工程地质与水文第一章.ppt

第一章 绪论 第一节 水文学 一、水文学(hydrology) 水体：大气中的水汽、地面上的江河、湖沼、海洋和地下水等，统称水体。 水文学：研究各种水体的存在、循环和分布，物理和化学特性，以及水体对环境的影响和作用，包括对生物特别是对人类的影响。 第二节 工程水文学的研究方法 一、水文现象的基本规律 1. 水文现象的确定性规律——成因规律 水文现象的发生都有其客观的原因和具体的形成条件——因果关系。例如径流的丰枯变化（周期性），降雨径流关系等。 2. 水文现象的随机性规律——统计规律 水文现象又受偶然因素的影响，在一定程度上表现出非确定性——随机性。例如河流某断面每年出现最大洪峰流量的大小和出现的时间。 3. 水文现象的地区性规律 气候因素的地区性规律对水文现象的影响。例如我国河川径流量的分布受降雨量分布的影响，呈现出自东南沿海向西北内陆逐渐减少的地区性规律。它综合反映了确定性和随机性规律。 二、水文研究的基本方法 1. 成因分析法 利用水文现象的确定性规律来解决水文问题。 通过观测资料和实验资料研究，建立水文现象与其影响因素之间的定量关系。在水文现象基本分析和水文预报中应用广泛。 2. 数理统计法 根据水文现象的随机性，以概率论为基础，运用数理统计方法，可以求取长期水文特征值系列的概率分布，从而得出工程规划设计所需要的设计水文特征值。在水文计算中运用广泛。 3. 地区综合法 根据气候要素和其它地理要素的地区性规律，可以按地区研究受其影响的某些水文特征值的地区变化规律，绘制成等值线或建立地区经验公式，利用它们可以求出资料短缺地区的水文特征值。 第三节 水文学的发展 水文学的发展，就是随着社会经济发展和水工程发展的需要，从萌芽到成熟、由经验到理论逐步发展起来的。今后的发展仍将遵循这一规律更快地向前发展，以满足社会继续发展的需求。水文学的发展，大体可分为以下几个阶段： 一、萌芽时期（1400年以前）????这一时期中国的水文知识居于世界领先地位，如2000年前建成的都江堰，至今仍在发挥巨大作用，其中就体现着成功的水文知识；又如527年的《水经注》，是早于欧洲1000多年的水文地理巨著；公元前239年的《吕氏春秋》最先提出水文循环的概念。 二、奠基时期（1400～1900年）????该时期，西欧的产业革命促进了水利事业的发展，在水文观测方面，发明制造了雨量器、蒸发器、流速仪等，系统的水文测验为水文定量计算及预报奠定了坚实基础。 三、应用水文学的形成（1900～1950年）?????进入20世纪，大规模的水利水电建设蓬勃发展，需要科学的水文计算和水文预报，使应用水文学迅速发展起来。美国1900年J.A.塞登提出著名的塞登定律、1932年L.R.K.谢尔曼提出单位线法、1935年G.T.麦卡锡建立了马斯京根河道洪水演算法，1924年H.A.福斯特完整地建立了P-Ⅲ水文频率曲线计算方法等等，这一时期我国则比较落后。 四、现代水文学时期（1950年后）?????随着计算机、遥感等高新技术的应用，使水文学发展进入了一个新时代，流域数学模型、水资源学、水环境学、随机水文学相继形成。 思考题 【思考题1-1】 水资源与水文学有何关系？ 【思考题1-2】 工程水文学与水文学有何联系？主要包括哪两方面的内容？ 工程水文学 工程水文学 工程水文学 工程水文学 工程水文学 工程水文学 工程水文学 工程水文学 工程水文学 工程水文学 * * 石河子大学建筑工程学院 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 水体 水源 总量 （103km3） 占总量 （%） 占淡水 （%） 更新所 需时间 海洋 1338000 96.5 ? 2650年 冰川与永久雪 24064.1 1.74 68.7 ? 地面冰（永冻） 300 0.022 0.86 10000年 地下水咸水 12870 0.94 ? 地下水淡水 10530 0.76 30.1 ? 咸水湖 85.4 0.006 ? ? 17年 淡水湖 91 0.007 0.26 ? 17年 沼泽 11.47 0.0008 0.03 5年 河流 2.12 0.00002 0.006 16日 土壤水 16.5 0.001 0.05 1年 大气水 12.9 0.001 0.04 8日 地球上各种水体的水量 工程水文学 水 情 海洋 陆