工程水文

水文分析與計(jì)算和水文預(yù)報(bào)，雖然都是預(yù)估未來的水文情勢,但由于涉及到的未來時(shí)段的長度極不相同,因而在研究方法上，兩者之間有顯著差別。水文預(yù)報(bào)的預(yù)見期一般不長，往往是根據(jù)已發(fā)生的水文和氣象情報(bào)資料來預(yù)報(bào)未來的水文過程。因此，在水文預(yù)報(bào)中，主要采用成因分析法。例如，根據(jù)降雨過程，通過研究由降雨產(chǎn)生徑流的規(guī)律，以預(yù)報(bào)洪水流量過程。偶然性因素雖然存在，但對成果精度的影響并不嚴(yán)重。在水文分析和計(jì)算中，因?yàn)檠杏懙氖钦麄€(gè)工程運(yùn)用期間的水文情勢，因而一般采用以概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)法為基礎(chǔ)的探討統(tǒng)計(jì)規(guī)律的統(tǒng)計(jì)方法。對于一些重要工程,為了保證安全,可用多種方法，如統(tǒng)計(jì)法、水文氣象法等來推求所謂的可能最大洪水，作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。無論用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法或水文氣象法來分析設(shè)計(jì)洪水，都受到現(xiàn)有資料條件的限制。當(dāng)資料缺乏時(shí)，只能采用等值線圖、經(jīng)驗(yàn)公式以及水文比擬等方法對所研究的水文特征做出近似估計(jì)。

劉光文等編：《水文分析與計(jì)算》，中國工業(yè)出版社，北京，1963。 　長江流域規(guī)劃辦公室主編：《水文預(yù)報(bào)方法》，水利電力出版社，北京，1979。2100433B

工程水文包括水文分析，水文分析和計(jì)算的任務(wù)是對工程建成后的長期運(yùn)用過程中的水文情勢作出估計(jì)，為工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供依據(jù)，水文預(yù)報(bào)的任務(wù)則是預(yù)估面臨時(shí)期內(nèi)的水情，為工程的施工、管理及有計(jì)劃地控制運(yùn)用提供依據(jù)。這兩者都是以所在流域或地區(qū)的歷史水文情況為根據(jù)，因此水文測驗(yàn)及洪、枯水調(diào)查等也是工程水文工作的一個(gè)重要組成部分。

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(jì)活動(dòng)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(hù)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(gè)階段。

工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，根據(jù)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，需要通過水文分析與計(jì)算，預(yù)測工程運(yùn)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(jì)規(guī)模。若區(qū)域水量預(yù)計(jì)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(dá)不到預(yù)期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)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(bào)或估算施工期的設(shè)計(jì)洪水，以便確定圍堰、導(dǎo)流建筑物的規(guī)模，同時(shí)水文預(yù)報(bào)還為科學(xué)安排施工進(jìn)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(yùn)行管理期間需要進(jìn)行實(shí)時(shí)水文預(yù)報(bào)，提高工程運(yùn)用效益，水文洪水預(yù)報(bào)更是汛期防汛、應(yīng)急搶險(xiǎn)、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?？绾庸芳拌F路橋梁等工務(wù)管理，每年都需要根據(jù)水文預(yù)報(bào)和線路、大橋設(shè)備情況在汛前進(jìn)行防汛準(zhǔn)備，盡早采取預(yù)防措施，避免交通線路發(fā)生洪水災(zāi)害。

《工程水文學(xué)（第2版）》根據(jù)土木工程中需要的相關(guān)水文學(xué)知識編寫而成，重點(diǎn)闡述工程水文學(xué)的基本原理與研究方法，并主要介紹土木工程中常遇到的有關(guān)水文問題的分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)方法。全書共分7章，包括：緒論、水文循環(huán)與河川徑流、水文統(tǒng)計(jì)基本概念與方法、水文觀測與資料處理、工程水文預(yù)報(bào)原理與方法、設(shè)計(jì)洪水推求及其他工程水文問題。其他工程水文問題主要介紹特殊情況下水文的不同特點(diǎn)和研究方法，如設(shè)計(jì)枯水推算、城市水文問題、潮汐河口、海岸潮水位、波高統(tǒng)計(jì)計(jì)算等。

《工程水文學(xué)（第2版）》主要面對道路、交通、建筑工程等土木工程類本科學(xué)生，也可用于市政、環(huán)境專業(yè)本科教學(xué)，還可作為從事此類工程設(shè)計(jì)、施工、工程管理的技術(shù)人員參考書。

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(diǎn)

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(jì)算

2．5．2 流域匯流原理與計(jì)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(jì)基本概念與方法

3．1 概述

3．1．1 水文統(tǒng)計(jì)的意義

3．1．2 水文統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)理論

3．2 水文統(tǒng)計(jì)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(jì)學(xué)

3．2．3 隨機(jī)變量

3．3 隨機(jī)變量的概率分布及其統(tǒng)計(jì)參數(shù)

3．3．1 隨機(jī)變量的概率分布

3．3．2 重現(xiàn)期與保證率

3．3．3 隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)

3．4 統(tǒng)計(jì)參數(shù)的估計(jì)

3．4．1 矩法

3．4．2 統(tǒng)計(jì)量的無偏估計(jì)

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(jì)算方法

3．6．1 經(jīng)驗(yàn)頻率

3．6．2 統(tǒng)計(jì)參數(shù)初估

3．6．3 理論頻率曲線計(jì)算

3．6．4 統(tǒng)計(jì)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(shí)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(jì)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(yùn)

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(bào)原理與方法

5．1 概述

5．1．1 水文預(yù)報(bào)

5．1．2 水文預(yù)報(bào)的意義

5．1．3 水文預(yù)報(bào)的分類

5．2 短期洪水預(yù)報(bào)

5．2．1 洪水特征

5．2．2 河段洪水預(yù)報(bào)的水動(dòng)力學(xué)方法

5．2．3 水文學(xué)方法

5．3 枯水預(yù)報(bào)

5．3．1 意義

5．3．2 基本原理

5．4 施工期水文預(yù)報(bào)

5．4．1 意義

5．4．2 圍堰水情預(yù)報(bào)

思考題

第6章 設(shè)計(jì)洪水推求

6．1 設(shè)計(jì)洪水概述

6．1．1 防洪的意義

6．1．2 設(shè)計(jì)洪水

6．1．3 防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

6．1．4 設(shè)計(jì)洪水的推求

6．2 由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水

6．2．1 樣本選取與資料審查

6．2．2 樣本插補(bǔ)與延長

6．2．3 樣本構(gòu)成

6．2．4 設(shè)計(jì)洪峰流量推求

6．2．5 設(shè)計(jì)洪峰流量推求示例

6．2．6 設(shè)計(jì)洪水估計(jì)值的抽樣誤差及合理性檢查

6．3 由暴雨資料推求設(shè)計(jì)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(jì)暴雨轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)凈雨

6．3．4 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

6．4 小流域設(shè)計(jì)洪水

6．4．1 小流域設(shè)計(jì)洪水特點(diǎn)

6．4．2 小流域設(shè)計(jì)暴雨

6．4．3 推理公式法推求設(shè)計(jì)洪峰流量

6．5 設(shè)計(jì)洪水水位和過程線

6．5．1 設(shè)計(jì)洪水水位

6．5．2 設(shè)計(jì)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(jì)枯水推算

7．2．1 設(shè)計(jì)枯水問題

7．2．2 由實(shí)測資料推求設(shè)計(jì)枯水流量

7．2．3 缺乏資料時(shí)設(shè)計(jì)枯水估算

7．3 城市水文問題

7．3．1 暴雨徑流特點(diǎn)

7．3．2 設(shè)計(jì)暴雨

7．3．3 水文資料特點(diǎn)

7．3．4 城市水文設(shè)計(jì)內(nèi)容

7．4 河口、海岸水文設(shè)計(jì)要素推求

7．4．1 概述

7．4．2 設(shè)計(jì)潮位推求

7．4．3 設(shè)計(jì)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(biāo)分格表

附錄D 第Ⅰ型極值分布律的隤n值表

參考文獻(xiàn)2100433B