工程水文学

工程水文学计算知识梳理，包括水文水利计算应用、我国水资源状况、水循环及径流形成、设计洪水、水文统计、水库兴利调节等等。

水文学计算

• 绪论
  • 水文学的诞生发展
    • 水体的概念
      • 以一定形态存在于自然界中的水的总体
        • 空中
          • 水汽
        • 地表
          • 沼泽
        • 地下
          • 地下水
    • 水文学
      • 定义
        • 研究地球上各种水体的存在循环分布，化学特性对环境作用
      • 应用
        • 合理开发和有效利用水资源，改善人类生存和发展的环境条件
      • 分类
        • 水文气象学，河流水文，血狐坡水文学，海洋水文学，找到水文学，冰川水文学，地下水水文学
    • 应用水文学
    • 工程水文学
    • 沼泽
      • 水文学角度
        • 地表水分过多的地段
      • 植物学角都
        • 地表生长有湿生植被的地段
          • 分类
            • 水体沼泽化
            • 陆地沼泽化
      • 地质学角度
        • 泥炭覆盖层未疏干厚度大于等于30厘米
  • 水文水利计算应用
    • 水利五大工程三个阶段
      • 规划设计阶段
      • 施工阶段
      • 运行管理阶段
  • 水文现象的基本特征及其研究方法
    • 确定性
      • 成因分析法
    • 随机性
      • 数理统计法
    • 地区性
      • 地理综合法
    • 水利计算三大原理
      • 水量平衡原理
      • 径流形成原理
      • 数理统计原理
  • 我国水资源状况
    • 地球表面，70%被水覆盖
      • 海水，地下水或湖泊咸水97.47%
      • 淡水2.53%
      • 3.5亿亿
    • 我国水资源总量2.8万亿立方米
• 水循环及径流形成
  • 水循环及水量平衡
    • 水循环
      • 外因
        • 太阳辐射地心引力
      • 定义
        • 地表水今太阳辐射变成水汽，上升到空中形成云，并随气流运动在一定条件下又降落到地表，如此循环往复的过程
      • 内因
        • 水的三态转化
    • 水循环的意义
      • • 水资源具有可再生性
      • 使水具有自身净化作用
      • 特点决定了水体存在形式的多样性，分布的广泛性和随机性还有差异性
      • 出送热量和调节气候对地球环境的形成演化或能力生产有影响
    • 水循环的分类
      • 小循环，陆地到陆地
      • 大循环，海洋到陆地，陆地再到海洋
    • 水平衡原理
  • 降水
    • 含意
      • 降水包括，雨雪霰冰雹
    • 成因及分类
      • 成因
        • 上升
        • 动力冷却
        • 成云致雨
      • 分类
        • 地形雨
          • 地形影响被迫向上滑升
          • 迎风面多雨强度大面积小
        • 对流雨
          • 上下层空气对流式复合上升运动
          • 降雨强度大，历时短，雷电大风，夏季
        • 锋面雨
          • 暖锋雨
          • 冷锋雨
          • 静止锋雨
        • 气旋雨
          • 一地区中心气压低于四周，企业四周气流向中间，辐合产生涡旋式上升
          • 狂风暴雨
    • 降水观测与降水资料表示
      • 器测法（测量降水量）
      • 雷达探测（预报）
      • 气象卫星云图（预报降水量）
  • 蒸发与下渗
  • 径流
    • 形成过程
      • 形成原理
        • 降雨量P扣除损失量L后的水量成为静雨h
        • 静雨汇集到流量出口断面，形成径流R
        • L=植物截留Is+填洼Vd+雨期蒸发E+初渗F0
      • 产流阶段
        • 降雨量P—损失量L=静雨量h（扣除过程）
      • 汇流阶段
    • 表示方法
      • 流量Q
        • 单位时间通过断面水量
          • 瞬时Qi 流量曲线图
          • 时段平均 流量直方图
      • 径流总量
      • 径流深R
        • 某时段W平铺整个流域表面的深度
      • 径流模数M
        • 流域单位面积产生的流量
      • 径流系数
        • 同一场降雨径流深R与降水量P之比
    • 影响径流因素
      • 气候因素
      • 地理因素
      • 人为因素
• 设计洪水
  • 洪水
    • 三要素
      • 洪峰Qm
      • 洪量
      • 洪水过程Qt
  • 降雨径流相关图的使用
    • 确定时段径流量Ri
      • 即时段净雨量hi
    • 必要时内插Pa等值线
    • 各个时段降雨量累加后查图
    • 查到的径流累减得Ri（hi）
  • 推求设计暴雨方法
    • 设计暴雨
      • 选典型暴雨过程
        • 原则
          • 偏不利
          • 接近
          • 发生
      • 设计暴雨时程分布
    • 设计净水
      • 蓄慢产流
        • 土壤缺水，容易被一次降水充满多余降水产生径流
        • 产流模型
          • 土壤初始含水量（mm）
          • 土壤最大含水量
          • 土壤缺水量
        • 讨论
          • 下渗曲线
            • 补缺蓄满阶段
            • 产流阶段
          • 蓄满=不缺水
            • 降雨量P=静雨量I
            • • • 子主题
      • 超渗产流
        • 干旱地区强度超过土壤下渗强度，来不及下渗，产生地面径流
        • 产流模型
      • 设计净雨划分
        • 原因
          • 流域蓄满后，降水量为净雨量h
          • 一部分hg—Rg
          • 另一部分hs—Rs
        • 目的
          • 时段降雨量P从降雨径流相关图查得时段径流量R（时段净雨量h），再分成hs和hg
        • 方法
          • 设计暴雨各时段降雨量累加
          • 查降雨径流图得累计净雨量，再累减得时段净雨量
          • 判断
      • 单位线法
        • 单位～流量过程线
        • 两个假定
          • 倍比假定
            • 单位时段净雨为n个单位，则形成的流量过程为单位线纵坐标n倍，
          • 叠加假定
            • 净雨历时m时段，流量过程错开叠加
        • 地下径流过程计算
          • 将地下径流过程简化成三角形，地下径流总量按三角形分配 Qmg出现在地面径流终止时刻
• 水文统计
  • 统计学的引入概率频率
    • 确定性
      • 成因分析法
    • 随机性
    • 概率
    • 频率
  • 随机变量概率分布，经验频率，重现期
    • 随机变量概率分布
      • 离散型
      • 连续型
    • 经验频率
      • P=m/n
    • 经验频率改进公式
      • P=m/（n+1）
    • 重现期
  • 配线法与三参数对曲线影响规律
    • 配线法
      • 绘制经验点据
      • 引入模比系数K，当Cs为Cv的倍数，查表得Kp
      • Xp=Kp X（平均）
      • 绘图比较
    • 三参数影响规律
      • X平均增大，曲线向上平移（变陡上升）
      • Cv增大，曲线顺时针旋转（变陡顺时针旋转）
      • Cs增大C曲线中心合拢（上陡中沉下缓）
• 水库兴利调节
  • 水库特征曲线
    • 面积容积曲线
  • 特征水位
  • 特征库容
    • 死库容V死
      • 死水位以下的库容
        • 不可动
    • 兴利库容V兴
      • 正常蓄水位（Z蓄）与死水位（Z死）之间的库容
        • 兴利调节库容
        • 有效库容
    • 结合库容V结
      • 防洪限制水位Z限与正常蓄水位之间的库容
        • 防洪兴利
    • 防洪库容V防
      • 防洪高水Z防与防洪限制水位Z限之间的库容
    • 设计洪水调节库容 V（调，设）
      • 设计洪水位Z设与防洪限制水位Z限之间的库容
  • 总库容
    • 有闸：V总=V死+V兴-V结+V调，校
    • 无闸：V总=V死+V兴+V调，校
  • 年调节水库兴利调节计算方法原理
    • 按调节周期
      • 日调节
      • 年调节
      • 多年调节
    • 按径流利用程度分
      • 完全年调节
        • 年内全部来水量刚好满足用水，无弃水
      • 不完全年调节
        • 仅能存储年内丰水期部分多余水量（发生弃水）
    • 计算
      • 一回，两回，多回运用求V兴
        • 逆序前算
          • 从最后开始计0，缺水相加，余水相减，负数取0，继续相加。取最大为V兴
      • 推求水库逐月月末蓄水过程V，弃水W弃
        • 早蓄方案（水库规划）
          • 先蓄后弃
        • 迟蓄方案（水库运行管理）
          • 先弃后蓄
      • 逐年调节计算
        • 不计损失
          • 多回运用
          • 早蓄，迟蓄
        • 计入损失
          • 改进试算法
• 浮动主题
• 浮动主题
• 水循环