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第1章 工程水文绪论


工程水文学
水资源环境学院

第一章

绪论

水文学 水资源
工程水文学

一、水文学

大气中的水汽,地上的江河、湖沼、
海洋和地下水等,统称为水体。水文学研 究各种水体的存在、循环和分布规律,水

体的物理与化学特性,以及

水体对环境的
作用,包括对生物特别是对人类的影响。

水体

冰川

水体

冰山

水体

海洋

水体

湖泊

水体

水库

水体

积云

水体

河流

地球上各种水体的水量
水源 海洋 冰川 地面冰(永冻) 地下水咸水 地下水淡水 咸水湖 淡水湖 沼泽 河流 土壤水 大气水 总量 (103km3) 1338000 24064.1 300 12870 10530 85.4 91 11.47 2.12 16.5 12.9 占总量 (%) 96.5 1.74 0.022 0.94 0.76 0.006 0.007 0.0008 0.00002 0.001 0.001 0.26 0.03 0.006 0.05 0.04 30.1 17年 17年 5年 16日 1年 8日 占淡水 (%) 68.7 0.86 10000年 更新所 需时间 2650年

地球水量平衡
水 降水 蒸发 入海地面径流 入海地下径流 总径流 情 海洋 458000 505000

单位:km3/a

陆地 119000 72000 44800 2200 47000

二、水资源
地球表层可供入人类利用的水称为水资 源。水资源的特征包括水量、水质、水能、 水域。

按水量角度,实用水资源通常指逐年可
以得到恢复和更新的淡水,主要是江河湖库

和浅层地下水水量 ,大气降水是补给源。

全球陆地上多年平均年降水量约为
800mm,中国为648mm,其中转换为江河年 径流量的水量折合水深292mm。我国水资源 量仅次于巴西、前苏联、加拿大、美国及印 尼,居世界第六位。但因为人口众多,只有

世界人均占有量的1/4。耕地平均分摊水量为
世界平均数的3/4。

中国降水量的地区分布不均匀,南部和
东南平均年降水量大于1600mm;华北和东北

为 400~800mm ;西北大部分地区 200~400mm
;沙漠边缘地区少于 100mm ;新疆塔里木盆

地和青海柴达木盆地小于25mm。
各地降水量和江河径流量,在各年之间和

年内各月之间都不均衡,使水资源利用困难,
并造成洪涝和干旱灾害。

三、工程水文学的内容
进入20世纪以后,大量兴起的防洪, 灌溉、水电、航运、环境、农业、林业及 城市建设,向水文科学提出了许多新课题 ,并率先形成最重要的分支学科 — 工程水

文学。

水资源开发及利用 工程水文学课程将揭示水的循环,径

流形成、水资源再生能力等水文规律,预
估当地未来水资源可能补充量的大小,为

水利工程,水资源开发与利用,以及城乡
建设提供合理的水情依据。

干旱景象

河塘

干旱景象

草原

干旱景象

湖泊

干旱景象

河流

防洪与排水

工程水文学研究洪水形成原因和
规律,通过各种途径预估未来可能出 现的洪水情势。研讨城市与乡村防洪

与排水的工程与非工程措施的合理性
和可行性。

洪水

内涝

溃堤

水环境问题 水环境中水质的演变是与水体中水

的运动和变化紧密联系的。工程水文学
这门课程有助于解和掌握这方面的理论 和方法。也可就水利工程对环境的影响

作出正确而深入评价与处理。

河流污染

污水排放

太湖蓝藻

黄河甘肃白银市段

四、工程水文学的任务 在涉水工程的兴建到运用过程中,

一般都要经历规划设计、施工建设及管
理运营三个阶段,每阶段都需要掌握水 文情势的变化。

规划设计阶段
工程规模则主要取决于来水状况。工程 水文学分析当地的水文规律,根据工程的特 性和规划设计要求,预测未来工程使用期限

的水文情势,提供用于确定工程规模的设计
洪水。

施工建设阶段
施工建设阶段工程相对比较脆弱,容
易遭受洪水的侵袭。工程水文学提供用于

临时性水工建筑物设计设计洪水,并为施
工期的防洪安全提供短期洪水预报。

管理运营阶段
通过水文预报,预报来水量大小和过程, 以便进行合理的调度,拦蓄洪水,保障安全; 补充水资源量,充分发挥工程效益。

复核和修正原水文计算数据,改进调度
方案或对工程实行扩建、改建。


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