工程水文学
（讲稿）
教师：
XX学水利学院
2010年X月
Chap1 绪（2h）
水文学
水生命源球存着广阔水体
1 水体：指定形态存然界中水总体气中水汽面河流湖泊沼泽海洋面水
种水体特性变化规律
2 水文学：研究球种水体存循环分布变化规律周围环境相互影响门学科
分：河流湖泊水海洋沼泽冰川
研究河流水文学
3 工程水文学：种应性学科水文知识应水利工程建设科学
容水文计算水文预报
二作途
1 规划设计阶段：预估未十年甚百年水文情势（水体变化规律）确定工程规模开发方式工程设计提供设计水文数
河水流量估计会工程规模造成资金浪费估计水资源充分利甚威胁民生命财产
2 施工阶段：短期洪水预报
3 运营理阶段：调度防洪水利工程发挥工程效益
三水文现象特点
水文现象受气候垫面条件等影响特点表现：
1 时间：周期性年月年周期性
2 空间（区）：机性衡性
四研究方法
1 成分析法
2 数理统计法
3 理综合法
五国水资源状况：
1 世界总水量：13860亿km3淡水： 350亿km3
2 国：28万亿m3排巴西苏联加美国印尼第六位均2670方世界均占量14
世界三危机：资源口环境
国水资源区分布极衡南北少长江流域南区流总量占全国82耕占38时间年年际间分配均夏冬少明显丰枯年份
水资源拥量——富开发程度——现代化水
六水文计算解决：
1 工程期间出现符合设计标准水文程
2 水文特征值
3 区分配
七求：
1 掌握水文分析计算基概念三原理：水量衡水文统计流形成
2 掌握水文分析计算方法
3 认真完成作业学会分析方法
Chap2 水循环流形成（6h）
第节 水循环水量衡
水循环：
水种生资源生性循环性决定
1 水循环：水受热会蒸发成水汽升输送冷凝结定条件降落面种断循环程称周复始连续稳定程
外：太阳分子吸力
：三态
2 水循环涉区分循环循环
① 循环：海陆间交换
② 循环：陆海洋局部循环
3 影响水循环素：天
二水量衡：
1 原理：某区域 某时段流入该区域水量等流出该区域水量该区域蓄量变化：
2 例：球例求球年均水量衡方程
陆：
海洋：
球：
年均言：
：
第节 降水（Precipitation）
降水蒸发水循环两活跃子
降水成分类：
1 成
成：成云致雨
成云：充足水汽
致雨：〈1〉足够凝结核
〈2〉水汽凝结温度
太阳辐射水汽进入气面空气密度降空气升膨胀作功放热气团降温露点水汽凝结碰撞合增升气流顶托落
降水：空气中水汽含量——量
升速度——强度
2．分类特点
（1） 成分类：
气团：水方具较均匀温湿特性方移动气团体
雨 型
原
特 点
锋
面
冷
冷气团挤暖暖抬升动力冷
锋强度历时短两区
暖
暖气团挤冷冷抬升
锋前强度历时长两区
流雨
面空气受热升层空气流
强度历时短面积界限分明
形面
运动暖气团遇形滑升
迎风坡强度面积
气旋雨
中间气压低四周空气中间辐合升热带气旋（台风）
强度雨量危害范围
（2）日降雨量分类
日降雨：<100mm 雨
100~250mm 中雨
250~500mm 雨
500~1000mm 暴雨
1000~2500mm 暴雨
>2500mm 特暴雨
二降水观测
日分界：800 四段八段
单 位：01mm
雨量计 工雨量计计雨量
三流域均雨深计算：（面均雨量）
雨量站观测雨量代表该站附范围降雨情况水文分析工作中常需知道流域区特定时段雨量
1．算术均法：时段观测降水量算术均法求降雨
公式：
2．泰森边形法（加权均法）：假定：流域处降水距离雨量站代表（关键：绘制边形）
边形绘制方法：
（1）连接雨量站形成相交三角形网量三角形成锐角
（2）作三角形垂直分线形成边形网
（3）量测边形面积
3．等雨深浅法（加权均法）
关键：绘制等雨量线量相邻等雨量线间面积
三种计算方法间较见表：
方 法
公 式
适条件
算术均法
站分布均匀
理条件变化
降雨分布均匀
泰森边形法
(Taison)
适雨量分布均匀
精讳莫深优算术均法权重变
等雨量线图法
1．站密绘出等雨量线
2．形雨量变化较处精度高较烦
四降雨资料表示方法：
1 定量描述：
（1）降雨量：定历时降雨量mm
（2）降雨历时：次降水持续总时间h
（3）降雨强度：（I）mmhmm日
（4）降水面积：km2
（5）降水中心：次降雨量中雨量处
2．图示法
（1）降雨程图：直方图
（2）累积降水量曲线
（3）降水量等值线图
3．雨区气候划分：
雨区 1600mm
湿润区 800~1600mm
半湿润区 400~800mm
半干旱区 200~400mm
干旱区 200mm
第三节 蒸发（Evaporation）
蒸发成分类影响素：
1．成：水分吸收热转化汽态
2．分类：水文学蒸发包括三种：水面蒸发土壤蒸发植物散发
影响素：水温（土温）空气饱差风速等
二蒸发观测
1．蒸发量：蒸发水层深表示（mm）
2．蒸发器：直径观测水面蒸发天然水体蒸发差折减系数
K——折减系数口径月份区
第四节 渗（Infiltration）
定义
渗：重力毛力作土壤表面进入土壤运动程
薄膜水毛水重力水水
二表示方法
渗率：f (mmh)
渗量：F (mm)
三土壤渗规律
霍顿公式：
式中：——意t时刻土壤渗率
——土壤初始渗率（渗率）
——土壤稳定渗率
—— 递减指数
第五节 径流（Runoff）
形成程：
1．定义：降落表水面流入河川流出出口断面水层
2．程
植物截留 （面径流）
P 填洼 产流 坡面汇流 河流流出出口断面
渗 渗 水
二表示方法度量单位
1．流量：Q单位t通某断面水量m3s
（瞬时Q日月均年均）
2．径流总量 W：指时段T通某断面总水量（m3亿m3m3s月）
3．径流深R：径流量铺整流域面积求水层深度（mm）
F——流域面积（km2）
4．径流模数M：流出出口断面流量F[(m3s)km2]
5．径流系数：某时段：
三流域水量衡类活动径流影响
衡：进 – 出 蓄量变化
影响：修建水库植树造林城市化等库区原陆面变成水面E
Chap3 水文测验水文资料收集（2h）
第节 水文测站
务分类
1．务：收集水文资料（水位断面水温Q水质）
2．分类：分基站专站实验站
二布设
1．形：直河道便观测保证精度Z~Q关系单
2．断面布置：
测站断面布设图
第二节 水位观测
水位
水面相某基面高程水深
观测：记水位记
二均水位计算
日均水位月均水位
采算术均法面积包围法
第三节 流量观测
原理
流速仪测流法：水断面分成干部份测出部分面积流速仪测出部分面积流速部分Q
二测量
1．断面测量
布设测深线测出水深起点距
算出部分面积（梯形法）
2．流速测量：
采流速仪：旋转器记录信号记数器尾翼
T>100秒
测点流速：选测深线作测速线根水深布置测点10m时布置五点相水深0002040610
3．垂线均流速
点：
二点：
三点：
五点：
4．部分均流速
5．计算分流量
6．断面流量
Chap4 水文统计基知识方法（6h）
第节 概述
切事物发生发展演变程包含着必然性面偶然性面
必然性面通成分析方法求解偶然性面表面起杂乱通量观察实验出规律性机现象遵循规律统计规律
研究机现象统计规律概率机现象部分试验资料研究全体现象数量特征规律学科称数理统计学
概率数理统计总称统计学
水文现象具定机性数理统计方法分析研究现象符合实际合理运数理统计方法末长期径流情势作出概率预报估
第二节 概率基概念定理
事件
事件概率中基概念事件——机试验结果
事件分三类：
必然事件：断言某事件试验中必然发生P1
事件：试验前断定会发生事件P0
机事件：试验结果中发生发生事件0机事件试验中出现出现出现性标准事件概率
二概率
古典概率定义：
P（A）——A事件定条件出现概率
m——试验中A事件结果数
n——试验中结果总数
古典概型：试验结果等结果总数限
水文事件古典概型种情况概率表示呢？
三频率
通试验估计概率
设事件An次试验中出现n次称：
W(A)mn事件An次试验中出现频率
试验次数n时事件频率明显机性n足够情况事件频率概率差会达意程度说频率趋概率
四概率定理
1．加法定理：
（1）互斥事件：AB时发生
定理：两互斥事件概率等概率
P（A+B）P（A）+P（B）
互斥：
P（A+B）P（A）+P（B）P(AB)
（2）法定理：
独立事件：AB互影响
定理：独立事件AB时发生概率等概率积
P（AB）P（A）*P（B）
独立P（AB）P（B）*P（AB）
第三节 机变量概率分布
机变量
1．定义：机事件次试验结果数值X表示X试验结果取数值次试验中出现数值机称变量机变量
2．分类：X取值间断时离散
限区间意值连续
二机变量概率分布
1．分布函数：
水文采超制概率：
2．密度函数
机变量落某区间问题
区间长度
表示X落均概率
引入：
f(x)具概率密度性质称概率密度函数
三机变量分布参数
概率分布曲线时需参数描述特性够
1．位置特征参数
（1）均数
离散型机变量P1P2 …… Pn概率值X1X2……Ｘn
：
称机变量均数称数学期值（离散型：E（X））
描绘：机变量分布重心均水
２．离散特征参数
均方差离差系数偏差系数（离势系数）
（１） 均方差：离差方均值方根
（２）离散系数：
反映水文变量分布中心相离散情况
分布中心相离散情况
理变化规律南北陆海
（３）偏差系数：
反映分布否称特性
般计算误差取倍数
绘等值线图
３．矩
矩物理广泛运统计学中常描述机变量分布特性
（１） 原点矩：机变量X原点O离差K次幂数学期
（２） 中心矩：X分布中心E（X）离差K次幂数学期
水文学根实测资料点矩法估计参数适线法优选参数
四种常线型
（1）正态分布：
特点：1〉称2〉单峰3〉
4〉两端X轴渐进线
5〉f(x)曲线X轴间面积1
（2）皮尔逊型分布Ⅲ型）
中：
分布函数：
三参数：
第四节 统计参数估算
样估计总体
1．总体：机变量取值全体
水文总体限
2．样：总体中意抽取部分
样中包含项数称样容量
3．总体样关系：样总体样分布基反映总体分布规律
二样统计参数估算
1．总体
2．样偏估计
三样抽样误差
1．抽样误差
源：机抽样引起
2．抽样误差分布
量样言服正态分布
3．代表性
n代表性抽样误差
第五节 现行水文频率计算方法——配线法
验频率曲线
1．定义：根实测点（验点）绘出F（X）曲线
2．验频率：频率：
式中：n——n次试验
m——n次试验中出现次数
n资料总体公式正确合理样资料行mn时P100说样项总体项说项必然发生合理
采：
频率名词较抽象采重现期概念
3．重现期——许次试验中某事件重复出现时间间隔均数
水年：P≤50 T1P防洪排涝
少水年：P>50 T1（1P）灌溉发电
百年遇暴雨洪水等某量级暴雨洪水长时间均百年出现次
4．绘制方法：
（1）排队（）
（2）计算验频率：
（3）点绘验点（概率格线）
三图解适线法（目估）
1．适线法：验分布总体分布离差原优选参数程 点线适点
2．步骤：
（1）点绘验点
（2）计算统计参数
（3）适线优选：
1）PⅢ型理频率曲线
2）P初估参数查值表表求值
点绘
3）判验点配合情况配合该型线求否改变三参数重新适线
（4）参数曲线影响规律：
参数加时：
注意： 1曲线三参数弹性
2希样容量n
3资料中特值单独处理
4适线三点法（见附）
5时忍痛割爱考虑端（洪水）灌溉相反
6实测资料查水文手册
附加： 三点法适线步骤
（1）算频率：点验点通点群中心绘曲线
（2）曲线取三点（P55095）
（3）求偏度系数S
计算S查Cs
（4）计算
求：
（5）法查PⅢ线适线基次
第六节 相关分析
前面分析种机变量变化规律两种两种机变量间否相互联系 降水流水位流量等分析两两机变量间关系称相关分析
通相关分析弄清变量间关系插补延长样系列等
概述
1．相关关系分类：
（1）完全相关：应X值Y相应值函数关系
（2）零相关：互影响
（3）统计相关：象完全相关样关系密切象0相关样毫关系定数学曲线拟合
2．相关分析条件：
（1）成确联系
（2）段行观测资料（步）
（3）资料身
二统计相关
1．简相关：两变量间
2．复相关：三三
三直线相关（简相关）
1．回方程误差
设两变量：xiyi n行观测资料应值点绘坐标纸较集中定直线关系图解法直线似代表种关系ya+bx较分散目估难定线采分析法确定相关方程（回方程）
设方程： ya+bx
x——变量y——变量ab——定常数
准：横坐标离差min
坐标离差min
坐标离差方min
：
直线通点群中心（拟合佳）必须：
式ab分求阶偏导数令等0
解方程组：
： yx变回方程
直线斜率直线点
理推求：xy变回方程两直线重合公交点
均方误差：预估值误差：
2．相关系数：r
密切否？ 进行相关检验
：时密切相关
——置信度（置信水犯错误性
界相关系数
注意：
1．相关条件三
2．期观测资料太少10组
3．注意假相关作相关检验
4．宜插外延慎重
结：
1．概率引进
水文程 机 具确定性
生产需 出确定水文情势
概率基础+水文统计方法 找统计规律
目：预估未发生种性
2．水文现象统计规律反映量机现象均状况结果
3．学期E（X）均值
E（X）总体言某特定X常数
样言样异
4．样总体：实测资料总体部分样通认识总体样推估总体
5．适线性
（1）定义：离差优选参数
（2）方法：……
（3）三参数曲线影响规律
6．重现期
（1）定义：某机事件长段时间重复出现均时间间隔
（2）验频率关系
7．PⅢ型曲线：参数三曲线形状影响
8．相关分析
（1）条件三
（2）目：插补延长
（3）关系密切否？检验
（4）直线相关计算方法
Chap 5 年径流分析计算（讲）
第节 概述
年径流特点：
（1）年径流年周期汛期枯水期流量组成
（2）年径流量年际变化区异南方北方
（3）年径流量系列中枯水年组丰水年组交变化现象
解决年径流丰枯交水部门间矛盾必须天然径流进行调节（工调节）方法修建水利工程特水库
库容确定成解决问题
二设计保证率：
1．定义：设计保证率水量年期间够充分满足概率
（1）灌溉设计保证率：设计灌溉水量全部获满足年数占总年数百分
（2）水电站设计保证率：正常发电保证程度
（3）工民水保证率较高
第二节 设计长期年年月径流量系列选取
审查实测径流资料中先出代表段资料进行分析计算
1．水利年度排列新年月径流系列
2．设计求选取代表段资料年径流6789月径流量等
代表段应包括丰枯水年完整调节周期
确定水库库容例：
〈1〉根历年逐月径流（水）程水程逐年进行水量衡计算求出逐年需库容值V1V2Vn
〈2〉库容值Vi排队计算验频率：Pi
〈3〉作库容频率曲线坐标纸设计保证率P频率曲线查相应设计Vp
〈4〉Vp确定工程规模
水利计算中称：长系列操作法时历法
第三节 实际代表年年月径流选取
实际代表年法：实测年月径流量系列中选出实际干旱年代表年进行设计计算
确定水库库容：该代表年年分配程水程直接进行水量衡计算求出该年设计库容V
第四节 设计代表年年径流量年分配计算
1．步骤：
设计量：
〈1〉根设计求确定计算时段时段选取资料系列
〈1〉 资料系列排队频率计算求相应设计频率
设计量
设计程：
〈2〉 实测资料中选代表原选择代表资料程
例缩放设计程线
〈4〉设计程线求水程进行衡计算求相应设计保证率
2．设计时段径流量计算：
〈1〉确定计算时段：灌溉时灌溉期作计算时段水电站年计算时段
〈2〉统计时段径流量：年均灌溉期：5678月枯水期等
〈3〉频率计算：P＝mn+1求：WpΔt
〈4〉合理性分析：相邻站较理分布规律
3．设计年径流量年分配（设计径流程）
〈1〉选代表年：设计时段径流量选典型原选代表年
原：接发生偏利
〈2〉径流年分配：
计算：
例缩放典型年求设计径流程线
例：见P94页
第五节 具短期实测径流资料时设计年径流量年分配分析计算
短期：n<2020年系列连续代表性足
二计算关键：插补展延
三插补展延：
相关分析法：
1．选参证站径流降雨资料站短期相关资料建立相关关系
选参证站原：
a)成确联系
b)具相长行观测资料
c)系列身代表性
2．径流相关分析时采站邻站降雨资料建立相关关系展延插补
站：降水量～径流量相关
四插补展延扣采前具长期资料方法进行计算
第五节 缺乏实测径流资料时设计年径量年分配时计算
方法：
1．查等值线图
2．水文拟法：移相似流域设计资料根实际情况加修正
相似：垫面条件气侯条件
Chap6 流量资料推求设计洪水（6h）
第节 设计洪水基概念
洪水
1．定义：暴雨融雪原产生量径流河道中流量剧增水位升（波状泄）
2．次洪水程（次洪）：程线包括洪峰洪量W（定T流某断面水量）洪水程
二设计洪水
1．定义：符合定设计频率P洪水图式Qp（t）
2．特点： 〈1〉具实际洪水图式Qp（t）具时空分布
〈2〉总某P相联系
3．研究方法：〈1〉峰控制调蓄力
〈2〉量控制调蓄
〈3〉峰量频率控制
4．作：设计水工建筑物
三设计标准
1．水工建筑物设计标准取决等级
等：指工程规模理水济指标整体工程言
级：指建筑物安全技术指标某具体建筑物言：
具永久性时性正常运非正常运
2．水工建筑物（水库）两类防洪问题：
（1）游区防洪问题
（2）水库身安全防洪问题
四设计洪水计算方法
量：1 洪峰洪量频率计算P工程P洪水
程：2 选择适典型程线根设计洪峰洪量进行放出设计洪水程线
第二节 设计洪峰流量设计洪量推求
洪水资料审查：
三性检查：性致性代表性
二洪水资料选择：
原：采值法固定时段独立选样
洪峰：
洪量：
三频率分析：
1．特值：排队PⅢ型适线
2．特值处理：
（1）特值：实测调查历史特洪水
解决实测资料足困难展延系列
（2）连续系列：N年中老项实测n年资料外序位空缺
（3）频率计算
方法：〈1〉实测系列特值系列作总体中独立抽出两机样
前a项特值：
a项实测值：
方法〈2〉实测系列特值系列组成连序系列作代表总体样
项N年统排位
前a项：
实测系列：
式中：——特洪水第末项
n——实测洪水系列项数
l——实测系列中抽出作特值洪水项数
Pm——实测系列第m项验频率
（4）参数估计：
a）线型：PⅢ型曲线
b）矩法初估参数
（连续系列连续系列相）假定（nl）年系列均值特洪水（Na）系列等：
实际Na年系列知道
〈5〉适线：求出：
四频率计算成果抽样误差安全保证值
1．样估算总全参数存误差参数误差：值存误差
2．加安全修正值
3．计算方法：
B系数查诺模图
4．折算年数：
计算中n应实测系列长度
特值加入
C调查洪水数量：
次数
1
2
3
C值
02
03
04
D调查洪水精度：
精度
1
2
3
d值
02
03
04
五成果合理性检查
1．目：减少设计值抽样误差成果符合区分布规律
2．方法：① T频率曲线实范围相交
② 统计参数符合区分布规律
均值：T变增
F 变增
： T变增
F变增
③ 邻区
第三节 设计洪水程线
思路：量——水文统计
程——水文拟
选择条典型洪水程线加放洪水特征值等频率计算中设计值认程线求设计洪水程线
倍数放法
1．选典型三原：发生接偏利
2．放方法：
设计时段洪量历时T选择根工程情况选择
二频率放法
已知时段设计值：
时段典型值：
段采倍K分进行放
洪峰放倍：
天：
三天：
三天中天余两天放倍
样七天中三天余四天放倍
典型洪水程线时段流量分述倍放出设计洪水程线时段洪水特征恰等指定频率数值
三两法较
1．频率放法：（P法）受典型影响较勿需选定设计时段T成果稳定
2．缺点：交接处会出现连续现象徒手修匀修匀应保持时段洪水特征值等设计值
章结
．设计洪水：
1．定义：满足定P线
2．作：设计水工建筑物
二．途径
P工程P洪水
1．历史洪水加成
2．水文统计法
3．区综合法
4．水文气象法
三．水工建筑物两类防洪标准
1．身防洪标准：
分两种运情况：正常运：设计洪水
非正常运：校核
2．游防洪区标准：
3．等级
四．Qp（t）三素
1．具实标洪水样式
2． ——水文统计
——水文拟
五．Qi推求Qp(t)
1．量：（1）资料审查选样 年值法
固定时段独立选样
（2）频率分析（特值加入）
（3）成果合理性检查
2．程：
（1）选典型原：接发生偏利
（2）放：K法P法
六．综述
1．年值法组成洪水样序列认符合独立机抽样求时序求严缺测段妨缺测特值
2．设计洪水P通常50T1P
3．Qp(t)典型放法机性明显
4．设计峰量频率曲线均采PⅢ型
常取外延
5．果洪水频率 P设超标准洪水水文意义破坏
工程未破坏：
Chap 7 降雨流分析（6h）
第节 概念：
Q较难测定果降雨P推求洪水
1．河流出口断面流量程中：面径流表层流浅层径流深层径流组成
2 面径流表层流直接进入河网直接径流（Rs）
3．面径流表层流径流（Rg）水量称径流量（R）
4．径流量计算称产流计算
5．产流计算方法：降雨量前期影响雨量（Pa）制成降雨量~前期影响雨量~径流量相关图P R
6．降雨产生径流坡汇集河网游游汇集流出出口断面计算称汇流计算
第二节 影响降雨径流素计算
雨量
1．降雨强度程：降雨时间分配均匀降雨强度单位时间降雨量
2．降雨量程线（直方图）
3．累积雨量曲线：降雨开始时雨量开始累积曲线坡度相应时刻I
4．等雨量线图：降雨空间分布
5．流域均雨量
二径流划分径流量计算
1．次实测洪水程线包括次降雨形成面径流表层流径流外包括前次洪水未退完部分水量非次降雨补深层径流等计算次径流量时必须两项掉
面径流表层流合称面径流R
2．径流分割法：
（1）退水曲线法：取流域干条洪水退水部分绘透明纸时间轴左右移动退水线尾总重合画根包线作标准退水线
2．斜线分割法：验公式 N084F02（km2）
三前期影响雨量（Pa）
1．包气带：面水面土壤水份常发生变化土壤带略介绍：吸着水薄膜水毛水
土壤保持水量称田间持水量
土壤中水份降雨开始时越产流量越
2．前期影响雨量Pa计算
（1）前两日连晴：
K——土壤含水量折减系数
（2）t日降雨未产流：
（3）t日降雨产流Rt：
Pa值超土壤含水量：Im
计算中Pa>Im时取：PaIm
整流域Pa分站Pa加权均
〈4〉Pa算起？
3．土壤含水量Im消退系数K
（1）Im包括截留滇洼渗入成R水量十分干旱情况损失量
Im计算：选取久旱雨第场降雨量较全流域产流资料求出
久旱雨时：Pa0
湿润区：Im80~120mm
（2）消退系数K
般气象条件密切关系
假定t日EPa成直线关系：
求：
第三节 降雨径流关系图蓄满产流
降雨径流相关图
1．求出次暴雨流域均P应R次暴雨开始时Pa点绘相关图Pa参数
P~Pa~R相关图表现组行等距离直线特点助外延
2．简化相关图（P+Pa~R）
二蓄满产流
1．适：湿润区雨量充沛水位较高植包气带较薄容易蓄满
数学模型：RP（ImPa）
（1）时RP降雨流相关线部45°线行
（2）流域包气带缺水量满足产流量R部分稳定变渗率渗稳定渗水量形成径流Rg超稳定渗部分形成Rs
：
三总径流划分
面径流径流汇流规律已知雨量P降雨径流相关图查径流R需分成面两部分便进行汇流计算
蓄满产流方案流域蓄水达Im稳定变渗率fc渗关键求fc
1．求fc
（1）降雨资料求出阶段流域均雨量
（2）根洪水程线求径流总量R面径流Rs径流Rg
（3）求出次降雨损失量PR降雨程开始时扣求时段净雨历时tc
（4）试算fc
——净雨强度fc时段
——净雨强度fc雨量
2．径流划分
（1）时段降雨时段累积
（2）Pa查相关图累积净雨量时段净雨量
（3）判断时段落净雨h
否
第四节 渗曲线超渗产流
渗曲线
1．渗曲线
降雨开始渗入土壤水量Pa降雨强度关整流器降雨程着雨水断渗土壤水含量断增加单位时间渗入土中水量断减达稳定值
2．超渗产流
适条件：干旱区水埋藏深植差包气带厚降水易包气带蓄满般会产生径流
产流情况：
种方法概念明确实际中较难应f难定降雨资料求较高适流域
二初损渗法
1．初损量：量产流前总损失量截留填注外全渗水量（Io）
2．渗：流域产流渗水量
计算：
——渗历时
——期产流雨量
3．初损Io确定：
F出口断面起涨点体作产流开始时刻
F考虑雨量站出口断面汇流时间
4．均渗率计算
——初损历时
——期降雨产流历时
第五节 流域汇流计算方法——等流时线法
概念
1．汇流：流域点净雨坡面汇入河网河网流出口断面
2．汇流分面汇流河网汇流
面汇流分坡面汇流汇流
3．流域汇流分析计算：前面求出净雨程演算出口断面流量程
二等流时线计算法
1．定义：流域勾绘组等值线条线点水质点定时间t达出流断面
2．等流时面积：雨等流时线间面积
3．流域出口断面流量计算：
具体计算方法见表：
时
净雨
出流
2
3
4．等流时线法出流计算算例表
时
面净雨
（mm）
等流面积
（km2）
部分径流（m3s）
总径流
（m3s）
5
8
10
8
5
5
0
0
11
8
10
23
0
23
14
10
5
46
37
0
83
17
23
74
46
143
20
0
37
92
129
0
46
46
0
0
三净雨历时流域汇流时间Q（t）影响
1．汇流时间——净雨流域某点汇出口断面历时间
2．流域汇流时间——流域远点出口处
3．净雨历时流域汇流时间Q（t）影响
（1）>时全部流域面积部分净雨造峰
（2）时全部流域面全部净雨造峰
（3）<时部分面积全部净雨造峰
4．等流时线法缺点：
（1）降雨分布均匀问题未考虑
（2）流速变化问题
（3）河槽调蓄问题
第六节 流域汇流计算方法二——单位线法
基概念
1932年美国谢尔曼提出
1．单位线（UH unit hydrolog）：流域单位时段均匀分布单位净雨形成流域出口断面面径流程线
单位净雨深：取10mm
单位线坐标流量q表示横坐标t表示
2．两假定
实际降雨量定单位时段
（1）单位时段净雨量单位n单位形成面径流程线流量值单位线流量n倍历时单位线历时相（倍假定）
（2）果净雨历时时段m时段时段净雨形成径流程线间互干扰出口断面流量等时段净利雨量形成流量（迭加假定）
述假定流域视线性系统
二分析推求单位线方法
推求单位线根出流断面实测流量程分析
1．选择孤立洪水程线割水面径流程线
面径流程线Q1Q2…单位线坐标值：q1q2……时段雨量：h1h2……
根两假定：
………………
叠加假定
倍假定
：
…………………
3．缺点：误差传播单位线呈锯齿形甚出现负值
4．试错法斜线法
先假定条代入净雨程计算流量程实测值较符合修正试
三单位线应
根单位线定义假定流域净雨分布均匀强度变均单位线推求面径流程线
推求方法（例）见表面径流程
时段
单位线
（m3s）
Rs
（mm）
部分径流（m3s）
总面径流
（m3s）
5
10
8
1
0
5
0
0
2
8
10
4
0
4
3
20
8
10
8
0
18
4
12
6
20
64
324
5
6
3
12
16
31
6
2
1
6
96
166
7
0
0
2
48
68
0
16
16
0
0
四单位线时段转换
单位线时段净雨时段办？
UH进行时段落转换
1．S曲线：时段净雨量连续断流域出口断面流量程线称S曲线
UH线连续推流
实质S曲线单位线坐标值时段累加
2．利S曲线转换单位线时段长
设已时段长：单位线换成须S曲线移半时段3h（助S线）两根S曲线间时段Q差值程线相净雨形成流量程线
转换数学公式：
式中：——原单位线时段长
——转换时段长
五单位线存问题改进
1．验单位线汇流计算中定精度满足生产求
2．认q（t）变假定问题降水均匀产流面积变化雨强变化
3．暴雨中心位置q（t）影响
适选：中心走游
中心游走
4．q（t）注意时段长概念
六径流程计算
降雨中渗水量部分补充流域缺水（）外余部分重力渗（fc）形式补水
1．求W
2．出流程根化成三角形
3．出现面径流终止点
4．
5．求：：
6．
章结
1．径流分析
（1）产流：蓄满产流（P~Pa~R）（Pa求法）
超渗产流（渗曲线）
（2）汇流：等流时线法
单位线法
2．蓄满产流
（1）Pa
（2）P~Pa~R 模型：RP（ImPa）
（3）稳渗率径流划分：
3．超渗产流：
（1）渗曲线 （2）初损渗法
4．等流时线法
（1）定义 （2）计算方法
5．单位线法
（1）定义
（2）两假定
（3）推求方法（分析法）
（4）时段转换（助S曲线）
6．径流：三角形概化
Chap 8 暴雨资料推求设计洪水（4h）
第节 概述
暴雨资料设计洪水重性
1．工程水文学务预估未十年百年水文情势水利工程农田水利规划设计服务提供合理洪水程线Q（t）作设计
2．设计洪水方法根流域资料情况分：
（1）流量资料系列较长历史洪水调查资料：流量资料推求设计洪水
（2）流量资料太少 修建量水利工程流域发生变化破坏流量资料致性致流量资料推求设计洪水：暴雨资料推求设计洪水
讲样暴雨资料推求Qp（t）知道国部分区洪水暴雨形成流域情况变化般认暴雨没影响利暴雨资料推求设计洪水
二什设计暴雨
1．定义：满足定设计标准暴雨图式分量时空分布
2．假定：设计暴雨频率P1产生洪水频率P2相等
3．服务象分类：
水工建筑物防洪计算P
防洪涝规划时计算P
三设计暴雨研究方法
1．量——水文统计法
2．时空分布——水文拟
四暴雨资料搜集整理
1．暴雨资料搜集审查插补延长
〈1〉暴雨资料搜集
a）资料源：国家水文气象部门刊印雨量站网观测资料（水文年鉴）必须结合搜集调查暴雨中心位置历史特暴雨资料
b）资料观测方法分：日雨量资料记雨量资料分段雨量资料三种定时观测资料次降雨程分开记载相应时段记雨量资料应时应根实际资料分析修正
〈2〉暴雨资料审查
a）代表性：资料样否代表总体
①站网分布否反映理气象水文分区特性
②否足够数量测站计算面雨量
③分析暴雨特性类型暴雨分开
b） 性：资料正确否
①审查特特暴雨记录否真实错记漏记
②记雨量资料仪器障影响等
③应进行调查较修正
c）致性：否总体前样系列否服分布
〈3〉暴雨资料插补延长
时雨量站资料系列长短甚缺测增加暴雨资料长度提高系列代表性条件应量利邻资料插补展延
暴雨特点：暴雨局域性明显暴雨面规律相邻站暴雨相关关系差
：南京镇江两相距仅65km两站年日雨量相关图点散乱年时段暴雨资料般宜相关法插补展延般采列方法：
a）直接搬：两站相距远形相似气候致区
b）邻区测站较时水年绘制暴雨等值线图进行插补般年份邻站均值插补
c）洪水峰量相关关系建立暴雨洪水峰量相关关系插补
d）特暴雨移水年份缺测方法插补困难邻区已出现特暴雨气象条件分析发生时移移时应注意气候形条件差根均值进行订正
五暴雨资料推求设计洪水
1．充分——水文统计（直接法）
2．充分——设计点面暴雨（间接法）
3．简单步骤图：
设计暴雨量 设计暴雨程 设计洪水
选样 放 产汇流计算
设计洪峰洪量
频率计算 选典型放
第二节 暴雨资料充分时设计暴雨计算
设计暴雨量计算——水文统计法
直接法：适设计流域雨量站分布均匀站长期期观测资料求出较流域均雨量样直接选取种时段年面暴雨量进行频率计算求出设计面暴雨量
1．方法：暴雨资料充分时 设计面暴雨量直接计算
统计时段年面雨量
（1） 先根雨量站分布情况选取定种求流域均（面）雨量计算方法——算术均法泰森边形法等雨量线法计算逐日面雨量
（2） 独立选样方法选取年种时段年面雨量固定时段独立选样年值法统计时段取：24h界年时段未必场暴雨中选取该时段雨量年原短时段雨量包含长时段包含
2．步骤
（1）确定计算时段（天三天七天………）
（2）求面均雨量（算术均法加权法等雨量线）
（3）水文统计法求设计暴雨量
关键：组成面雨量资料原
二设计暴雨程拟定——水文拟
1．思路：典型暴雨放
2．典型选择：发生接偏利
3．放方法：KP
第三节 暴雨资料足时设计暴雨计算
简接法：适设计流域雨量站稀少观测资料系列甚短期观测资料少法求面暴雨量时简接方法先求流域中心附代表站设计点暴雨量然通点面关系求相应设计面暴雨量
思路：1 先求出流域中心设计暴雨量
2．通暴雨点面关系求出流域设计雨量
关键：建立点面关系
设计点雨量计算
1．流域中心资料直接求出
2．流域中心缺乏资料理插值求出
二设计面雨量计算
点——流域中心点
面——流域面均设计雨量
1．方法：设计点雨量查暴雨点面关系线
2．点面关系曲线建立
（1）统计次暴雨
（2）求：暴雨中心点雨量P0暴雨中心中心FPF算：
流域面积F查点关系：：
第四节 设计暴雨推求设计洪水
思路：设计暴雨通P~Pa~R相关图（产流计算法）求设计净雨程单位线（等流时线法）求设计洪水
关键：Pa相关图单位线
设计净雨推求：
1．拟定损失方案：垫面条件制定相关图渗容量曲线
2．利损失方案求设计净雨：先求Pa
频率法：时进行PP+Pa两种系列频率计算求出设计P+PaP值
设计：
二 净雨程推求设计洪水程线
单位线求
复
．基概念
1．水循环：循环循环
2．水量衡原理：某区
3．降水
（1）成分类
（2）表示法
定量表示：量强度历时图示法
图示法：累积线程直方图
（3）面均雨量计算：算泰等雨量线
4．蒸发：成分类观测
5．渗：渗率f渗曲线
6．径流：（1）定义
（2）径流形成：产流汇流
（3）径流表示法：
二水文统计原理
1．概率：加法定理法定理
2．概率频率区
3．分布参数：
4．均数：（数学期）
5．均方差离散系数偏差系数：描绘特征
6．样总体：定义关系
7．重现期
8．配线法：
（1）定义适线法
（2）步骤：①计算验频率
②点验点
③初估参数
④适线优选
9．三参数曲线影响
10．相关分析
（1）条件
（2）相关方程推求：分析法图解法
三降雨径流分析
1．产流计算
（1）相关图制作原理（蓄满产流）制作
（2）净雨分割（径流划分）
2．汇流计算
（1）等流时线法
（2）单位线法
3．水三角形概化
Chap 9 流域设计洪水计算（6h）
第节 概述
流域
范围：水利系统
铁路系统
苏联
农田水利基建设中量工程措施位流域诸建库蓄洪修渠引水开沟撇洪抽水排涝公路桥涵等做节约资金工程安全运行必须进行洪水设计流域设计洪水工业农业生产中着重意义
二流域设计洪水计算特点
1．缺乏充分实测流量资料暴雨资料计算方法必须适资料区
2．方法应简便易行工程涉面工程量型方法必须简便易行便掌握
3．方法着重推求设计洪峰型工程调蓄力设计标准低规模受峰量控制着重设计洪峰计算
简记简峰
三点说明
1．流域推求暴雨流量资料充足前方法
2．流域水利工程峰控制关心短历时暴雨
四方法：
（1）设计暴雨（暴雨公式）
（2）设计洪峰（推理公式）
（3）设计洪水程（简化三角型）
第二节 流域设计暴雨
假定
1．频假定：设计暴雨产生设计洪水P
2．考虑暴雨流域面均匀性流域中心设计点雨量代流域整面设计面雨量须考虑点面折算
二流域设计暴雨步骤
1．推求流域（中心点）24h设计点雨量
2．暴雨公式求出历时设计暴雨量（采暴雨公式）
三暴雨公式参数推求
1．短历时暴雨公式形式：短历时：t≤24h定频率时段均雨强i历时t关系式：
式中：S——雨力单位历时暴雨均强度区重现期变
t——暴雨历时
n——暴雨递减指数区历时长短变1目前水利部门普遍采公式
暴雨公式两边t：
2．暴雨公式中参数确定：
参数：S n 式： 两边取数：
根实测降雨资料点绘双数纸图形成两段斜率n折线转折点：t1hSt1h时值S制成等值线图
点图知：
t<1h时nn1
t>1h时nn2
3．暴雨公式
Sp值查 求出
： ：
意：
优缺点：
（1）简单方便
（2）较反映it衰减速规律
（3）t1处特变i（t）连续
（4）边界佳
4．参数n区综合规律
n：反映it衰减快慢n衰减快
反映区暴雨强度集中程度
规律：海区n值陆短历时暴雨长历时暴雨n值
省：t<1hn104~06般取05
t>1hn2067~08般取073
重现期关系：
T（年）
2
5
10
20
50
100
n2
073
072
07
069
068
067
第三节 推求公式法推求Qmp
国铁路公路部门河洪水分析研究积累少验提出少具特色计算方法国水利部门计算方法常：推求公式法区验公式法
推求公式基形式
1．假定：流域产流强度时间空间均保持恒定（均匀）流域均产流强度定面积积出口断面流量积值峰流量
均匀变：流域符合线性汇流
降雨时空均匀
净雨时空均匀Q成次方关系
净雨流域某点流出出口断面历时间
（1） （部分汇流）
式中：K——单位换算系数
——均雨强
——均渗率
——产流面积
（2） （全面汇流）
通式：
——洪峰径流系数等形成洪峰净雨降雨
——产流面积系数
二水文公式
1．水文1958年提出水利部门广泛
基形式：
：
2．洪峰流系数计算：
（1）定义：时段净雨量时段降雨量值反映降雨造峰程种损失参数
时全流域产流：
时部分产流：
（2）计算
： ：
t求导数：
令：：
u产流历时损失量
：
1）时
2）时
u代入式：
：
公式中计算知道
3．流域汇流时间计算
坡面汇流河槽汇流均时间
式中：L——流域远流程长度km
——流域均汇流速度
式中：m——汇流参数
J——程均降
——流量
——反映程水力特性验指数般：
：
：
1）时
代入式：
2）时
代入式：
求Qm必需联解方程组：
1）时
2）时
求解超越方程采方法：
1）图解法：绘两条曲线交点解
2）迭代法：假定计算计算出较值果两者相差：解相差较代入求直结束般迭代2~3次收敛快
4．推求公式法推求Qmp
（1）步骤：①确定流域特征参数：LJF
②确定产汇流参数：um
③求暴雨特征参数：Spn
④推求Qmp
（2）算例：某流域拟建水库试推理公式法求p1Qmp已知：F104km2L26kmJ0875暴雨参数查省水文手册知：产流特征参数：
解：1）先求：Sp
2）假定：
：
代入参数解：
3）验证：
计算：5696（h）
假定正确解效
5．推理公式中损失参数u汇流参数m分析
（1）u物理意义：产流历时均渗率
土壤透水力降雨量时程分配Pa关省区水文部门根区实际情况制定验公式图表供参考江苏暴雨洪水图集规定：
（2）m物理意义：汇流速度公式中验参数流域形貌植河道率关省言：
苏北山丘区：
苏南山丘区：
流域特征素：
6．计算洪峰流量区验公式
采省暴雨洪水图集中公式
第四节 设计洪水程线推求
前面求出设计洪峰流量中型水库时求提供设计洪水程线
概化程线
1．定义：实测洪水资料分析简化出条具代表性洪水程线称概化程线
2．形式：概化三角形洪水程线
五点折腰形洪水程线（五边形）
综合单位线
3．流域设计洪量
4．概化三角形特征点：
——涨洪历时
——落洪历时
设计洪水程线更接实际三角形修改五边形（折腰）
三综合单位线
采综合瞬时单位线推求设计洪水程线参见关书籍
四例
概化三角形法推求FP1洪水程线
章结
流域设计洪水计算特点
简峰
二流域设计暴雨
点代面时空分布均匀
关心历时短强度暴雨
历时计算：
三推求公式法推求设计洪峰流量
1．公式：（1）全流域产流（2）部分产流
2．计算步骤
四设计洪水程线
1．求Wp
2．求T
3．三角形概化
五推求公式适条件
假定：流域线性降雨净雨时空分布均匀
适：设计暴雨 计洪峰
Chap12 水文预报简介（讲）
第节 概述
1． 定义：
水文预报：利水文气象资料揭示预测未水文素变化规律
2．分类：（1）预报项目分：径流预报（包括流量水位等预报）冰情预报水质预报等
（2）预见期分：短期中长期
预见期：预报发布时刻预报素出现时刻间时距
3．作：
（1）水利工程运理中合理调度充分发挥水利工程济效益
（2）防洪中预先提供洪涝灾害发生变化信息减少工农业生产损失确保生命财产安全
4．预报精度：（1）绝误差：预报值 – 实测值
（2）相误差：
第二节 短期水文预报
短期：水文素进行预报
中长期：水文素+气象素
短期预报容：降雨径流预报：产汇流理（前面已讲）
河段洪水预报：洪水波运动理
河道中洪水波运动
1．洪水波：流域量降水径流坡面迅速汇集注入河槽河道程水面发生高低起伏种波动
2．洪水波运动规律
（1）形态：
波前波波高波长
附加降：波前 波
涨洪时：
稳定时：
落洪时：
（2）变形：
展开：波长断加波高断降低
扭曲：波前断减波断加水量波转移
（3）原：
1）洪水坡受重力惯性力作
2）附加降存渐变稳定
3．洪水波运动受河槽断面区间入流等影响
二相应水位（流量）法
1．相应水位：游洪水程线位相相点水位称
2．相应水位河段支流汇入等影响时相应流量
3．相应水位法：根洪水波运动规律利河段断面实测水位预报河段断面未水位方法
4．原理：
某河段t时刻游入Qtt时刻游相应流量：
流量水位Z降i函数
：
5．方法：
游实测相庆水位建立起相应关系
游站洪峰
游站洪峰
传播时间
(时)
t
水位（m）
t
水位（m）
6日18：00
5993
7日2：00
5308
8
………
………
………
………
………
绘相关图
6．改进方法：游站时水位参数
游站：
游时发生游水位参数制成相关图预报
提高预报精度运游站涨差参数法
7．适条件：
（1）洪水游区间入流支流
（2）河槽断面变化稳定
三合成流量法
1．假定：游站传播游流量独立互扰符合线性叠加
2．方法：流量站取相应流量叠加
3．预见期：Qm洪水传播游站时间t
4．预报：游站叠加流量游站相应流量建立相关关系进行预报
5．适：支流汇入河段
四流量演示法
1．基原理：洪水波运动元稳定流基方程组（圣维南方程组）描述求解方程组较繁琐简化
2．定义：利河段中水量衡原理槽蓄关系河段入流程演算出流程方法
连续：
运动：
惯性项 hf克服摩阻损耗量
（1）区间入流时河段水量衡
时段：
槽蓄量
（2）区间方程组方程中左端：求解述方程组须先解决：槽蓄函数（槽蓄曲线）
3．槽蓄曲线方程
S~Q关系较复杂Sf(Qi)涨洪落洪时情况
马斯京根法槽蓄曲线
思路：找（示储流量）：
洪水稳定流：
柱蓄：游断面稳定流水面线槽蓄量
：
般情况：
代入式：
称示储流量
马斯京根槽蓄曲线方程
4．流量演示法：
（1）方法：面水量衡方程马斯京根槽蓄曲线方程联解：
（2）XK确定：实测次洪水假定X值计算作曲线二者关系曲线单直线X值扬求K直线斜率否重新设定力
（4）例题：
（5）说明：
1）计算时段选择
2）单法进行预报方法预报出时通演示预报
3）实际工作中X调正般法满足
Chap13 排涝水文计算（讲）
第节 概述
．涝灾成治理措施
外水洪水涝（时外排）
水位高——渍
洪涝渍旱
涝：〈1〉降水外排
〈2〉客水压境
〈3〉外水高水低外排（圩）
治理：水迅速外排降低水位
原：量排抽排辅（圩抽排）
二．治涝标准：
频率标准：设计暴雨P排涝P
般采：T5~10年
般高河防洪标准
数量标准：日雨200~250mm三日排出（江苏圩区黄秧区）
日暴雨 三日排出
三日暴雨 五日排出
某年实际发生雨型标准
标准选择：根具体情况远结合致规划分期施工
三．排涝水文计算特点：
原区：暴雨资料——设计排涝流量：
圩区：水量衡法求
注意：
涝：水外排高涝灾（排水系统畅）
渍：水位高高渍害（排水沟健全）
第二节 圩区排涝计算
圩区：势低洼外河水位常高均面高程
．步骤：
设计标准确定设计暴雨：
求设计净雨（扣损）
求排涝设计流量（均排出流量）
二．滞蓄指标（水田河网）
稻田：
沟塘预降：50~80cm
三．产水量计算
稻田：损失：〈1〉渗漏量（渗入）
〈2〉腾发量：叶面蒸腾颗间散发
沟塘
旱非耕：〈1〉P~R相关图查算R
〈2〉径流系数法：R
4．圩堤渗漏：圩堤渗水
三．产水量计算：
1 稻田：损失：分渗漏量腾发量腾发量分叶面蒸腾颗间散发
2 沟塘：渗漏蒸发
3 旱非耕：
〈1〉 P~R相关图查算 R
〈2〉 径流系数法：
4 圩堤渗透漏：圩堤渗水套闸漏水
总产水量：
四．排涝流量计算：
五．排涝模数：
单位面积排涝流量
例题：某圩区F7180亩中水田率65旱率25水面率10排洪计算时数：设计暴雨采十年遇24h暴雨雨日排出水田耗水量6mm日河网预降05m水面蒸发3mm日渗漏量05mm日天开机22h求均排涝Q
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工程水文学
（讲稿）
教师：
XX学水利学院
2010年X月
Chap1 绪（2h）
水文学
水生命源球存着广阔水体
1 水体：指定形态存然界中水总体气中水汽面河流湖泊沼泽海洋面水
种水体特性变化规律
2 水文学：研究球种水体存循环分布变化规律周围环境相互影响门学科
分：河流湖泊水海洋沼泽冰川
研究河流水文学
3 工程水文学：种应性学科水文知识应水利工程建设科学
容水文计算水文预报
二作途
1 规划设计阶段：预估未十年甚百年水文情势（水体变化规律）确定工程规模开发方式工程设计提供设计水文数
河水流量估计会工程规模造成资金浪费估计水资源充分利甚威胁民生命财产
2 施工阶段：短期洪水预报
3 运营理阶段：调度防洪水利工程发挥工程效益
三水文现象特点
水文现象受气候垫面条件等影响特点表现：
1 时间：周期性年月年周期性
2 空间（区）：机性衡性
四研究方法
1 成分析法
2 数理统计法
3 理综合法
五国水资源状况：
1 世界总水量：13860亿km3淡水： 350亿km3
2 国：28万亿m3排巴西苏联加美国印尼第六位均2670方世界均占量14
世界三危机：资源口环境
国水资源区分布极衡南北少长江流域南区流总量占全国82耕占38时间年年际间分配均夏冬少明显丰枯年份
水资源拥量——富开发程度——现代化水
六水文计算解决：
1 工程期间出现符合设计标准水文程
2 水文特征值
3 区分配
七求：
1 掌握水文分析计算基概念三原理：水量衡水文统计流形成
2 掌握水文分析计算方法
3 认真完成作业学会分析方法
Chap2 水循环流形成（6h）
第节 水循环水量衡
水循环：
水种生资源生性循环性决定
1 水循环：水受热会蒸发成水汽升输送冷凝结定条件降落面种断循环程称周复始连续稳定程
外：太阳分子吸力
：三态
2 水循环涉区分循环循环
① 循环：海陆间交换
② 循环：陆海洋局部循环
3 影响水循环素：天
二水量衡：
1 原理：某区域 某时段流入该区域水量等流出该区域水量该区域蓄量变化：
2 例：球例求球年均水量衡方程
陆：
海洋：
球：
年均言：
：
第节 降水（Precipitation）
降水蒸发水循环两活跃子
降水成分类：
1 成
成：成云致雨
成云：充足水汽
致雨：〈1〉足够凝结核
〈2〉水汽凝结温度
太阳辐射水汽进入气面空气密度降空气升膨胀作功放热气团降温露点水汽凝结碰撞合增升气流顶托落
降水：空气中水汽含量——量
升速度——强度
2．分类特点
（1） 成分类：
气团：水方具较均匀温湿特性方移动气团体
雨 型
原
特 点
锋
面
冷
冷气团挤暖暖抬升动力冷
锋强度历时短两区
暖
暖气团挤冷冷抬升
锋前强度历时长两区
流雨
面空气受热升层空气流
强度历时短面积界限分明
形面
运动暖气团遇形滑升
迎风坡强度面积
气旋雨
中间气压低四周空气中间辐合升热带气旋（台风）
强度雨量危害范围
（2）日降雨量分类
日降雨：<100mm 雨
100~250mm 中雨
250~500mm 雨
500~1000mm 暴雨
1000~2500mm 暴雨
>2500mm 特暴雨
二降水观测
日分界：800 四段八段
单 位：01mm
雨量计 工雨量计计雨量
三流域均雨深计算：（面均雨量）
雨量站观测雨量代表该站附范围降雨情况水文分析工作中常需知道流域区特定时段雨量
1．算术均法：时段观测降水量算术均法求降雨
公式：
2．泰森边形法（加权均法）：假定：流域处降水距离雨量站代表（关键：绘制边形）
边形绘制方法：
（1）连接雨量站形成相交三角形网量三角形成锐角
（2）作三角形垂直分线形成边形网
（3）量测边形面积
3．等雨深浅法（加权均法）
关键：绘制等雨量线量相邻等雨量线间面积
三种计算方法间较见表：
方 法
公 式
适条件
算术均法
站分布均匀
理条件变化
降雨分布均匀
泰森边形法
(Taison)
适雨量分布均匀
精讳莫深优算术均法权重变
等雨量线图法
1．站密绘出等雨量线
2．形雨量变化较处精度高较烦
四降雨资料表示方法：
1 定量描述：
（1）降雨量：定历时降雨量mm
（2）降雨历时：次降水持续总时间h
（3）降雨强度：（I）mmhmm日
（4）降水面积：km2
（5）降水中心：次降雨量中雨量处
2．图示法
（1）降雨程图：直方图
（2）累积降水量曲线
（3）降水量等值线图
3．雨区气候划分：
雨区 1600mm
湿润区 800~1600mm
半湿润区 400~800mm
半干旱区 200~400mm
干旱区 200mm
第三节 蒸发（Evaporation）
蒸发成分类影响素：
1．成：水分吸收热转化汽态
2．分类：水文学蒸发包括三种：水面蒸发土壤蒸发植物散发
影响素：水温（土温）空气饱差风速等
二蒸发观测
1．蒸发量：蒸发水层深表示（mm）
2．蒸发器：直径观测水面蒸发天然水体蒸发差折减系数
K——折减系数口径月份区
第四节 渗（Infiltration）
定义
渗：重力毛力作土壤表面进入土壤运动程
薄膜水毛水重力水水
二表示方法
渗率：f (mmh)
渗量：F (mm)
三土壤渗规律
霍顿公式：
式中：——意t时刻土壤渗率
——土壤初始渗率（渗率）
——土壤稳定渗率
—— 递减指数
第五节 径流（Runoff）
形成程：
1．定义：降落表水面流入河川流出出口断面水层
2．程
植物截留 （面径流）
P 填洼 产流 坡面汇流 河流流出出口断面
渗 渗 水
二表示方法度量单位
1．流量：Q单位t通某断面水量m3s
（瞬时Q日月均年均）
2．径流总量 W：指时段T通某断面总水量（m3亿m3m3s月）
3．径流深R：径流量铺整流域面积求水层深度（mm）
F——流域面积（km2）
4．径流模数M：流出出口断面流量F[(m3s)km2]
5．径流系数：某时段：
三流域水量衡类活动径流影响
衡：进 – 出 蓄量变化
影响：修建水库植树造林城市化等库区原陆面变成水面E
Chap3 水文测验水文资料收集（2h）
第节 水文测站
务分类
1．务：收集水文资料（水位断面水温Q水质）
2．分类：分基站专站实验站
二布设
1．形：直河道便观测保证精度Z~Q关系单
2．断面布置：
测站断面布设图
第二节 水位观测
水位
水面相某基面高程水深
观测：记水位记
二均水位计算
日均水位月均水位
采算术均法面积包围法
第三节 流量观测
原理
流速仪测流法：水断面分成干部份测出部分面积流速仪测出部分面积流速部分Q
二测量
1．断面测量
布设测深线测出水深起点距
算出部分面积（梯形法）
2．流速测量：
采流速仪：旋转器记录信号记数器尾翼
T>100秒
测点流速：选测深线作测速线根水深布置测点10m时布置五点相水深0002040610
3．垂线均流速
点：
二点：
三点：
五点：
4．部分均流速
5．计算分流量
6．断面流量
Chap4 水文统计基知识方法（6h）
第节 概述
切事物发生发展演变程包含着必然性面偶然性面
必然性面通成分析方法求解偶然性面表面起杂乱通量观察实验出规律性机现象遵循规律统计规律
研究机现象统计规律概率机现象部分试验资料研究全体现象数量特征规律学科称数理统计学
概率数理统计总称统计学
水文现象具定机性数理统计方法分析研究现象符合实际合理运数理统计方法末长期径流情势作出概率预报估
第二节 概率基概念定理
事件
事件概率中基概念事件——机试验结果
事件分三类：
必然事件：断言某事件试验中必然发生P1
事件：试验前断定会发生事件P0
机事件：试验结果中发生发生事件0
二概率
古典概率定义：
P（A）——A事件定条件出现概率
m——试验中A事件结果数
n——试验中结果总数
古典概型：试验结果等结果总数限
水文事件古典概型种情况概率表示呢？
三频率
通试验估计概率
设事件An次试验中出现n次称：
W(A)mn事件An次试验中出现频率
试验次数n时事件频率明显机性n足够情况事件频率概率差会达意程度说频率趋概率
四概率定理
1．加法定理：
（1）互斥事件：AB时发生
定理：两互斥事件概率等概率
P（A+B）P（A）+P（B）
互斥：
P（A+B）P（A）+P（B）P(AB)
（2）法定理：
独立事件：AB互影响
定理：独立事件AB时发生概率等概率积
P（AB）P（A）*P（B）
独立P（AB）P（B）*P（AB）
第三节 机变量概率分布
机变量
1．定义：机事件次试验结果数值X表示X试验结果取数值次试验中出现数值机称变量机变量
2．分类：X取值间断时离散
限区间意值连续
二机变量概率分布
1．分布函数：
水文采超制概率：
2．密度函数
机变量落某区间问题
区间长度
表示X落均概率
引入：
f(x)具概率密度性质称概率密度函数
三机变量分布参数
概率分布曲线时需参数描述特性够
1．位置特征参数
（1）均数
离散型机变量P1P2 …… Pn概率值X1X2……Ｘn
：
称机变量均数称数学期值（离散型：E（X））
描绘：机变量分布重心均水
２．离散特征参数
均方差离差系数偏差系数（离势系数）
（１） 均方差：离差方均值方根
（２）离散系数：
反映水文变量分布中心相离散情况
分布中心相离散情况
理变化规律南北陆海
（３）偏差系数：
反映分布否称特性
般计算误差取倍数
绘等值线图
３．矩
矩物理广泛运统计学中常描述机变量分布特性
（１） 原点矩：机变量X原点O离差K次幂数学期
（２） 中心矩：X分布中心E（X）离差K次幂数学期
水文学根实测资料点矩法估计参数适线法优选参数
四种常线型
（1）正态分布：
特点：1〉称2〉单峰3〉
4〉两端X轴渐进线
5〉f(x)曲线X轴间面积1
（2）皮尔逊型分布Ⅲ型）
中：
分布函数：
三参数：
第四节 统计参数估算
样估计总体
1．总体：机变量取值全体
水文总体限
2．样：总体中意抽取部分
样中包含项数称样容量
3．总体样关系：样总体样分布基反映总体分布规律
二样统计参数估算
1．总体
2．样偏估计
三样抽样误差
1．抽样误差
源：机抽样引起
2．抽样误差分布
量样言服正态分布
3．代表性
n代表性抽样误差
第五节 现行水文频率计算方法——配线法
验频率曲线
1．定义：根实测点（验点）绘出F（X）曲线
2．验频率：频率：
式中：n——n次试验
m——n次试验中出现次数
n资料总体公式正确合理样资料行mn时P100说样项总体项说项必然发生合理
采：
频率名词较抽象采重现期概念
3．重现期——许次试验中某事件重复出现时间间隔均数
水年：P≤50 T1P防洪排涝
少水年：P>50 T1（1P）灌溉发电
百年遇暴雨洪水等某量级暴雨洪水长时间均百年出现次
4．绘制方法：
（1）排队（）
（2）计算验频率：
（3）点绘验点（概率格线）
三图解适线法（目估）
1．适线法：验分布总体分布离差原优选参数程 点线适点
2．步骤：
（1）点绘验点
（2）计算统计参数
（3）适线优选：
1）PⅢ型理频率曲线
2）P初估参数查值表表求值
点绘
3）判验点配合情况配合该型线求否改变三参数重新适线
（4）参数曲线影响规律：
参数加时：
注意： 1曲线三参数弹性
2希样容量n
3资料中特值单独处理
4适线三点法（见附）
5时忍痛割爱考虑端（洪水）灌溉相反
6实测资料查水文手册
附加： 三点法适线步骤
（1）算频率：点验点通点群中心绘曲线
（2）曲线取三点（P55095）
（3）求偏度系数S
计算S查Cs
（4）计算
求：
（5）法查PⅢ线适线基次
第六节 相关分析
前面分析种机变量变化规律两种两种机变量间否相互联系 降水流水位流量等分析两两机变量间关系称相关分析
通相关分析弄清变量间关系插补延长样系列等
概述
1．相关关系分类：
（1）完全相关：应X值Y相应值函数关系
（2）零相关：互影响
（3）统计相关：象完全相关样关系密切象0相关样毫关系定数学曲线拟合
2．相关分析条件：
（1）成确联系
（2）段行观测资料（步）
（3）资料身
二统计相关
1．简相关：两变量间
2．复相关：三三
三直线相关（简相关）
1．回方程误差
设两变量：xiyi n行观测资料应值点绘坐标纸较集中定直线关系图解法直线似代表种关系ya+bx较分散目估难定线采分析法确定相关方程（回方程）
设方程： ya+bx
x——变量y——变量ab——定常数
准：横坐标离差min
坐标离差min
坐标离差方min
：
直线通点群中心（拟合佳）必须：
式ab分求阶偏导数令等0
解方程组：
： yx变回方程
直线斜率直线点
理推求：xy变回方程两直线重合公交点
均方误差：预估值误差：
2．相关系数：r
密切否？ 进行相关检验
：时密切相关
——置信度（置信水犯错误性
界相关系数
注意：
1．相关条件三
2．期观测资料太少10组
3．注意假相关作相关检验
4．宜插外延慎重
结：
1．概率引进
水文程 机 具确定性
生产需 出确定水文情势
概率基础+水文统计方法 找统计规律
目：预估未发生种性
2．水文现象统计规律反映量机现象均状况结果
3．学期E（X）均值
E（X）总体言某特定X常数
样言样异
4．样总体：实测资料总体部分样通认识总体样推估总体
5．适线性
（1）定义：离差优选参数
（2）方法：……
（3）三参数曲线影响规律
6．重现期
（1）定义：某机事件长段时间重复出现均时间间隔
（2）验频率关系
7．PⅢ型曲线：参数三曲线形状影响
8．相关分析
（1）条件三
（2）目：插补延长
（3）关系密切否？检验
（4）直线相关计算方法
Chap 5 年径流分析计算（讲）
第节 概述
年径流特点：
（1）年径流年周期汛期枯水期流量组成
（2）年径流量年际变化区异南方北方
（3）年径流量系列中枯水年组丰水年组交变化现象
解决年径流丰枯交水部门间矛盾必须天然径流进行调节（工调节）方法修建水利工程特水库
库容确定成解决问题
二设计保证率：
1．定义：设计保证率水量年期间够充分满足概率
（1）灌溉设计保证率：设计灌溉水量全部获满足年数占总年数百分
（2）水电站设计保证率：正常发电保证程度
（3）工民水保证率较高
第二节 设计长期年年月径流量系列选取
审查实测径流资料中先出代表段资料进行分析计算
1．水利年度排列新年月径流系列
2．设计求选取代表段资料年径流6789月径流量等
代表段应包括丰枯水年完整调节周期
确定水库库容例：
〈1〉根历年逐月径流（水）程水程逐年进行水量衡计算求出逐年需库容值V1V2Vn
〈2〉库容值Vi排队计算验频率：Pi
〈3〉作库容频率曲线坐标纸设计保证率P频率曲线查相应设计Vp
〈4〉Vp确定工程规模
水利计算中称：长系列操作法时历法
第三节 实际代表年年月径流选取
实际代表年法：实测年月径流量系列中选出实际干旱年代表年进行设计计算
确定水库库容：该代表年年分配程水程直接进行水量衡计算求出该年设计库容V
第四节 设计代表年年径流量年分配计算
1．步骤：
设计量：
〈1〉根设计求确定计算时段时段选取资料系列
〈1〉 资料系列排队频率计算求相应设计频率
设计量
设计程：
〈2〉 实测资料中选代表原选择代表资料程
例缩放设计程线
〈4〉设计程线求水程进行衡计算求相应设计保证率
2．设计时段径流量计算：
〈1〉确定计算时段：灌溉时灌溉期作计算时段水电站年计算时段
〈2〉统计时段径流量：年均灌溉期：5678月枯水期等
〈3〉频率计算：P＝mn+1求：WpΔt
〈4〉合理性分析：相邻站较理分布规律
3．设计年径流量年分配（设计径流程）
〈1〉选代表年：设计时段径流量选典型原选代表年
原：接发生偏利
〈2〉径流年分配：
计算：
例缩放典型年求设计径流程线
例：见P94页
第五节 具短期实测径流资料时设计年径流量年分配分析计算
短期：n<2020年系列连续代表性足
二计算关键：插补展延
三插补展延：
相关分析法：
1．选参证站径流降雨资料站短期相关资料建立相关关系
选参证站原：
a)成确联系
b)具相长行观测资料
c)系列身代表性
2．径流相关分析时采站邻站降雨资料建立相关关系展延插补
站：降水量～径流量相关
四插补展延扣采前具长期资料方法进行计算
第五节 缺乏实测径流资料时设计年径量年分配时计算
方法：
1．查等值线图
2．水文拟法：移相似流域设计资料根实际情况加修正
相似：垫面条件气侯条件
Chap6 流量资料推求设计洪水（6h）
第节 设计洪水基概念
洪水
1．定义：暴雨融雪原产生量径流河道中流量剧增水位升（波状泄）
2．次洪水程（次洪）：程线包括洪峰洪量W（定T流某断面水量）洪水程
二设计洪水
1．定义：符合定设计频率P洪水图式Qp（t）
2．特点： 〈1〉具实际洪水图式Qp（t）具时空分布
〈2〉总某P相联系
3．研究方法：〈1〉峰控制调蓄力
〈2〉量控制调蓄
〈3〉峰量频率控制
4．作：设计水工建筑物
三设计标准
1．水工建筑物设计标准取决等级
等：指工程规模理水济指标整体工程言
级：指建筑物安全技术指标某具体建筑物言：
具永久性时性正常运非正常运
2．水工建筑物（水库）两类防洪问题：
（1）游区防洪问题
（2）水库身安全防洪问题
四设计洪水计算方法
量：1 洪峰洪量频率计算P工程P洪水
程：2 选择适典型程线根设计洪峰洪量进行放出设计洪水程线
第二节 设计洪峰流量设计洪量推求
洪水资料审查：
三性检查：性致性代表性
二洪水资料选择：
原：采值法固定时段独立选样
洪峰：
洪量：
三频率分析：
1．特值：排队PⅢ型适线
2．特值处理：
（1）特值：实测调查历史特洪水
解决实测资料足困难展延系列
（2）连续系列：N年中老项实测n年资料外序位空缺
（3）频率计算
方法：〈1〉实测系列特值系列作总体中独立抽出两机样
前a项特值：
a项实测值：
方法〈2〉实测系列特值系列组成连序系列作代表总体样
项N年统排位
前a项：
实测系列：
式中：——特洪水第末项
n——实测洪水系列项数
l——实测系列中抽出作特值洪水项数
Pm——实测系列第m项验频率
（4）参数估计：
a）线型：PⅢ型曲线
b）矩法初估参数
（连续系列连续系列相）假定（nl）年系列均值特洪水（Na）系列等：
实际Na年系列知道
〈5〉适线：求出：
四频率计算成果抽样误差安全保证值
1．样估算总全参数存误差参数误差：值存误差
2．加安全修正值
3．计算方法：
B系数查诺模图
4．折算年数：
计算中n应实测系列长度
特值加入
C调查洪水数量：
次数
1
2
3
C值
02
03
04
D调查洪水精度：
精度
1
2
3
d值
02
03
04
五成果合理性检查
1．目：减少设计值抽样误差成果符合区分布规律
2．方法：① T频率曲线实范围相交
② 统计参数符合区分布规律
均值：T变增
F 变增
： T变增
F变增
③ 邻区
第三节 设计洪水程线
思路：量——水文统计
程——水文拟
选择条典型洪水程线加放洪水特征值等频率计算中设计值认程线求设计洪水程线
倍数放法
1．选典型三原：发生接偏利
2．放方法：
设计时段洪量历时T选择根工程情况选择
二频率放法
已知时段设计值：
时段典型值：
段采倍K分进行放
洪峰放倍：
天：
三天：
三天中天余两天放倍
样七天中三天余四天放倍
典型洪水程线时段流量分述倍放出设计洪水程线时段洪水特征恰等指定频率数值
三两法较
1．频率放法：（P法）受典型影响较勿需选定设计时段T成果稳定
2．缺点：交接处会出现连续现象徒手修匀修匀应保持时段洪水特征值等设计值
章结
．设计洪水：
1．定义：满足定P线
2．作：设计水工建筑物
二．途径
P工程P洪水
1．历史洪水加成
2．水文统计法
3．区综合法
4．水文气象法
三．水工建筑物两类防洪标准
1．身防洪标准：
分两种运情况：正常运：设计洪水
非正常运：校核
2．游防洪区标准：
3．等级
四．Qp（t）三素
1．具实标洪水样式
2． ——水文统计
——水文拟
五．Qi推求Qp(t)
1．量：（1）资料审查选样 年值法
固定时段独立选样
（2）频率分析（特值加入）
（3）成果合理性检查
2．程：
（1）选典型原：接发生偏利
（2）放：K法P法
六．综述
1．年值法组成洪水样序列认符合独立机抽样求时序求严缺测段妨缺测特值
2．设计洪水P通常50T1P
3．Qp(t)典型放法机性明显
4．设计峰量频率曲线均采PⅢ型
常取外延
5．果洪水频率 P设超标准洪水水文意义破坏
工程未破坏：
Chap 7 降雨流分析（6h）
第节 概念：
Q较难测定果降雨P推求洪水
1．河流出口断面流量程中：面径流表层流浅层径流深层径流组成
2 面径流表层流直接进入河网直接径流（Rs）
3．面径流表层流径流（Rg）水量称径流量（R）
4．径流量计算称产流计算
5．产流计算方法：降雨量前期影响雨量（Pa）制成降雨量~前期影响雨量~径流量相关图P R
6．降雨产生径流坡汇集河网游游汇集流出出口断面计算称汇流计算
第二节 影响降雨径流素计算
雨量
1．降雨强度程：降雨时间分配均匀降雨强度单位时间降雨量
2．降雨量程线（直方图）
3．累积雨量曲线：降雨开始时雨量开始累积曲线坡度相应时刻I
4．等雨量线图：降雨空间分布
5．流域均雨量
二径流划分径流量计算
1．次实测洪水程线包括次降雨形成面径流表层流径流外包括前次洪水未退完部分水量非次降雨补深层径流等计算次径流量时必须两项掉
面径流表层流合称面径流R
2．径流分割法：
（1）退水曲线法：取流域干条洪水退水部分绘透明纸时间轴左右移动退水线尾总重合画根包线作标准退水线
2．斜线分割法：验公式 N084F02（km2）
三前期影响雨量（Pa）
1．包气带：面水面土壤水份常发生变化土壤带略介绍：吸着水薄膜水毛水
土壤保持水量称田间持水量
土壤中水份降雨开始时越产流量越
2．前期影响雨量Pa计算
（1）前两日连晴：
K——土壤含水量折减系数
（2）t日降雨未产流：
（3）t日降雨产流Rt：
Pa值超土壤含水量：Im
计算中Pa>Im时取：PaIm
整流域Pa分站Pa加权均
〈4〉Pa算起？
3．土壤含水量Im消退系数K
（1）Im包括截留滇洼渗入成R水量十分干旱情况损失量
Im计算：选取久旱雨第场降雨量较全流域产流资料求出
久旱雨时：Pa0
湿润区：Im80~120mm
（2）消退系数K
般气象条件密切关系
假定t日EPa成直线关系：
求：
第三节 降雨径流关系图蓄满产流
降雨径流相关图
1．求出次暴雨流域均P应R次暴雨开始时Pa点绘相关图Pa参数
P~Pa~R相关图表现组行等距离直线特点助外延
2．简化相关图（P+Pa~R）
二蓄满产流
1．适：湿润区雨量充沛水位较高植包气带较薄容易蓄满
数学模型：RP（ImPa）
（1）时RP降雨流相关线部45°线行
（2）流域包气带缺水量满足产流量R部分稳定变渗率渗稳定渗水量形成径流Rg超稳定渗部分形成Rs
：
三总径流划分
面径流径流汇流规律已知雨量P降雨径流相关图查径流R需分成面两部分便进行汇流计算
蓄满产流方案流域蓄水达Im稳定变渗率fc渗关键求fc
1．求fc
（1）降雨资料求出阶段流域均雨量
（2）根洪水程线求径流总量R面径流Rs径流Rg
（3）求出次降雨损失量PR降雨程开始时扣求时段净雨历时tc
（4）试算fc
——净雨强度fc时段
——净雨强度fc雨量
2．径流划分
（1）时段降雨时段累积
（2）Pa查相关图累积净雨量时段净雨量
（3）判断时段落净雨h
否
第四节 渗曲线超渗产流
渗曲线
1．渗曲线
降雨开始渗入土壤水量Pa降雨强度关整流器降雨程着雨水断渗土壤水含量断增加单位时间渗入土中水量断减达稳定值
2．超渗产流
适条件：干旱区水埋藏深植差包气带厚降水易包气带蓄满般会产生径流
产流情况：
种方法概念明确实际中较难应f难定降雨资料求较高适流域
二初损渗法
1．初损量：量产流前总损失量截留填注外全渗水量（Io）
2．渗：流域产流渗水量
计算：
——渗历时
——期产流雨量
3．初损Io确定：
F出口断面起涨点体作产流开始时刻
F考虑雨量站出口断面汇流时间
4．均渗率计算
——初损历时
——期降雨产流历时
第五节 流域汇流计算方法——等流时线法
概念
1．汇流：流域点净雨坡面汇入河网河网流出口断面
2．汇流分面汇流河网汇流
面汇流分坡面汇流汇流
3．流域汇流分析计算：前面求出净雨程演算出口断面流量程
二等流时线计算法
1．定义：流域勾绘组等值线条线点水质点定时间t达出流断面
2．等流时面积：雨等流时线间面积
3．流域出口断面流量计算：
具体计算方法见表：
时
净雨
出流
2
3
4．等流时线法出流计算算例表
时
面净雨
（mm）
等流面积
（km2）
部分径流（m3s）
总径流
（m3s）
5
8
10
8
5
5
0
0
11
8
10
23
0
23
14
10
5
46
37
0
83
17
23
74
46
143
20
0
37
92
129
0
46
46
0
0
三净雨历时流域汇流时间Q（t）影响
1．汇流时间——净雨流域某点汇出口断面历时间
2．流域汇流时间——流域远点出口处
3．净雨历时流域汇流时间Q（t）影响
（1）>时全部流域面积部分净雨造峰
（2）时全部流域面全部净雨造峰
（3）<时部分面积全部净雨造峰
4．等流时线法缺点：
（1）降雨分布均匀问题未考虑
（2）流速变化问题
（3）河槽调蓄问题
第六节 流域汇流计算方法二——单位线法
基概念
1932年美国谢尔曼提出
1．单位线（UH unit hydrolog）：流域单位时段均匀分布单位净雨形成流域出口断面面径流程线
单位净雨深：取10mm
单位线坐标流量q表示横坐标t表示
2．两假定
实际降雨量定单位时段
（1）单位时段净雨量单位n单位形成面径流程线流量值单位线流量n倍历时单位线历时相（倍假定）
（2）果净雨历时时段m时段时段净雨形成径流程线间互干扰出口断面流量等时段净利雨量形成流量（迭加假定）
述假定流域视线性系统
二分析推求单位线方法
推求单位线根出流断面实测流量程分析
1．选择孤立洪水程线割水面径流程线
面径流程线Q1Q2…单位线坐标值：q1q2……时段雨量：h1h2……
根两假定：
………………
叠加假定
倍假定
：
…………………
3．缺点：误差传播单位线呈锯齿形甚出现负值
4．试错法斜线法
先假定条代入净雨程计算流量程实测值较符合修正试
三单位线应
根单位线定义假定流域净雨分布均匀强度变均单位线推求面径流程线
推求方法（例）见表面径流程
时段
单位线
（m3s）
Rs
（mm）
部分径流（m3s）
总面径流
（m3s）
5
10
8
1
0
5
0
0
2
8
10
4
0
4
3
20
8
10
8
0
18
4
12
6
20
64
324
5
6
3
12
16
31
6
2
1
6
96
166
7
0
0
2
48
68
0
16
16
0
0
四单位线时段转换
单位线时段净雨时段办？
UH进行时段落转换
1．S曲线：时段净雨量连续断流域出口断面流量程线称S曲线
UH线连续推流
实质S曲线单位线坐标值时段累加
2．利S曲线转换单位线时段长
设已时段长：单位线换成须S曲线移半时段3h（助S线）两根S曲线间时段Q差值程线相净雨形成流量程线
转换数学公式：
式中：——原单位线时段长
——转换时段长
五单位线存问题改进
1．验单位线汇流计算中定精度满足生产求
2．认q（t）变假定问题降水均匀产流面积变化雨强变化
3．暴雨中心位置q（t）影响
适选：中心走游
中心游走
4．q（t）注意时段长概念
六径流程计算
降雨中渗水量部分补充流域缺水（）外余部分重力渗（fc）形式补水
1．求W
2．出流程根化成三角形
3．出现面径流终止点
4．
5．求：：
6．
章结
1．径流分析
（1）产流：蓄满产流（P~Pa~R）（Pa求法）
超渗产流（渗曲线）
（2）汇流：等流时线法
单位线法
2．蓄满产流
（1）Pa
（2）P~Pa~R 模型：RP（ImPa）
（3）稳渗率径流划分：
3．超渗产流：
（1）渗曲线 （2）初损渗法
4．等流时线法
（1）定义 （2）计算方法
5．单位线法
（1）定义
（2）两假定
（3）推求方法（分析法）
（4）时段转换（助S曲线）
6．径流：三角形概化
Chap 8 暴雨资料推求设计洪水（4h）
第节 概述
暴雨资料设计洪水重性
1．工程水文学务预估未十年百年水文情势水利工程农田水利规划设计服务提供合理洪水程线Q（t）作设计
2．设计洪水方法根流域资料情况分：
（1）流量资料系列较长历史洪水调查资料：流量资料推求设计洪水
（2）流量资料太少 修建量水利工程流域发生变化破坏流量资料致性致流量资料推求设计洪水：暴雨资料推求设计洪水
讲样暴雨资料推求Qp（t）知道国部分区洪水暴雨形成流域情况变化般认暴雨没影响利暴雨资料推求设计洪水
二什设计暴雨
1．定义：满足定设计标准暴雨图式分量时空分布
2．假定：设计暴雨频率P1产生洪水频率P2相等
3．服务象分类：
水工建筑物防洪计算P
防洪涝规划时计算P
三设计暴雨研究方法
1．量——水文统计法
2．时空分布——水文拟
四暴雨资料搜集整理
1．暴雨资料搜集审查插补延长
〈1〉暴雨资料搜集
a）资料源：国家水文气象部门刊印雨量站网观测资料（水文年鉴）必须结合搜集调查暴雨中心位置历史特暴雨资料
b）资料观测方法分：日雨量资料记雨量资料分段雨量资料三种定时观测资料次降雨程分开记载相应时段记雨量资料应时应根实际资料分析修正
〈2〉暴雨资料审查
a）代表性：资料样否代表总体
①站网分布否反映理气象水文分区特性
②否足够数量测站计算面雨量
③分析暴雨特性类型暴雨分开
b） 性：资料正确否
①审查特特暴雨记录否真实错记漏记
②记雨量资料仪器障影响等
③应进行调查较修正
c）致性：否总体前样系列否服分布
〈3〉暴雨资料插补延长
时雨量站资料系列长短甚缺测增加暴雨资料长度提高系列代表性条件应量利邻资料插补展延
暴雨特点：暴雨局域性明显暴雨面规律相邻站暴雨相关关系差
：南京镇江两相距仅65km两站年日雨量相关图点散乱年时段暴雨资料般宜相关法插补展延般采列方法：
a）直接搬：两站相距远形相似气候致区
b）邻区测站较时水年绘制暴雨等值线图进行插补般年份邻站均值插补
c）洪水峰量相关关系建立暴雨洪水峰量相关关系插补
d）特暴雨移水年份缺测方法插补困难邻区已出现特暴雨气象条件分析发生时移移时应注意气候形条件差根均值进行订正
五暴雨资料推求设计洪水
1．充分——水文统计（直接法）
2．充分——设计点面暴雨（间接法）
3．简单步骤图：
设计暴雨量 设计暴雨程 设计洪水
选样 放 产汇流计算
设计洪峰洪量
频率计算 选典型放
第二节 暴雨资料充分时设计暴雨计算
设计暴雨量计算——水文统计法
直接法：适设计流域雨量站分布均匀站长期期观测资料求出较流域均雨量样直接选取种时段年面暴雨量进行频率计算求出设计面暴雨量
1．方法：暴雨资料充分时 设计面暴雨量直接计算
统计时段年面雨量
（1） 先根雨量站分布情况选取定种求流域均（面）雨量计算方法——算术均法泰森边形法等雨量线法计算逐日面雨量
（2） 独立选样方法选取年种时段年面雨量固定时段独立选样年值法统计时段取：24h界年时段未必场暴雨中选取该时段雨量年原短时段雨量包含长时段包含
2．步骤
（1）确定计算时段（天三天七天………）
（2）求面均雨量（算术均法加权法等雨量线）
（3）水文统计法求设计暴雨量
关键：组成面雨量资料原
二设计暴雨程拟定——水文拟
1．思路：典型暴雨放
2．典型选择：发生接偏利
3．放方法：KP
第三节 暴雨资料足时设计暴雨计算
简接法：适设计流域雨量站稀少观测资料系列甚短期观测资料少法求面暴雨量时简接方法先求流域中心附代表站设计点暴雨量然通点面关系求相应设计面暴雨量
思路：1 先求出流域中心设计暴雨量
2．通暴雨点面关系求出流域设计雨量
关键：建立点面关系
设计点雨量计算
1．流域中心资料直接求出
2．流域中心缺乏资料理插值求出
二设计面雨量计算
点——流域中心点
面——流域面均设计雨量
1．方法：设计点雨量查暴雨点面关系线
2．点面关系曲线建立
（1）统计次暴雨
（2）求：暴雨中心点雨量P0暴雨中心中心FPF算：
流域面积F查点关系：：
第四节 设计暴雨推求设计洪水
思路：设计暴雨通P~Pa~R相关图（产流计算法）求设计净雨程单位线（等流时线法）求设计洪水
关键：Pa相关图单位线
设计净雨推求：
1．拟定损失方案：垫面条件制定相关图渗容量曲线
2．利损失方案求设计净雨：先求Pa
频率法：时进行PP+Pa两种系列频率计算求出设计P+PaP值
设计：
二 净雨程推求设计洪水程线
单位线求
复
．基概念
1．水循环：循环循环
2．水量衡原理：某区
3．降水
（1）成分类
（2）表示法
定量表示：量强度历时图示法
图示法：累积线程直方图
（3）面均雨量计算：算泰等雨量线
4．蒸发：成分类观测
5．渗：渗率f渗曲线
6．径流：（1）定义
（2）径流形成：产流汇流
（3）径流表示法：
二水文统计原理
1．概率：加法定理法定理
2．概率频率区
3．分布参数：
4．均数：（数学期）
5．均方差离散系数偏差系数：描绘特征
6．样总体：定义关系
7．重现期
8．配线法：
（1）定义适线法
（2）步骤：①计算验频率
②点验点
③初估参数
④适线优选
9．三参数曲线影响
10．相关分析
（1）条件
（2）相关方程推求：分析法图解法
三降雨径流分析
1．产流计算
（1）相关图制作原理（蓄满产流）制作
（2）净雨分割（径流划分）
2．汇流计算
（1）等流时线法
（2）单位线法
3．水三角形概化
Chap 9 流域设计洪水计算（6h）
第节 概述
流域
范围：水利系统
铁路系统
苏联
农田水利基建设中量工程措施位流域诸建库蓄洪修渠引水开沟撇洪抽水排涝公路桥涵等做节约资金工程安全运行必须进行洪水设计流域设计洪水工业农业生产中着重意义
二流域设计洪水计算特点
1．缺乏充分实测流量资料暴雨资料计算方法必须适资料区
2．方法应简便易行工程涉面工程量型方法必须简便易行便掌握
3．方法着重推求设计洪峰型工程调蓄力设计标准低规模受峰量控制着重设计洪峰计算
简记简峰
三点说明
1．流域推求暴雨流量资料充足前方法
2．流域水利工程峰控制关心短历时暴雨
四方法：
（1）设计暴雨（暴雨公式）
（2）设计洪峰（推理公式）
（3）设计洪水程（简化三角型）
第二节 流域设计暴雨
假定
1．频假定：设计暴雨产生设计洪水P
2．考虑暴雨流域面均匀性流域中心设计点雨量代流域整面设计面雨量须考虑点面折算
二流域设计暴雨步骤
1．推求流域（中心点）24h设计点雨量
2．暴雨公式求出历时设计暴雨量（采暴雨公式）
三暴雨公式参数推求
1．短历时暴雨公式形式：短历时：t≤24h定频率时段均雨强i历时t关系式：
式中：S——雨力单位历时暴雨均强度区重现期变
t——暴雨历时
n——暴雨递减指数区历时长短变1目前水利部门普遍采公式
暴雨公式两边t：
2．暴雨公式中参数确定：
参数：S n 式： 两边取数：
根实测降雨资料点绘双数纸图形成两段斜率n折线转折点：t1hSt1h时值S制成等值线图
点图知：
t<1h时nn1
t>1h时nn2
3．暴雨公式
Sp值查 求出
： ：
意：
优缺点：
（1）简单方便
（2）较反映it衰减速规律
（3）t1处特变i（t）连续
（4）边界佳
4．参数n区综合规律
n：反映it衰减快慢n衰减快
反映区暴雨强度集中程度
规律：海区n值陆短历时暴雨长历时暴雨n值
省：t<1hn104~06般取05
t>1hn2067~08般取073
重现期关系：
T（年）
2
5
10
20
50
100
n2
073
072
07
069
068
067
第三节 推求公式法推求Qmp
国铁路公路部门河洪水分析研究积累少验提出少具特色计算方法国水利部门计算方法常：推求公式法区验公式法
推求公式基形式
1．假定：流域产流强度时间空间均保持恒定（均匀）流域均产流强度定面积积出口断面流量积值峰流量
均匀变：流域符合线性汇流
降雨时空均匀
净雨时空均匀Q成次方关系
净雨流域某点流出出口断面历时间
（1） （部分汇流）
式中：K——单位换算系数
——均雨强
——均渗率
——产流面积
（2） （全面汇流）
通式：
——洪峰径流系数等形成洪峰净雨降雨
——产流面积系数
二水文公式
1．水文1958年提出水利部门广泛
基形式：
：
2．洪峰流系数计算：
（1）定义：时段净雨量时段降雨量值反映降雨造峰程种损失参数
时全流域产流：
时部分产流：
（2）计算
： ：
t求导数：
令：：
u产流历时损失量
：
1）时
2）时
u代入式：
：
公式中计算知道
3．流域汇流时间计算
坡面汇流河槽汇流均时间
式中：L——流域远流程长度km
——流域均汇流速度
式中：m——汇流参数
J——程均降
——流量
——反映程水力特性验指数般：
：
：
1）时
代入式：
2）时
代入式：
求Qm必需联解方程组：
1）时
2）时
求解超越方程采方法：
1）图解法：绘两条曲线交点解
2）迭代法：假定计算计算出较值果两者相差：解相差较代入求直结束般迭代2~3次收敛快
4．推求公式法推求Qmp
（1）步骤：①确定流域特征参数：LJF
②确定产汇流参数：um
③求暴雨特征参数：Spn
④推求Qmp
（2）算例：某流域拟建水库试推理公式法求p1Qmp已知：F104km2L26kmJ0875暴雨参数查省水文手册知：产流特征参数：
解：1）先求：Sp
2）假定：
：
代入参数解：
3）验证：
计算：5696（h）
假定正确解效
5．推理公式中损失参数u汇流参数m分析
（1）u物理意义：产流历时均渗率
土壤透水力降雨量时程分配Pa关省区水文部门根区实际情况制定验公式图表供参考江苏暴雨洪水图集规定：
（2）m物理意义：汇流速度公式中验参数流域形貌植河道率关省言：
苏北山丘区：
苏南山丘区：
流域特征素：
6．计算洪峰流量区验公式
采省暴雨洪水图集中公式
第四节 设计洪水程线推求
前面求出设计洪峰流量中型水库时求提供设计洪水程线
概化程线
1．定义：实测洪水资料分析简化出条具代表性洪水程线称概化程线
2．形式：概化三角形洪水程线
五点折腰形洪水程线（五边形）
综合单位线
3．流域设计洪量
4．概化三角形特征点：
——涨洪历时
——落洪历时
设计洪水程线更接实际三角形修改五边形（折腰）
三综合单位线
采综合瞬时单位线推求设计洪水程线参见关书籍
四例
概化三角形法推求FP1洪水程线
章结
流域设计洪水计算特点
简峰
二流域设计暴雨
点代面时空分布均匀
关心历时短强度暴雨
历时计算：
三推求公式法推求设计洪峰流量
1．公式：（1）全流域产流（2）部分产流
2．计算步骤
四设计洪水程线
1．求Wp
2．求T
3．三角形概化
五推求公式适条件
假定：流域线性降雨净雨时空分布均匀
适：设计暴雨 计洪峰
Chap12 水文预报简介（讲）
第节 概述
1． 定义：
水文预报：利水文气象资料揭示预测未水文素变化规律
2．分类：（1）预报项目分：径流预报（包括流量水位等预报）冰情预报水质预报等
（2）预见期分：短期中长期
预见期：预报发布时刻预报素出现时刻间时距
3．作：
（1）水利工程运理中合理调度充分发挥水利工程济效益
（2）防洪中预先提供洪涝灾害发生变化信息减少工农业生产损失确保生命财产安全
4．预报精度：（1）绝误差：预报值 – 实测值
（2）相误差：
第二节 短期水文预报
短期：水文素进行预报
中长期：水文素+气象素
短期预报容：降雨径流预报：产汇流理（前面已讲）
河段洪水预报：洪水波运动理
河道中洪水波运动
1．洪水波：流域量降水径流坡面迅速汇集注入河槽河道程水面发生高低起伏种波动
2．洪水波运动规律
（1）形态：
波前波波高波长
附加降：波前 波
涨洪时：
稳定时：
落洪时：
（2）变形：
展开：波长断加波高断降低
扭曲：波前断减波断加水量波转移
（3）原：
1）洪水坡受重力惯性力作
2）附加降存渐变稳定
3．洪水波运动受河槽断面区间入流等影响
二相应水位（流量）法
1．相应水位：游洪水程线位相相点水位称
2．相应水位河段支流汇入等影响时相应流量
3．相应水位法：根洪水波运动规律利河段断面实测水位预报河段断面未水位方法
4．原理：
某河段t时刻游入Qtt时刻游相应流量：
流量水位Z降i函数
：
5．方法：
游实测相庆水位建立起相应关系
游站洪峰
游站洪峰
传播时间
(时)
t
水位（m）
t
水位（m）
6日18：00
5993
7日2：00
5308
8
………
………
………
………
………
绘相关图
6．改进方法：游站时水位参数
游站：
游时发生游水位参数制成相关图预报
提高预报精度运游站涨差参数法
7．适条件：
（1）洪水游区间入流支流
（2）河槽断面变化稳定
三合成流量法
1．假定：游站传播游流量独立互扰符合线性叠加
2．方法：流量站取相应流量叠加
3．预见期：Qm洪水传播游站时间t
4．预报：游站叠加流量游站相应流量建立相关关系进行预报
5．适：支流汇入河段
四流量演示法
1．基原理：洪水波运动元稳定流基方程组（圣维南方程组）描述求解方程组较繁琐简化
2．定义：利河段中水量衡原理槽蓄关系河段入流程演算出流程方法
连续：
运动：
惯性项 hf克服摩阻损耗量
（1）区间入流时河段水量衡
时段：
槽蓄量
（2）区间方程组方程中左端：求解述方程组须先解决：槽蓄函数（槽蓄曲线）
3．槽蓄曲线方程
S~Q关系较复杂Sf(Qi)涨洪落洪时情况
马斯京根法槽蓄曲线
思路：找（示储流量）：
洪水稳定流：
柱蓄：游断面稳定流水面线槽蓄量
：
般情况：
代入式：
称示储流量
马斯京根槽蓄曲线方程
4．流量演示法：
（1）方法：面水量衡方程马斯京根槽蓄曲线方程联解：
（2）XK确定：实测次洪水假定X值计算作曲线二者关系曲线单直线X值扬求K直线斜率否重新设定力
（4）例题：
（5）说明：
1）计算时段选择
2）单法进行预报方法预报出时通演示预报
3）实际工作中X调正般法满足
Chap13 排涝水文计算（讲）
第节 概述
．涝灾成治理措施
外水洪水涝（时外排）
水位高——渍
洪涝渍旱
涝：〈1〉降水外排
〈2〉客水压境
〈3〉外水高水低外排（圩）
治理：水迅速外排降低水位
原：量排抽排辅（圩抽排）
二．治涝标准：
频率标准：设计暴雨P排涝P
般采：T5~10年
般高河防洪标准
数量标准：日雨200~250mm三日排出（江苏圩区黄秧区）
日暴雨 三日排出
三日暴雨 五日排出
某年实际发生雨型标准
标准选择：根具体情况远结合致规划分期施工
三．排涝水文计算特点：
原区：暴雨资料——设计排涝流量：
圩区：水量衡法求
注意：
涝：水外排高涝灾（排水系统畅）
渍：水位高高渍害（排水沟健全）
第二节 圩区排涝计算
圩区：势低洼外河水位常高均面高程
．步骤：
设计标准确定设计暴雨：
求设计净雨（扣损）
求排涝设计流量（均排出流量）
二．滞蓄指标（水田河网）
稻田：
沟塘预降：50~80cm
三．产水量计算
稻田：损失：〈1〉渗漏量（渗入）
〈2〉腾发量：叶面蒸腾颗间散发
沟塘
旱非耕：〈1〉P~R相关图查算R
〈2〉径流系数法：R
4．圩堤渗漏：圩堤渗水
三．产水量计算：
1 稻田：损失：分渗漏量腾发量腾发量分叶面蒸腾颗间散发
2 沟塘：渗漏蒸发
3 旱非耕：
〈1〉 P~R相关图查算 R
〈2〉 径流系数法：
4 圩堤渗透漏：圩堤渗水套闸漏水
总产水量：
四．排涝流量计算：
五．排涝模数：
单位面积排涝流量
例题：某圩区F7180亩中水田率65旱率25水面率10排洪计算时数：设计暴雨采十年遇24h暴雨雨日排出水田耗水量6mm日河网预降05m水面蒸发3mm日渗漏量05mm日天开机22h求均排涝Q
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