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1、2010-11-241 授课时间：授课时间：2010.10.272010-12.15 Beijing Jiaotong Univ. 2010-11-242 教材：教材： 1 齐梅兰，工程水文学齐梅兰，工程水文学 参考书：参考书： 2 詹道江、叶守泽合编，工程水文学，中国水利水电 出版社 詹道江、叶守泽合编，工程水文学，中国水利水电 出版社 3 王燕生主编，工程水文学，清华大学水利工程系王燕生主编，工程水文学，清华大学水利工程系 教师：教师：齐梅兰齐梅兰 联系地址：联系地址：综合楼综合楼603；电话：；电话：84390 答疑时间： 周三课后 答疑地点： 随堂教室 答疑时间： 周三课后 答疑地点：
2、 随堂教室 2010-11-243 考核方式：考核方式：考试（闭卷）考试（闭卷）70% 平时成绩平时成绩30% 学习方法：学习方法：讲授与练习结合讲授与练习结合 鼓励深入学习，创造性应用鼓励深入学习，创造性应用 2010-11-244 工程水文学工程水文学 课 程 内容课 程 内容 第一章第一章：绪论绪论 第二章第二章：水文循环与河川径流水文循环与河川径流 第三章第三章：河流水文观测与资料处理河流水文观测与资料处理 第四章第四章：工程水文预报计算原理与方法工程水文预报计算原理与方法 第五章第五章：水文统计（基本概念与方法）水文统计（基本概念与方法） 第六章第六章：设计洪水推求设计洪水推求 第七
3、章第七章：工程中的特殊水文问题工程中的特殊水文问题 2010-11-245 工程水文学工程水文学 ch.1 第一章绪论第一章绪论 水文学研究内容水文学研究内容 水文学研究方法水文学研究方法 1.1 1.2 1.3 水文现象及其基本规律水文现象及其基本规律 水文学分类水文学分类 工程水文学工程水文学 应用及实例应用及实例 水文现象水文现象 基本规律基本规律 研究方法研究方法 研究特点研究特点 2010-11-246 工程水文学工程水文学 ch.1 1 掌握：水文现象的基本变化规律。 2 了解：水文学的基本研究方法。 3 了解：工程水文学的任务、内容 1 掌握：水文现象的基本变化规律。 2 了解：
4、水文学的基本研究方法。 3 了解：工程水文学的任务、内容 本章重点：本章重点： 2010-11-247 主要研究自然界各种水体主要研究自然界各种水体（大 气水、地表水、地下水） （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。 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。 水文学研究内容水文学研究内容 1.1 2010-11-24 8 水文学研究内容水文学研究内容1.1 水文学分类 水文气象学： 水文学分类
5、水文气象学： 陆地水文学陆地水文学： 海洋水文学： ： 海洋水文学： 有各种不同名称的水文学， 如： 有各种不同名称的水文学， 如： 主要研究降水、蒸发、温度、 湿度、风、气压。 主要研究降水、蒸发、温度、 湿度、风、气压。 主要研究地表水、地下水，分为：主要研究地表水、地下水，分为： 河流（地表）水文学河流（地表）水文学、湖泊水文学、沼泽、 冰川水文学、 地下水文学、森林水文学等。 、湖泊水文学、沼泽、 冰川水文学、 地下水文学、森林水文学等。 主要研究海温、洋流、风浪、潮汐等。主要研究海温、洋流、风浪、潮汐等。 可见，水文学是按水体的 空间分布情况进行分类的 。 可见，水文学是按水体的 空
6、间分布情况进行分类的 。 2010-11-249 河流（地表）水文 学 河流（地表）水文 学是陆地水文学 中的分支，它主要研 究地表水的科学，与 国民经济关系更为密 切，也是工程水文学 关注的重点内容。 是陆地水文学 中的分支，它主要研 究地表水的科学，与 国民经济关系更为密 切，也是工程水文学 关注的重点内容。 水文学研究内容水文学研究内容 1.1 工程水文学 工程水文学 工程水文学：工程水文学： 是水文学的一个重要 分支，是为工程规划设计、 施工建设、运行管理提供 水文依据的一门科学。 是水文学的一个重要 分支，是为工程规划设计、 施工建设、运行管理提供 水文依据的一门科学。 2010-1
7、1-24 10 工程水文学主要研究内容：工程水文学主要研究内容： （1）水文分析计算水文分析计算（水文预测）：从统计的角度 测算工程实施中和完 成后很长时期内可能遇到的各种机 会（概率）的水文现象的大小与过程。主要为规划设计 提供依据。 从统计的角度 测算工程实施中和完 成后很长时期内可能遇到的各种机 会（概率）的水文现象的大小与过程。主要为规划设计 提供依据。 从工程角度：从工程角度： （2）水文预报水文预报：预报指定地点或地区一定时期内 （称预见期）水文现象的大小及变化过程。主要为现场 施工及工程管理提供水文依据。 预报指定地点或地区一定时期内 （称预见期）水文现象的大小及变化过程。主要为
8、现场 施工及工程管理提供水文依据。 2010-11-24 11 应用及实例应用及实例 水文学研究内容水文学研究内容 1.1 工程水文学应用范围很广：工程水文学应用范围很广： 水能资源利用工程水能资源利用工程 公路与铁路交通工程公路与铁路交通工程 城市与工矿给排水工程城市与工矿给排水工程 水、油、气等能源的 管道输送工程 水、油、气等能源的 管道输送工程 应用于工程的各个阶段：应用于工程的各个阶段： 规划设计阶段，以确定 工程的设计规模； 规划设计阶段，以确定 工程的设计规模； 施工阶段，以确定围堰、 导流建筑物的规模； 施工阶段，以确定围堰、 导流建筑物的规模； 运行期间实时水文预报， 提高工
9、程运用效益，防灾 减灾、保证建筑物安全。 运行期间实时水文预报， 提高工程运用效益，防灾 减灾、保证建筑物安全。 低碳建筑与环境。低碳建筑与环境。 道路与交通 地表径流地表径流 预测降雨量，计算、 设计排水设施 预测降雨量，计算、 设计排水设施 路堤高度路堤高度上游水域水位上游水域水位 预测设计洪水量 与水位 预测设计洪水量 与水位 洪泛区路基水毁洪泛区路基水毁 水文情势预测不足， 排水设施不利 水文情势预测不足， 排水设施不利 河流中桥墩冲刷河流中桥墩冲刷 预测设计洪水值， 计算冲刷， 安全设计墩基础。 预测设计洪水值， 计算冲刷， 安全设计墩基础。 水流侵蚀高度水流侵蚀高度 桥台局部侵蚀桥
10、台局部侵蚀 桥墩台侵蚀桥墩台侵蚀 2010-11-2417 城市防洪与排水 市政地表排水市政地表排水 市政地下排水市政地下排水 建筑环境与低碳 绿色屋顶绿色屋顶 考虑的问题 水量？流量？水位？ 设计标准的水文参数？多少年一遇？ 水文参数的统计计算 工程设施的设计、维护 2010-11-2422 桥梁工程桥梁工程规划设计中的工程水文学问题。规划设计中的工程水文学问题。 【工程实例工程实例1】：】： 【工程实例工程实例2】：】： 例例1.1 2010-11-2423 桥梁工程桥梁工程规划设计中的工程水文学问题: 规划设计中的工程水文学问题: 设计年径流预测：设计年径流预测：（以确定（以确定洪水频率
11、、径流量、水位洪水频率、径流量、水位等）等） 设计洪水预测：设计洪水预测：（以确定（以确定校核洪水位校核洪水位、设计洪水位、孔 径、梁底 标高、泄洪导流设施等） 、设计洪水位、孔 径、梁底 标高、泄洪导流设施等） 水文预报：水文预报：（指导工程防洪、施工、运用管理等）（指导工程防洪、施工、运用管理等） 可指导跨河桥梁工程设计中的桥位选择、桥长、孔跨布 置、梁高及桥墩基础高程设计、施工设计等。 可指导跨河桥梁工程设计中的桥位选择、桥长、孔跨布 置、梁高及桥墩基础高程设计、施工设计等。 2010-11-2424 长江三峡工程规 划设计中的工程 水文学问题。 长江三峡工程规 划设计中的工程 水文学问
12、题。 【工程目的工程目的】：】：防洪、发电、航运防洪、发电、航运 例例1.2 2010-11-24 25 【三峡工程主要水文学问题三峡工程主要水文学问题】：】： 设计年径流预测：设计年径流预测：（以确定（以确定正常高水位正常高水位、枯季、枯季最低水位最低水位、 装机容量、 、 装机容量、平均年发电量平均年发电量等）等） 设计洪水预测：设计洪水预测：（以确定以确定校核洪水位校核洪水位、设计洪水位、 防洪 、设计洪水位、 防洪限制水位限制水位、防洪库容、溢洪道 尺寸等） 、防洪库容、溢洪道 尺寸等） 水文预报：水文预报：（指导发电、防洪、水库调度等）（指导发电、防洪、水库调度等） 2010-11-
13、2426 中国地表流域中国地表流域 水资源 分布 不均匀 水资源 分布 不均匀 例例1.3 水资源工程水资源工程 2010-11-2427 我国南水北调工程我国南水北调工程 例例1.3 水资源工程水资源工程 2010-11-2428 1.2 水文现象及其基本规律水文现象及其基本规律 水文现象水文现象 水文现象水文现象，指地球 上的水受外部作用而产生 的永无休止的运动形式， 有降水、蒸发、渗流、 径流等。 ，指地球 上的水受外部作用而产生 的永无休止的运动形式， 有降水、蒸发、渗流、 径流等。 2010-11-2429 1、确定性规律确定性规律 2、随机性规律、随机性规律 3、地区性规律、地区性
14、规律 3 类类 2 类类 必然性规律必然性规律 偶然性规律偶然性规律 水文现象规律可分为如下二类或三类：水文现象规律可分为如下二类或三类： 基本规律 基本规律 2010-11-2430 1、确定性规律：确定性规律：表示表示水文现象水文现象形成的内在因果关系，确 定的 形成的内在因果关系，确 定的成因成因和和条件条件将对应于确定的将对应于确定的结果结果。 当一条河流流域降一场暴雨，这条河流就会 涨水，出现一次洪水过程。暴雨强度大，降 水历时长，笼罩面积大，则会出现洪峰、洪 量。这种因果关系一般属确定性的。 当一条河流流域降一场暴雨，这条河流就会 涨水，出现一次洪水过程。暴雨强度大，降 水历时长，
15、笼罩面积大，则会出现洪峰、洪 量。这种因果关系一般属确定性的。 根据根据质量守恒质量守恒原理，可得: 全球的 原理，可得: 全球的多年平均多年平均降水量降水量 = = 全球的全球的多年平均多年平均蒸发量蒸发量 基本规律 基本规律 例例1.4： 例例1.5： 2010-11-2431 2、2、随机性规律：随机性规律：某些水文现象的出现规律是某些水文现象的出现规律是不确定不确定的， 称为 的， 称为随机性随机性规律。规律。 洪水每年出现的洪水每年出现的具体时间具体时间是不固定的，洪 峰流量的 是不固定的，洪 峰流量的大小大小也各次不同，这些反映了水文现 象的随机特点。 也各次不同，这些反映了水文现
16、 象的随机特点。 通过大量观测资料，可以发现某些水文变量出现 的机会，可以用随机性水文模型描述，即认为这些水 文现象服从随机性规律。 通过大量观测资料，可以发现某些水文变量出现 的机会，可以用随机性水文模型描述，即认为这些水 文现象服从随机性规律。 例例1.6： 2010-11-2432 3、地区性规律：3、地区性规律：受气候及地理条件影响，水文现象在不 同地区具有不同的特性，水文中称之为 地区性规律。 受气候及地理条件影响，水文现象在不 同地区具有不同的特性，水文中称之为 地区性规律。 是确定性规律 、随机性规律 和地区经验关 系的综合反映。 是确定性规律 、随机性规律 和地区经验关 系的综合反映。 我国东南沿海地区 多年平均降雨量及河川 年径流量大，而西北内 陆地区小，形成不同地 区的降雨径流规律。 我国东南沿海地区 多年平均降雨量及河川 年径流量大，而西北内 陆地区小，形成不同地 区的降雨径流规律。 例例1.7： 2010-11-2433 1、成因分析法
