《工程水文学》(第4版)第1章 绪论

工程水文学

(EngineeringHydrology)

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安徽水电学院水文与水资源专业教研室二Ο一五年二月一日内容提要第1章绪论第2章流域径流形成过程第3章水文信息采集与处理第4章流域产流与汇流计算第5章水文预报第6章水文统计第7章设计年径流分析第8章由流量资料推求设计洪水第9章由暴雨资料推求设计洪水第10章排涝水文计算工程水文学

(EngineeringHydrology)第1章绪论二Ο一五年二月一日一、水循环

（一）水循环的定义地球上的液态和固态水在太阳辐射作用下蒸发而变成水汽，气态水被上升气流带离地面，并在空中飘移，在适当条件下又凝结成固态或液态水降落到地面，在重力作用下由高向低流动。地球上各种水体通过这种不断的蒸发、水汽输送、冷凝降落、下渗、形成径流的往复循环的过程称为水循环，也称水文循环。第1章绪论111385图示1水循环示意图

（二）形成水循环的成因形成水循环的外因是太阳辐射和地心引力，内因是水的物理性质“可在自然环境中完成三态转化”。（三）水循环的分类

按水文循环过程的整体性与局部性，分为大循环和小循环。海陆间的水分交换过程，称为大循环或外循环。由陆地到陆地或海洋到海洋的局部水文循环称为小循环或内循环。按照水文循环研究尺度的不同，分为全球水文循环、流域或区域水文循环和水—土壤—植物系统水文循环三种。

（四）水循环的影响因素

1、气象因素：如温度、风速、风向、湿度等，起主导作用；

2、自然地理条件：如地形、地质、土壤、植被等；

3、地理位置：经纬度；

4、人类活动：包括各种农业生产、水利工程、城市建设等。

（五）水循环的作用水循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一，它对自然环境的形成、演化和人类的生存产生巨大的影响。

1、直接影响气候变化。云、雨、闪电；湿润、干燥。

2、改变地表形态。沟溪江河、冲积平原、海洋、岩溶等。

3、形成再生资源。淡水资源和水能资源等。

广义：水资源是指地球表层可供人类利用的水。狭义：在一般情况下，水资源是指陆地上每年能够得到恢复和补充并可供人们利用的淡水，是陆地上由大气降水补给的各种地表和地下淡水水体的动态水。大气中的水汽，地面上的江河、湖沼、海洋和地下水等，统称为水体。水资源的特征包括水量、水质、水能、水域。二、水资源

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。二、水资源海洋水库河流冰山积云冰川

水灾害是指由于天然来水时空分布不均，不能满足人们正常生活和发展的要求，会造成一些地区的洪水、干旱、水环境恶化等自然灾害。

洪水是由于暴雨、融雪、风暴潮、水库溃坝等引起江河流量迅速增加、水位急剧上涨的现象。

干旱是指水分的收与支或供与求不平衡形成的水分短缺现象，干旱引起水资源短缺会造成工农业减产，影响人们正常生活。

水环境恶化是人类社会对水资源的过度开发利用、缺乏有效保护造成的后果。三、水灾害洪水内涝溃堤河塘湖泊河流河流污染污水排放太湖蓝藻

水量平衡原理——根据物质不灭定理，在水文循环过程中，对任一区域（或水体）、任一时段内输入水量与输出水量之差等于其蓄水量的变化量。

1、水量平衡方程

2、全球水量平衡方程：

3、流域水量平衡方程：四、水量平衡方程

水文学(Hydrology)是研究自然界各种水体（大气水、地表水、地下水）的存在、分布及循环变化规律，水体的物理化学性质，以及水体与环境的相互作用和影响，包括与生物特别是人类的相互作用和影响的一门学科。按照基础理论与应用分为：水文学原理和应用水文学。按照研究方法分为：系统水文学、动力水文学、随机水文学、水文测验学等。根据研究对象，分为：河流水文学、湖泊水文学、水文气象学、陆地水文学、海洋水文学、地下水水文学、生态水文学等。根据服务范畴分为：工程水文学、农业水文学、城市水文学等。五、水文学的概念

工程水文学属于陆地水文学范畴，它是针对涉水工程的性质和需求，将水文学的基本理论和方法应用于工程建设与管理的一门技术学科。工程水文学的主要内容包括：

“水文学原理”篇：第1章绪论、第2章流域径流形成过程、第4章流域产流与汇流计算。“水文测验学”篇：第3章水文信息采集与处理。“水文预报”篇：第5章水文预报。“水文统计学”篇：第6章水文统计。“水文水利计算”篇：第7章设计年径流分析及径流随机模拟、第8章由流量资料推求设计洪水、第9章由暴雨资料推求设计洪水。六、工程水文学的任务及内容

水文现象是一种自然现象，例如：降水、蒸发、径流和下渗等。它的发生和发展往往具有必然性也具有偶然性。水文现象的基本规律包括确定性规律和随机性规律。

确定性规律表示水文现象形成的内在因果关系，确定的成因和条件将对应于确定的结果；

随机性规律反映水文现象的偶然性及不确定性。七、水文现象及其基本规律

（1）成因分析法根据水文过程形成的机理，定量分析水文现象与其影响因素之间的成因关系，并建立相应的数学物理方程。

（2）地理综合法依据水文现象所具有的地区性和地带性分布特征，综合气候、地质、地貌、土壤、植被等自然地理要素，分析水文要素的地理分布规律，利用已有的的水文资料建立地区性经验公式，绘制水文特征等值线图。八、工程水文学的研究方法

（3）数理统计法以概率论和数理统计学为基