工程水文学绪论.pptxVIP

工程水文学绪论;课时安排;第一章 绪论;水资源储量;水通过降水、下渗、径流、蒸发等水文现象在大气圈、岩石圈、水圈和生物圈所构成的地球系统中周而复始地运动，维持了地球上多种多样的生命形态; 但自然或人为的一些原因，使得全球范围内出现了许多水问题，这些水问题给人类甚至整个地球生态系统的发展带来了极大威胁;水多水少;水是载体和溶剂;流动的水具有能量;§1.1 水文学及其研究内容 ;二 相关概念 水体：以一定方式存在于某一环境中的，具有一定特征和变化规律的水 水文循环：地球上各种水体中的水，在太阳辐射与地心引力的作用下，以蒸发、降水、下渗和径流方式进行的往复循环的运动过程 水文现象：水在运动变化过程中表现出来的物理现象，如蒸发、降水、河流和湖泊中的水位涨落、冰情变化、冰川进退、地下水的运动和水质变化等;自然界的各种水体;湖泊 ;大气 ;沼泽 ;沼泽 ;地下水 ;河流 ;河流 ;;水分循环的分类;地球上的水文循环是由一系列大小循环组合而成的一个复杂的动态系统 水文循环是最活跃的物质循环之一，其运动规律建立在水量平衡的基础上，是质量守恒在水文循环中的特殊表达方式;三 水文学的分支学科 按基础理论与应用分：水文学原理和应用水文学； 水文学原理：阐明各种水文现象、水文过程形成的原因和机理 应用水文学按应用范围分为：工程、农业、森林、城市、环境、生态水文学等； 工程水文学：研究水文学原理应用于工程实践的方法，为给排水工程或其他有关工程的规划、设计、施工、运行管理提供水文依据。主要包括水文计算、水文预报和水利计算等内容; 按研究对象分：河流、湖泊、冰川、河口、沼泽、海洋、地下水水文学等； 河流水文学：研究河流水文现象基本规律及河流水资源利用 地下水水文学：研究地下水水文现象基本规律及地下水资源开发利用;§1.2 水文学发展史; 奠基时期(公元1400～1900年) 该时期，西欧的产业革命促进了水利事业的发展，在水文观测方面，发明制造了雨量器、蒸发器、流速仪等，系统的水文测验为水文定量计算及预报奠定了坚实的基础; 兴起阶段（20世纪初至50年代） 进入20世纪，大规模的水利水电建设蓬勃发展，需要科学的水文计算和水文预报，使应用水文学迅速发展起来 ① 美国1900年J.A.塞登提出著名的塞登定律； ② 1924年H.A.福斯特建立了P-Ⅲ水文频率曲线计算方法； ③ 1932年L.R.K.谢尔曼提出单位线法； ④ 1935年G.T.麦卡锡建立了马斯京根河道洪水演算法…… 这一时期我国的水文学发展比较落后; 现代水文学时期（1950年以后） 随着计算机、遥感、遥测等高新技术的应用，水文学发展进入了一个新时代，流域数学模型、水资源学、水环境学、随机水文学相继形成 流域数学模型：如SPAC模型(土壤-植物-大气系统中水文现象的基本规律，为农业用水、节水和灌溉提供科学依据)，另如赵人俊的新安江模型和陕北模型(分别是湿润区和干旱区的产流机制) ;§1.3 工程水文学在给排水工程中的作用 ;给水工程：需要了解供水的水源及水资源量;排水工程：雨水的排除、污水排泄的设计计算、排泄口位置的选择、洪水防御的设计等，都需要预先求得暴雨和洪水的大小和变化情况;工程在规划设计期间，对河流洪水量的估算直接关系到工程规模和投资的大小； 在施工期间，施工期设计洪水的估算关系到工程的安全性和经济性； 运行管理期间，根据水文预报进行径流调节，充分利用水库的调节功能，拦蓄洪水变害为利，确保工程的本身的安全性和下游人民的生命与财产安全;规划、设计阶段——为确定工程规模提供水文依据 例如在设计直接从河流中取水的工程时 若洪水位估算偏高，则使工程规模偏大； 洪水位估算偏低，则易使取水工程遭淹没破坏； 河流枯水位估算过高，易使取水工程在枯水期取不到足够水量； 河流枯水位估算过低，不仅会使取水工程底面标高偏低，增加建设投资，并恶化取水水质，而且可能使得设计的工程规模偏小，使天然水资源得不到充分利用;施工阶段 大型取水工程施工工期较长，为确定施工用临时性水工建筑物的尺寸，需了解施工期间的来水情况 洪水位估算偏高，会使施工建筑物规模过大，造成浪费； 洪水位估算偏低，则易使施工建筑物遭受破坏，影响施工进度并造成巨大损失;运营管理阶段 需经常掌握来水来沙情况，以便最优调度给水工程，向用户提供足量的合格用水； 在工程运营期间，有时还须不断复核和修正设计阶段的水文分析计算成果，必要时对工程进行扩改建;第36页/共53页;;第38页/共53页;城市给水排水工程;§1.4 水文现象的特性及研究方