1、工程水文學工程水文學 (Engineering Hydrology)安徽水電學院水文與水資源專業教研室安徽水電學院水文與水資源專業教研室二二一五年二月一日一五年二月一日內容提要內容提要第第1 1章章 緒論緒論 第第2 2章章 流域徑流形成過程流域徑流形成過程 第第3 3章章 水文信息采集與處理水文信息采集與處理 第第4 4章章 流域產流與匯流計算流域產流與匯流計算 第第5 5章章 水文預報水文預報第第6 6章章 水文統計水文統計第第7 7章章 設計年徑流分析設計年徑流分析第第8 8章章 由流量資料推求設計洪水由流量資料推求設計洪水第第9 9章章 由暴雨資料推求設計洪水由暴雨資料推求設計洪水第第

2、1010章章 排澇水文計算排澇水文計算 工程水文學工程水文學 (Engineering Hydrology)二二一五年二月一日一五年二月一日一、水循環一、水循環 （一）水循環的定義（一）水循環的定義 地球上的液態和固態水在太陽輻射作用下蒸發而變成水汽，氣態水被上升氣流帶離地面，并在空中飄移，在適當條件下又凝結成固態或液態水降落到地面，在重力作用下由高向低流動。 地球上各種水體通過這種不斷的蒸發、水汽輸送、冷凝降落、下滲、形成徑流的往復循環的過程稱為水循環水循環，也稱水文循環水文循環。 第第1章章 緒緒 論論111385圖示1 水循環示意圖 （二）形成水循環的成因（二）形成水循環的成因 形成水循

3、環的外因是太陽輻射和地心引力太陽輻射和地心引力，內因是水水的物理性質的物理性質“可在自然環境中完成三態轉化可在自然環境中完成三態轉化”。 （三）水循環的分類（三）水循環的分類 按水文循環過程的整體性與局部性，分為大循環和小循環。海陸間的水分交換過程，稱為大循環大循環或外循環外循環。由陸地到陸地或海洋到海洋的局部水文循環稱為小循環小循環或內內循環循環。按照水文循環研究尺度的不同，分為全球水文循環全球水文循環、流域或區域水文循環流域或區域水文循環和水水土壤土壤植物系統水文循環植物系統水文循環三種。 （四）水循環的影響因素（四）水循環的影響因素 1 1、氣象因素：、氣象因素：如溫度、風速、風向、濕度

4、等，起主導作用； 2 2、自然地理條件：、自然地理條件：如地形、地質、土壤、植被等； 3 3、地理位置：、地理位置：經緯度； 4 4、人類活動：、人類活動：包括各種農業生產、水利工程、城市建設等。 （五）水循環的作用（五）水循環的作用 水循環是地球上最重要、最活躍的物質循環之一，它對自然環境的形成、演化和人類的生存產生巨大的影響。 1 1、直接影響氣候變化。、直接影響氣候變化。云、雨、閃電；濕潤、干燥。 2 2、改變地表形態。、改變地表形態。溝溪江河、沖積平原、海洋、巖溶等。 3 3、形成再生資源。、形成再生資源。淡水資源和水能資源等。 廣義：水資源水資源是指地球表層可供人類利用的水。 狹義：

5、在一般情況下，水資源水資源是指陸地上每年能夠得到恢復和補充并可供人們利用的淡水，是陸地上由大氣降水補給的各種地表和地下淡水水體的動態水。 大氣中的水汽，地面上的江河、湖沼、海洋和地下水等，統稱為水體水體。 水資源的特征包括水量水量、水質水質、水能水能、水域水域。二、水資源二、水資源 全球陸地上多年平均年降水量約為800mm800mm，中國為628mm628mm，其中轉換為江河年徑流量的水量折合水深284mm284mm。我國水資源量僅次于巴西、前蘇聯、加拿大、美國及印尼，居世界第六位第六位。但因為人口眾多，只有世界人均占有量的1/41/4。耕地平均分攤水量為世界平均數的3/43/4。二、水資源二

6、、水資源海海 洋洋水水 庫庫河河 流流冰冰 山山積積 云云冰冰 川川 水災害水災害是指由于天然來水時空分布不均，不能滿足人們正常生活和發展的要求，會造成一些地區的洪水、干旱、水環境惡化等自然災害。 洪水洪水是由于暴雨、融雪、風暴潮、水庫潰壩等引起江河流量迅速增加、水位急劇上漲的現象。 干旱干旱是指水分的收與支或供與求不平衡形成的水分短缺現象，干旱引起水資源短缺會造成工農業減產，影響人們正常生活。 水環境惡化水環境惡化是人類社會對水資源的過度開發利用、缺乏有效保護造成的后果。三、水災害三、水災害洪水洪水內澇內澇潰堤潰堤河塘河塘湖泊湖泊河流河流河流污染河流污染污水排放污水排放太湖藍藻太湖藍藻 水量

7、平衡原理水量平衡原理根據物質不滅定理，在水文循環過程中，對任一區域（或水體）、任一時段內輸入水量與輸出水量之差等于其蓄水量的變化量。 1 1、水量平衡方程、水量平衡方程 2 2、全球水量平衡方程：、全球水量平衡方程： 3 3、流域水量平衡方程：、流域水量平衡方程：四、水量平衡方程四、水量平衡方程12WWWoIgllololoWWWEEPP)(glWEPWqRRERRPgosogIsI)( 水文學水文學(Hydrology)(Hydrology)是研究自然界各種水體（大氣水、地表水、地下水）的存在、分布及循環變化規律，水體的物理化學性質，以及水體與環境的相互作用和影響，包括與生物特別是人類的相互

8、作用和影響的一門學科。 按照基礎理論與應用分為：水文學原理和應用水文學應用水文學。按照研究方法分為：系統水文學、動力水文學、隨機水文學、水文測驗學等。根據研究對象，分為：河流水文學、湖泊水文學、水文氣象學、陸地水文學、海洋水文學、地下水水文學、生態水文學等。根據服務范疇分為：工程水工程水文學文學、農業水文學、城市水文學等。五、水文學的概念五、水文學的概念 工程水文學工程水文學屬于陸地水文學范疇，它是針對涉水工程的性質和需求，將水文學的基本理論和方法應用于工程建設與管理的一門技術學科。工程水文學的主要內容包括： “水文學原理水文學原理 ” ”篇：篇：第1章 緒論、第2章 流域徑流形成過程、第4章

9、 流域產流與匯流計算。“水文測驗學水文測驗學”篇：篇：第3章 水文信息采集與處理。“水文預報水文預報”篇：篇：第5章 水文預報。“水文統計學水文統計學”篇：篇：第6章 水文統計。“水文水水文水利計算利計算”篇：篇：第7章 設計年徑流分析及徑流隨機模擬、第8章 由流量資料推求設計洪水、第9章 由暴雨資料推求設計洪水。六、工程水文學的任務及內容六、工程水文學的任務及內容 水文現象水文現象是一種自然現象，例如：降水、蒸發、徑流和下滲等。它的發生和發展往往具有必然性也具有偶然性。 水文現象的基本規律包括確定性規律確定性規律和隨機性規律隨機性規律。 確定性規律確定性規律表示水文現象形成的內在因果關系，確定的成因和條件將對應于確定的結果； 隨機性規律隨機性規律反映水文現象的偶然性及不確定性。七、水文現象及其基本規律七、水文現象及其基本規律 （1 1）成因分析法）成因分析法 根據水文過程形成的機理，定量分析水文現象與其影響因素之間的成因關系，并建立相應的數學物理方程。 （2 2）地理綜合法）地理綜合法 依據水文現象所具有的地區性和地帶性分布特征，綜合氣候、地質、地貌、土壤、植被等自然地理要素，分析水文要素的地理分布規律，利用已有的的水文資料建立地區性經驗公式，繪制水文特征等值線圖。八、工程水文學的研究方法八、工程水文學的