工程水文学课件七

学习水文学必要性一、给水工程⑴采用地表水为水源的给水工程，首先要考虑水量变化及其取用条件，当水源水量充沛时，需要了解水源的水位泥沙变化情况，⑵当水源水量不足时，设法以丰补欠，进行水量的引取、蓄放与调节，需要对该水源的径流年济变化及年内分配等水文情况进行分析。（３）如果给水与灌溉，航运、水力发电等其他水利工程设施配合一起综合利用水利资源时候，其水文分析与计算的内容就更加复杂，更加广泛。

学习水文学必要性二、排水工程

⑴雨水排泄进行雨水和污废水排泄的设计计算，确定排泄口的位置。这些都需要进行水文资料的收集、分析与计算。⑵洪水防御考虑洪水防御工程的设计，都要预先求得暴雨和洪水的变化情况和设计特征值。主要内容第一章绪论第二章水循环及径流形成第三章水文信息采集与处理第四章水文统计第五章设计年径流及年内分配的计算第六章由流量资料推求设计洪水

考核说明本课程为必修课，闭卷考试。其成绩评定方法：平时成绩占２０%，期末考试占８０%；考试题型：选择题、判断题、填空题、简答题、计算题。考试时间：120~150分钟。参考文献１、马学尼、黄廷林，《水文学》（第三版），中国建筑工业出版社，1998。２、芮孝芳，《水文学原理》，中国水利水电出版社，2004。３、叶守泽，《水文及水利计算》，水利水电出版社，1992。４、雒文生，《河流水文学》，水利水电出版社，1992。///第一章绪论教学目标1、能够说出水的自然与社会属性。2、列举出三到四个你认为的人类面临的水问题。3、简述水文学发展历程。4、简述水文学科主要分支。5、说出水文现象的基本规律。第一节人类面临的主要水问题一、水的自然属性a、水资源的循环再生性.b、时间不均匀性。c、水的流动性d、水具有势能、动能、压力能和化学能等二、水的社会属性１、水是维持生命的不可替代的物质２、水的利害两重性３、人类开发利用水资源需要一定条件４、可能成为社会不稳定的一个因素三、主要水问题水、旱灾害是人类面临的主要自然灾害。全球气候变暖增加了解决水问题的难度。水污染加剧的势头还得不到有效的控制。不合理的工程措施和管理产生了负面影响。水、旱灾害在世界范围内每年因水、旱灾害造成的损失占各种自然灾害总损失的比例达55%，其中水灾为40%，旱灾为15%.

我国每年因水、旱灾害造成的损失占各种自然灾害总损失的比例要大于55%.我国目前受旱耕地超过0.2亿hm2，农田灌溉年缺水达300亿m3；我国620座城市中约有300座城市缺水，所缺水量约58亿m3，缺水已成为我国工农业生产发展的重要障碍之一。今年水灾旱灾情况今年入汛以来，我国部分地区遭受不同程度的自然灾害，特别是6月底以来，安徽、四川、湖北、河南、重庆、江苏等省（市）遭受严重的暴雨、洪涝灾害，重庆西部的区域特大暴雨是百年难遇。据国家民政部统计，截至7月16日，今年洪涝灾害共造成10544.8万人受灾，因灾死亡425人，失踪110人，紧急转移安置人口359.2万人；农作物受灾面积6429.7千公顷，其中绝收1174.7千公顷；倒塌房屋36.9万间，损坏房屋102.0万间，因灾直接经济损失334.7亿元。

全球气候变暖增加了解决水问题的难度

一是已使我国一些地区降水量减少，如山西省汾河流域多年平均降水量已由过去的558mm减少到现在的449mm，减少近20%；二是已使海平面明显上升，据分析，近百年来我国海平面平均每年上升了0.14cm，三是球气候变暖背景下，极端天气气候事件发生的频率和强度在增加。水污染加剧的势头还得不到有效的控制人们对保护水环境意识淡薄，走了一条“先发展经济，后治理环境”的路子，留下了许多环境后遗症，目前仍有一些国家或地区水污染呈加剧趋势.我国工业企业的废污水排放量很大，而且约80%以上未经处理就直接排入江河湖库等水体，已使得不少支流小河变成了排污沟，有的大江大河也出现了岸边污染带.水污染的加剧，不仅带来了严重的生态与环境问题，而且也增加了一些缺水地区和缺水城市的缺水程度，甚至出现缺乏安全饮用水的危机.

我国工业废水、生活污水：360亿T/a，处理率30%左右，有的地区不到10%，7.4万km2受到污染长江：沿江22个污染带长达500多km。不合理的工程措施和管理产生了负面影响对森林的乱砍滥伐，致使水土流失严重，恶化了当地生态与环境，造成了河道淤积，过量地开采地下水，会出现区域性地下水漏斗，引发地面沉降和海水入侵，不利于防洪，污染了地下水.不合理的引水灌溉，可能造成灌区次生盐碱化；也可能引起河流盐化，由于沿河不适当地修建了大量引水灌溉工程，结果导致从上游向下游，河流流量减少，河流含盐度不断增加.流域大量修建蓄水工程，或不合理跨流域调水，可能使河川径流不合理地减少，甚至断流。水脏水多水少水土流失水问题1洪涝灾害(水多)2亿水资唤源短泻缺(多水少余)为天采津供授水的银潘家窄口水狼库已版低于疮死水帖位水资酿源短因缺严静重3淡水体炕污染扣(水确脏)4枕水土受流失第二墓节痒水文隔学发崖展的券回顾一、典水文爹学定踢义：水文株学是董关于秩地球玻上水泊的起源坐、存麦在、攻分布圣、循朝环、雁运动等变朴化规甲律，渡以及像运用棕这些穗规律喷为人挽类服坟务的知识描体系。水文抛学是询研究地球按上水赔的时磨空分这布与软运动砌规律并将唯这些扭规律向应用鱼于水损资源样开发井利用佩与保期护的科学。水在坡地球睡表面抛形成蝴水圈誉，与埋大气绕圈、剑岩石侍圈、硬生物贡圈紧鸣密相北联，市水文醋学是地球鲁科学决的一拢部分;水荐资源驶的开筑发利寻用和殿防治狠水害刷都要父以水姜文规嚷律为遣根据敏，水浑文学忆又是水利关科学券的一稀部分。二、研究闹对象从大莫气中妄的水苹到海烈洋中箭的水睛，从若陆地错表面担的水输到地示下水渣，都遮是水扭文学高的研俘究对络象；亩水圈尖同大举气圈缝、岩溪石圈狂和生侨物圈姑等地果球自据然圈欲层的眨相互今关系萝，也惕是水简文学火的研凡究领叙域；术水文演学不耻仅研映究水量，而顿且研边究水质；不桂仅研瓜究现读时水口情的演瞬息版动态牌，而挑且探钳求全伸球水蹄的生确命史奋，预聪测它演未来缘瑞的变束化趋避势。三.发展蛙简史水文学发展示意图现代水文学应用水文学兴起时期奠基时期萌芽期萌芽次时期昨(远建古至石约公雪元1字40自0年镇)在尼罗惑河、幼发虎拉底渡河、恒河和黄河这些蠢古老百文化发祥号地的遗您迹中怕，我赚们可案以看腥到这矮一时隶期已巩经开较始了棋原始绳的水作文观荷测。问最早朵的水间位观数测是何在中国和埃及开始旺的。最早寄的雨爱量观窝测于怀公元啄前四榨世纪刚首先躬在印票度出领现，欲中国葡于公世元前面三世枝纪的犁秦代梅已开杠始有蒜呈报串雨量龟的制暖度，销到了赠公元元12乘47长年，恒已有慕了较争科学验的雨量为器和雨呢深计障算方俯法，棕并开软始用羡“竹兰笼验羽雪”初以计温算平掠地降刺雪深布度。明代刘天何和在冈治理庭黄河珍工作蹲中，绢已采担用手睡制“溉乘沙啄量水跟器”秩测定插河水柴中泥耐沙的指数量计。奠基役时期遇(约俩14授00岂～1雁90燥0)欧洲文艺报复兴带来杯的科傲学思签想的碗解放肚和科滋学技浑术的烟进步祥，为堵水文纵科学攀发展辆成为辆独立哈的学例科奠雁定了筒基础苏。这舅一时煎期，复水文浴仪器半的发和明使剧水文薪观测牲进入股了科榜学的支定量刊观测烧阶段殃。16形63蜜年雷图恩和腔胡克跌创制梁了翻斗引式自护记雨励量计，1抢68拦7年鄙哈雷粗创制测量转水面正蒸发钓量的蒸刻发器伤，1陶87怜0年牙埃利眼斯发坝明旋捞桨式宏流速舌仪，汗18彻85亿年普误赖斯耐发明旋杯站式流踏速仪宪。这些易近代狮水文剑仪器象使流肌量、皇流速挣、蒸谈发、何降水昨的观周测达贱到了培相当炭的精头度，损利用昌这些只近代稍水文角仪器熊进行贫水文驰观测艇的各茅种水恒文站翼陆续驶出现期。在这评一时习期，述近代水文镇科学死理论开始胡逐渐谜形成鸭。１6醉74毅年佩孕罗提派出了水量占平衡的概恒念，诞成为历水文旷科学隙最基索本的脑原理紫之一吨；17影38仙年伯绘努利贱父子辰发表水流摇能量析方程，17闯75娱年谢堂才发授表明渠白均匀角流公驶式；18逆02闭年道尔虚顿建立侧了研叹究水贫面蒸磨发的道尔胀顿公卧式；18躲56醉年，达西发表痒了描论述孔捕隙介罗质中流地下际水运营动的达西片定律；专门胳水文廉研究乒机构沾开始鹊出现气，一赖些国塔家开眼始出羽版水文婚年鉴动。弗里嚼西著土的《样河流民水文足测验脆方法据》、雷福雷它尔著聚的《什日内嘉瓦湖米湖泊生志》感、马琴略特吊著的兔《水乓的运归动》住等水务文学酷专著京陆续肠出版辛。这盼些著岩作总归结了阴当时化水文厌观测选和理虹论研室究的昂成就鸣，标淘志着攀水文司科学狐作为饮一门浮近代级科学终已奠格定基呈础。应用鹊水文夜学兴萍起时湖期(齐约1帝90等0～胡19垂50材)进入字20嫌世纪端，特惜别是第一导次世舱界大休战以后高，大录量兴监起的防招洪、忌灌溉渠、交返通工竖程和触农业染、林惯业乃刑至城榴市建重设向水丧文科院学提并出越邮来越烧多的杰新课哗题，尿解决摆这些南课题她的方秘法也万由经搅验的丈、零楚碎的暗逐渐尖理论肃化和书系统黄化，慎水文次科学捉的应脑用特饺色逐秧渐表冶现出刻来。在此部期间耻，水赌文站僚在世纪界范词围内屠发展巾成规骂模宏日大的肃水文佣站网哨系统润，这湖些成填就为柜应用腰水文悟学的势兴起蚂在理帝论上续、方猴法上垃和资户料条累件方漆面奠摆定了纲基础多，并腐率先梢形成摊了它攻最重羽要的息分支达学科示——工程狭水文添学。接洒着，摘农业丘水文授学、链森林守水文宣学、皆都市椒水文肝学也长相继但兴起矛。现代摘水文廉学由于忽人类样对水僚资源瓣的突存出需膜求，觉水文滔科学锅的研猎究领境域正似在向婶着为水资激源最员优开凤发利立用的西方向发展批，以揪期为润客观捕评价史、合侮理开散发、蒸充分验利用拨和保即护水翅资源举提供曲科学社依据寒；大规朋模的侄人类搁活动尊对自拳然水斤体，古进而天对自纤然环妨境正脑在产晌生多快方面恋的影待响。研究板和评争价人厦类活着动的巧水文泳效应屑和这灶种效拿应的坡环境闻意义就，揭示笨人类沾活动悬影响绝下水穴文现合象的烧规律吵，进拾而探缠讨水造文分波析的白新方吉法和反新途浩径，旁防止凯人类外活动饱对水殖文循滔环的聪影响吵朝着圆不利度于人蛇类生揭存环有境的素方向涨发展唱，这只一切跟正在璃成为酿水文筋科学余面临全的新宁课题忽。第三典节纲水耽文学粉主要贸分支畜学科按照基础瞧理论窝与应离用分可顷分为矩水文肢学原忧理（省又叫灭理论狠水文舅学）誉和应名用水箭文学锤。按研究炎方法分，镇则分歇为：证动力惜学水卵文学争，系厉统水季文学惩，计比算水影文学挖，确脸定性绿水文躁学，猎水文赶统计臣学，偿随机紧水文言学，喊地理浑水文否学，瞧实验胃水文本学，江同位竭素水桶文学哪，数长字水梁文学皱。按照研究葡对象分，沫则可伸分为颤：河线流水探文学谨、湖倾泊水锯文学毕、冰烛川水肥文学骄、河往口海福岸水千文学绵、地哭下水苹水文嗽学、哭水文裂气象航学、露水文扫测验冈学、辉水资至源学让。按照应用旦范围可分纷：工耽程水感文学兆、农叮业水杯文学批、森究林水蓬文学犬、城阴市水台文学卫、环罪境水筐文学院、生幻玉态水手文学僻。水文瞧学原役理：研静究自秤然界唱水文存循环线、水绞分运尊动和心溶质案输移歇转化族机理点，及馒水圈亲与大艺气圈板、岩贤石圈惠和生券物圈护的相苦互关傍系，恼主要泄内容肆包括榜：不肤同尺典度水种文循冶环几伤机理紫，土糕壤水第分运受动，蔑下渗卫和蒸除散发婆机理兆、洪特水运萍动规污律，割山坡责产流拿，汇订流，渠产沙且机理镜，水猎文循货环中米溶质妻转化溜机理仪等。河流偏水文四学：研滥究河既流水滑文现临象基保本规抢律及索河流茫资源慢利用由。河薄流水孙文现止象主沟要包赵括：绪河流啦补给勿、河单流洪活水与啄枯水何、河隐流热般动态喂与冰秒情、糊河流航泥沙须和河愁流水汤质等技。河响流的验形成横与水缎系发勺育、晴河槽民形势纹和河赤床演暂变、染河流孟生态鹊系统质保护基与修践复也恶是河犹流水哨文学稍的重投要研聚究课蕉题。地下疤水文揭学研究友地下未水水布文现旷象基链本规谅律及骑地下背水资悬源开斗发利银用。套地下俊水水禁文现慰象主营要包周括：贼地下昌水形简成和滔储存燃条件构，地再下水啦运动亿，地披下水哀水量略、水春位栏和水盏质的障动态长变化包等。测地下黎水开娘发利烤用引搂起的虽环境康和生侨态问想题也干是地产下水女文学障研究庄的重裹要内疼容。城市蜻水文殿学应用狸水文犁学中换较年必轻的刚分支多学科讲着重待研究驰城市饭发展瓦中的挂水资饮源、晓城市热排水雹的环顽境效题应和施城市事对径乘流形险成的纤影响机等问父题。工程嚷水文柴学：水白文学形的一绿个重陶要分律支，案为工岂程规能划设鹊计、乡丰施工根建设云、运铲行管柏理提调供水充文依茎据的友一门醒科学溪。工程办水文脉学主砌要内刑容（1漂）水文耳分析计算款（水帽文预声测）古：从灵统计虏的角收度测殃算工跨程实低施中麦和完碑成后很长皇时期驶内可能宿遇到填的各轧种机哑会（风概率扒）的度水文双现象仪的大直小与躁过程勒。如预呼测长雕江三趋峡工彻程未挎来千纳年一混遇的忌洪水节有多怨大？预主要爆为规划剩设计提供吧依据后。鹊（鸟2）水文尤预报：预酸报指兵定地店点或视地区一定蠢时期内（陶称预歇见期屡）水窄文现痰象的苍大小存及变斧化过深程。如预穴报某如河流币断面丙处从醒现在造起以妻后2吐4h从的水沸位有凑多高差？主沿要为的现场狡施工狡及工程宋管理提供气水文榜依据计。【例】：长幕江三石峡工驶程规财划设址计中键的工容程水耽文学兽问题德。【大标坝】坝型烈：瓜混凝份土重台力坝塌坝画顶高掠程（俗m）傅:极18狮5躲坝高似（m惨）:秧1旨75溪坝州长（寺m）里:林23亮35【溢洪文道】型式眉：有烂闸控粪制泄怎洪拳泄洪疏坝段紫长度幸（m踪蝶）：闷48宅3椅设计狡洪水坐洪峰查流量检（m³/虎s）铅：9桥88律00袖校货核洪提水洪舅峰流添量（应m³交/s居）：台12陵43睛00【水库】校核蜡洪水懂位（劲m）斤：义18相0.聋4轰设计却洪水抵位（谱m）虾：糊17光5猾防洪琴限制瞒水位详（m漂）：初14辫5降正常什高水模位（存m）匹：仍17茧5销枯季兴最低蚁水位莲（m杂）：爸15预5哪总库训容（承亿m³）茎：堡39此3乌防洪切库容扇（亿顷m³港）：次2娃21第.5饶库副面面楚积（颂km搞²）捆：锡10拘8第四景节雁水文康学现呆象的织基本嫌规律越以及座研究仙方法炼的基在本特挣点4.谊1故水文倚现象抖变化持的基州本规别律1、套成因床规律涨（确岩定性判规律副）：瞧表而示犬水文末现象搞形成涉的内靠在因拆果关润系，孔确定惨的成劲因和忆条件挥将对殖应于补确定讲的结今果。【例乘1-落1】翠根烧据质批量守毅恒原往理，征可得全球泪的多退年平扶均降脸水量摆=创全球斤的多扎年平魔均蒸议发【例尿1-悟2】洗流痛域上越一次品暴雨敏过程责-→捞扣摊除相训应的筹损失表过程沿=习=净仆雨过弊程—延→流艳域汇争流坝==撒流乏域出辨口相爬应的睡一次呜洪水溉过程2、汤统计蛾规律抗（随跃机性栽规律掉）：水文豆现象不断向地随失时间薄、地叫点发纠生变扁化，这种吴现象抄称水需文现易象的拾随机够性。康例如添：各猴年份社中最槽大洪毫峰流慌量、帖最枯猪径流蜂量出中现的辣时间任、大齿小也旁各不蹲相同肆。样本吵容量岩很大巷时，随机芝变量趋向蜓于一边个稳际定的晨分布恩，或身相关义变量筹表现朝为稳途定的饲相关庭关系引。如疯某流视域的为年最塘大洪身峰流绍量频农率曲迷线图代。3、糕水文据现象圈的相破似性倾和特文殊性两流染域或均地区晕气象贯条件该、地浊理位兼置、诞自然溉地理洒条件天等相挥似，百则两亭地水上文现绿象在哪一定居程度选上存北在着膨相似讲性。举例：同掉一地缘瑞区不驼同河率流，