工程水文学第一章课件.pptVIP

X.H.Dong, University of Twente 工程水文学及水利计算 讲课教师： 李英海 工程水文学及水利计算 （一）课程性质和特点 工程水文是水利类专业的一门重要的专业基础课。通过本课程的学习，能初步掌握与水利水电工程规划设计、施工建设和运行管理有关的暴雨、洪水、径流资料的收集、分析计算的基本知识和基本技能，为其它专业课的学习和今后从事专业工作或进行科学研究工作打下基础。 工程水文学 （二）课程的基本要求 1.了解水文现象的基本特点，物理成因，影响因素及其变化规律。 2.掌握初步的水文测验技能和收集水文资料的方法。 3.熟悉和掌握水文分析的基本原理，如径流形成原理、水量平衡原理、水文统计原理等；掌握径流和洪水计算的基本方法，如成因分析法、水文统计法等，对工程中遇到的水文分析计算问题具有一定的分析和计算能力。 4.初步掌握水文预报的基本原理和方法。 第一章 绪 论 §1.1 水文学 §1.2 工程水文学的研究方法 §1.3 水文学的发展 §1.1 水文学 内容提要 　 工程水文学的意义与主要内容，水资源的基本概念。 学习要求 从工程建设需要了解工程水文内容。 §1.1 水文学-§1.1.1水文学 水文学的定义 研究自然界各种水体（大气水、地表水、地下水）的存在、分布、循环、物理化学性质及其环境因素的变化规律，预测、预报各水文现象（如降水、水位、流量、水质等）的变化情势。 §1.1 水文学-§1.1.1水文学 全球各水体水量分布（亿km3）： 大气:?????? 0.000129(0.1%) 陆地:?????? 0.48(3.5%) 海洋:?????? 13.38(96.5%) ∑ :????? 13.86 §1.1 水文学-§1.1.1水文学 根据水体分布情况，水文学可分为： 水文气象学： 　 主要研究降水、蒸发、温度、湿度、风、气压。 陆地水文学： 主要研究地表水、地下水，又可分为河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学、地下水文学、森林水文学等。 海洋水文学： 主要研究海温、洋流、风浪、潮汐等。 §1.1 水文学-§1.1.2水资源 水资源的定义： 地球表层可供人类利用的水称为水资源。水资源包括水量、水质、水能资源和水域。 ?? §1.1 水文学-§1.1.3工程水文学 工程水文学的定义： 水文学的一个重要分支，将水文学方面的知识应用于水利水电工程，为工程的规划设计、施工建设、运行管理提供水文依据的一门科学。 §1.1 水文学-§1.1.3工程水文学 工程水文学主要内容分四方面： （1）水文信息采集与处理（水文测验）：描述关于降水、蒸发、下渗、水位、流量、泥沙、水质、河道等项目的观测、调查及资料整编、检索的方法。 （2）降雨径流相关分析：揭示流域径流的形成规律，定量分析降雨量、土壤含水量、径流量之间以及降雨过程与流量过程之间的关系，描述流域产流与汇流计算的常用方法与数学模型。 （3）水文分析计算：揭示水文现象的成因规律与统计规律，研究水文要素与地理因素之间的联系及时空分布特性，论述各种资料条件下预估未来水文情势的方法和途径。 （4）水文预报：重点研究洪峰流量、洪水位及洪水过程的短期预报方法。 §1.1 水文学-§1.1.3工程水文学 【例1-1】：1998年长江特大洪水防洪中，曾几次运用洪水预报，及时指导清江水库调度，实现清江洪水与三峡洪水错峰，避免了荆江分洪区分洪。 §1.1 水文学-§1.1.3工程水文学 【例1-2】：长江三峡工程规划设计中的工程水文学问题。 设计年径流预测（以确定正常高水位、枯季最低水位、装机容量、平均年发电量等）：平均年径流量；径流年际变化；径流年内变化。 设计洪水预测（以确定校核洪水位、设计洪水位、防洪限制水位、防洪库容、溢洪道尺寸等）：校核洪水（万年一遇）；设计洪水（千年一遇）。 §1.2 工程水文学的研究方法 内容提要 流域及其降雨径流水文系统，水文现象的基本规律与研究方法 学习要求 　 了解流域水文系统的基本概念，理解水文现象基本规律与计算方法 §1.2 工程水文学的研究方法 1、流域 : ? 汇聚于一条河流的积水区域，包括地面的和地下的，如图1-4。 §1.2 工程水文学的研究方法 2、流域降雨径流水文系统流域输入：I(t)=降雨P(t)流域出口输出：径流Q(t)，蒸发E(t) 流域使I(t)转化为Q(t)的变换函数：Ω{} 则该系统表示为：Q(t)= Ω{I(t)} §1.2 工程水文学的研究