的地形常用流域的平均高程和平均坡度指标表征。流域的土壤、岩石性质和地质构造土壤的性质，如土壤类型、结构。岩石水理性质，

如适水性，给水度；地质构造，如断层、节理。它们对下渗和地下水运动具有重要的影响。流域的植被对调节气候，改善径流分配、减少泥沙和洪水有重要作用。流域内湖泊与沼泽湖泊与沼泽对径流起调节作用，能调蓄洪水和改变径流的年内分配，保护环境。河系（1)河系：地表水在重力作用下，沿陆地的凹地流动，按其大小可分为江、河、溪和沟，这些统称为河流，而流域中河流（包括干流、支流）和流域内的湖泊、沼泽或地下暗河彼此连接组成一个庞大的系统，称水系，又称河系或河网。分类：扇形水系、羽状水系、平行水系、混合状水系河流的形成与分段：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。⑷河流基本特征：河流的长度：自河源沿主河道至河口的距离称为河流长度，简称河长，以计。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，简称断面河道纵比降：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。河流弯曲系数，等•3、掌握水文要素的定量计算方法（流域面积、河流长度、河流坡降、降雨过程及流域平均雨量、蒸发量、径流量、径流深等）某站一次降雨过程1一时段平均雨强过某站一次降雨过程1一时段平均雨强过稃线2—屏积雨姐过程线♦流域平均雨量

方法一：算术平均法P=n方法二：泰森多边形法方法三：等雨量线法4、掌握自然界水文循环及水资源可再生性的原理；河流与流域及其对水文变化的影响;降水成因、分类与计算方法；蒸发分类与计算方法；下渗过程与计算；径流及其形成的定量描述方法；流域水量平衡计算方法今掌握自然界水文循环及水资源可再生性的原理自然界水文循环(见上)。水资源可再生性的原理水的可再生性直接来源于地球上不同尺度的水文循环过程。水资源是一种逐年能够得到恢复和更新的可再生资源。水资源的可再生性是指流域（或单元水体）水资源在水量上损失后（如蒸发、流失、取用等）和(或)水体被污染后，通过大气降水和水体自净(或其它途径)可以得到恢复（即更新）的一种综合能力。水资源的可再生性与水量、水质有直接联系。如果细分水资源可再生性，主要表现在两个方面①水资源量可再生性②水资源质可再生性。今河流与流域及其对水文变化的影响即流域自然地理特征

今降水成因、分类与计算方法(见上）今蒸发分类（见上）与计算方法广水面蒸发陆面蒸发冰雪蒸发土壤蒸发植物散发1流域蒸散发陆面蒸发冰雪蒸发水面蒸发=*器（:水面蒸发量；:折减系数；器)土壤蒸发：丨、土含超过田间持水量第二阶段土含介于田间持水量与毛管断裂含水量之间第二阶土含小于等于毛管断裂含水量今下滲过程与计算下渗的三个阶段下渗过程就是土壤吸收水分，下渗的三个阶段调节水分，并向土层中传递水分的过程。受到土壤水作用力的支配。a下渗的三个阶段渗润阶段：分子力渗漏阶段：毛管力渗透阶段：重力在渗润阶段，由于土壤含水量较小，分子力和毛管力均很大，再加上重力的作用，土壤吸收水分的能力特别大，以致初始下渗容量很大，而且由于分子力和毛管力随土壤含水量增加快速减小，使得下渗容量迅速递减。进入渗漏阶段后，土壤颗粒表面已形成水膜，因此分子力几乎趋于零，这时水主要在毛管力和重力作用下向土壤中入渗，下渗容量比渗润阶段明显减小，而且由于毛管力随

土壤含水量增加趋于缓慢减小阶段，所以这阶段下渗容量的递减速度趋缓。到了渗透阶段，土壤含水量已达到田间持水量以上，这时不仅分子力早已不起作用，毛管力也不再起作用了。控制这阶段下渗的作用力仅为重力。与分子力和毛管力相比，重力只是一个小而稳定的作用力，所以在渗透阶段，下渗容量必达到一个稳定的极小值，这就是稳定下渗率。⑴泛加，则整个下滲过程均按下滲能力下滲；f</,，则整个下渗过程均按雨强下渗；_/〆/</#，则先按雨强下渗，后按下渗能力下渗。今径流及其形成的定量描述方法ua上）今流域水量平衡计算方法(iLt)5、掌握频率、重现期、相关系数等基本概念，以及频率与重现期的关系及其不同情况的表示方法；熟悉理论频率曲线（皮尔逊型分布)；统计参数（、和)及其物理意义；了解无偏估计和抽样误差今掌握频率、重现期、相关系数等基本概念经验频率：根据实测水文资料，按从大到小的顺序排列，然后用经验频率公式计算出来的概率:=；(今掌握频率与重现期的关系及其不同情况的表示方法：所谓的重现期是指某一随机事件在很长时期内平均多长时间出现一次（水文学中常称为“多少年一遇”)。即在许多试验中，某一随机事件重复出现的时间间隔的平均数，即平均的重现间隔期。在水文分析中，重现期可以等效地替代频率。频率与重现期的关系有两种表示方法：3光讪究暴附或洪水时〔-：1^:^50%):1=丨^h，研宄f1UTllp相关系数：表示两变量间相关密切程度的一个指标。相关分析：研宄两个或两个以上随机变量之间关系两个随机变量之间关系：完全相关（函数关系)、零相关（没有关系）、统计相关(相关关系）>熟悉理论频率曲线（皮尔逊m型分布)；皮一型理论频率曲线比较符合我国水文变量的分布。型曲线的特点：一端有限另一端无限的不对称单峰正偏曲线在水文计算中，一般要求出指定概率所相应的随机变量的取值，一般地做法是：由给定的及，从-型曲线离均系数〇值表，查出©，再由下式求：即求出指定概率所相应的随机变量的取值Xp=(0pCy+1)X>熟悉统计参数（X、Cv和Cs)及其物理意义；均值X:也称算术平均数，代表样本系列的水平，表示系列的平均情况。均方差（标准差）〇:表示系列的离散程度，均值相同的两个系列，愈大，离散程度愈大。离势系数:数理统计学中用均方差与均值之比作为衡量系列相对离散程度的一个参数，称为离势系数，用表示。对密度曲线的影响：值越大越分散，值越小越集中偏态系数:水文统计中，用离均差三次方的平均值与均方差的三次方的比值，作为衡量系列是否对称及不对称程度的参数，称为偏态系数，记为。当=0时，称为对称分布（正态分布)，表示随机变量大于均值与小于均值的出现机会相等，即均值所对应的频率为50%。当不等于0时，称为偏态分布。其中〉0的称为正偏态，表示大于均值的变量出现的机会比小于均值的变量出现的机会少；〈0的称为负偏态，表示大于均值的变量出现的机会比小于均值的变量出现的机会多。适线法：是以经验频率点据为基础，在一定的适线准则下，求解与经验点据拟合最优的频率曲线参数，这是一种较好的参数估计方法，是我国估计洪水频率曲线统计参数的主要方法。均值X对频率曲线的影响:当皮尔逊in型频率曲的两个参数CV和CS不变时，X越大，频率曲线抬高，变陡变差系数对频率曲线的影响：增大将使频率曲线变陡，即增大有使频率曲线按顺时针转动的作用。偏态系数对频率曲线的影响:愈大，均值对应的频率愈小，频率曲线的中部愈向左偏，且上段愈陡，下段愈平缓〆了解无偏估计和抽样误差无偏估计：修正样本参数估计总体参数不偏估计公式抽样误差：用一个样本的统计参数来代替总体的参数存在一定的误差，这种误差是由于从总体中随机抽取的样本与总体有差异所引起的。样本容量越大，抽样误差越小，样本代表性越好。掌握水位、流量（断面和流速测量泥沙(悬移质含沙量和输沙率测验)等水文信息要素的观测方法与计算；熟悉水文调查方法及水文资料整编的主要内容今掌握水位、流量（断面和流速测量)、泥沙(悬移质含沙量和输沙率测验)等水文信息要素的观测施与计算水文测验包括：水位观测、流量测验、泥沙测验、水下地形测量等。水文测站断面布设：基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面、比降断面。水位观测设备：水尺和自记水位计观测次数：水位变化平缓时，每日8时和20时各观测一次；枯水期每日8时观测一次;汛期每日观测4次。水位资料整编：计算日/月/年平均水位水位过程线面积包围法计算日平均水位。流量（断面和流速测量）广断面测量：水深测量起点距^旋杯式流量测验^ 流速仪法测流<流速测验^ 旋桨式浮标法测流流量计算;由测点流速推求垂线平均流速，由垂线平均流速推荐部分面积上的平均流速，部分平均流速和部分面积相乘得部分流量，各部分流量之和即为全断面流量。流量资料整编：水位流量关系曲线推求逐日平均流量泥沙(悬移质含沙量和输沙率测验）悬移质：悬浮于水中，随水流运动的细颗粒泥沙。悬移质含沙量:单位水体的浑水中所含泥沙的重量，称为含沙量，记为。含沙量测验一般是用采样器从水流中采取水样，然后经过量积、沉淀、过滤、烘干、称重等手续，求出一定体积水样中的干沙重。=/.—7样含沙量，/3.-7样中的干沙重，;-7样体积，3输沙率测验：单位时间内通过测验断面的悬移质重量称为该断面悬移质输沙率。观测方法：在断面上布设一定数量的测沙垂线，通过测定各垂线测点流速及含沙量，计算垂线平均流速和平均含沙量然后计算部分流量和部分输沙率，各部分输沙率之和就是断面输沙率。断面平均含沙量^断面输沙率/*1000:断面输沙率,)>熟悉水文调査方法及水文资料整编的主要内容籲水文调査方法（洪水调查、暴雨调查、枯水调查）*水文资料整编的主要内容水位观测资料的整理：计算日/月/年平均水位水位过程线水文资料的收集收集水文资料是水文分析和计算的基础，水文资料的主要来源有：水文年鉴（主要内容包括：测站分布图，水文站说明表及位置图，各测站水位、流量、泥沙、水温、降水量、蒸发量等)、水文手册和水文图集（给出了全国或某一地区的各种水文特征值的等值线图、经验公式、图表、关系曲线等)、水质资料（研宄天然水体中各种物质的成分及其含量）二、水资源1、 掌握水资源（地表水、地下水）涵义和特点今水资源：广义的含义:指地球上目前和近期可供人类直接或间接取用的水。狭义的含义：1、可按社会的需要提供或有可能提供的水量；2、 该水量有可靠的来源，且该来源可以通过自然界的水文循环不断得到更新或补充3、 该水量可以由人工加以控制4、 该水量及其水质能够适应人类用水的要求。今地表水：一般指坡面流和壤中流，即地表水体的动态部分今地下水：主要指浅层地下水。今特点资源的循环性：水文循环储量的可恢复性和有限性：全球淡水资源仅占全球总水量的2.5%时空分布的不均匀性：开发利用的多样性：生产、生活、生态利、害双重性：洪水、旱灾、污染2、 掌握水资源评价的内容；水平年和典型年的概念与选取方法今水资源评价的概念：是指对水资源的数量、质量、时空分布特征和开发利用条件的分析评定。今水资源评价原则：地表水与地下水统一评价、水质水量并重、全面评价与重点区域评价相结合、水资源可持续利用与社会经济发展和生态环境保护相协调+水资源评价内容表资源数量评价(包括水汽输送、降水、蒸发、地表水资源、地下水资源、J 总水资源）水资源评价水资源质量评价（河流泥沙、天然水化学特征、水污染状况）水资源开发利用及影响评价今地表水资源评价内容：数量和时空分布特征今地下水资源量评价的内容：包括补给量、排泄量、可开采量的计算和时空分布特征分析，以及人类活动对地下水资源的影响分析。今水平年、典型年的选择：根据水文系列的频率分析，选择不同频若干典型年；平水年=50%，一般枯水年=75%;特别枯水年=90%(或95°/9水平年的确定：应与国民经济和社会发展以及可持续发展的总目标相协调。现状水平年（基准年）近期水平年：基准年后5〜10年远景水平年：基准年后15〜20年远景设想水平年：基准年后30〜50年典型年选取：一是典型年年水量或供水期水量（或某时段水量）与设计频率相应时段的水量接近；二是应当选择对工程不利的年内分配。补充水资源评价要先进行分区。3、掌握水资源（地表水、地下水）计算与评价方法今地表水资源量的计算代表站的统计特征值计算多年平均值及变差系数等值线图的绘制分析其时空变化规律推求计算区域的降水、蒸发、径流过程推求计算区域当地、入境、出境的河川径流量。今地下水资源量的计算山区区域：以地下水总排泄量估算平原区域：以地下水总补给量估算（即可开采量)今地下水资源评价方法：水均衡法地下水动力学法今水资源总量的计算当地水资源总量：水资源量=地表水资源量+地下水资源量-重复计算量重复计算量包括：灌溉回归补给量、河渠湖库等渗漏补给量等区域水资源总量=当地水资源总量+入境水量4、掌握水资源供需平衡分析的原则与方法（如典型年法和系列法）☆水资源供需预测的意义：水资源供需平衡分析，是指在一定范围内（行政、经济区域或流域）不同时期的可供水量和需水量的供求关系分析。☆水资源供需预测目的：弄清水资源总量的供需现状和存在的问题预测不同时期不同部门的水资源余缺状况针对供需矛盾，进行水资源的总体规划水资源供需预测的原则：近期和远期相结合；流域和区域相结合；综合利用和保护相结合水资源供需预测分析方法：系列法：适用于水资源紧缺地区按雨情、水情的历史系列资料进行逐年的供需平衡分析计算。典型年法（代表年法)：…适用于资料缺乏地区根据雨情、水情具有代表性的几个不同年份进行分析计算，而不必逐年计算。是指对某一范围的水资源供需关系，只进行典型年份平衡分析计算的方法。典型年法基本步骤：1划分水资源分区及计算时段2选择典型年和水平年3可供水量计算4需水量计算可供水量是指不同水平年、不同保证率或不同频率条件下通过工程设施可提供的符合一定标准的水量，包括区域内的地表水、地下水、外流域的调水，污水处理回用和海水利用等。可供水量和需水量的时空分布不均匀，因此需要分区和分时段进行供需平衡分析。水资源分区：尽量按照流域、水系划分；照顾行政区划；不打乱供水、用水、排水系统计算时段：可以是年、季、月、旬和日☆供需平衡分析：余缺水量:=：供一需供，需_分别表示分项的可供水量和需水量。△—余缺水量，为+表示水资源富余，尚可开发利用为一表示缺乏,产生供需矛盾三生：生产、农业)、生活、生态5、掌握节约水资源的途径和措施今节水的定义：基于经济、社会、环境与技术发展水平，通过法律法规、管理、技术与教育手段，以及改善供水系统，减少需水量，提髙用水效率，降低水的损失与浪费，合理增加水可利用量，实现水资源的有效利用，达到环境、生态、经济效益的一致性和可持续发展。今节约水资源的途径和措施：节水分类：a城市节水blCik节水c农业节水d污水再生回用雨洪利用城市节水：城市用水组成：综合生活用水（居民生活用水、公共建筑用水)、工业企业生产用水及工作人员生活用水、消防用水、浇洒道路和绿地用水①城鮮水措施：加强宣传教育，提高全面节水意识合理调整水价，运用经济杠杆推动节水工作推广使用节水器具和设备制定用水定额，逐步实施计划管理保护城市供水水源，实现城市污水再生回用工业用水分类：总用水量、循环水量、回用水量、重复利用水量、耗水量、排水量、取水量、漏失水量、补充水量等:节水措施：调整产品结构，改进生产工艺，建立节水型工业强化节水技术，开发节水设备，努力降低节水设施投资加强企业用水行政管理，逐步实现节水的法制化提高工业生产规模，发挥规模经济效益农业节水技术与工程措施：非充分灌溉调亏灌溉局部灌溉：滴灌、渗灌等控制性根系交替灌溉技术波涌灌溉：间歇灌溉渠系防渗田间节水与农艺节水负压差灌溉：管灌节水管理工程措施技术要求渠道防渗率：大灌区不低于40%,中灌区不低于70%,井灌区全部防渗；井灌区管道输水：固定管道不低于90/喷灌工程：满足均匀度、雾化程度要求；微灌工程：7源必须严格过滤、净化达到要求。污水再紐*传统方法新技术6、熟悉工业、农业、生活、生态环境需水量的分析预测方法工业用水：一般指工矿企业在生产过程中，用于制造、加工、冷却、空调、净化和洗潘等方面的水。工业需水预测：Qi=Qc+Qd+Qr其中.总用水,在设鉻和工艺流程不变时为一定值^.—生产过程中消耗的水，包括蒸发、渗制等损失水贵以及产品带走的水D_排水量，多指未重复利用的废污水量—重复用水量，包括循环用水和二次以上的用水置耗水量和排水量之和称为取用水星:+重复利用率R:〇/100%電复利屮率越高，表示工业屮水的有效利用程度越高4^势预测法：=“+)其中—某一年所预测工业需水量。一基准年的:1业用水量—工业用水量年平均增长率n—基准年到预测年份所间隔的年数相关预测法建立与工业产傕之间的相关关系分行业重复利用率提高法报据不同的行业部门，采用万元产值用水跫和重复利用率推算工业用水：q2=qiIHin其中，2—分别为基准年和预测年的万元产值取用水置_，—分别为第准年和预测年的工业用水重复利埘率农业需水预测:农业用水：包括农、林、牧、副、渔业的用水，农:村琨民的生活用水、农朽乡镇企业用水等，农、灌溉用水预测：作物渴水量：作物在全生育期或某一时段内正常生长所需的数量，包括消耗于作物蒸腾量和株间蒸发灌溉制度：作物播种前及生脊期内进行适时灌水的制度灌溉用水量：灌溉面积上露要提供给作物的水量直接推箅法：Mj=m其中，—一祌作物一次田间灌溉水量，又称净灌溉闬水量，—作物某次灌水的灌水定额，3/亩—该作物的灌溉面积，亩考虑蒸发、灌漏等损失时：M&= 水其中，灌溉引水量，毛灌溉用水星,—灌溉水利用系数灌溉水利用系数水与渠遒的长度、沿线土质和水文地质条件、渠道工程状况（配套、衬砌等）、灌溉管理水平等有关.其他农业用水预测；农村居民生活用水：定额法与城市生活用水类似牲畜用水；定额法与城生活用水类似渔业用水：指养殖水]'蒸发和滲漏所消耗水的补充星，可用公式渔=[*-+]计算。w为养殖面积 水面蒸发置，为年降雨置，为年渗漏置，0(为蒸发器折算系数。乡镇企业用水：与工业用水类似生活耑水预测：生活用水；包括城市居民住宅用水、公共建筑用水、市政用水、景观娱乐用水、供热消防用水等。生活需水预测：人均生活水定额法：=365*^/]〇其中，—生活用水需求置，—人均生活用水定额，(人-)—预测年用水人口数，人生态环境需水:广义生态环境用水定义:维持全球生物地理生态系统水分平衡所窬用的水，包括水热平衡、水沙平衡、水盐于衡等，郞楚生态环境用水《狹义的生态环境用水:为维护生态环境不再恶化并逐渐改窖所需要消耗的水资源总量。生态需水是指维持生态系统中具有生命的生物物体水分平衡所蒞要的水量6主要乜括维护天然植被所需要的水量、水土保持及水保范围之外的林草植被建设所需要的水量、保护水生生物所需要的水量。环境需水则是指为保护和改巻人类居住环境及其水环境所芾要的水生态环境需水量分类：按生态系统类型分自然生态系统霈水人工生态系统需水按空间尺度分1景观1生态环境需水2区域生态环境需水3流域生态环境需水河道内生态环境需水取年天然径流量的百分比作为河流生态环境蒞水簠采用逐月最小径流童的特殊百分比作为河流生态环境需水根据生态环境和水文条件特点，计兑在保障水生态需水况下人类活动可利用水资源量采用9%侃证率螆祜连续7天的平均水量作为河流敁小流量设计值河道外生态环境需水河道外生态需水针对天然植波和人工植被的生态蒞水研究较多计算的方法和理论多为水量平衡理论，面积定额法等，多以植物粍水量(植被蒸腾量)代替生态露水量；维持景观、娱乐等环境需水城市址行城帘规划吋，常采川人均水面由枳指标衡和确定维持景观、娛乐水面如积和流绿地、美化环境等需水47、了解再生水利用的意义和技术从经济的角度，再生水的成本最低，从环保的角度，污水再生利用有助于改善生态环境，实现水生态的良性循环。8、了解北京市水资源基本状况和特点今状况：北京市的水资源由入境地表水、境内地表水和地下水组成。地表水和地下水主要靠降雨补给。北京的五大水系：薊运河水系、潮白河水系、北运河水系、永定河水系、大清河水系。共有大小河流100余条，全长2700多公里有大小湖泊、水库120余座》北京人均水资源不足300立方米，仅为全国人均的1/8,世界人均的1/32。若世界人均一杯水，我国人均只有这杯水的1/4,北京人均只有这杯水的1/32。北京城市生活水源：北京市区自来水供应量为245万立方米/日，其中40%来自地下水，60%来自地表水，多年平均降雨量595今特点:自产水年际变化大，年内时空分布不均匀：自产水量多年平均21.78亿立方米，丰枯水年水量差别巨大60%在汛期；东部面积小，薊运河年径流深最大；西部面积大，永定河水系年径流深最小入境水量逐年衰减：潮白河、永定河、蓟运河、大清河，多年平均径流量17,72亿3地下水连年超采：多年平均量25.21亿3,2000多2的下降漏斗入境水和自产水丰枯同年水资源开发程度高：己达95%今北京属于资源型缺水三、防洪1、 掌握洪水与设计洪水的概念、洪水要素及洪水危害性今洪水：凡超过江河、湖泊、水库、海洋等容水场所的承纳能力，造成水量剧增或水位急涨的水文现象。今设计洪水：用以设计水利工程所依据的各种标准的洪水称为设计洪水。今洪水三要素：洪峰：洪峰流量，一次洪水过程中的最大流量，洪量：一次洪水的总径流量，3洪水过程线：一次洪水的流量与时间的关系曲线今洪水的危害性：是我国主要的自然灾害之一，约有2/3的国土面积受到洪水灾害的威胁;威胁生命安全造成财产损失影响社会稳定2、 掌握《防洪标准》（50201-94)中有关水利水电工程的内容（如工程等别、建筑物级别、水库规模等）参见《防洪标准》（50201-94)。略水工建筑物等级防洪标准（重现期[(年）]山区、丘陵平原区、滨海区设计校核设计校核混凝土坝、浆砌石坝及其他水工建筑物土坝、堆石坝110(5005000^2000可能最大洪水（)或]0000-500300-1002000-)2500-1()2000^10005(>-2000503003100-501000-5002000-100050-20300-100450-30500^2001000-30020-10100-50530-20200^100300-2001050-203、掌握水库调洪计算的基本原理与方法+洪水调度及水库调洪计算的规则：汛期洪水到来之前，水库坝前水位不超过防洪限制水位调洪过程中来水不超过防洪标准时，控制泄流量加上区间合成流量不超过下游河道的安全泄流量，坝前水位不超过防洪髙水位来水超过防洪标准时，加大泄流量，确保大坝安全洪峰过后尽快将库水位降至防洪限制水位今调洪计算基本原理由于水库有调节库容，当洪水通过水库时，调节库容可将部分洪水拦蓄和滞留在水库中，从而改变洪水过程线的形状，削减天然河道的洪峰流量，以达到河道防洪和保证建筑物安全的目的，这就是水库的调洪作用》q=f<V)水库调洪的基本原理：其中，QpQ2—计算时段初、末的入库流量—计算时段初、末的下泄流量V,，V2—计算时段初、末水库的蓄存水量Q，q—分别为计算时段中的平均入库、下泄流量己知入库洪水过程线时，Qi<Q2,Q己知，VPq丨为初始条件•则可以由L面两个方程推求V2,q2。今水库调洪计算方法：列表试算法（常用方法）半图解法简化三角形法无闸门控制时水库调洪计算有闸门控制时水库调洪计算坝顶高程的确定4、掌握流域产流和汇流的基本概念（如产流、汇流、净雨等)；了解流域产流过程和汇流过程流域产流：把降雨扣除损失成为净雨的过程称作产流过程。（降雨的损失包括：植物截流、填洼、雨期蒸发、初渗）☆流域产流方式：超蓄产流（蓄满产流)：只有在包气带达到田间持水量后才产生径流的产流方式。是湿润地区的主要产流方式超渗产流：由于降雨强度好过地面下渗容量而产生径流的产流方式。是干旱地区的主要产流方式。☆流域产流特点：超蓄产流特点：包气带土壤含水量达到田间持水量（蓄水容量）后才产生地下径流;径流量中包括地面径流和地下径流，合称为总径流量，即=+。超渗产流特点：包气带土壤含水量总是达不到田间持水量（蓄水容量)，但也可以产生径流，起因于降雨强度>入渗能力龟；径流量中仅是地面径流，而不产生地下径流，即=。流域汇流：净雨沿坡地从地面和地下汇入河网，然后再沿着河网汇合到流域出口断面，这一完整的过程称流域汇流过程。前者称坡地汇流，后者称河网汇流。净雨的两条假定：倍比假定：如果单位时段内的净雨不是一个单位而是个单位，则形成的流量过程是单位线纵标的倍。叠加假定：如果净雨不是一个时段而是个时段，则形成的流量过程是各时段净雨形成的部分流量过程错开时段叠加5、 熟悉洪水的控制与管理措施（水库防洪计算、水库防洪能力复核）>洪水的控制与管理的工程措施：堤防工程水库调蓄水土保持分洪、滞洪与蓄洪垦殖河道整治>洪水的控制与管理的非工程措施：洪水情报、预报和警报洪水风险分析防洪法规洪水保险防洪调度6、 了解水文预报的基本原理和方法（洪水预报、枯水预报）/水文预报：根据水文现象的客观规律，利用实测的水文气象资料，对水文要素未来变化情况进行预报的一门科学与技术，是水文学的一个重要组成部分。〆水文预报的分类：按预见期分类：①短期水文预报：预见期小于或等于流域汇流时间②中长期水文预报：预见期大于流域汇流时间水文预报工作的基本程序：制定预报方案、进行作业预报〆洪水预报1)定义：根据洪水形成和运动规律，利用水文、气象信息，预测洪水的发生与变化过程的应用科学技术。（为防汛抗旱而进行的预报）河段洪水预报方法：①相应水位（流量）法：利用上下游洪峰水位及相应的转播时间的相关图进行预报：②合成流量法：有支流汇入的河道③流量演算法：马斯京根法流域降雨径流预报：根据流域上一场降雨过程推算出流域出口断面未来出现的洪水过程。〆枯水预报定义：根据枯水季节流域蓄水的消退规律，利用前期流域蓄水资料，预报未来的河川径流量和流量过程。（为农业灌溉、水力发电和水环境保护而进行的预报）枯水预报主要方法：退水曲线法：根据前一时刻的退水流量来预报后一时刻的退水流量。前后期径流相关法：根据流域前期径流量来预报未来的后期径流量。7、了解设计洪水的主要内容、主要方法和步骤？/主要内容设计洪峰流量②设计洪量③设计洪水过程〆主要方法由流量资料推求设计洪水：有实测洪水的地区由暴雨资料推求设计洪水：有实测暴雨的地区由水文气象资料推求设计洪水：有水文气象观测资料的地区利用暴雨等值线图和一些简化公式估算设计洪水：缺乏资料地区由流量资料推求设计洪水作洪峰流量及设计洪量的频率计算，分别求得设计频率为的相应洪峰流量和设计洪量;选择流域中代表大洪水的实测洪水过程为典型，以及为控制放大典型洪水过程典型洪水过程发大的方法：同倍比放大法，分时段同频率放大法由暴雨资料推求设计洪水设计暴雨的计算设计洪水的计算：设计净雨推求设计洪水（单位线法）典型洪水过程发大的方法：同倍比放大法，分时段同频率放大法由气象资料推求设计洪水可能最大暴雨推求可能最大洪水可能最大暴雨与气象资料有关产汇流计算④小流域设计洪水缺乏资料地区，重点是设计洪峰流量的推求第二部分水利工程一、农田水利与灌溉排水工程1、熟悉农田水分存在形式及消耗途径、土壤水分特征参数及其基本运动规律；掌握土壤水分相关的基本概念（田间持水量、凋萎系数等)；了解作物需水量计算方法>熟悉农田水分存在形式及消耗途径农田水分存在三种基本形式:地面水、土壤水和地下水。土壤水是与作物生长最密切的水分存在形式。农田水分消耗：植株蒸腾、株间蒸发、深层渗漏>熟悉土壤水分特征参数及其基本运动规律；掌握土壤水分相关的基本概念（田间持水量、凋萎系数等）农田水分状况(.):农田中地表水、土壤水和地下水的状态、变化规律及对作物生长影响的总称。农田水分调控):利用农田水利措施对农田水分状况进行调节与控制，以改善土壤中的气、热、养分状况及农田小气候，达到农业增产的目的。土壤水：存在于非饱和带土壤孔隙中和为土壤颗粒所吸附的水分。它具有三态：液态水、固态水及汽态水。土壤水是土壤--土粒、水、气三相系统的一个组成部分。作用于土壤水的主要的力有分子力、毛细管引力和重力。它们决定了土壤水的存在形式:气态水、吸着水（吸湿水、薄膜水)、毛管水、重力水。土壤含水量):105°烘干至恒重时失去的水量。以单位质量干土中水的质量或单位土壤总容积中水的容积表示（质量含水量、体积含水量重量含水量TOC\o"1-5"\h\zM M-MW=—^xlOO%= l乂J00%M MSSMw〜土壤中水的重量（g);Ms〜土壤中干土重量(g);M〜土壤的湿重，M=Ms+Mw土壤容积含水率

9=^xm%v式中:Vw〜土壤中水的容积（cm3)3)式中:Vw〜土壤中水的容积（cm3)3)与的转换VVVr^M-VWS*VIM,其中：rw=]为水的密度，~为十,塊-丨_密度。主要测定方法：1)称重法（烘干法)；2)核技术测量：中子仪，射线仪；3)电磁测量：时域反射仪();4)核磁共振测量；5)热脉冲测量；6)遥感测量：大面积地表含水率土壤水分特征参数（.):根据土壤水分形态不同而定义的土壤特征含水量，如田间持水量、凋萎系数等.最大吸湿量（吸湿系数）：土壤吸湿水达到最大值时的土壤含水量，指在饱和空气条件下土壤颗粒所能吸附的大气中最大水汽量，它反映了土壤吸附气态水的能力。最大分子持水量:土壤颗粒的分子力所能吸附或结合的水分的最大值称作最大分子持水量，此时薄膜水厚度达到最大值。田间持水量()):农田土壤某一深度内保持吸湿水、膜状水和毛管悬着水的最大水量。作为重力水和毛管水、有效水和过剩水的分界线凋萎系数):植物开始发生永久凋萎时的土壤含水率，也称调萎含水率或萎蔫点土壤有效含水量):土壤中能被作物吸收利用的水量，即田间持水量与凋萎系数之间的土壤含水量饱和含水量/全蓄含水量0:土壤中全部孔隙全被水所充满时的含水量称为饱和含水量。毛管断裂含水量：湿润的土壤逐渐干燥时，毛管悬着水的连续状态开始断裂，此时的土壤含水量称为毛管断裂含水量。土壤含水量低于该值时，土壤中的水分只能以水汽

和薄膜水的形势向蒸发面运移。土壤水的形态与水分常数水分常数吸湿水柬辨在土粒表面的水汽吸刚力最外层3MPa最大吸湿M(吸湿常数）薄膜水吸湿水外层连续水膜吸着力最外层-0.625MP：!嚴大分子持水S(辩膜水不能被梢物吸收）].5MPa凋蒌系数毛管水土垴孔隙(毛管)，水气界面为一弯月面《分毛管上升水、毛管恐t水表面张力作用毛管力10〜3〇KPa田间持水湿(毛管悬卷水达到最大田持重力水大孔隙中的水重力饱和含水率土壤含水率与水分常数的娜估计水分对植物生长的影响②计算灌溉水量根据土壤水分的动态变化估算腾发量（株间蒸发+植物蒸腾)基本运动规律：灌溉/降水牛蒸发£入滲补给'潜水蒸发 地下水面土壤水分运动：a入滲条件下的土壤水分运动b土壤水分再分布c蒸发条件下的土壤水分运动a•入渗条件下的土壤水婉动入渗：水分进入土壤的过程入渗类型：①一维垂直入渗：降水、灌溉入渗②二维垂直、水平入渗：河道、渠道入渗③三维垂直、水平入渗：7库、湖泊入渗入錄件下土壤水瓶动非饱和土壤水运动 饱和一非饱和土壤水运动积水条件下的干±A渗：分区：饱和区、过渡区、传导区、湿润区.饱和区、过渡区一般不存在

b土壤水分再分布土壤水分再分布：降水、灌溉之后，水分在土壤剖面中的运动1表层水分由于蒸发、继续向下运动而减小2深层水分继续向下运动，湿润锋下移c蒸发条件下的土壤水分运动陆面蒸发：包括土面蒸发、植物蒸腾（散发)、腾发（蒸散）蒸发强度的决定性因素：外界条件：辐射、气温、湿度、风速等气象因素决定了大气蒸发能力水分蒸发过程中的能量供给蒸发面水汽向大气的扩散过程土壤条件：土壤表层的含水率状况决定了土壤供水能力潜在蒸发强度：土壤供水充分时，由大气蒸发能力决定的最大可能蒸发强度，一般用水面蒸发强度表示土面蒸发的阶段性(大气蒸发能力不变）稳定蒸发阶段：，>0;蒸发强度〇;取决于土质和大气蒸发能力，毛管破裂点（50%〜70%田持）土面蒸发强度随含水率变化阶段：。随着含水率的降低，向表层土壤的供水减小，地表水汽压降低，蒸发强度减小水汽扩散阶段：表土含水率很低时，形成干土层，干土层底部蒸发_水汽扩散/了解作物需水量计算方法一）直接计算需水量的方法1、以水面蒸发为参数的需水系数法（值法）ET=aEo或ET=aEo+b

—某时段内的作物需水量，以水层深度计；-与同时段的水面蒸发量以水层深度计—般采用80口径蒸发皿的蒸发值—需水系数，或称为蒸发系数,经验常数2、以产量为参数的需水系数法（值法）ET=KY或ET=KYn+c—作物全生育期内总需水量-作物单位面积产量-以产量为指标的需水系数二）通过计算参照物需水量来计算实际需水量的方法（普遍采用）参照物需水量指土壤水分充足、地面完全覆盖、生长正常、髙矮整齐的开阔矮草地上的蒸发量；之后再用作物系数修正，即ET=Kc*ETo2、熟悉北方主要作物需水规律，掌握灌溉制度的基本概念（如灌溉定额、灌水定额、等）及灌溉制度制定的方法>熟悉北方主要作物需水规律:作物腾发量=*,腾发量就是作物需水量:作物系数；参考作物腾发量北方主要作物需水规律作物冬小麦0.88568500夏玉米生育期灌溉制度备注灌水次数灌水定额（灌溉定额（干旱年份棉花2〜4冬小麦需水强度变化规律：①播种一越冬（10-11月）：较小②越冬期（12-2月）：最小③返青后逐渐增大，抽穗期达到最大，此后又有所减小。今掌握灌溉制度的基本概念（如灌溉定额、灌水定额、等）灌溉制度：作物播种前及全生育期内的灌水次数、每次灌水时间及灌水定额、灌溉定额。灌水定额：一次灌水单位灌溉面积上的灌水量，表示灌溉定额：各次灌水定额之和。表示灌水率：单位灌溉面积上的灌溉净流量，也称灌水模数（考到）排濟模数：按设计标准确定的单位排涝面积的最大排涝流量，以•2表示（考到)♦灌溉制度制定的方法充分灌溉制度的确定方法：总结群众丰产灌水经验；根据灌溉试验资料制定灌溉制度根据水量平衡原理制定灌溉制度非充分灌溉下的灌溉制度经济灌溉制度：确定效益最大的灌溉定额；优化灌溉制度：灌溉水量在生育期内分配根据水量平衡原理制定灌溉制度:时段末储水量;:计划湿润层增加而增加的水量〇:有效降水量;:地下水补给量;:田间需水量初始储水量0—蒸发消耗至，灌水1无降水情况下： =-(-)=-(-2降水、灌溉后： /’=+土壤计划湿润层深度：与作物、生育阶段有关土壤适宜含水率及允许最大、最地下水（深层土壤水利用量)；由于计划湿润层增加而增加的水量灌溉用水量的确定：各种作物灌溉定额、种植结构、面积一净需水量；渠系利用系数一毛需水量灌溉水利用系数=净灌溉水量/毛灌溉水量3、熟悉不同灌水方法（如地面灌溉、喷灌、滴灌等）及其技术特点灌水方法：灌溉水进入田间并湿润根区土壤的方法和方式，分全面灌溉和局部灌溉两大类灌水方法作物地形水源土壌畦灌密楦作物、牧草、部分蔬菜坡度均匀，<0.2%水：克足中等透水性全面灌溉地面沟灌_宽行作物、部分蔬菜坡度均匀，<2%-5%水曼充足巾等透水性灌溉淹灌水稻平蛆或局部平俎水琶丰富透水性小，盐碱土漫灌牧荜较平坦水曼充足_等透水拽喷灌经济作物、蔬菜、果树适用于复杂地形水曼较少各种透水拽m根系较深作物平坦水發缺乏透水性较小局部灌溉滴逋果柄、瓜类、宽行作物较平坦水极其缺乏各种透水性微喷果树、花弁、蔬菜较平坦水曼缺乏各种透水惶畦灌：适用作物：小麦、谷子等窄行作物、牧草及某些蔬菜技术要素：根据地面坡度、土地平整情况、土壤透水性能、农机具等因素合理选定技术要素哇田规格：长度30~100，宽度2〜4且为农机具宽度的整倍数，1亩约5~10;入畦单宽流量：3~61//，均匀、不冲刷灌水技术要素的关系：灌水时间内渗入7量与灌溉定额相等进入畦田的灌水总量=畦长1上达到所需水量沟灌：，轻质土间距较窄技术参数：沟长1、入沟流量计划灌溉定额=灌水时间内渗入水量+灌水停止后沟中存蓄水量沟长1与坡度、水深关系：=(2-灌水沟间距，1沟长).喷灌灌水质量指标：喷灌强度：与土壤透水性相适应均匀系数：;水量分布图水滴打击强度喷灌技术参数：喷头水量分布图2)喷头沿支管的间距3)支管间距4)喷头组合形式（矩形三角形)支管方向喷头组合间距：几何组合法修正几何组合法经验系数法支管方向地形、风向滴灌滴头的种类：①微管式滴头②管式滴头③孔口式滴头④涡流式滴头⑤双壁毛管0流量：组合后满足作物需要、不产生深层渗漏和径流，一般6~810工作可靠，不易堵塞0性能规格整齐划一，制造误差小0结构简单，价格便宜滴头与毛管的布置0单行直线布置0双行直线布置0单行带环状布置0单行带微管布置滴灌灌水质量指标0灌水均匀系数0灌溉效率滴灌堵塞的原因0悬浮固体堵塞0化学沉淀堵塞0有机物堵塞滴灌系统堵塞的处理0酸液冲洗0压力疏通4、掌握灌溉渠道系统的组成与规划布置、熟悉渠道流量推算方法和纵横断面设计方法渠道系统：从水源取水、通过渠道及其附属建筑物向农田供水、经由田间工程进行农田灌水的工程系统。渠道系统组成：渠首工程输配水工程田间工程组成：由各级灌溉渠道和退水渠组成按使用时间分类：固定渠道、临时渠道按控制面积大小和水量分配层次分类：干渠（总干渠、分干渠）支渠斗渠农渠毛渠：临时渠道♦灌溉渠道系统规划原则干渠应布置在灌区的较高地带，以便自流控制较大的灌溉面积使工程量和工程费用最小灌溉渠道的位置应参考行政区划确定斗、农渠的布置满足机耕要求要考虑综合利用灌溉渠系规划应与排水系统规划结合进行与土地利用规划相配合干、支渠的规划布置形式山区、丘陵区灌区的干、支渠布置：沿灌区上部边缘布置，大体上与等高线平行，支渠沿两溪间的分水岭布置平原区灌区的干、支渠布置：干渠沿等高线布置，支渠垂直于等髙线布置圩3去灌区的干、支渠布置：灌溉渠系通常只有干支两级，灌溉干渠一般多沿圩堤布置。@斗渠的规划布置：斗渠的长度和控制面积变化较大。山区、丘陵区地区的斗渠长度较短，控制面积较小，平原区相反。农渠控制范围为一个耕作单元。农渠长度根据机耕要求确定，在平原区一般为500-1000,间距为200-400,控制面积为100-600亩。丘陵区长度和控制面积较小。灌溉渠道与排水渠道配合：灌排相间布置、灌排相邻布置>熟悉渠道流量推算方法*设计流量：是在灌溉设计标准条件下，渠道的毛流量最小流量：是在灌溉设计标准条件下，渠道在工作中输送的最小流量加大流量：设计流量适当放大后的安全流量，是可能出现的最大流量设计流量的推算轮灌渠道设计流量的推算根据轮灌组划分情况自上而下逐级分配末级续灌渠道（一般为支渠）的田间净水流量，再自下而上逐级计入输水损失水量，推算各级渠道的设计流量。续灌渠道设计流量的推算自下而上逐级逐段推算最小流量和加大流量的推算最小流量：修正灌水模数图加大流量：加大系数乘设计流量>熟悉纵横断面设计方法横断面：灌溉渠道按明渠均匀流公式设计。过水断面面积最小或过水流量最大，7利最佳断面---水力计算纵断面：水位推算5、掌握灌溉管道系统的组成与分类、熟悉流量与压力推算方法今管道系统组成：1)首部枢纽；2)输配水管网；3)灌水器首部枢纽:从水源取水，并进行处理以符合管道系统与灌溉的要求（水量、水压、水质）输配水管网:干管、支管、毛管环状管网：压力均匀，保证率高；管道长树枝状管网：保证率低；管道短混合管网灌水器:将水均匀地分配到田间和湿润土壤的设备或装置。滴头：滴灌；微喷头：微喷灌；渗头：渗灌今分类：1、 按结构形式分：开敞式、封闭式、半封闭式2、 按工作压力分;1)无压灌溉管道系统2)低压3)中压4)高压3、 按照各部分在灌溉季节中可移动程度分：固定式、移动式、半固定式4、 按灌水方法分：喷灌系统、微喷灌系统、滴灌系统、低压管道输水地面灌溉系统5、 按压力的来源分：自压灌溉管道系统、机压灌溉管道系统>熟悉流量与压力推算方法流量：管道系统中不考虑沿程流量损失，在续灌时，就等于下一级管道流量之和；轮灌时，就等于同时工作的下一级管道流量之和的最大值压力：在灌区内选择一个或几个能代表整个灌区的典型点，计算工作压力，并取最大值或次大之作为首部的设计工作压力6、 掌握灌溉水源与取水方式及适用条件今灌溉水源：指天然资源中可用于灌溉的水体，有地面水和地下水两种形式，其中地面是主要形式。地面水包括河川、湖泊径流以及在汇流过程中拦蓄起来的地面径流。地下水一般是指潜水和层间水，前者又称浅层地下水。灌溉回归水和城市污水用于灌溉，是水源的重复利用。海水和高矿化度地下水经淡化处理后也可用于灌溉，但尚少采用。即灌溉水源的主要类型为1河川、湖泊径流2.当地地面径流3.地下径流4.灌溉回归水和城市污水等。今取水方式及适用条件一、地面取水方式无现引水灌区附近河流水位、流量均能满足灌溉要求时。引水渠一般较长由进水闸、冲沙闸、导流堤组成有坝取水水资源丰富但水位较低时，引水渠较短。由进水闸、冲沙闸、拦河琐组成。适用于灌区位置较高的情况适用于河水流量、水位均不能满足需要的情况'垂直取水建筑物：1、管井2、筒井7平取水建筑物：1坎儿井2截潜流工程双向取水建筑物：辐射井、井塘、7柜7、掌握农田排水方式及田间排水系统的布置形式、熟悉排水系统的组成、了解各种排水技术特点补：田间排水的任务是除涝、防渍、防止土壤盐碱化以及为适时耕作创造条件我国北方地区农沟一般间距在150-400，毛沟在30-50;南方排水沟间距在100-200，单纯排除地表水的排水沟不超过.7平排水：①明沟排水②暗管排水垂直排水：竖井排水田间明沟排水系统、地下暗管排水系统、鼠道排水：a田间沟系b输水沟系c排水枢纽工程d容泄区iiffi-排水系统棋式图排除地表水：除涝排水，防止作物受淹在设计暴雨时保证农田积水不超过作物允许的耐淹历时和水深雨后在允许的时间内将田间积水排除排除地下水防渍排水防盐碱化排水设计准：在设计暴雨时保证农田积水不超过作物允许的耐淹历时和水深设计暴雨重现期：5〜10设计暴雨历时和排除时间：作物耐淹水深和耐淹历时充分利用水土资源，扩大自流排水，减少占地面积，节省投资分级合理，长短适当，以便于机耕和统一管理减少交叉，建筑物尽量集中尽量利用现有水利设施，保证排水流畅线路直、短、安全灌排配套划分排水区输水系统布置容泄区的选择1明沟排水技术地面排水系统的组成：干、支、斗、农沟类型：除涝防渍防止土壤盐碱化灌排相邻布置：灌排相间布置灌排合一排水速度快排水效果好工程量大地面建筑物多占地面积大沟坡易坍塌不利于交通和机械化耕作2吸水管集水管闸阀通气孔检修孔出水口特点：排水速度快排水效果好优点：工程量小地面建筑物少土地利用率高沟坡不易坍塌利于交通和机械耕作统：用鼠道梨形成的无衬砌地下排水通道截面：椭圆形不需要管材和滤料（无材管道）适宜地区：粘土、重壤土、中壤土，田面平整优点：投资省，用工少，节省人力、物力缺点：易坍塌，使用年限短类型：单层、双层竖井排水的特点：降低地下水位，防止土壤返盐防涝防渍，增加灌溉水源（调控地下水库）抽咸补淡，改善水源土方工程量小，占地少，便于机耕缺点：消耗能源，运行管理费高，需要有合适的水文地质条件挡水建筑物：用以拦截水流、壅高水位、调蓄水量的各种水工建筑物。如坝、闸、堤防等。泄水建筑物：用以宣泄水库或河渠的多余水量，以确保工程安全的各种水工建筑物。如各种溢洪道、泄洪隧洞、涵管和泄水闸等。取水建筑物：用以从水库或河流放水、引水、提水的各种水工建筑物，是输水建筑物的首部。如进水闸、抽水站、各类深式取水口等输水建筑物：用以将水流输送至用水地点的各种水工建筑物。如隧洞、涵洞、渠道、渡槽、倒虹吸等。整治建筑物：为改善水流状态，防止水道冲淤破坏的各种水工建筑物。如丁坝、顺琐、导流堤、防浪堤、护岸、护底等。如发电用的压力前池、调压室、电站厂房；灌溉用的沉沙池、冲沙闸；过琐用的船闸、升船机、鱼道「主要建筑物是工程的主体建筑物<永久性建筑物欠要建筑物——附属建筑物临时性建筑物补充：水利工程的分等和水工建筑物的分级根本特点是：在巨大的水压力（静水压力和扬压力）作用下，主要依靠琐体自重产生的抗剪力来维持稳定。基本剖面形式：固结于地基的三角形优点安全可靠。重力坝剖面尺寸大，坝内应力较低，筑坝材料强度高，耐久性好，因而抵抗洪水漫顶、渗漏、地震等破坏的能力比较强。对地形、地质条件适应性强。任何形状的河谷都适合修建重力坝（2017题)。甚至在土基上也可以修建髙度不高的重力坝。枢纽泄洪问题容易解决，枢纽布置紧凑。重力坝可以做成溢流的，也可以在坝内不同高程设置泄水孔，一般不需另设溢洪道或泄水隧洞。便于施工导流。施工期可利用坝体导流，一般不需另设导流險洞。施工方便。大体积混凝土，可采用机械化施工，在放样、立模和混凝土浇筑方面都比较简单，并且补强、修复、维护或扩建也比较方便。结构作用明确。重力坝沿坝轴线用横缝分成若干坝段，各坝段独立工作，结构作用明确，稳定和应力计算都比较简单。缺点烦体剖面尺寸大，材料用量多。坝体应力较低，材料强度不能充分发挥。坝体与地基接触面积大，相应琐底扬压力大，对稳定不利。坝体体积大，由于施工期混凝土的水化热和硬化收缩，将产生不利的温度应力和收缩应力，因此，在混凝土浇筑时需要较严格的温控措施。2、 掌握重力坝的型式按坝的高度分类：低坝（3〇)、中坝(30~70)、高坝(>70)按筑坝材料分类：混凝土重力坝和衆砲石重力坝按泄水条件分类：溢流琐和非溢流坝按坝的结构形式分类：实体重力坝、空腹重力坝、宽缝重力坝3、 掌握重力坝的组成坝体：通常由溢流琐段及琐顶建筑物、非溢流琐段及坝顶建筑物和坝内各种孔口组成。①廊道②分缝③止水④坝体排水4、 掌握重力坝的工作条件任何形状的河谷都可以修建重力坝。地质条件要求也较低，土基上也可以修建髙度不大的重力坝。5、 掌握重力坝对基础的要求重力坝对岩基的要求：①有足够的强度、抗压缩和整体均匀性，能承受建筑物的压力，保证抗滑稳定，且不产生过度的位移和沉陷；②足够的抗渗、耐久性，减少扬压力和渗漏量，不在长期侵蚀下恶化。地基处理的主要任务：防渗；提高基岩的强度和整体性。岩基加固和防渗处理的方法有开挖清基、固结灌浆、帷幕灌浆和软弱带的处理等6、 了解荷载及其组合重力坝的荷载：自重；静水压力；扬压力；泥沙压力；浪压力；冰压力；动水压力；土压力（试琐体外是否填有土石而定)；地震荷载。荷载分为基本荷载和特殊荷载，基本荷载是对应于正常蓄水位或设计洪水位的上述荷载；特殊荷载是对应于校核洪水位时的荷载，荷载组合分为基本荷载组合和特殊荷载组合。基本荷载属于正常运用的情况，由同时出现的基本荷载组成；特殊组合属于非常运用的情况，由同时出现的基本荷载和一种或几种特殊荷载组成。表2-7荷«组合荷栽组合主要考虑悄况荷栽附注白番静水自重压力扬压力泥沙压力浪压力冰压力地霣荷栽动水压力土压力基本组合1•正常蒭水位情况①②④©_丨一⑦土压力根据坝体外是否填有土石而定（下同）2.设计洪水位情况①②③④⑥——⑧⑦3.冰冻情况①②③④—⑥—一©胙水压力及扬压力按相皮冬爭库水位计算特殊组合1.校核洪水位情况①⑪——⑬⑦2.地莨情况①②③④⑤一一⑦静水压力•扬压力和浪压力按正常蓄水位计算.有论证时可另作规定注_1.应板据各种荷貌同时作用的实释巧能注，选择计算中最不利的荷载组合.2•分期施工的坝应按相应的荷《组合分期进行计籌，3.施工期的情况应作必赛的核算，作为特殊组合.t根掮地成和其它条件.如考虑运用时诽水设备ft于堵塞，須经茁维修时，应考虑排水失效的情況.作为特殊组合》 •7、了解稳定分析目的：核算坝体沿坝基面或沿地基深层软弱结构面抗滑稳定的安全度。抗滑稳定分析，主要是核算琐底面的抗滑稳定性，抗滑稳定公式建立在依靠重力在滑动面上产生的抗剪力来抵抗滑动力的基础上。重力坝稳定破坏的类型：①琐沿抗剪能力不足的层面滑动，包括沿坝与基岩接触面间的表层滑动，沿坝基内方向不利而又连续延伸的软弱面的深层滑动；②坝伴随着坝踵出现倾斜拉伸裂缝而在坝趾出现压碎区而倾倒。C提高坝体抗滑稳定性的工程措施利用水重。当坝底面与基岩的抗剪强度参数较小时，常将坝的上游面做成倾向上游，利用坝面上的水重来提髙琐的抗滑稳定性。注意上游坡度不宜过缓，否则在上游坝面容易产生拉应力，对强度不利。采取有利的开挖轮廓线。开挖坝基时，最好利用岩面的自然坡度，使坝基面倾向上游。当基岩比较坚固时，可开挖成锯齿状，形成局部的倾向上游的斜面，但能否开挖成齿状，主要取决于基岩节理裂隙的产状。设置齿墙。当基岩内有倾向下游的软弱面时，可在坝踵部位设齿墙，切断较浅的软弱面。在坝趾部位设齿墙，将坝趾放在较好的岩层上，在一定程度上改善了坝踵应力，同时由于坝踵压应力较大，坝趾下齿墙的抗剪能力也相应增加。抽水措施。在坝基面设置排水系统，定时抽水以减少坝底浮托力。加固地基。（见后）横缝灌浆。将部分或整个坝体的横缝进行局部或全部灌浆，以增强坝的整体性和稳定性。预应力措施。靠近坝体上游面，采用深孔锚固高强度钢索，并施加预应力，可增强坝体的抗滑稳定，又可消除坝踵处的拉应力。8、了解分缝与温度控制垂直于坝轴线，将坝体分为若干独立琐段。作用是：减小温度应力、适应地基不均匀变形和满足施工要求。如：混凝土浇筑能力及温度控制等。做成竖直平面，不设键槽，缝内不灌浆，需设止水，止水后设排水井。：缝面设键槽和灌浆系统。坝段与基岩面的连接：当基岩横向（对岸方向）坡度缓于1:2时，用帷幕灌浆对接触面进行灌楽封实；当横向坡度陡于1:2时，设止水；当横向坡度陡于1:1时，按临时性横缝处理，进行接缝灌浆。为适应混凝土的烧筑能力和减小施工期的温度应力，在平行坝轴线方向设纵缝，将一个坝段分成几个琐块，待温度降到稳定温度后再进行接缝灌浆。纵缝为临时缝，缝面设水平向三角形键槽，并布设灌浆系统。要传力、防渗，必须处理好——清洗、凿毛、铺水泥砂浆（2〜3厘米厚三类。横向贯穿性裂缝会导致漏水和渗透侵蚀性破坏，纵向贯穿性裂缝会损坏坝的整体性，水平向贯穿性裂缝会降低大琐的抗剪强度。横向和纵向贯穿性裂缝多发生在降温过程因混凝土收缩受到基岩约束的情况下。为防止大坝裂缝，除适当分缝、分块和提高混凝土质量外，还应对混凝土进行温度控制。温度控制目的对大体积混凝土进行温度控制的目的，一是防止由于混凝土温升过髙、内外温差过大及气温骤降产生各种温度裂缝；二是为做好接缝灌浆，满足结构受力要求，提髙施工工效，简化施工程序提供依据。基础容许温差；上、下层容许温差；内外容许温差。降低混凝土的初浇温度。预冷骨料、加冰屑拌和；采用合理的混凝土分区，埋设块石，掺用适宜的外加剂和塑性剂等尽量减少水泥用量；采用低热水泥；并在运输中注意隔热保温。减少混凝土水化热温升。混凝土硬化初期发热量最大，温升最快，采用冷却水管进行初期冷却或减小浇筑层厚度，利用仓面天然散热，可以有效地减小水化热温升。加强对混凝土表面的养护和保护。在混凝土浇筑后初期需要对坝块表面加覆盖、浇水养护。冬季要抵御寒潮袭击，夏季要防止热量回灌进入混凝土。综合考虑工程的具体条件和设计原则研究确定以上措施，并同时做好施工组织设计、安排好施工季节、施工进度、坝块浇筑顺序等。补充：重力坝的设计内容1剖面设计（原则：①满足稳定和强度要求，保证大坝安全；②工程量小；③运用方便;④便于施）工。2荷载分析3稳定分析4应力分析5构造设计6地基处理7溢流重力坝和泄水孔设计8监测设计3、掌握拱坝的特点、类型、构造、形式及对地形地质条件的要求，了解体型选择和轮廓布置拱坝是固结于基岩上的空间壳体结构，在平面上呈凸向上游的拱形，拱冠剖面呈竖直的或向上游凸出的曲线形，坝体结构既有拱作用又有梁作用，其所承受的水平荷载一部分通过拱的作用压向两岸，另一部分通过竖直梁的作用传到坝底基岩。坝体的稳定主要靠两岸拱端的反力作用，并不全靠坝体自重来维持。由于拱是一种主要承受轴向压力的推力结构，拱内弯矩较小。拱坝的体积比同一髙度的重力坝大约1/3〜2/3。拱坝属于髙次超静定结构，当外荷载增大或坝的某一部位发生局部开裂时，坝体的拱和梁作用会自行调整，。拱坝的到设计荷载的5〜11倍。拱坝坝身不设永久伸缩缝，温度变化和基岩变形对琐体应力的影响显著。不仅可以安全溢流，而且可以在坝身设置泄水孔。由于拱坝剖面较薄，坝体几何形状复杂，因此对施防渗要求都较复杂。单曲拱坝、双曲拱坝、斜拱坝、周边缝拱坝、双拱坝、空腹拱坝、预应力拱坝。筑琐材料为混凝土，中小型工程可用楽砲块石。分缝与接缝处理施工期分段浇筑，各段之间设有收缩缝。收缩缝有横缝、纵缝两类。收缩缝表面作成键槽，预埋灌浆管与出浆盒，坝体冷却后进行压力灌浆。横缝：横缝是半径向的，间距一般取15〜20，铅直面。横缝底部与地基面的夹角不得小于60°，并尽可能接近正交。缝内设铅直向的梯形键槽。横缝上游侧设止水片。纵缝：拱坝一般不设纵缝，对厚度大于40的拱坝，经分析论证，可考虑设置纵缝。相邻坝块间的纵缝应错开，间距约为20〜40，一般铅直，到缝顶附近应缓转与下游坝面正交。在一定条件下，可将横缝的一部分保持为永久缝，如近拱端地质条件较差不足以承受拱端推力时。坝顶与坝面，廊道与排水，管孔（与重力坝相同）垫座与周边缝对地形不规则的河谷或局部有深槽时，可在基岩与坝体之间设置垫座，在垫座与坝体之间形成周边缝，一般为二次曲线或卵形曲线，使垫座以上的坝体尽量接近对称。在径向断面上多数为圆弧形，缝面略向上游倾斜，与坝体传至垫座的压力线正交，也有一般弧线或直线。周边缝的作用：梁的刚度减弱，相对加强了拱的作用，改变了拱梁分载的比例。减小坝体传至垫座的弯矩，从而减小甚至消除坝体上游面的竖向拉应力，使坝体和垫座接触面的应力分布趋于均匀。可利用垫座增大与基岩的接触面积，调整和改善地基的受力状态。由于周边缝的存在，坝体即使开裂，只能延伸到缝边就会停止发展。若垫座开裂，也不致影响到坝体。垫座是人工基础，可减少河谷地形的不规则性和地质上局部软弱带的影响，改进拱坝的支承条件。垫座对坝体振动起缓冲作用。4、 掌握拱坝形式单曲拱坝：上游面铅直，整个坝体仅在水平面上呈曲线型。双曲拱坝：坝体在水平面和铅直面都呈曲线型。在接近矩形或较宽的梯形河谷，坝体上游面铅直，整个琐体仅在水平面呈曲线形，称为单曲拱琐。施工比较简便，直立的上游面也有利于布置进水口或泄水孔的控制设备。在底部狭窄的型河谷，坝体在水平面和铅直面均呈曲线形，称为双曲拱坝。优点:由于梁系也呈弯曲的形状，兼有竖向拱作用，承受水平荷载后，在产生水平位移的同时，还有向上位移的倾向，使梁的弯矩有所减小而轴向力加大，对降低坝的拉应力有利；另一方面在水压力作用下，坝体中部的竖向梁应力是上游面受压而下游面受拉，这同坝体自重产生的梁应力正好相反。5、 掌握拱坝对地形地质特点的要求理想的地形条件（主要因素)：左右岸对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的峡谷段，且琐端下游侧要有足够的岩体支撑，以保证坝体的稳定。型剖面最为有利。一般情况下，河谷宽髙比/<1.5的深切河谷可修建薄拱坝（厚高比/<0.2);/=1.5〜3.0的稍宽河谷可修建中厚拱坝（/=0.2〜0.35);/>3.0~4.5的宽河谷可修建重力拱坝（/>0.35);/>4.5的宽浅河谷应修建重力坝.左右对称的型河谷，拱厚度较薄；型河谷拱厚度较大，梯形河谷介于二者之间。拱坝最好修建于对称河谷中，在不对称河谷中修建的缺点是坝体受力条件较差，设计、施工复杂。当河谷不对称时，可采用人工措施使坝体尽可能接近对称，如（1)在较陡的一岸向深处开挖；（2)在较缓一岸建造重力墩；（3)设置垫座及周边缝等。有时也可采用不对称的双心圆拱布置。理想的地质条件：基岩比较均匀，坚固完整，有足够的强度，透水性小，能抵抗水的侵蚀，耐风化，岸坡稳定，没有大断裂等。6、了解体型选择和轮廓布置坝体尺寸：拱圈的平面形式，各层拱圈轴线的半径和中心角，拱冠梁（中心铅直平面）上、下游形式