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1、说 明图 例,邱大洪 / 主编 薛鸿超 / 主审,主讲 刘曙光教授,邱大洪，海岸和近海工程专家，1991年当选中国科学院院士（学部委员）。1951年毕业于清华大学土木工程系。现任大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室学术委员会主任，教授，港口、海岸及近海工程博士生导师。,1988年被评为国家级有突出贡献的科技专家。先后任国务院学位委员会科学评议组成员、国家自然科学基金会学科评议组成员，国家教育部科技委结构与材料工程学部组长。1992年当选九三学社中央委员；任第八届全国政协委员、第九届全国政协常委。先后任国际近海力学及极地工程会议流体力学委员会委员，中国海洋工程学会 中国海洋湖沼学会及中国港口
2、工程学会理事,辽宁省海洋学会副理事长,水利学报、海洋工程、港口工程、海洋通报等杂志编委。,邱大洪教授是我国海岸和近海工程学科的开拓者之一。50年代末主持了当时亚洲最大的渔业基地-大连渔港的设计工作，1987年，任总工程师，主持使这座港口具有接纳万吨级远洋捕捞船能力的扩建设计工作获得成功。,70年代初作为主要技术负责人，主持了中国第一座现代化的原油输出港-大连新港码头造型、总体和结构设计，并任施工现场的设计代表，提出的19个巨型桥墩采用预制沉箱浮运方案属中国建港史上的首创，该项设计研究获我国科学大会奖和70年代优秀设计奖。86年为开发中国海南北部湾的石油资源，牵头和主持的由五所高校联合承担的六五
3、科技攻关项目“钢筋混凝土多用平台可行性研究”,获86年国家教委科技进步一等奖。,2000年10月12日邱大洪教授为中国专家网 建成题词,邱大洪院士受聘我校顾问教授2003年4月7日，邱大洪教授被聘为我校顾问教授。在仪式上，校党委副书记虞丽娟教授代表吴启迪校长向邱大洪教授颁发证书并致贺词，衷心感谢邱大洪院士对我校港口海岸工程学科建设的大力支持。邱大洪院士在授证仪式上回顾了多年来与同济大学建立的深厚友谊，对能够成为同济的一员感到十分高兴，他表示，作为同济的教授，今后一定会为同济的发展尽自己的一份力量。授证仪式结束后，邱大洪院士为同济师生作了题为二十一世纪海岸和近海工程学科中的科学技术问题的学术报告
4、。,左：邱大洪 院士 右：虞丽娟 教授,自左向右：刘曙光 教授 朱合华教授 楼梦麟教授 邱大洪 院士 虞丽娟教授 唐益群教授 黄茂松教授,申 请 同 济 大 学 学 士 学 位 毕 业 设 计,工程水文学课件设计 诸葛正技专业：港口航道与海岸工程指导老师：刘曙光 教授土木工程学院 地下建筑与工程系 2003年6月,目 录 第一章 绪论 第二章 河川水文基础知识 第三章 河川水文测验 第四章 水文统计 基础知识 第五章 河道工程设计水位及流量推求 第六章 海浪 第七章 潮汐 第八章 近岸海流,第一章 绪论,第一章 绪论1）水文循环 2）河川和海洋资源 3）水文学 4）水文学的研究方法,水以不同的
5、形式存在于自然界中。,图中单位为,可供直接饮用的河流和淡水湖泊 10.17万,定义：存在于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、入渗和径流方式进行的往复交替的运动过程，称为水文循环或水循环。（原因、环节） 分类：大循环海陆之间的水文循环小循环海洋或陆地局部的水文循环 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，与人类生存、生产有着密切关系。水文循环的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。,水文循环,定义：地球上任一区域在一定时段内，输入的水量与输出的水量之差等于该区域内蓄水量的变化，
6、称为水量平衡。 从长时期来看，地球上的水循环是处于相对平衡状态的。因此可以假设，自然界水的总量是一个常值。流域n年的水量平衡方程：,式中：X 年降水量Y 年径流量Z 年蒸发量Un 第n年末流域蓄水量,水量平衡,如令：,流域多年平均降水量,流域多年平均径流量,流域多年平均蒸发量,则多年的水量平衡方程为：,在多年平均的情况下，流域蓄水量的变化项(Un-U0)/n甚小，可以忽略不计，则闭合流域的最后的多年平均水量方程为：,对于一个闭合流域，多年（长期）的平均降水量同多年的平均径流量和蒸发量的关系处于一个平衡状态，这种水量实质上是质量守恒原理的一种表现形式，水量平衡方程可广泛应用于任何隔离水体，在水文
7、分析计算中是个有力工具。,第一章 绪论 (1) 水文循环,6/6,第一章 绪论 (2)河川和海洋资源,1/1,我国的河川和海洋都蕴藏着丰富的资源，有待于我们去综合开发和利用。所有的这些水资源的开发利用，都需要我们进行相应的工程建设，工程水文学是我们利用地球丰富资源的基础。,水文学(Hydrology)是一门研究水在自然界中运行、变化和分布规律的科学。,应用于实际工程的水文学称为工程水文学，包括有关控制或利用河川和海洋资源所建造的工程，其规划、设计、施工与运行管理所需要的水文学的知识。,应用于实际工程的水文学称为工程水文学,第一章 绪论 (3) 水文学,2/2,成因法,确定性规律,偶然性规律,区
8、域性规律,随机现象 概率论和 数理统计,区域性方法,第一章 绪论 (4) 水文学的研究方法,1/1,冰川：,湖泊：,大气：,沼泽：,沼泽：,地下：,贵州安顺地下暗河,地下：,趵突泉,山河：,长江,山河：,黄河入海口,4/4,我们可以：,但是：,海平面上升 酸雨 臭氧层空洞 水污染,科学技术以前所未有的速度和规模迅猛发展，增强了人类改造自然的能力，给人类社会带来空前的繁荣，也为今后的进一步发展准备了必要的物质技术条件。对此，人们产生了盲目乐观情绪，好象自己已经成为大自然的主人，可以长期掠夺资源而不会受到大自然的惩罚。然而，这种掠夺式生产已经造成了生态和生活的破坏，大自然向人类亮起了红灯。,人类的
9、明天将是什么样子呢？悲观主义者描述了世界末日的景象，向全世界敲响了警钟。人们承认面临的严重危机，但是可以通过共同的努力战胜它，寻求新的发展道路。,我们只有一个地球,海上平台,海上平台,海上平台,航运,第二章 河川水文基础知识,第二章 河川水文基础知识第一节、河流和流域 第二节、径流形成过程及其主要影响因素 第三节、河川水文情势,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域,一、河流二、流域,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域 a）河流,1/10,1、河流的形成和分段 河流汇集地面径流和地下径流的水道 河水流经的谷地称为河谷。 河谷底部有水流的部分为河床。 脉络相通的大小河流所构成的系
10、统为水系（或河系）。,河源,上游,中游,下游,河口,一般天然河流，按照河谷和河床的情况，冲淤程度，水情变化等特点，分为：,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域 a）河流,2/10,2）河流的基本特征,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域 a）河流,3/10,河流断面 河流横断面：垂直于水流方向的断面。 水位：自由水面用某一水准基面的高程（m）标定。,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域 a）河流,4/10,河流纵断面：沿河流中泓线的断面。 中泓线：河流中沿水流方向各断面最大水深点的连线。,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域 a）河流,5/10,河流长度从河源到
11、河口的距离。 河流比降单位长度河段的落差。, 河底或水面比降。, 河段上游端和下游端水面或河底的高程。, 河段长度。, 水面或河底落差。,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域 a）河流,6/10,3）山区与平原河流的一般特性,山区河流 流经地势高峻、地形复杂的山区。 受水流不断的纵向切割和横向拓宽，河谷断面形成发育不完全的“V”字和“U”字形。,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域 a）河流,7/10,平原河流 流经地势平坦的平原地区。 河谷多为发育完全的河漫滩形态。,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域 a）河流,8/10,在平原河流主槽中，由于水流和河床的相互作用，
12、往往形成各种淤积体。,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域 a）河流,9/10,平原河流的横断面形状根据所在位置的不同有抛物线、不对称三角形和W形等数种。,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域 a）河流,10/10,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域 b）流域,1/4,1）流域分水线与流域面积 降水落到地面形成的径流，被高地、山岭分隔而汇集到不同的河流中，汇集水流的同一区域为某河流的流域。概括说就是河流的集水区域。 分隔水流的高地、山岭的山脊线，就是相邻流域的分界线，称分水线（或分水岭）,地面分水线和地下分水线相重合的流域为闭合流域；地面与地下分水线不重合的流域叫做非
13、闭合流域。 流域的分水线和出口断面所包围的面积，称为流域面积，或称为集水面积（km2）,2）流域特征,几何特征,自然地理特征,几何特征 主要指流域面积和流域形状,自然地理特征 主要是流域的地理位置和地形,第二章 河川水文基础知识 (1) 河流与流域 b）流域,4/4,a）径流形成过程,第二章 河川水文基础知识 (2) 径流形成过程及其主要影响因素,1/2,b）影响径流的主要因素,2/2,第二章 河川水文基础知识 (2) 径流形成过程及其主要影响因素,a）河川水文情势河川水文要素，如水位、流量、泥沙和冰情等多年的一般变化情况，称为河川水文情势（水文要素）。,b）径流的度量单位,流量（Q）：单位时
14、间内流过断面的水体体积。(m3/s)径流总量（W）：某时段T内流过断面的总径流体积。(m3)径流深（y）：径流总量平均分布在流域上的水深。(mm),径流模数（M）：单位流域面积上所产生的流量。,径流系数（）：某时段降雨量x所形成径流深y的比例数,因为降雨总是会有损失，所以一般只能小于1。,第二章 河川水文基础知识 (3) 河川水文情势,3/3,第三章 河川水文测验,第三章 河川水文测验1）水文测站 2）水位观测 3）流量测验 4）水位流量关系曲线,水文站分类,测站的布设,测验河段 的选择,基本水文站 的布设,第三章 河川水文测验 (1) 水文测站,2/2,水位观测设备及其布置 水面相对于某一基
15、准面的高程称为水位。,水尺,自记水位计,观测水位设备,第三章 河川水文测验 (2) 水位观测,1/7,2/7,第三章 河川水文测验 (2) 水位观测,1、水位观测的内容和要求 内容：基本水尺和比降水尺观测时段要求比降水尺的水位观测要求精度要求：基本水尺读至1cm，比降水尺读到0.5cm 2、港航测设中的临时水位观测,水位观测资料的整理,绘制日平均水位 过程线与日平均 水位历时曲线,日、月、年 平均水位计算,编制“逐日平均 水位表”,3/7,第三章 河川水文测验 (2) 水位观测,日平均水位法 1）算术平均法,2）面积包围法,4/7,第三章 河川水文测验 (2) 水位观测,编制“逐日平均水位表”,5/7,第三章 河川水文测验 (2) 水位观测,6/7,第三章 河川水文测验 (2) 水位观测,绘制日平均水位过程线与日平均水位历时曲线,日平均水位过程线是以水位为纵坐标、时间为横坐标绘出的曲线，每年一条，是分析河流水情变化特点的重要资料。,日平均水位历时区线是一个累积曲线，表示大于或等于某一水位值1年中出现的天数，航运工程设计时，很注重此特征值。,7/7,
