工程水文學(xué)（課程）

2020年11月24日，該課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。 2100433B

課程負責(zé)人：康玲

授課教師：王金文、陳璐、閆寶偉

人類生存的基本環(huán)境空間由氣圈、水圈和地圈構(gòu)成，其中氣和水只是水分的不同存在形式，均屬于水文學(xué)的研究范疇。工程水文學(xué)為人類了解自然規(guī)律、科學(xué)安排國民經(jīng)濟活動提供依據(jù)。因此，它的應(yīng)用范圍很廣，如攔河筑壩的水能源利用工程，水資源工程，跨河或穿河橋梁等公路與鐵路交通工程，城市與工礦給排水工程，水、油、氣等能源的管道輸送工程，鄰河工程，河流資源的保護與可持續(xù)利用，等等。工程水文學(xué)應(yīng)用于工程建設(shè)的各個階段。

工程規(guī)劃設(shè)計階段，根據(jù)工程設(shè)計標準，需要通過水文分析與計算，預(yù)測工程運用期河流或流域的來水量及其變化，以便確定工程的設(shè)計規(guī)模。若區(qū)域水量預(yù)計過大，則工程規(guī)模偏大，導(dǎo)致工程投資過大。反之，則工程規(guī)模偏小，致使建筑物達不到預(yù)期設(shè)計標準，運用標準降低。在這一階段，工程對環(huán)境的影響評估、水土保持方案編制等也需要水文學(xué)知識。

工程施工階段需要預(yù)報或估算施工期的設(shè)計洪水，以便確定圍堰、導(dǎo)流建筑物的規(guī)模，同時水文預(yù)報還為科學(xué)安排施工進度所用。例如，河流環(huán)境下的橋墩基礎(chǔ)施工常用圍堰、導(dǎo)流堤。

工程運行管理期間需要進行實時水文預(yù)報，提高工程運用效益，水文洪水預(yù)報更是汛期防汛、應(yīng)急搶險、防災(zāi)減災(zāi)、保證工程建筑物安全等所必不可少的重要信息。跨河公路及鐵路橋梁等工務(wù)管理，每年都需要根據(jù)水文預(yù)報和線路、大橋設(shè)備情況在汛前進行防汛準備，盡早采取預(yù)防措施，避免交通線路發(fā)生洪水災(zāi)害。

前言

第1章 緒論

1．1 水文現(xiàn)象與水文學(xué)

1．1．1 水文現(xiàn)象

1．1．2 水文學(xué)

1．1．3 水文現(xiàn)象的特點及本課程的學(xué)習(xí)方法

1．2 水文學(xué)的分類

1．3 水文學(xué)的發(fā)展

1．4 工程水文學(xué)的研究方法

第2章 水文循環(huán)及流域徑流形成過程

2．1 自然界的水

2．1．1 地球上各種水體的數(shù)量與分布

2．1．2 水資源

2．1．3 水災(zāi)害

2．2 水文循環(huán)

2．2．1 水循環(huán)的概念

2．2．2 水循環(huán)的分類

2．2．3 水循環(huán)的意義

2．3 水量平衡

2．3．1 地球上的水量平衡

2．3．2 區(qū)域水量平衡

2．4 河流與流域

2．4．1 河流特征

2．4．2 流域特征

2．5 降水、下滲和蒸散發(fā)

2．5．1 概述

2．5．2 降水

2．5．3 下滲

2．5．4 蒸散發(fā)

2．6 徑流形成過程

2．6．1 概述

2．6．2 徑流形成過程

2．6．3 徑流的表示方法

2．6．4 我國河川年徑流分布和變化概況

復(fù)習(xí)思考題

第3章 水文信息觀測及資料處理

3．1 水文站及站網(wǎng)

3．1．1 測站與站網(wǎng)

3．1．2 水文站的設(shè)立

3．2 水文測驗

3．2．1 概述

3．2．2 流量測驗與計算

3．3 水文觀測及計算

3．3．11 既述

3．3．2 水位觀測

3．3．3 降水觀測

3．4 水文調(diào)查

3．4．1 洪水調(diào)查

3．4．2 暴雨調(diào)查

3．4．3 枯水調(diào)查

3．4．4 水文遙感

3．5 水文信息處理

3．5．1 水位流量關(guān)系曲線的繪制

3．5．2 水位流量關(guān)系曲線的延長

3．5．3 水位流量關(guān)系曲線的移用

3．5．4 流量資料整編

3．5．5 懸移質(zhì)泥沙信息處理

3．5．6 水文資料收集

復(fù)習(xí)思考題

第4章 水文統(tǒng)計基本知識

4．1 水文統(tǒng)計參數(shù)的基本概念

4．1．1 隨機變量

4．1．2 隨機變量的統(tǒng)計參數(shù)

4．2 水文頻率分布曲線

4．2．1 正態(tài)分布

4．2．2 皮爾遜Ⅲ型分布

……

第5章 設(shè)計年徑流的分析計算

第6章 由流量資料推求設(shè)計洪水

第7章 流域產(chǎn)匯流計算

第8章 由暴雨資料推求設(shè)計洪水

第9章 水文預(yù)報

第10章 水庫興利調(diào)節(jié)及計算

第11章 水庫防洪計算與調(diào)度

第12章 水能計算

附表

參考文獻2100433B

第1章 緒論

1．1 工程水文學(xué)概述

1．1．1 水文學(xué)

1．1．2 工程水文學(xué)

1．1．3 工程水文學(xué)的應(yīng)用

1．2 水文現(xiàn)象及其基本規(guī)律

1．2．1 水文現(xiàn)象

1．2．2 水文現(xiàn)象的基本規(guī)律

1．3 水文學(xué)的研究方法

1．3．1 研究方法

1．3．2 水文學(xué)的研究特點

思考題

第2章 水文循環(huán)與河川徑流

2．1 水循環(huán)與水量平衡

2．1．1 地球上的水儲量及其分布

2．1．2 水文循環(huán)

2．1．3 水量平衡

2．2 降水、蒸發(fā)與下滲

2．2．1 降水

2．2．2 蒸發(fā)

2．2．3 下滲

2．3 流域與河流

2．3．1 流域

2．3．2 河流及其特征

2．3．3 河口及其形態(tài)

2．4 河川徑流

2．4．1 河川徑流及其形成

2．4．2 徑流的度量

2．5 流域產(chǎn)、匯流

2．5．1 流域產(chǎn)流分析與計算

2．5．2 流域匯流原理與計算

2．5．3 徑流要素分割

2．5．4 分布式流域水文泥沙模型

2．6 河口、海岸水文簡介

2．6．1 河口水文

2．6．2 海岸水文

思考題

第3章 水文統(tǒng)計基本概念與方法

3．1 概述

3．1．1 水文統(tǒng)計的意義

3．1．2 水文統(tǒng)計的基礎(chǔ)理論

3．2 水文統(tǒng)計的基本概念

3．2．1 事件、概率與頻率

3．2．2 總體、樣本、統(tǒng)計學(xué)

3．2．3 隨機變量

3．3 隨機變量的概率分布及其統(tǒng)計參數(shù)

3．3．1 隨機變量的概率分布

3．3．2 重現(xiàn)期與保證率

3．3．3 隨機變量的統(tǒng)計參數(shù)

3．4 統(tǒng)計參數(shù)的估計

3．4．1 矩法

3．4．2 統(tǒng)計量的無偏估計

3．4．3 抽樣誤差

3．5 水文頻率分布曲線線型

3．5．1 正態(tài)分布

3．5．2 皮爾遜Ⅲ型分布

3．6 水文頻率計算方法

3．6．1 經(jīng)驗頻率

3．6．2 統(tǒng)計參數(shù)初估

3．6．3 理論頻率曲線計算

3．6．4 統(tǒng)計參數(shù)對頻率曲線的影響

3．7 水文變量相關(guān)分析

3．7．1 概述

3．7．2 簡單線性相關(guān)分析

3．7．3 一元線性回歸分析

3．7．4 一元非線性回歸分析

3．7．5 多元線性回歸分析

思考題

第4章 水文觀測與資料處理

4．1 水文資料獲取途徑

4．1．1 數(shù)據(jù)采集途徑

4．1．2 水文觀測

4．1．3 水文調(diào)查

4．2 水文測站的設(shè)立

4．2．1 河流穩(wěn)定性對水文測站的影響

4．2．2 水文測站的設(shè)立

4．2．3 觀測時間間隔

4．3 水位觀測及資料處理

4．3．1 水位觀測

4．3．2 水位觀測資料處理

4．4 流量觀測及資料處理

4．4．1 過流斷面測量

4．4．2 流速測量

4．4．3 斷面流量計算

4．4．4 其他測流方法

4．4．5 流量資料處理及應(yīng)用

4．5 洪、枯水調(diào)查

4．5．1 目的

4．5．2 洪、枯水調(diào)查簡介

4．6 泥沙觀測及分析

4．6．1 河流泥沙研究目的

4．6．2 泥沙及其基本特征

4．6．3 河流中的泥沙輸運

4．6．4 泥沙觀測

4．7 冰情及河口海岸水文觀測

4．7．1 冰情觀測

4．7．2 海洋水文觀測

思考題

第5章 工程水文預(yù)報原理與方法

5．1 概述

5．1．1 水文預(yù)報

5．1．2 水文預(yù)報的意義

5．1．3 水文預(yù)報的分類

5．2 短期洪水預(yù)報

5．2．1 洪水特征

5．2．2 河段洪水預(yù)報的水動力學(xué)方法

5．2．3 水文學(xué)方法

5．3 枯水預(yù)報

5．3．1 意義

5．3．2 基本原理

5．4 施工期水文預(yù)報

5．4．1 意義

5．4．2 圍堰水情預(yù)報

思考題

第6章 設(shè)計洪水推求

6．1 設(shè)計洪水概述

6．1．1 防洪的意義

6．1．2 設(shè)計洪水

6．1．3 防洪設(shè)計標準

6．1．4 設(shè)計洪水的推求

6．2 由流量資料推求設(shè)計洪水

6．2．1 樣本選取與資料審查

6．2．2 樣本插補與延長

6．2．3 樣本構(gòu)成

6．2．4 設(shè)計洪峰流量推求

6．2．5 設(shè)計洪峰流量推求示例

6．2．6 設(shè)計洪水估計值的抽樣誤差及合理性檢查

6．3 由暴雨資料推求設(shè)計洪水

6．3．1 意義及方法

6．3．2 暴雨頻率分析

6．3．3 由設(shè)計暴雨轉(zhuǎn)換設(shè)計凈雨

6．3．4 設(shè)計洪水計算

6．4 小流域設(shè)計洪水

6．4．1 小流域設(shè)計洪水特點

6．4．2 小流域設(shè)計暴雨

6．4．3 推理公式法推求設(shè)計洪峰流量

6．5 設(shè)計洪水水位和過程線

6．5．1 設(shè)計洪水水位

6．5．2 設(shè)計洪水過程線

思考題

第7章 其他工程水文問題

7．1 概述

7．2 設(shè)計枯水推算

7．2．1 設(shè)計枯水問題

7．2．2 由實測資料推求設(shè)計枯水流量

7．2．3 缺乏資料時設(shè)計枯水估算

7．3 城市水文問題

7．3．1 暴雨徑流特點

7．3．2 設(shè)計暴雨

7．3．3 水文資料特點

7．3．4 城市水文設(shè)計內(nèi)容

7．4 河口、海岸水文設(shè)計要素推求

7．4．1 概述

7．4．2 設(shè)計潮位推求

7．4．3 設(shè)計波浪推求

附錄A 皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的離均系數(shù)鮒當(dāng)í

附錄B 皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的模比系數(shù)KP值表

附錄C 頻率格紙的橫坐標分格表

附錄D 第Ⅰ型極值分布律的隤n值表

參考文獻2100433B