工程水文与水利计算.ppt

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1、水文与水利水电规划主讲：刘艳芳华北水利水电学院水利职业学院水力学教研组目录第一章　绪论第二章　水分循环与水文资料收集整理第三章　水文统计第四章　径流计算第五章　设计洪水第六章　水库防洪调节计算第七章　兴利调节第一章　绪论§1-1水资源及其开发利用§1-2水文现象及其研究方法§1-5本课程在水资源开发利用工程中的应用第一章　绪论§1-1水资源及其开发利用一、水资源的含义水资源是人类赖以生存、社会经济得以发展的重要物质资源。广义的水资源，指自然界所有的以气态、固态和液态等各种形式存在的天然水。自然界的天然水体海洋河流湖泊沼泽土壤水地下水冰川水大

2、气水水圈太阳的辐射能气态水地表水地下水降水蒸发下渗径流水循环水循环的形成水作为资源，应具有价值和使用价值，同时，满足社会需水“质”和“量”两个方面的要求。因此，水资源是指地坏上目前和近期可供人类直接或间接取用的水。目前所讲的水资源多半是一种狭义的概念，是指水循环周期内可以恢复再生的、能为一般生态和人类直接利用的动态淡水资源。这部分资源由大气降水补给，由江河湖泊、地表径流和逐年可恢复的浅层地下水组成，并受水循环过程支配。二、水资源的分类为了适应各用水部门以及社会经济各方面的需要，常常将水资源进行分类。水资源的分类有以下几种。1.地表水资源和地

3、下水资源在水资源总量的计算中，往往将水资源按形成条件分为地表水资源和地下水资源，它们共同接受大气降水的补给并相互转化和影响。2.天然水资源和调节水资源在水资源的供需分析中，往往将水资源按工程措施分为天然水资源和调节水资源，后者是指天然水资源中通过工程措施被控制利用的部分。3.消耗性水资源和非消耗性水资源按用水部门的用水情况，将水资源分为消耗性水资源和非消耗性水资源两类。如航运、发电用水并不消耗水资源，是非消耗性水资源；灌溉、给水都消耗水量，是消耗性水资源。三、水资源的特点水资源的基本特点表现为：水资源本身的水文和气象本质，既有一定的因果性、

4、周期性，又带有一定的随机性；水资源本身的二重性，既能给人类带来灾难，又可为人类所利用以有益于人类。1.循环性水资源与其它固体资源的本质区别在于其所具有的流动性，它是在循环中形成的一种动态资源。2.有限性在一定时间、空间范围内，大气降水对水资源的补给量是有限的，这就决定了区域水资源的有限性。3.分布的不均匀性在一定时间、空间范围内，大气降水对水资源的补给量是有限的，这就决定了区域水资源的有限性。4.因果性和随机性水资源主要来源于大气降水和溶雪水，所以说水资源的循环运移是有因果关系的。由于大气降水和溶雪水在时空上存在着随机性，有着因果关系的水资

5、源在循环运移过程中也具有随机性。5.用途的广泛性水资源是被人类在生产和生活中广泛利用的资源，不仅广泛应用于农业、工业和生活，还用于发电、水运、水产、旅游和环境改造等。6.不可替代性水是一切生命之源。7.利害的两重性水量过多容易造成洪水泛滥、内涝渍水；水量过少容易形成干旱等自然灾害。正是水资源的这种双重性质，在水资源的开发利用过程中尤其应强调合理利用、有序开发，以达到兴利除害的目的。8.水量相互转化的特性水量转化包括液态、固态水的汽化，水汽凝结降水的反复过程；地表水、土壤水、地下水的相互转化；各种自成体系但边界为非封闭的水体在重力、分子力的作

6、用下，发生的渗流、越流，使这些水体之间相互转化。§1－2水文现象及其研究方法一、水文现象及其特点水文现象属于自然现象的一种，是由自然界中各种水体的循环变化所形成的。它和其它自然现象一样，是许许多多复杂影响因素综合作用的结果。概括起来水文现象的特点有以下4个方面。1.确定性水文现象的确定性是指由于确定性因素的影响使其具有的必然性。水文现象都有其客观发生的原因和具体形成条件，它是服从确定性规律的。2.随机性水文现象的随机性也称偶然性，是指水文现象由于受各种因素的影响在时程上和数量上的不确定性。3.地区性水文现象的地区性是指水文现象在时空上的变化

7、规律的相似性。4.模糊性水文现象的模糊性是指水文现象的差异，在中介过渡时所呈现的“亦此亦彼”性。水文现象的这些特点并不是相互独立的、割裂的，而是交织在一起的，只不过在某些条件下它们表现的强弱不同而已。二、水文学的研究方法根据水文现象的特点，水文学的研究方法可分为以下4类。1.成因分析法由于水文现象与其影响因素之间存在确定性关系，因此可通过对观测资料与实验资料的分析，建立某一水文现象与其影响因素之间的定量关系。这样，就可根据当前影响因素的状况，预测未来的水文现象。这种利用水文现象的确定性规律来解决水文问题的方法，称为成因分析法。2.数理统计法

8、根据水文现象的随机性，以概率论为基础，运用数理统计方法，可以求取长期水文特征值（如年径流量、年最大洪峰流量等）系列的概率分布，从而得出工程规划设计所需要的设计水文特征值。数理统计