工程水文

1.水循环
    水分蒸发,水汽输送,凝结降落,水分下渗,地表地下径流
2.工程水文
定义:
    针对涉水工程的性质和需求,将水文学的基本理论和方法应用于工程建设与管理的一门技术科学。
任务:
    研究水文变量的基本规律,预估水工建筑物在今后的运行期间可能出现的水文情况。为水工建筑物设计 施工和管理运用必须的水文特征值。
水利工程可划分为三个不同阶段:
    规划设计阶段:合理估计水文特征值(洪水、径流),确定工程规模
    施工建设阶段:临时性建筑物(围堰、导流明渠、引水隧洞)提供设计洪水及分期洪水
管理运营阶段:提供中长期径流预估;确定最佳水库调度方案;对原设计成果进行复核内容:
水文信息采集与处理
降雨径流关系分析
水文分析与计算
水文预报
研究方法:
    成因分析法:定量分析水文现象与其影响要素之间的成因关系,并建立相应的数学物理方程。
    数理统计法:依据水文现象所具有的地区性和地带性分布特征绘制水文特征等值线
地理综合法:概率的角度定量预估设计地点未来可能的水文情势。
3.七大江河依次为:
        松 花 江
        辽    河
        海    河
        黄    河
        淮    河
        长    江
        珠    江
4.河流分段:
河源 上游 中游 下游 河口步甲科
5.河流特征
河流的长度
自河源沿河流中心线至河口的距离,简称河长,以km计。
河流的断面
有横断面和纵断面之分
河流纵比降
单位河长的落差,简称比降,用小数或‰表示常用的有水面比降和河底比降。
6.分水线
山峰、山脊和鞍部的连接线
7.流  域
地面分水线包围的区域
8.水  系
流域中河流交汇形成的树枝状或网状结构
9.坡  地
流域中除水系以外的陆域部分
10.流域面积
分水线包围区域的平面投影面积
11.河网密度
流域内河流干支流总长度与流域面积的比值
12.降水
大气中的液态或固态水,在重力作用下,克服空气阻力,从空中降落到地面的现象。
13.降雨量
指一定时段内降落在某一点或某一面积上的总雨量,用深度表示,以 mm 计。
14.降雨历时
一次降雨从开始到结束所经历的时间称为次降雨历时,以 min,h 或 d 计。
15.降雨强度
单位时间内的降雨量
16.降雨面积以
降雨笼罩范围的水平投影面积,km2 计。
17.暴雨中心
暴雨集中的较小的局部地区。
18.降水条件
水汽 上升运动 冷却凝结
19.降雨分类
气旋雨 对流雨 地形雨 锋面雨
20.流域平均雨量计算
算数平均法 泰森多边形法 等雨量法
21.包气带
在地面以下地下水面以上,土壤含水量尚未达到饱和,是土壤颗粒、水分和空气组成的三相系统
22.饱和带
在地面以下,土壤处于饱和含水状态,是以土壤颗粒和水分组成的二相系统
23.土壤水
水文学中常把存储于包气带中的水称为土壤水,而将饱和带中的水称为地下水
吸湿水 薄膜水 重力水 毛管水
24.田间含水量
指土壤中所能保持的最大毛管悬着水量
25.饱和含水量
指土壤中所有孔隙都被水充满时的土壤含水量,它取决于土壤孔隙的太小。
26.下渗
下渗是水从土壤表面进入土壤内的运动过程
渗润阶段:分子力
下渗的水分主要受分子力的作用,直至土壤含水量达最大分子持水量。
渗漏阶段:毛管力
水在毛管力和重力的作用下向下层渗透,直至土壤饱和。
渗透阶段:重力
水在重力作用下呈稳定运动。此时的下渗率称稳定下渗率。
27.霍顿下渗公式
f(t)=(f0-fC)e-βt +fc
28.地下水
阿贡活佛
包气带水
潜水
承压水:不易遭受污染,水量较稳定
29.蒸发
水面蒸发:在自然条件下,水面的水分从液态转化为气态逸出水面的物理过程。
土壤蒸发:在自然条件下,土壤保持的水分从液态转化为气态逸出土壤进入大气的物理过程。
植物蒸发:在植物生长期,水分通过植物的叶面和枝干进入大气的过程,又称蒸腾。
30.流域总蒸发
流域总蒸发包括水面蒸发、土壤蒸发、植物截留蒸发和植物散发。
建立流域多年平均水量平衡方程。
31.径流过程
流域内,自降雨开始到水流汇集到流域出口断面的整个物理过程
32.产流
径流形成过程中的从降雨扣除各项损失称为产流阶段
33.汇流
坡面汇流及河网汇流称为汇流阶段
34.坡面汇流
地表径流 壤中流 地下径流
35.河网汇流
进入河网的水流,从上游向下游,从支流向干流汇集,最后全部先后流经流域出口断面,这个汇流过程称为河网汇流。
36.径流量
W=QT
37.径流深
R=QT/1000F
38.流量模数
M=1000Q/F
39.径流系数
a=R/P
40.产流计算
在一次降雨中,地面径流、壤中径流和地下径流量值称为径流量R(t)或净雨量h(t),径流量的计算称为产流计算
  产流方案
根据流域降雨、蒸发和径流资料,分析确定的降雨量(P)、土壤含水量(W)和径流量(R)等要素之间的关系。
41.汇流计算
降雨产生的径流,汇集到河网后,自上游向下游流动,形成流域出口流量 Q(t),其计算称为汇流计算。
汇流方案
根据流域降雨和流量资料,推求净雨和出口流量(Q)之间的关系。
42.雨量过程线
以时段雨量为纵坐标,时段的时序为横坐标绘成时段雨量直方图,也称雨量过程线。
以雨量累积值为纵坐标,相应时间为横坐标,点绘的曲线称累积雨量曲线。
43.流量过程线分割
流域出口流量过程线除本次降雨形成的径流以外,往往还包括前期降雨径流中尚未退完的水,在计算本次径流时,应当把这部分水量从流量过程线中分割出去。
44.退水曲线
退水曲线是流域蓄水消退曲线
80年代文学45.土壤含水量
土壤含水量是表示包气带土壤湿润程度的物理量,土壤保持水分的最大量称为田间持水量。土壤含水量与前期降雨有密切关系,可以用参数 前期影响雨量(Pa )来反映。
46.流域蓄水容量
田间持水量与凋萎含水量的差值称流域蓄水容量
47.蓄满产流
即雨量补足包气带缺水量后,全部形成径流,这种产流方式叫做蓄满产流
48.蓄满产流面积变化特点
土壤缺水小、先蓄满的地方先产流
产流面积随着降雨继续而不断增大
高数笔谈 产流面积大小与降雨量和初始土壤含水量有关,与降雨强度无关
49.超渗产流
降水强度超过下渗率时才有地面径流
50.超渗产流计算
下渗曲线法
下渗曲线是干燥士壤在充分供水条件下流域下渗能力过程线。将降雨强度减去下渗率就可得到净雨强度过程。这样求得的净雨量,代表地面径流,不包括地下径流部分
初损后损法
初损后渗法是把实际下渗过程简化为初损后渗两阶段。
初损是大量产流以前的降雨总损失量,包括植物截留,填洼和下渗水量,以流域平均深度表示。后渗(损)是流域产流以后的下渗水量,以平均下渗率表示。
51.汇流计算
流域上各点的净雨,经过坡面汇入河网,再由河网流达出口断面,总称汇流。
从坡面和土壤表层汇入河网的,称为坡面汇流,其历时较短,一般只有几十分钟至几小时;
经由地下途径注入河网的,称为地下汇流,历时可长达几天或几十天。
52.等流时线法 时段单位线法
  单位线是流域上单位时段内均匀分布的单位净雨所形成的流域出口断面流量过程线q ~t
单位线的净雨深一般取10mm;单位时段长度则依据流域性质而定
53.事件
networkntr    对随机现象的观测或观察叫做随机试验;
    事件是指随机试验的结果。
    必然事件:如果可以断定某一事件在试验中必然发生,称此事件必然事件。
    不可能事件:可以断定试验中不会发生的事件称为不可能事件。
随机事件:某种事件在试验结果中可以发生也可以不发生,这样的事件就称为随机事件。
54.皮三分布
皮尔逊Ⅲ型曲线为一端有限一端无限的不对称单峰曲线,数学上称为伽马分布,概率密度函数
55.适线法
适线法的原理:根据经验频率点据,出配合最佳之频率曲线,相应的分布参数为总体分布参数的估计值。
CV值愈大,曲线愈陡;当CS增大时,曲线上段变陡而下段趋于平缓
56.设计洪水
实质上是指具有规定功能的一场特定洪水,其具备的功能是:以频率等于设计标准的原则,求得该频率的设计洪水,以此为据而规划设计的工程,其防洪安全事故的风险率等于指定的设计标准。
57.设计洪水三要素
设计洪峰流量
不同时段设计洪量东坡湖畔
设计洪水过程线
58洪水分析处理
选样:年最大值法 年多次法 超定量法 超最大值法 原则:满足独立随机的要求;洪水形成条件具有同一基础,符合防洪安全标准
三性审查:可靠性 一致性 代表性
信息展延:资料的插补延长 历史洪水调查
59.统一处理法
分别处理法
60.同倍比:量比 峰比 同频率

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