工程水文學(xué)復(fù)習(xí)要點

1、工程水文學(xué)知識點復(fù)習(xí)1、大陸海岸線長約18000公里，島嶼海岸線長約14000公里。2、海岸帶類型：按其形態(tài)，成因及物質(zhì)組成分大類：基巖海岸 ；砂礫質(zhì)海岸；淤泥質(zhì)海岸；紅樹林海岸；珊瑚礁海岸3、海岸及海洋工程中的災(zāi)害A、災(zāi)害性天氣：災(zāi)害性天氣包括寒潮、臺風(fēng)、暴雨、大霧等.主要是前兩者。B、大陸與海洋作用強烈C、人類活動影響顯著4、海岸防護(hù)：保護(hù)海岸線免遭波浪，水流的侵蝕和防止風(fēng)暴潮對濱海地區(qū)的襲擊。具體工程包括：海堤、護(hù)岸和保灘促淤等工程。第一章 緒論/第二章 河川水文基礎(chǔ)知識（多為概念和知識點，較瑣碎）一、河流1、河流形成和分段：小溪：降水扣除損失后，在重力作用下經(jīng)地面和地下沿一定方向和路徑

2、流動，最初水流侵蝕地面，沖成溝壑，形成小溪河谷：小溪匯成小河，河水流經(jīng)的谷地稱為河谷河床：河谷底部有水流的部分稱為河床水系：脈絡(luò)相通的大小河流所構(gòu)成的系統(tǒng)為水系（或河系）干流：水系中直接流入海洋或湖泊的河流部分稱為干流一級支流：匯入干流的河流2、天然河流可分為的五段，分為五段的標(biāo)準(zhǔn)及各段特點a河源：河流最初具有水流的地方b上游：緊接河源，坡陡流急，流量小，水位急變c中游：河流中間段，河床坡度較緩，常有灘地d下游：一般處平原區(qū)，河槽寬，流量大，流速小，坡底緩，淤積明顯，淺灘多e河口：入?；蛉牒?，斷面急劇擴(kuò)大，流速小，易淤積，形成攔門沙3、河流基本特征（用河流斷面，河流長度及河流比降來描述）河流

3、斷面：垂直于水流方向的斷面稱為河流橫斷面橫斷面內(nèi)，自由水面用某一水準(zhǔn)基面的高程標(biāo)定，稱為水位深泓線：河流中沿水流方向各斷面最大水深點的連線，區(qū)別于中泓線（最大流速的連線）縱斷面：沿河流深泓線的斷面河流長度：河源到河口的距離河流比降（公式，百分或千分率表示）：單位長度河段的落差，分水面比降和河底比降。河底比降較水面比降較穩(wěn)定；河流比降一般自河源到河口逐漸減小4、山區(qū)與平原河流的一般特性山區(qū)河流（從流經(jīng)地，河床組成）流經(jīng)地勢高峻、地形復(fù)雜的山區(qū)；大多為巖石河床，水流復(fù)雜、無規(guī)律；洪水匯流快，暴漲暴落，水位變幅大，豐枯流量比很大。平原河流（熟悉圖2-5知道各部分所指）流經(jīng)地勢平坦的平原地區(qū)；河谷多為

4、發(fā)育完全的河漫灘形態(tài)。二、流域1、流域、分水線與流域面積流域：降水落到地面形成的徑流，被高地、山嶺分隔而匯集到不同的河流中，匯集水流的同一區(qū)域。概括說就是河流的集水區(qū)域。分水線：分隔水流的高地、山嶺的山脊線，即相鄰流域的分界線。流域面積：流域的分水線和出口斷面所包圍的面積。閉合流域及非閉合流域：地面分水線和地下分水線相重合的流域；非閉合流域：地面與地下分水線不重合的流域。2、流域特征幾何特征：指流域面積和流域形狀（結(jié)合圖2-7關(guān)注一下它們各自對河流的影響）自然地理特征：指流域的地理位置和地形（注意其各自用什么表示）二、徑流形成過程徑流和徑流形成過程的概念徑流：流域內(nèi)降水扣除損失后一部分形成地面

5、水流，一部分滲入地表土壤，在含水層內(nèi)形成地下水流，兩者匯集到河網(wǎng)并沿河槽流出流域的出口斷面，這種水流稱為徑流。徑流形成過程：由降水到水流流出流域出口斷面的過程徑流形成過程的四個階段降水過程（了解它是徑流形成主要因素及其特征的物理量描述）流域蓄滲過程（簡單了解植物截流，入滲，入滲強度，穩(wěn)定入滲）；產(chǎn)流：降雨扣除損失求凈雨坡面漫流過程河槽集流過程影響徑流的主要因素氣象氣候因素：主要為降雨和蒸發(fā)（這兩個是影響徑流最重要的因素）下墊面因素：包括地形，土壤和地質(zhì)，植被與湖沼，流域形狀和面積人類活動的影響：包括農(nóng)業(yè)措施，林牧業(yè)措施，水利措施三、河川水文情勢河川水文情勢概念：河川水文要素，如水位、流量、泥沙

6、和冰情等多年的一般變化情況，稱為河川水文情勢（水文要素）。主要特點：不重復(fù)性，地區(qū)性，周期性，模糊性徑流的度量單位流量Q：單位時間內(nèi)流過斷面的水體體積 (m3/s)徑流總量W：某時段T內(nèi)流過斷面的總徑流體積(m3、億m3 、km3)徑流深y：徑流總量平均分布在流域上的水深(mm)試寫出時段長為T（s），時段平均流量Q（m3/s）流域面積為F（km2）的徑流總量W（m3）和徑流深y(mm)的計算公式（注意單位）徑流模數(shù)M：單位流域面積上的流量T時段的平均徑流模數(shù)M和總徑流深y關(guān)系：徑流系數(shù)：，三 河川水文測驗/四 水文統(tǒng)計基礎(chǔ)知識一、隨機變量的概率分布理解例4-1，隨機變量x的分布函數(shù)及其表示,

7、需要注意的是此式代表X大于某一取值x的概率，其幾何曲線稱為概率分布曲線；如果用實測資料點繪的，水文上稱為累積頻率曲線。根據(jù)例4-2理解區(qū)間頻率，頻率密度，累計次數(shù)，累計頻率的計算并了解頻率直方圖和概率密度曲線的繪制，累計頻率曲線概率分布曲線的繪制密度函數(shù)f和密度曲線，二、隨機變量的分布參數(shù)位置特征參數(shù)：均值，眾值，中值離散程度特征參數(shù)均方差（公式，圖4-8）：變差系數(shù)，模比系數(shù)（公式，不同均值時，圖4-9及圖4-10）： 偏態(tài)系數(shù)（反映密度曲線的對稱特征，公式圖4-11及4-12）幾種常見的概率分布曲線正態(tài)分布（特點和圖像）皮爾遜三型曲線（圖4-14,4-15，例4-3）：曲線參數(shù)：耿貝爾分布

8、 學(xué)會查表計算：法一：計算Cv，由附表二查離均系數(shù)，由式算模比系數(shù)，最后由算結(jié)果法二：計算Cv，由Cv和Cs的倍數(shù)關(guān)系查附表三得模比系數(shù)，最后由算結(jié)果重現(xiàn)期：三、統(tǒng)計參數(shù)估計（ppt，但是矩法沒什么考的？）抽樣誤差：由隨機抽樣而引起的誤差，在統(tǒng)計學(xué)中稱為抽樣誤差四、水文頻率計算求矩適線法（例4-4，p55）已知：經(jīng)驗頻率分布， 求：總體分布參數(shù)五、相關(guān)分析完全相關(guān)：變量x的每個確定值都有一個確定的y值與它相對應(yīng)，稱y是x的函數(shù)，兩者屬完全相關(guān)（即數(shù)學(xué)上的函數(shù)關(guān)系）零相關(guān)：若兩種現(xiàn)象互不影響，毫不相關(guān)相關(guān)關(guān)系：（記住圖4-22.，4-23,4-24）變量x的每個確定值所對應(yīng)的變量y，雖不嚴(yán)格成直

9、線或曲線函數(shù)關(guān)系，但仍顯示出一定的趨勢，介于完全相關(guān)與零相關(guān)之間，稱統(tǒng)計相關(guān)或相關(guān)關(guān)系。零相關(guān)；正相關(guān)；負(fù)相關(guān)第五章 河道工程設(shè)計水位及流量推求一、 設(shè)計洪水1、設(shè)計水位（設(shè)計流量）：港航工程規(guī)劃、設(shè)計和施工所依據(jù)的流量或水位。2、洪水過程特征三要素：洪峰流量，一次洪水過程總量，洪水歷時（圖5-1）洪峰流量：流量最大值一次洪水過程總量W(ABCDE所包圍的面積，AC為地面和地下徑流的分隔線) 洪水歷時（由漲水歷時t1與退水歷時t2相加求得）3、設(shè)計洪水和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計水工建筑物時，依據(jù)工程大小和重要程度選擇某一累計頻率的洪水作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（設(shè)計洪水），設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)確定后，按標(biāo)準(zhǔn)推求洪水（設(shè)計洪水）4、

10、設(shè)計洪水計算的內(nèi)容和方法內(nèi)容：設(shè)計洪峰量，不同時段（最大3,5,7,11日.）的設(shè)計洪水總量，設(shè)計洪水過程方法：由流量資料推求；由暴雨推求設(shè)計洪水；資料少時用水文比擬法，等值線圖法，水力學(xué)公式法等來推求。5、由流量資料推求設(shè)計洪水資料審查；選樣；插補延長；特大洪水處理；設(shè)計洪水過程線推求；累積頻率計算及其合理性檢查。同比放大法；同頻率放大法二、設(shè)計通航水位和設(shè)計流量推求1、通航保證率（理解例5-1）： 2、設(shè)計最高通航水位以“累積頻率或重現(xiàn)期”作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，計算方法同設(shè)計洪水計算方法（累計頻率曲線法，有資料）設(shè)計最低通航水位以“保證率”或“重現(xiàn)期”作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（歷時曲線法、保證率頻率法）第六章

11、 海浪一、海浪要素和分類 1、要素：波峰，波谷，波峰線，波向線，波高，波長，周期，波陡（波坦），波速（結(jié)合圖6-1） 2、按不同標(biāo)準(zhǔn)分類：作用在海面上的力：強制波（風(fēng)浪，不對稱），自由波（涌浪，規(guī)則光滑），混合浪（風(fēng)浪與涌浪相迭加形成）回復(fù)力性質(zhì)：毛細(xì)波又稱表面張力波（復(fù)原力為表面張力為主，微小皺曲的漣波），重力波（復(fù)原力以重力為主，風(fēng)浪，涌浪，地震波，船行波），長周期波（復(fù)原力為重力和科氏力）隨機特征：不規(guī)則波：波浪要素不斷變化 規(guī)則波：波浪要素不變，一種理想波（涌浪接近規(guī)則波）波峰長短：長峰波又稱二維波：波風(fēng)線很長，幾乎為平行直線，涌浪短峰波又稱三維波：波風(fēng)線難以辨認(rèn)，波峰波谷交替出現(xiàn)，風(fēng)

12、浪波峰線推進(jìn)形態(tài)：前進(jìn)波：波峰線向前或向岸傳播的波浪駐波又稱立波：波形不向前傳播，波峰波谷在原地做周期性升降,干涉結(jié)果水深：深水前進(jìn)波：在水深大于半波長的水中傳播淺水前進(jìn)波：在水深小于半波長的水中傳播水質(zhì)點運動軌跡：震蕩波：一個周期內(nèi)，水質(zhì)點在原地做震蕩運動推移波：一個周期內(nèi)，水質(zhì)點有明顯位移二、風(fēng)況基礎(chǔ)知識1、風(fēng)的成因：空氣在水平方向的氣壓差2、控制近地面空氣水平運動的因素：氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力（科氏力）、離心力、摩擦力。3、我國近海風(fēng)況的特點：季風(fēng)，寒潮大風(fēng)，臺風(fēng)4、風(fēng)況觀測風(fēng)的特征用風(fēng)速和風(fēng)向兩個量表示。5、測風(fēng)資料的整理結(jié)合表6-4和圖6-11理解風(fēng)向頻率玫瑰圖的基本畫法（1至3年資

13、料）結(jié)合圖6-12理解最大風(fēng)速玫瑰圖畫法（20至30年測風(fēng)記錄）波浪推算采用海面上10m高度2分鐘風(fēng)速平均，對于港口建筑物設(shè)計采用海面上10m高度10分鐘風(fēng)速平均值風(fēng)速高度換算；風(fēng)速的時距換算：三、海浪觀測1、觀測項目：海況（注意海況等級表6-7），波型（風(fēng)浪，涌浪，混合浪），波向，波高，周期，風(fēng)速，風(fēng)向，水深2、岸用光學(xué)測波儀，遙測重力測波儀，壓力式測波儀（知道即可）四、海浪要素統(tǒng)計規(guī)律1、上跨零點2、下跨零點3、兩種特征波及其相互關(guān)系特征波高的兩種表示方法：在波列中選取某一累計頻率對應(yīng)的波高作為特征波高，它反映給定波高值在波列中出現(xiàn)的可能性，表6-12為其應(yīng)用，書113頁有例子；部分大波平

14、均波高作為特征波高，寫出H1/10（顯著波高）的含義： H1/3為有效波高兩種特征波高相互關(guān)系：由表6-12和6-14得：相當(dāng)于，相當(dāng)于，相當(dāng)于。理解平均波高為二者的轉(zhuǎn)換媒介。（會查圖6-22）4、瑞利分布： 格魯霍夫斯基分布： 深水： 淺水： 5、對于某一累計頻率波高對應(yīng)的特征周期 ：相當(dāng)于，相當(dāng)于。6、設(shè)計波浪的標(biāo)準(zhǔn)：重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)（長期統(tǒng)計分布規(guī)律）；累積頻率標(biāo)準(zhǔn)（短期）五、海浪譜基礎(chǔ)知識1、常見的海浪譜：勞曼譜、P-M譜、JONSWAP譜、光易譜、文圣常譜六、根據(jù)海浪觀測推算設(shè)計波浪1、重現(xiàn)期推求：利用水文觀測站資料直接推求；利用氣象站風(fēng)況資料或天氣圖間接推求。2、安全率、危險率危險率：用

15、概率論方法來推求按某一重現(xiàn)期設(shè)計波浪設(shè)計的建筑物在使用年限內(nèi)可能遭受破壞的概率，稱為危險率（遭遇概率），以q表示。安全率：在m年中出現(xiàn)的波浪均小于Hp的概率為，稱為安全率。3、利用長期資料推求設(shè)計波浪：P134下設(shè)計波浪的推算頻率分析法七、根據(jù)氣象資料推測風(fēng)浪尺度1、風(fēng)場三要素：風(fēng)速U，風(fēng)時t，風(fēng)距F風(fēng)速U對風(fēng)浪成長的影響最明顯。一般來說，風(fēng)場風(fēng)速越大，所產(chǎn)生的波浪也越大。風(fēng)時。所謂風(fēng)時t指風(fēng)速風(fēng)向基本不變的情況下，風(fēng)連續(xù)作用在海面上的時間。風(fēng)將能量輸入海水形成風(fēng)浪，所以，一般地說，在風(fēng)速不變的條件下，風(fēng)對水面作用的持續(xù)時間越大，水體獲得的能量越大，風(fēng)浪也就越大。2、風(fēng)場要素的確定，主要是解決

16、兩方面的問題：如何根據(jù)實際情況分析整理，確定計算所用的風(fēng)速、風(fēng)時和風(fēng)距，水域深度，即上述的風(fēng)場要素；如何建立風(fēng)場要素與波浪要素之間的關(guān)系。3、計算風(fēng)速的確定兩個假定：假定波浪要素的重現(xiàn)期等于風(fēng)速的重現(xiàn)期；風(fēng)向與浪向一致4、風(fēng)浪發(fā)展的三個狀態(tài)：過渡狀態(tài)：受風(fēng)時限制定長狀態(tài)：受風(fēng)場大小限制充分成長狀態(tài)：受風(fēng)速限制5、判斷風(fēng)浪狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)：理解P160 最小風(fēng)時：U一定，給定F時，T<Tmin時處過渡態(tài)，風(fēng)浪推算時取T作為計算風(fēng)時；U一定，給定F時，若T>Tmin時處定常狀態(tài)，風(fēng)浪推算時取Tmin作為計算風(fēng)時。最小風(fēng)距：U一定，給定T時，若F<Fmin時處定長狀態(tài)，風(fēng)浪推算時取F作為

17、計算風(fēng)距；U一定，給定T時，F(xiàn)>Fmin時處過渡態(tài)，風(fēng)浪推算時取Fmin作為計算風(fēng)距U越大，Tmin和Fmin就越大。八、水深變淺引起的波浪變形1、波浪從深水向淺水傳播，周期不變，波長波速減小2、進(jìn)入淺水初期，波高略有減小，當(dāng)進(jìn)入d/Lo<0.163的區(qū)域后，波高逐漸增大，超過深水波高直至破碎，了解6-22例題3、波浪折射原理、SNELL定律、例題6-234、近岸波浪的破碎機理和類型：崩波型，卷波型，坍滾型，激散型，例題6-245、波浪的繞射：ppt例題，P209第七章 潮汐1、潮汐：地球上的海水，受月球、太陽和其他天體引力作用所產(chǎn)生的一種周期性升、降運動，稱之為潮汐2、潮汐成因：地球上不同海域離月球和太陽的相對位置不同，所受到的引力有所差異，從而導(dǎo)致地球上海水的相對運動。3、引潮力：地球上各海域除了受到月、日的引力作用外，還有地球與月和地球與日在繞其共同質(zhì)心運動而產(chǎn)生的慣性離心力，這種引力與離心力的合力稱之為引潮力，由其引起的海面升降稱為天文潮。 4、潮汐包括海面周期性的垂直漲落運動和海水周期性的水平進(jìn)退流動。習(xí)慣上，將前者稱為潮汐，后者稱為潮流。5、海面上升至最高點時稱為高潮（滿潮），海面下降至最低點時稱為低潮（枯潮）。在潮汐升降的每一個周期內(nèi)，從低潮升至高潮所經(jīng)歷的時間稱為漲潮歷時，從高潮降至低潮所經(jīng)歷約時間稱為落潮歷