《工程水文学》word版

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1、

2、工程水文学

3、

4、绪论

5、河川水文基础知识

6、水文测验及水文资料搜集

7、水文统计的基本知识及方法

8、内河航道与港口工程设计水位和设计流量的推求第1章绪论u1.工程水文学的研究对象$水文学是研究地球上各种水体的一门科学。它研究各种水体的存在、循环和分布，探讨水体的物理和化学特性以及它们对环境的作用，包括它们对生物的关系。$水体是指以一定形态存在于自然界中的水的总体，如大气中的水汽，地面上的江河、湖泊、沼泽、海洋和地下水。各种水体都有自己的特性和变化规律。$应用于实际工程的水文学称为工程水文学。它研究与工程的规划、设计、施工以及运营管理有关的水文问题，主要内容为水文计算和水文预报。u2．港

9、口及航道工程涉及的水文知识u港口航道专业的工程水文学可以包括两大内容：一是与内河航运有关的河川水文，二是与建港有关的海浪、潮汐，近岸水流、泥沙和河口水文等的海洋水文。u针对河流上的港口与航道，需要了解和掌握的有关河川水文的知识主要有：u根据工程建设所在河段的河流水文特性，提供设计洪峰流量，设计洪峰洪水位，设计最高、最低通航水位等水文特征值，作为码头、船闸、引航道，跨越航道建筑物（如桥梁）、航道整治、疏浚等高程设计和渠化枢纽溢洪建筑物尺寸设计的依据；在综合利用水资源（灌溉、发电、供水、航运、防洪等）时，需要了解有关年径流及其年内的分配情况，以便协调各用水部门的用水要求，保证航运

10、的需要；在内河港口与航道工程的施工、运营管理中还需要了解洪水、枯水预报，以便组织施工和制定运行方案。u上述内河港口和航道工程所需要的各种水文数据都要经过水文测验、水文数据的搜集和资料的整理、水文统计以及计算分析才能得到。u第二章河川水文基础知识•1水循环及径流形成•1．1自然界的水循环地球上的水因蒸发成为水汽，经输送、上升、冷却、凝结，并在适当的条件下，再降落到地面，这种往复的循环过程，称为水（文）循环。从海洋上蒸发出来的一部分水汽，被气流带到大陆上空，冷凝后降落到陆地表面。其中一部分重新蒸发又回到大气中，另一部分从地面和地下汇入河流，最后又注入海洋。这种海陆间的水循环称为大

11、循环。海洋中的水蒸发后，在空中冷凝又降落到海洋，或陆地上的水蒸发后又降落到陆地，这种局部的水循环称小循环。水循环是最重要、最活跃的物质循环之一，与人类有密切的关系。水循环使得人类生产和生活不可缺少的水资源具有可再生性。水循环的途径及循环的强弱，决定了水资源的地区分布及时程变化。水资源：地球表面可供人类利用的水。包括水量、水质、水能资源和水域。•1．2水量平衡原理根据质量守恒定律可知，在水循环过程中，对于任一区域，任一时段，进入的水量与输出的水量之差额必等于其蓄水量的变量，这称为水量平衡原理。水量平衡原理是水文学的基本原理之一。水量平衡法是分析研究水文现象，建立水文要素之间定性

12、或定量关系，了解其时空变化规律等主要方法之一。根据水量平衡原理，可以列出水量平衡方程。对某一区域，有式中I、O——时段内输入、输出该区域的总水量。——时段内区域蓄水量的变化量，可正可负。上式为水量平衡方程的通用式。对不同的研究对象，需具体分析其输入、输出量的组成，写出相应的水量平衡方程式。2．1河流的形成和分段降水除掉损失一部分以外，在重力作用下，经地面与地下沿着一定方向和路径流动，依其大小可分为江、河、溪、沟等，其间并无精确分界，统称为河流。河槽亦称河床。枯水期水流所占部位为基本河床，或称主槽。洪水泛滥所及部位为洪水河床，或称滩地。•2．3河流的基本特征（1）河流横断面垂直

13、于水流方向的断面称为河流横断面。通常把经常过水的横断面称为过水断面，而遭遇洪水时的过水断面称为大断面。河流横断面是河道水位、流量测验计算的重要依据。（2）河流纵断面河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连线，称为中泓线或溪谷线。沿河流中泓线的剖面，称为河流的纵断面，又称纵剖面。纵断面图可以用来表示河流的纵坡和落差的沿程分布。它是推算水流特性和估计水能蕴藏量的主要依据。（3）河流纵比降任意河段（水面或河底）的高差称为落差，中泓线上单位长度内的落差称为比降。河流比降有水面比降与河底比降。2.4流域降落到地表上的水，被高地、山岭分隔而汇集到不同的河流中，这些汇集水流的区域，称为某河流

14、的流域。流域是河流的集水区域。分隔水流的高地，山岭的山脊线，就是相邻流域的分界线，称为分水线（或分水岭）。一般大中河流多按闭合流域考虑，即地面分水线与地下分水线相重合的流域，称为闭合流域。否则叫不闭合流域。闭合流域任意时段水量平衡方程为：P——时段内的降水量（mm）E——时段内的蒸发量（mm）R——时段内的流域出口断面径流量（mm）——时段内该流域的蓄水变量（mm）闭合流域多年平均情况，其水量平衡方程为：•2．5流域的特征1.流域面积流域分水线和出口断面所包围区域的平面投影的面积，称为流域面积（也称集水