北京市水利助理工程師復(fù)習(xí)總工程水文學(xué)

1、水利專業(yè)基礎(chǔ)與實(shí)務(wù)考試大綱前 言根據(jù)北京市人事局關(guān)于工程技術(shù)等系列中、初級(jí)職稱試行專業(yè)技術(shù)資格制度有關(guān)問題的通知（京人發(fā) 200526號(hào)）及北京市人事局關(guān)于北京市中、初級(jí)專業(yè)技術(shù)資格考試、評(píng)審工作有關(guān)問題的通知（京人發(fā)200534號(hào)）文件的要求，從2005年起，我市工程技術(shù)系列中級(jí)專業(yè)技術(shù)資格試行考評(píng)結(jié)合的評(píng)價(jià)方式。為了做好考試工作，我們編寫了本大綱。本大綱既是申報(bào)人參加考試的復(fù)習(xí)備考依據(jù)，也是專業(yè)技術(shù)資格考試命題的依據(jù)。在考試知識(shí)體系及知識(shí)點(diǎn)的知曉程度上，本大綱從對(duì)水利專業(yè)中級(jí)專業(yè)技術(shù)資格人員應(yīng)具備的學(xué)識(shí)和技能要求出發(fā)，在基本要求中提出了“掌握”、“熟悉”和“了解”共3個(gè)層次的不同

2、要求，這3個(gè)層次的具體涵義為：掌握系指在理解準(zhǔn)確、透徹的基礎(chǔ)上，能熟練自如地運(yùn)用并分析解決實(shí)際問題；熟悉系指能說(shuō)明其要點(diǎn)，并解決實(shí)際問題；了解系指概略知道其原理及應(yīng)用范疇。在考試內(nèi)容的安排上，本大綱從對(duì)水利專業(yè)中級(jí)專業(yè)技術(shù)資格人員的工作需要和綜合素質(zhì)要求出發(fā)，主要考核申報(bào)人的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)理論知識(shí)和相關(guān)專業(yè)知識(shí)，以及解決實(shí)際問題的能力?？荚囍R(shí)點(diǎn)不僅涵蓋了專業(yè)理論知識(shí)和申報(bào)人在工作后運(yùn)用這些學(xué)識(shí)所應(yīng)獲得和具備的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與能力，還涉及參加工作后通過各種途徑所應(yīng)擴(kuò)展的新知識(shí)，是對(duì)申報(bào)人綜合素質(zhì)全面的考核。命題內(nèi)容在本大綱所規(guī)定的范圍內(nèi),考試采取筆試、閉卷的方式。 水利專業(yè)基礎(chǔ)與實(shí)務(wù)考試大綱編寫

3、組二六年三月第一部分 水文水資源一、基礎(chǔ)知識(shí)1、掌握水文循環(huán)和水量平衡基本知識(shí)2、掌握水文學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)（含降雨、蒸發(fā)及入滲，流域與河系，河川徑流及水文統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本知識(shí)）3、掌握水文測(cè)驗(yàn)及水文資料整編的主要內(nèi)容二、水資源分類及評(píng)價(jià)方法1、掌握水資源分類及計(jì)算方法2、掌握水資源供需平衡及預(yù)測(cè)的原理和計(jì)算方法3、掌握節(jié)約水資源的途徑和措施4、熟悉工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、生態(tài)環(huán)境需水量的分析確定方法三、防洪1掌握洪水要素概念及危害性2掌握防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB50201-94）中有關(guān)水利水電工程的內(nèi)容3熟悉洪水的控制與管理措施4了解洪水調(diào)度及水庫(kù)的調(diào)洪計(jì)算的基本原理與方法5、了解流域產(chǎn)匯流的基本概念6、了解水文預(yù)報(bào)的

4、方法（洪水預(yù)報(bào)、枯水預(yù)報(bào)）7、了解設(shè)計(jì)洪水的主要內(nèi)容和方法8、了解防洪預(yù)案編制的原則及主要內(nèi)容第二部分 水利工程一、基礎(chǔ)知識(shí)1、掌握水工建筑物分類及等級(jí)劃分2、了解水利工程對(duì)環(huán)境的影響3、熟悉北方主要作物需水規(guī)律，掌握灌溉制度制定的方法4、熟悉農(nóng)田土壤水分特征參數(shù)及基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律5、掌握灌溉排水工程類型及適用條件二、水工建筑物及灌溉工程1、掌握水壩的類型、組成、特點(diǎn)及適用條件，了解基本設(shè)計(jì)步驟2、掌握水閘的類型、組成、特點(diǎn)及適用條件，了解基本設(shè)計(jì)步驟3、熟悉橋梁的類型、特點(diǎn)，了解基本設(shè)計(jì)步驟4、掌握灌溉系統(tǒng)（渠道、管道）的組成、渠系建筑物的分類及其作用5、熟悉不同灌水方法及其技術(shù)特點(diǎn)6、了解排水

5、系統(tǒng)類型及特點(diǎn)7、熟悉堤防工程的類型及設(shè)計(jì)要點(diǎn)第三部分 水利管理一、掌握中國(guó)水法規(guī)（中華人民共和國(guó)水法、中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法、中華人民共和國(guó)水污染防治法、中華人民共和國(guó)水土保持法、中華人民共和國(guó)防洪法等）中有關(guān)水利方面的內(nèi)容二、熟悉北京市水資源基本狀況和特點(diǎn)三、了解信息化技術(shù)在水利中的應(yīng)用四、掌握不同水利工程的管理基本內(nèi)容及要求五、掌握灌溉、排水管理基本內(nèi)容六、熟悉節(jié)水型社會(huì)的內(nèi)涵七、掌握水土保持監(jiān)測(cè)的內(nèi)容及方法八、熟悉水土保持生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目管理程序第四部分 水土保持一、基礎(chǔ)知識(shí)1、掌握土壤侵蝕的概念、類型、特點(diǎn)及影響因素2、掌握土地資源類型，熟悉土地評(píng)價(jià)的程序和方法二、水土保持規(guī)劃及措施1

6、、熟悉水土保持綜合調(diào)查的內(nèi)容及方法2.、掌握水土保持重點(diǎn)防治區(qū)的劃分標(biāo)準(zhǔn)及防治對(duì)策3、掌握不同水土保持綜合措施的內(nèi)容4、了解水土保持效益與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的內(nèi)容與方法5、熟悉開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案編制內(nèi)容及規(guī)范第五部分 水生態(tài)環(huán)境一、掌握水體污染源的分類及特點(diǎn)二、掌握水體中主要污染物及其危害性三、熟悉不同水體環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)四、熟悉水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法五、熟悉不同用途的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)六、熟悉再生水利用的標(biāo)準(zhǔn)及要求七、了解開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告編制內(nèi)容及規(guī)范第六部分 知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)一、知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基本概念二、知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分類三、知識(shí)產(chǎn)權(quán)法四、專利權(quán)的定義與分類五、商標(biāo)的定義六、著作權(quán)與版權(quán)的定義七、專

7、利權(quán)和商標(biāo)的申報(bào)程序八、專利權(quán)和商標(biāo)保護(hù)的時(shí)效第二章 水文循環(huán)與徑流形成第一節(jié)水文循環(huán)與水量平衡水文循環(huán)分類:按水文循環(huán)的規(guī)模與過程,可分為大循環(huán)和小循環(huán)。大循環(huán)或外循環(huán)：從海洋蒸發(fā)的水汽,被氣流輸送到大陸形成降水,其中一部分以地面和地下徑流的形式從河流匯歸海洋;另一部分重新蒸發(fā)返回大氣。這種海陸間的水分交換過程,稱為大循環(huán)或外循環(huán)。小循環(huán)或內(nèi)循環(huán)：在大循環(huán)運(yùn)動(dòng)中,水一方面在地面和上空通過降水和蒸發(fā)進(jìn)行縱向交換,另一方面通過河流在海洋和陸地之間進(jìn)行橫向交換。海洋從空中向大陸輸送大量水汽,陸地則通過河流把水輸送到海洋里。陸地也向海洋輸送水汽,但與海洋向陸地輸送的水汽相比,其量很少,約占海洋蒸發(fā)量

8、的8%,所以,海洋是陸地降水的主要水汽來(lái)源。海洋上蒸發(fā)的水汽在海洋上空凝結(jié)后,以降水的形式落到海洋里,或陸地上的水經(jīng)蒸發(fā)凝結(jié)又降落到陸地上,這種局部的水文循環(huán)稱為小循環(huán)或內(nèi)循環(huán)。前者稱為海洋小循環(huán),后者稱為內(nèi)陸小循環(huán)。水文循環(huán)中的各種現(xiàn)象如圖2-1所示。圖2-1水文循環(huán)示意圖二、地球上的水量平衡在水文循環(huán)過程中,對(duì)任一區(qū)域、任一時(shí)段進(jìn)入水量與輸出水量之差額必等于其蓄水量的變化量,這就是水量平衡原理。水量平衡原理是水文學(xué)的基本原理,水量平衡法是分析研究水文現(xiàn)象,建立水文要素之間定性或定量關(guān)系,了解其時(shí)空變化規(guī)律等的主要方法之一。根據(jù)水量平衡原理,可列出水量平衡方程。對(duì)某一區(qū)域,有式(2-1)：I

9、-O=S (2-1)式中I、O-給定時(shí)段內(nèi)輸入、輸出該1區(qū)域的總水量;S-時(shí)段內(nèi)區(qū)域蓄水量的變化量,可正可負(fù)。上式為水量平衡方程的通用式,對(duì)不同的研究對(duì)象,需具體分析其輸入輸出量的組成,寫出相應(yīng)的水量平衡方程式。研究范圍、研究范圍而言，整個(gè)大陸水量平衡方程式(2-2)：PC-R-EC=SC (2-2)海洋水量平衡方程式(2,3)：P0+R-E0=SO(2-3)式中PC、P0-大陸和海洋上的降水量;EC、E0-大陸和海洋上的蒸發(fā)量;R-流入海洋的徑流量(包括地面和地下徑流量)；SC、S0-大陸和海洋上在研究時(shí)段內(nèi)蓄水量的變化量。在短時(shí)段內(nèi), SC和S0可正可負(fù),但對(duì)多年平均情況,正負(fù)可以相互抵消

10、,蓄水量的變化量趨于零。因此,對(duì)多年平均情況,有式(2-4)和式(2-5)：大陸： (2-4)海洋： (2-5)式中、-大陸和海洋多年平均降水量;、-大陸和海洋多年平均蒸發(fā)量;-多年平均流人海洋的徑流量(包括地面和地下徑流量)。合并式(2-4)和式(2-5),得全年平均全球水量平衡方程為式(2-6)或式(2-7)： (2-6)或 (2-7)式(2-7)表明,全球多年平均降水量與多年平均蒸發(fā)量相等,為1130mm 。第二節(jié)河流與流域一、 河流(一) 河流的形成與分段河流的形成：降落到地面的雨水,除下滲、蒸發(fā)等損失外,在重力的作用下沿著-定的方向和路徑流動(dòng),這種水流稱為地面徑流。地面徑流長(zhǎng)期侵蝕地

11、面,沖成溝壑,形成溪流,最后匯集成河流。河谷：河流流經(jīng)的谷地稱為河谷,河床或河槽：河谷底部有水流的部分稱為河床或河槽。左岸、右岸：面向下游,左邊的河岸稱為左岸,右邊的河岸稱為右岸。河流是水文循環(huán)的一條主要路徑。河流的形成與分段：一條河流沿水流方向,自高向低可分為河源、上游、中游、下游和河口五段。河源是河流的發(fā)源地,多為泉水、溪澗、冰川、湖泊或沼澤等。上游緊接河源,多處于深山峽谷中,坡陡流急,河谷下切強(qiáng)烈,常有急灘或瀑布。中游河段坡度漸緩,河槽變寬,兩岸常有灘地,沖淤變化不明顯,河床較穩(wěn)定。下游是河流的最下段,一般處于平原區(qū),河槽寬闊,河床坡度和流速都較小,淤積明顯,淺灘和河灣較多。河口是河流的

12、終點(diǎn),即河流注入海洋或內(nèi)陸湖泊的地方。(二) 河流基本特征1.河流的長(zhǎng)度自河源沿主河道至河口的距離稱為河流長(zhǎng)度,簡(jiǎn)稱河長(zhǎng),以km汁?？稍谶m當(dāng)比例尺的地形圖上量的。2.河流斷面河流斷面有橫斷面和縱斷面。垂直于水流方向的斷面稱為橫斷面,簡(jiǎn)稱斷面,其一般形狀如圖2-2所示。斷面內(nèi)自由水面高出某一水準(zhǔn)基面的高程稱為水位?？菟谒魉疾糠譃榛竞哟?或稱為主槽,洪水泛濫所及部分為洪水河床,或稱為灘地。河流中沿水流方向各斷面最大水深點(diǎn)的連線稱為中泓線,沿中泓線的斷面稱為河流的縱斷面。河流縱斷面能反映河床的沿程變化。3.河道縱比降圖2-3河道縱斷面示意圖任意河段兩端(水面或河底)的高差h稱為落差,單位河長(zhǎng)

13、的落差稱為河道縱比降,簡(jiǎn)稱比降,用小數(shù)或千分?jǐn)?shù)表示。二、 水系及河流地貌定律三、流域(一)流域流域：匯集地面水和地下水的區(qū)域稱為流域,也就是分水線包圍的區(qū)域。分水線有地面、地下之分。閉合流域：當(dāng)?shù)孛娣炙€與地下分水線相重合,稱為閉合流域,否則為不閉合流域,如圖2-5所示。在實(shí)際工作中,除有石灰?guī)r溶洞等特殊的地質(zhì)情況外,對(duì)于一般流域,當(dāng)對(duì)所論問題無(wú)太大影響時(shí),多按閉合流域考慮。流域是指匯集于一條河流的集水區(qū)域。分水嶺是流域匯水的分界線。沿流域分水嶺的界面在向上向下與頂面和底面包圍成一個(gè)水文系統(tǒng)(圖1- 2)。圖2-5地面分水線與地下分水線示意圖流域是相對(duì)于某一出口斷面的,當(dāng)不指明斷面時(shí),流域即指

14、對(duì)河口斷面以上區(qū)域。(二)流域基本特征1.流域面積流域分水線包圍區(qū)域的平面投影面積,稱為流域面積,記為F,以km2計(jì)?？稍谶m當(dāng)比例尺的地形圖上勾繪出流域分水線,量出其流域面積。2.河網(wǎng)密度流域內(nèi)河流干支流總長(zhǎng)度與流域面積的比值稱為河網(wǎng)密度,以Km/km2計(jì)。3.流域的長(zhǎng)度和平均寬度流域長(zhǎng)度就是流域軸長(zhǎng)。以流域出口為中心向河源方向作一組不同半徑的同心圓,在每個(gè)圓與流域分水線相交處作割線,各割線中點(diǎn)的連線的長(zhǎng)度即為流域的長(zhǎng)度,以km計(jì)。流域面積與流域長(zhǎng)度之比稱為流域平均寬度,以km計(jì)。4.流域形狀系數(shù)流域平均寬度與流域長(zhǎng)度之比稱為流域形狀系數(shù)。扇形流域的形狀系數(shù)較大,狹長(zhǎng)形流域則較小,所以流域形狀

15、系數(shù)在一定程度上以定量的方式反映流域的形狀。5.流域的平均高度和平均坡度將流域地形圖劃分為100個(gè)以上的正方格,依次定出每個(gè)方格交叉點(diǎn)上的高程以及與等高線正交方向的坡度,取其平均值即為流域的平均高度和平均坡度。6.流域自然地理特征包括流域的地理位置、氣候特征、下墊面條件等。(1)流域的地理位置。流域的地理位置以流域所處的經(jīng)緯度來(lái)表示,它可以反映流域所處的氣候帶,說(shuō)明流域距離海洋的遠(yuǎn)近,反映水文循環(huán)的強(qiáng)弱。(2)流域的氣候特征。包括降水、蒸發(fā)、濕度、氣溫、氣壓、風(fēng)等要素。它們是河流形成和發(fā)展的主要影響因素,也是決定流域水文特征的重要因素。(3)流域的下墊面條件。下墊面指流域的地形、地質(zhì)構(gòu)造、土壤

16、和巖石性質(zhì)、植被、湖泊、沼澤等情況,這些要素以及上述河道特征、流域特征都反映了每一水系形成過程的具體條件,并影響徑流的變化規(guī)律。第三節(jié)降水降水是指液態(tài)或固態(tài)的水汽凝結(jié)物從云中降落到地面的現(xiàn)象,如雨、雪、霞、雹、露、霜等等,其中以雨、雪為主。降水特征用五大基本要素來(lái)表示,如降水量、降水歷時(shí)、降水強(qiáng)度、降水面積及暴雨中心等。降水量指一定時(shí)段內(nèi)降落在某一點(diǎn)或某一面積上的總水量,用深度表示,以mm計(jì)。如一場(chǎng)降水的降水量指該次降水過程的降水總量。日降水量指一日內(nèi)降水總量等等。降水量一般分為7級(jí),如表2-1。凡日降水量達(dá)到和超過50mm的降水稱為暴雨。暴雨又分為暴雨、大暴雨和特大暴雨三個(gè)等級(jí)。降水歷時(shí)：降

17、水持續(xù)的時(shí)間稱為降水歷時(shí),以min、h或d計(jì)。降水強(qiáng)度：?jiǎn)挝粫r(shí)間的降水量稱為降水強(qiáng)度或雨率,以mm/min或mm/h計(jì)。降水面積：降水籠罩的平面面積為降水面積,以km2計(jì)。暴雨中心：暴雨集中的較小的局部地區(qū),稱為暴雨中心。降水的特征不同,它所形成的洪水的特性也不同。一、 降水的形成與分類水汽、上升運(yùn)動(dòng)和冷卻凝結(jié). (二)降水的分類降水通常按空氣抬升形成動(dòng)力冷卻的原因分為對(duì)流雨、地形雨、鋒面雨和氣旋雨。1.對(duì)流雨2.地形雨圖2-11地形對(duì)氣流的影響示意圖(a)地形抬升F(b)喇叭口地形內(nèi)氣流輻合;(c)馬蹄形地形內(nèi)氣流輻合3.鋒面雨鋒面:兩個(gè)溫濕特性不同的氣團(tuán)相遇時(shí),在其接觸區(qū)由于性質(zhì)不同來(lái)不及

18、混合而形成一個(gè)不連續(xù)面,稱為鋒面。圖2-12鋒面類型示意圖第四節(jié) 土壤水、下滲與地下水田間持水量:指土壤中所能保持的最大毛管懸著水量。當(dāng)土壤含水量超過這一限度時(shí),多余的水分不能被土壤所保持,將以自由重力水的形式向下滲透。田間持水量是劃分土壤持水量與向下滲透水量的重要依據(jù),對(duì)水文學(xué)有重要意義。飽和含水量:指土壤中所有孔隙都被水充滿時(shí)的土壤含水量,它取決于土壤孔隙的大小。介于田間持水量到飽和含水量之間的水量,就是在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)的自由重力水分。下滲是指降落到地面上的雨水從地表滲入土壤內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過程。下滲不僅直接決定地面徑流量的大小,同時(shí)也影響土壤水分的增長(zhǎng),以及表層流與地下徑流的形成。因此,分析

19、下滲的物理過程和規(guī)律,對(duì)認(rèn)識(shí)徑流形成的物理機(jī)制有重要的意義。 (二)下滲率和下滲能力下滲率或下滲強(qiáng)度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)滲入單位面積土壤中的水量稱為下滲率或下滲強(qiáng)度,記為f,以mm/min或mm/h計(jì)。下滲能力：在充分供水條件下的下滲率則稱為下滲能力。通常用下滲率或下滲能力隨時(shí)間的變化過程來(lái)定量描述土壤下滲規(guī)律,如圖2-27所示的下滲能力隨時(shí)間的變化過程線,稱為下滲能力曲線,簡(jiǎn)稱下滲曲線,并以f（t）t表示,第五節(jié) 蒸發(fā)蒸散發(fā):是水文循環(huán)中自降水到達(dá)地面后由液態(tài)或固態(tài)轉(zhuǎn)化為水汽返回大氣的階段。蒸散發(fā)在水量平衡研究和水利工程規(guī)劃中是不可忽視的影響因素。蒸散發(fā)類型: 水面蒸發(fā): 蒸發(fā)面為水面時(shí)稱為水面蒸發(fā)

20、; 植物散發(fā)蒸發(fā)面是植物莖葉則稱為植物散發(fā); 土壤蒸發(fā):蒸發(fā)面為土壤表面時(shí)稱為土壤蒸發(fā);陸面蒸發(fā): 因?yàn)橹参锸巧L(zhǎng)在土壤中,植物散發(fā)與植物所生長(zhǎng)的土壤上的蒸發(fā)總是同時(shí)存在的,通常將二者合稱為陸面蒸發(fā)實(shí)際的蒸發(fā)量:從水面躍出的水分子量與返回蒸發(fā)面的水分子量之差值,就是實(shí)際的蒸發(fā)量，蒸發(fā)量用相應(yīng)于水面上的水層深度來(lái)度量,記為E,以mm計(jì)。 (二)水面蒸發(fā)觀測(cè) 水面蒸發(fā)是在充分供水條件下的蒸發(fā)。確定水面蒸發(fā)量的大小,通常有兩種途徑:器測(cè)法和間接計(jì)算法。第六節(jié) 徑 流徑流:是指降水所形成的,沿著流域地面和地下向河川、湖泊、水庫(kù)、洼地等流動(dòng)的水流。 地面徑流,或地表徑流:沿著地面流動(dòng)的水流稱為地面徑流,

21、或地表徑流;地下徑流:沿土壤巖石孔隙流動(dòng)的水流稱為地下徑流; 一、 徑流的形成過程徑流形成過程:流域內(nèi),自降雨開始到水流匯集到流域出口斷面的整個(gè)物理過程,稱為徑流形成過程。徑流的形成是相當(dāng)復(fù)雜的過程,為便于分析一般把它概括為產(chǎn)流過程和匯流過程兩個(gè)階段。（一）產(chǎn)流過程降落到流域內(nèi)的雨水,一部分會(huì)損失掉,剩下的部分形成徑流。凈雨:降雨扣除損失后的雨量稱為凈雨。顯然,凈雨和它形成的徑流在數(shù)量上是相等的,但二者的過程卻完全不同,凈雨是徑流的來(lái)源,而徑流則是凈雨匯流的結(jié)果;凈雨在降雨結(jié)束時(shí)就停止了,而徑流卻要延長(zhǎng)很長(zhǎng)時(shí)間。產(chǎn)流過程:我們把降雨扣除損失成為凈雨的過程稱為產(chǎn)流過程,凈雨量也稱為產(chǎn)流量。降雨不

22、能產(chǎn)生徑流的那部分降雨量稱為損失量。在前期十分干旱情況下,降雨產(chǎn)流過程中的損失量稱為最大損失量,記為IM。流域的損失過程,如圖2-34所示。實(shí)測(cè)的總徑流過程劃分為地面徑流和地下徑流,凈雨也只劃分為地面凈雨和地下凈雨。表層流與地面徑流的性質(zhì)相近,通常把它歸并到地面徑流中,表層流凈雨也自然地歸入地面凈雨中。流域產(chǎn)流過程又稱為流域蓄滲過程。在這一階段,流域?qū)涤赀M(jìn)行了一次再分配。(二)匯流過程凈雨沿坡面從地面和地下匯入河網(wǎng),然后再沿著河網(wǎng)匯集到流域出口斷面,這一完整的過程稱為流域匯流過程。前者稱為坡地匯流,后者稱為河網(wǎng)匯流。2.河網(wǎng)匯流過程河網(wǎng)匯流過程:各種成分徑流經(jīng)坡地匯流注入河網(wǎng),從支流到干流,

23、從上游向下游,最后流出流域出口斷面,這個(gè)過程稱為河網(wǎng)匯流或河槽集流過程。河槽調(diào)蓄作用:坡地水流進(jìn)入河網(wǎng)后,使河槽水量增加,水位升高,這就是河流洪水的漲水階段。在漲水段,由于河槽貯蓄一部分水量,所以對(duì)任一河段,下斷面流量總小于上斷面流量。隨降雨和坡地漫流量的逐漸減少直至完全停止,河槽水量減少,水位降低,這就是退水階段。這種現(xiàn)象稱為河槽調(diào)蓄作用。水文中常用的流量還有:日平均流量、月平均流量、年平均流量、多年平均流量及指定時(shí)段的平均流量。2.徑流量徑流量指時(shí)段T內(nèi)通過河流某一斷面的總水量,記為W,以m3、萬(wàn)m3或億m3計(jì),有時(shí)也用時(shí)段平均流量與時(shí)段的乘積為單位,如(m3/s)·d、(m3/

24、s)·M等。3.徑流深將徑流量平鋪在整個(gè)流域面積上所得的水層深度,記為R,以mm計(jì)。按式(2-32)計(jì)算: (2-32)式中W-時(shí)段T內(nèi)徑流量,d;-計(jì)算時(shí)段內(nèi)平均流量,m3/s;T-計(jì)算時(shí)段,s;F-流域面積,km2。4.徑流模數(shù)流域出口斷面流量與流域面積之比值稱為徑流模數(shù),記為M,以L/(s- km)計(jì)。按式(2-33)計(jì)算: (2-33)5.徑流系數(shù)某一時(shí)段的徑流深R與相應(yīng)時(shí)段內(nèi)流域平均降雨深度P之比值稱為徑流系數(shù),記為。按式(2-34)計(jì)算: (2-34)因R<P,故<1?！纠?-1】某水文站流域面積F=54500km2,多年平均降雨量F=1650mm,多年平均流

25、量=1680m3/s。根據(jù)這些資料可算得:(1)多年平均徑流量=T=1680×365×86400=530億m3。(2)多年平均徑流深(3)多年平均徑流模數(shù)(4)多年平均徑流系數(shù)=972/1650=0.59。第三章 水文信息采集與處理第三節(jié) 流量測(cè)驗(yàn)一、概述流量是單位時(shí)間內(nèi)流過江河某一橫斷面的水量,以m3/s計(jì)。它是反映水資源和江河、湖泊、水庫(kù)等水體水量變化的基本數(shù)據(jù),也是河流最重要的水文特征值。流量是根據(jù)河流水情變化的特點(diǎn),在水文站上用各種測(cè)流方法進(jìn)行流量測(cè)驗(yàn)取得實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),經(jīng)過分析、計(jì)算和整理而得的資料,用于江河流量變化的規(guī)律,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門服務(wù)。 (三)流速測(cè)量 圖3-

26、3為旋杯式流速儀1一旋杯,2一傳訊盒，3一電鈴計(jì)數(shù)器;4一尾翼；5一鋼絲繩,6一繩鉤；7一懸桿；8一鉛魚圖3-4旋槳式流速儀根據(jù)測(cè)速方法的不同,流速儀法測(cè)流可分為積點(diǎn)法、積深法和積寬法。第七節(jié) 水文數(shù)據(jù)處理水文數(shù)據(jù)處理的工作內(nèi)容包括:收集校核原始數(shù)據(jù);編制實(shí)測(cè)成果表；確定關(guān)系曲線,推求逐時(shí)、逐日值;編制逐日表及洪水水文要素摘錄表;合理性檢查;編制處理說(shuō)明書。水位數(shù)據(jù)處理較簡(jiǎn)單。對(duì)上述處理工作內(nèi)容,重點(diǎn)介紹關(guān)系曲線的確定及逐時(shí)、逐日值的推求。一、水位流量關(guān)系曲線的確定二、水位流量關(guān)系曲線的延長(zhǎng)三、水位流量關(guān)系曲線的移用四、日平均流量計(jì)算及合理性檢查.五、懸移質(zhì)輸沙率資料整編六、水文數(shù)據(jù)處理成果的

27、刊布徑流特征值的經(jīng)驗(yàn)公式利用水文手冊(cè)和水文圖集便可以估算無(wú)水文觀測(cè)數(shù)據(jù)地區(qū)的水文特征值。叫制各種水文特征的等值線圖及各徑流特征的經(jīng)驗(yàn)公式叫依據(jù)的小河數(shù)據(jù)少,當(dāng)利用手冊(cè)及圖集估算小流域的徑流特征值時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況;二要的修正。當(dāng)上述年鑒、手冊(cè)、圖集所載資料不能滿足要求時(shí),可向其他單位收集。例如,有關(guān)水質(zhì)方面更詳細(xì)的資料,可向環(huán)境監(jiān)測(cè)部門收集,有關(guān)水文氣象方面的資料,可向氣象臺(tái)站收集。 第四章 水文統(tǒng)計(jì)三、頻率設(shè)事件A在n次試驗(yàn)中出現(xiàn)了m次，則稱 （422）為事件A在n次試驗(yàn)中出現(xiàn)的頻率。 三、隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)參數(shù) 說(shuō)明隨機(jī)變量統(tǒng)計(jì)規(guī)律的數(shù)字特征，稱為隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。 統(tǒng)計(jì)參數(shù)有總體統(tǒng)計(jì)參數(shù)與

28、樣本統(tǒng)計(jì)參數(shù)之分。水文計(jì)算中常用的樣本統(tǒng)計(jì)參數(shù)有均值、均方差、變差系數(shù)和偏態(tài)系數(shù)。 1、均值 均值表示系列中變量的平均情況。設(shè)某水文變量的觀測(cè)系列（樣本）為x1，x2， ,xn ， 則其均值為 （436） 令稱模比系數(shù)，則 （437）2、均方差均方差是反映系列中各變量集中或離散的程度。研究系列集中或離散程度，常采用方差Dx或均方差s，計(jì)算公式為 （438） （439）3、變差系數(shù)水文計(jì)算中用均方差與均值之比作為衡量系列的相對(duì)離散程度的一個(gè)參數(shù)，稱為變差系數(shù)，或稱離差系數(shù)、離勢(shì)系數(shù)，用Cv表示，其計(jì)算式為 （4310）上式說(shuō)明，Cv是變量換算成模比系數(shù)k以后的均方差。 4、偏態(tài)系數(shù) 在數(shù)理統(tǒng)計(jì)中

29、采用偏態(tài)系數(shù)CS作為衡量系列不對(duì)稱程度的參數(shù)，其計(jì)算式為 （4312）上式右端的分子、分母同除以，則得 （4313）當(dāng)系列對(duì)于對(duì)稱時(shí)，CS0；當(dāng)系列對(duì)于不對(duì)稱時(shí)，CS¹0，若CS0，稱為正偏；若CS0，稱為負(fù)偏，如圖432所示。圖432 Cv對(duì)密度曲線的影響（說(shuō)明：依此顯示CS0、CS0、CS0所相應(yīng)的曲線。）第四節(jié) 水文頻率曲線線型2、頻率格紙 正態(tài)頻率曲線在普通格紙上是一條規(guī)則的S形曲線，它在P=50%前后的曲線方向雖然相反，但形狀完全一樣，如圖442中的線。水文計(jì)算中常用的一種“頻率格紙”，其橫坐標(biāo)的分劃就是按把標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)頻率曲線拉成一條直線的原理計(jì)算出來(lái)的，如圖442中的線。圖

30、442 頻率格紙橫坐標(biāo)的分割（說(shuō)明：先繪出曲線，再顯示出箭頭并閃動(dòng)，最后繪出曲線。）三、皮爾遜（P）型曲線 1、皮爾遜型曲線的概率密度函數(shù)皮爾遜型曲線是一條一端有限一端無(wú)限的不對(duì)稱單峰、正偏曲線（見圖443），數(shù)學(xué)上常稱伽瑪分布， 顯然，三個(gè)參數(shù)確定以后，該密度函數(shù)隨之可以確定?？梢酝普?，這三個(gè)參數(shù)與總體三個(gè)參數(shù)、Cv、CS具有如下關(guān)系：2、皮爾遜型頻率曲線及其繪制水文計(jì)算中，一般需要求出指定頻率P所相應(yīng)的隨機(jī)變量取值xp，見附表1“皮爾遜型頻率曲線的離均系數(shù)值表”。由就可以求出相應(yīng)頻率的x值： （4412）附表1 皮爾遜型頻率曲線的離均系數(shù)值表（摘錄）P（%）Cs01152050809599

31、999 3、皮爾遜型頻率曲線的應(yīng)用 在頻率計(jì)算時(shí)，由已知的CS值，查值表得出不同的P的值，然后利用已知的、CV，通過式（4412）即可求出與各種P相應(yīng)的值，從而可繪制出皮爾遜型頻率曲線。當(dāng)CS等于CV的一定倍數(shù)時(shí),P-型頻率曲線的模比系數(shù)KP =,也已制成表格,見附表2“皮爾遜型頻率曲線的模比系數(shù)KP值表”。頻率計(jì)算時(shí)，由已知的CS和CV可以從附表2中查出與各種頻率P相對(duì)應(yīng)的KP值，然后即可算出與各種頻率對(duì)應(yīng)的=KP。有了P和的一些對(duì)應(yīng)值，即可繪制出皮爾遜型頻率曲線。附表2 皮爾遜型頻率曲線的模比系數(shù)KP值表 （摘錄，CS = 2CV）P（%）Cs01152050759095990050100

32、200300400500600700800901001161341732192703273894565306086911121251521832152512893293714154611081171351541741942152362572783001041081161241311381441501541581611001000990970950920890850800750690970930860780710640560490420350290940870750640530440350270210150110920840700560450340260180120080050890780590

33、44030021013008004002001四經(jīng)驗(yàn)頻率曲線上述各種頻率曲線是用數(shù)學(xué)方程式來(lái)表示的, 屬于理論頻率曲線。在水文計(jì)算中還有一種經(jīng)驗(yàn)頻率曲線, 是由實(shí)測(cè)資料繪制而成的, 它是水文頻率計(jì)算的基礎(chǔ), 具有一定的實(shí)用性。1、經(jīng)驗(yàn)頻率曲線的繪制根據(jù)實(shí)測(cè)水文資料，按從大到小的順序排列，如圖444所示，然后用經(jīng)驗(yàn)頻率公式計(jì)算系列中各項(xiàng)的頻率，稱為經(jīng)驗(yàn)頻率。以水文變量x為縱坐標(biāo)，以經(jīng)驗(yàn)頻率為橫坐標(biāo)，點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)，根據(jù)點(diǎn)群趨勢(shì)繪出一條平滑的曲線，稱為經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，圖445為某站年最大洪峰流量經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。有了經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，即可在曲線上求得指定頻率的水文變量值。 圖444 水文系列按大小排列示意

34、圖 （說(shuō)明：從左至右，一條一條地顯示出來(lái)。）圖445 某站年最大洪峰流量經(jīng)驗(yàn)頻率曲線（說(shuō)明：從左至右，一條一條地顯示出來(lái)后，再在閃動(dòng)中顯示曲線。）對(duì)經(jīng)驗(yàn)頻率的計(jì)算，目前我國(guó)水文計(jì)算上廣泛采用的是數(shù)學(xué)期望公式 （4413） 式中 p 等于和大于xm的經(jīng)驗(yàn)頻率； m xm的序號(hào)，即等于和大于xm的項(xiàng)數(shù)； n 系列的總項(xiàng)數(shù)。 2、經(jīng)驗(yàn)頻率曲線存在的問題經(jīng)驗(yàn)頻率曲線計(jì)算工作量小，繪制簡(jiǎn)單，查用方便，但受實(shí)測(cè)資料所限,往往難以滿足設(shè)計(jì)上的需要。為此，提出用理論頻率曲線來(lái)配合經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)，這就是水文頻率計(jì)算適線（配線）法。五、頻率與重現(xiàn)期的關(guān)系頻率曲線繪制后，就可在頻率曲線上求出指定頻率p的設(shè)計(jì)值xp。由于“

35、頻率”較為抽象，水文上常用“重現(xiàn)期”來(lái)代替“頻率”。所謂重現(xiàn)期是指某隨機(jī)變量的取值在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)平均多少年出現(xiàn)一次，又稱多少年一遇。根據(jù)研究問題的性質(zhì)不同，頻率P與重現(xiàn)期T的關(guān)系有兩種表示方法。 1、當(dāng)為了防洪研究暴雨洪水問題時(shí)，一般設(shè)計(jì)頻率P50，則 （4414）式中：T重現(xiàn)期，年； 頻率，。（2）當(dāng)考慮水庫(kù)興利調(diào)節(jié)研究枯水問題時(shí)，設(shè)計(jì)頻率P50，則 （4415）第六節(jié) 水文頻率計(jì)算適線法適線法(或稱配線法)是以經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)為基礎(chǔ),在一定的適線準(zhǔn)則下,求解與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)擬合最優(yōu)的頻率曲線參數(shù),是我國(guó)估計(jì)水文頻率曲線統(tǒng)計(jì)參數(shù)的主要方法。適線法主要有兩大類,即目估適線法和優(yōu)化適線法。一、目估適線法1、目

36、估配線法的作法與步驟目估配線法又稱目估適線法，是以經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)為基礎(chǔ)，給它們選配一條符合較好的理論頻率曲線，并以此來(lái)估計(jì)水文要素總體的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。具體步驟如下： （1）將實(shí)測(cè)資料由大到小排列，計(jì)算各項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率，在頻率格紙上點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)（縱坐標(biāo)為變量的取值，橫坐標(biāo)為對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)頻率） （2）選定水文頻率分布線型（一般選用皮爾遜型）。 （3）先采用矩法或其它方法估計(jì)出頻率曲線參數(shù)的初估值、Cv，而Cs憑經(jīng)驗(yàn)初選為Cv的倍數(shù)。（4）根據(jù)擬定的、cv和cs，查附表1或附表2，計(jì)算值。以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，即可得到頻率曲線。將此線畫在繪有經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)的圖上，看與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)配合的情況 。若不理想，可通過調(diào)整、cv

37、和cs點(diǎn)繪頻率曲線。（5）最后根據(jù)頻率曲線與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)的配合情況 ，從中選出一條與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)配合較好的曲線作為采用曲線，相應(yīng)于該曲線的參數(shù)便看作是總體參數(shù)的估值。（6）求指定頻率的水文變量設(shè)計(jì)值。2統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)頻率曲線的影響為了避免配線時(shí)調(diào)整參數(shù)的盲目性，必須了解皮爾遜型分布的統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)頻率曲線的影響。 （1）均值對(duì)頻率曲線的影響當(dāng)皮爾遜型頻率曲的兩個(gè)參數(shù)cv和cs不變時(shí)，由于均值的不同，可以使頻率曲線發(fā)生很大的變化，如圖461所示。 圖461 均值對(duì)頻率曲線的影響 （說(shuō)明：隨著變化，曲線作相應(yīng)變化。）（2）變差系數(shù)cv對(duì)頻率曲線的影響為了消除均值的影響，我們以模比系數(shù)K為變量繪制頻率曲線，如圖46

38、2所示。圖中cs=1.0。cv=0時(shí)，隨機(jī)變量的取值都等于均值，此時(shí)頻率曲線即為k=1的一條水平線，隨著cv的增大，頻率曲線的偏離程度也隨之增大，曲線顯得越來(lái)越陡。 圖462 變差系數(shù)cv對(duì)頻率曲線的影響（說(shuō)明：隨著Cv變化，曲線作相應(yīng)變化。）（3）偏態(tài)系數(shù)cs對(duì)頻率曲線的影響圖463表示cv=0.1時(shí)種種不同的cs對(duì)頻率曲線的影響情況。從圖中可以看出，正偏情況下，cs愈大，均值（即圖中k=1）對(duì)應(yīng)的頻率愈小，頻率曲線的中部愈向左偏，且上段愈陡，下段愈平緩。 圖463 偏態(tài)系數(shù)cs對(duì)頻率曲線的影響 （說(shuō)明：隨著Cs變化，曲線作相應(yīng)變化。）第七章 由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水第一節(jié) 概 述 設(shè)計(jì)洪水是

39、指水利水電工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)中所指定的各種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水。合理分析計(jì)算設(shè)計(jì)洪水，是水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中首先要解決的問題。1994年共同制訂了GB5020194防洪標(biāo)準(zhǔn)作為強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，自1995年1月1日起施行。GB5020194根據(jù)工程規(guī)模、效益和在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性，將水利水電樞紐工程分為五等，其等別見表9l。水利水電樞紐工程的水工建筑物，根據(jù)所屬樞紐工程的等別，作用和重要性分為五級(jí)，其級(jí)別見表9-2。 設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)建筑物級(jí)別選定不同頻率作為防洪標(biāo)準(zhǔn)。這樣，把洪水作為隨機(jī)現(xiàn)象，以概率形式估算未來(lái)的設(shè)計(jì)值，同時(shí)以不同頻率來(lái)處理安全和經(jīng)濟(jì)的關(guān)系。 當(dāng)河流發(fā)生比設(shè)計(jì)洪水更大的洪水時(shí)，選定一個(gè)非常運(yùn)

40、用洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，算出的洪水稱為非常運(yùn)用洪水或校核洪水。GB50201-94規(guī)定的校核洪水標(biāo)準(zhǔn)見表9-3。 ·設(shè)計(jì)洪水包括設(shè)計(jì)洪峰流量、不同時(shí)段設(shè)計(jì)洪量及設(shè)計(jì)洪水過程線三個(gè)要素。推求設(shè)計(jì)洪水的方法有兩種類型，即由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水和由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水。當(dāng)必須采用可能最大洪水作為非常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，則由水文氣象資料推求可能最大暴雨，然后計(jì)算可能最大洪水。第二節(jié) 設(shè)計(jì)洪峰流量及設(shè)計(jì)洪量的推求 由流量資料推求設(shè)計(jì)洪峰及不同時(shí)段的設(shè)計(jì)洪量，可以使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，計(jì)算符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值，一般稱為洪水頻率計(jì)算。 一、資料審查 資料的可靠性之外，還要審查資料的一致性和代表性。 為使洪水資料

41、具有一致性，要在調(diào)查觀測(cè)期中，洪水形成條件相同，當(dāng)使用的洪水資料受人類活動(dòng)如修建水工建筑物、整治河道等的影響有明顯變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行還原計(jì)算，使洪水資料換算到天然狀態(tài)的基礎(chǔ)上。 洪水資料的代表性，反映在樣本系列能否代表總體的統(tǒng)計(jì)特性，而洪水的總體又難獲得。一般認(rèn)為，資料年限較長(zhǎng)，并能包括大、中、小等各種洪水年份，則代表性較好。此可見，通過古洪水研究，歷史洪水調(diào)查，考證歷史文獻(xiàn)和系列插補(bǔ)延長(zhǎng)等增加洪水列的信息量方法，是提高洪水系列代表性的基本途徑。 二、樣本選取在設(shè)計(jì)時(shí)段以內(nèi)，還必須確定一些控制時(shí)段，即洪水過程對(duì)工程調(diào)洪后果起控制作用的時(shí)段，這些控制時(shí)段洪量應(yīng)具有相同的設(shè)計(jì)頻率。同一年內(nèi)所選取的控制

42、時(shí)段洪量，可發(fā)生在同一次洪水中，也可不發(fā)生在同一次洪水中，關(guān)鍵是選取其最大值。例如，圖9l中最大1天洪量與3天、5天洪量不屬于同一次洪水。 三、特大洪水的處理 特大洪水一般指的是歷史洪水，但是在實(shí)測(cè)洪水系列中，若有大于歷史洪水或數(shù)值相當(dāng)大的洪水，也作為特大洪水。 特大洪水處理的關(guān)鍵是特大洪水重現(xiàn)期的確定和經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算。所謂重現(xiàn)期是指某隨機(jī)變量的取值在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)平均多少年出現(xiàn)一次，又稱多少年一遇。特大洪水中歷史洪水的數(shù)值確定以后，要分析其在某一代表年限內(nèi)的大小序位，以便確定洪水的重現(xiàn)期。 四、頻率曲線線型選擇樣本系列各項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率確定之后，就可以在機(jī)率格紙上確定經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)的位置。點(diǎn)繪時(shí)，可以不同

43、符號(hào)分別表示實(shí)測(cè)、插補(bǔ)和調(diào)查的洪水點(diǎn)據(jù)，其為首的若干個(gè)點(diǎn)據(jù)應(yīng)標(biāo)明其發(fā)生年份。通過點(diǎn)據(jù)中心，可以目估繪制出一條光滑的曲線，稱為經(jīng)驗(yàn)頻率曲線。由于經(jīng)驗(yàn)頻率曲線是由有限的實(shí)測(cè)資料算出的，當(dāng)求稀遇設(shè)計(jì)洪水?dāng)?shù)值時(shí)，需要對(duì)頻率曲線進(jìn)行外延，而經(jīng)驗(yàn)頻率曲線往往不能滿足這一要求，為使設(shè)計(jì)工作規(guī)范化，便于各地設(shè)計(jì)洪水估計(jì)結(jié)果有可比性，世界上大多數(shù)國(guó)家根據(jù)當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)期洪水系列經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)擬合情況，選擇一種能較好地?cái)M合大多數(shù)系列的理論線型，以供本國(guó)或本地區(qū)有關(guān)工程設(shè)計(jì)使用。 五、頻率曲線參數(shù)估計(jì) 在洪水頻率計(jì)算中，我國(guó)規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定采用適線法。適線法有兩種：一種是經(jīng)驗(yàn)適線法(或稱目估適線法)，另一種是優(yōu)化適線法。經(jīng)驗(yàn)適線法是

44、在經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)和頻率曲線線型確定之后，通過調(diào)整參數(shù)使曲線與經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)配合得最好，此時(shí)的參數(shù)就是所求的曲線線型的參數(shù)，從而可以計(jì)算設(shè)計(jì)洪水值。適線法的原則是盡量照顧點(diǎn)群的趨勢(shì)，使曲線通過點(diǎn)群中心，當(dāng)經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)與曲線線型不能全面擬合時(shí)，可側(cè)重考慮上中部分的較大洪水點(diǎn)據(jù)，對(duì)調(diào)查考證期內(nèi)為首的幾次特大洪水，要作具體分析。一般說(shuō)來(lái)，年代愈久的歷史特大洪水加入系列進(jìn)行配線，對(duì)合理選定參數(shù)的作用愈大，但這些資料本身的誤差可能較大。因此，在適線時(shí)不宜機(jī)械地通過特大洪水點(diǎn)據(jù)，否則使曲線對(duì)其他點(diǎn)群偏離過大，但也不宜脫離大洪水點(diǎn)據(jù)過遠(yuǎn)。 六、推求設(shè)計(jì)洪峰、洪量 欄。 第三節(jié) 設(shè)計(jì)洪水過程線的推求 設(shè)計(jì)洪水過程線是指

45、具有某一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水過程線。但是，洪水過程線的形狀干變?nèi)f化，且洪水每年發(fā)生的時(shí)間也不相同，是一種隨機(jī)過程，目前尚無(wú)完善的方法直接從洪水過程線的統(tǒng)計(jì)規(guī)律求出一定頻率的過程線。盡管已有人從隨機(jī)過程的角度，對(duì)過程線作模擬研究，但尚未達(dá)到實(shí)用的目的。為了適應(yīng)工程設(shè)計(jì)要求，目前仍采用放大典型洪水過程線的方法，使其洪峰流量和時(shí)段洪水總量的數(shù)值等于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的頻率值，即認(rèn)為所得的過程線是待求的設(shè)計(jì)洪水過程線。 放大典型洪水過程線時(shí)，根據(jù)工程和流域洪水特性，可選用同頻率放大法或同倍比放大法。 一、典型洪水過程線的選擇 ， ，典型洪水過程線是放大的基礎(chǔ)，從實(shí)測(cè)洪水資料中選擇典型時(shí)，資料要可靠，同時(shí)應(yīng)考慮下列條件

46、： (1)選擇峰高量大的洪水過程線，其洪水特征接近于設(shè)計(jì)條件下的稀遇洪水情況。 (2)要求洪水過程線具有一定的代表性，即它的發(fā)生季節(jié)、地區(qū)組成、洪峰次數(shù)、峰量關(guān)系等能代表本流域上大洪水的特性。 (3)從水庫(kù)防洪安全著眼，選擇對(duì)工程防洪運(yùn)用較不利的大洪水典型，如峰型比較集中，主峰靠后的洪水過程。 一般按上述條件初步選取幾個(gè)典型，分別放大，并經(jīng)調(diào)洪計(jì)算，取其中偏于安全的作為設(shè)計(jì)洪水過程線的典型。 二、放大方法 目前采用的典型放大方法有峰量同頻率控制方法(簡(jiǎn)稱同頻率放大法)和按峰或量同倍比控制方法(簡(jiǎn)稱同倍比放大法)。 1同頻率放大法 此法要求放大后的設(shè)計(jì)洪水過程線的峰和不同時(shí)段(1天、3天、)的洪

47、量均分別等于設(shè)計(jì)值。具體做法是先由頻率計(jì)算求出設(shè)計(jì)的洪峰值和不同時(shí)段的設(shè)計(jì)洪量值、，并求典型過程線的洪峰，和不同時(shí)段的洪量、，然后按洪峰、最大1天洪量、最大3天洪量、的順序，采用以下不同倍比值分別將典型過程進(jìn)行放大。 洪峰放大倍比為： (9-10) 最大一天洪量放大倍比為： （9-11） 最大三天洪量中除最大一天外，其余兩天的放大倍比為： （9-12） 以上說(shuō)明，最大l天洪量包括在最大3天洪量之中，同理，最大3天洪量包括在最大7天洪量之中，得出的洪水過程線上的洪峰和不同時(shí)段的洪量，恰好等于設(shè)計(jì)值。時(shí)段劃分視過程線的長(zhǎng)度而定，但不宜太多，一般以3段或4段為宜。由于各時(shí)段放大倍比不相等，放大后的過

48、程線在時(shí)段分界處出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象，此時(shí)可徒手修勻，修勻后仍應(yīng)保持洪峰和各時(shí)段洪量等于設(shè)計(jì)值。如放大倍比相差較大，要分析原因，采取措施，消除不合理的現(xiàn)象。 例92某水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)P1的洪峰和1天、3天、7天洪量，以及典型洪水過程線的洪峰和1天、3天、7天洪量列于表98。要求用分時(shí)段同頻率放大法，推求P1的設(shè)計(jì)洪水過程線。首先，計(jì)算洪峰和各時(shí)段洪量的放大倍比。 其次，將典型洪水過程線的洪峰和不同時(shí)段的洪量乘以相應(yīng)的放大系數(shù)，得放大的設(shè)計(jì)洪水過程線（見圖9-5）。由于各時(shí)段放大倍比值不同，時(shí)段分界處出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象，可徒手修勻（見圖9-5）的虛線，最后得所求的設(shè)計(jì)洪水過程線。2 同倍比放大法此法是按洪峰或

49、洪量同一個(gè)倍比放大典型洪水過程線的各縱坐標(biāo)值，從而求得設(shè)計(jì)洪水過程線。因此，此法的關(guān)鍵在于確定以誰(shuí)為主的放大倍比值。如果以洪峰控制，其放大倍比為： （9-13）其中 -以峰控制的放大系數(shù)； 其余符號(hào)意義同前。 如果以量控制，其放大倍比為： （9-14）式中及以量控制的放大系數(shù)； 控制時(shí)段t的設(shè)計(jì)洪量； 典型過程線在控制時(shí)段t的最大洪量。 采用同倍比放大時(shí)，若放大后洪峰或某時(shí)段洪量超過或低于設(shè)計(jì)很多，且對(duì)調(diào)洪結(jié)果影響較大時(shí)，應(yīng)另選典型。在上述兩種方法中，用同頻率放大法求得的洪水過程線，比較符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算成果較少受所選典型不同的影響，但改變了原有典型的雛形，適用于峰量均對(duì)水工建筑物防洪安全起控

50、制作用的工程。同倍比放大法計(jì)算簡(jiǎn)便，適用于峰量關(guān)系較好的河流，以及防洪安全主要由洪峰或某時(shí)段洪量控制的水工建筑物。 第五節(jié)人庫(kù)設(shè)計(jì)洪水 一、入庫(kù)洪水的概念 水庫(kù)防洪設(shè)計(jì)一般是以壩址設(shè)計(jì)洪水為依據(jù)。但水庫(kù)建成后，洪水是從水庫(kù)周邊匯入水庫(kù)，而不是壩址斷面的洪水，這些從水庫(kù)周邊匯入水庫(kù)(包括入庫(kù)斷面)的洪水稱為入庫(kù)洪水，它與壩址洪水有一定的差別，差異程度與水庫(kù)特性及典型洪水的時(shí)空分布有關(guān)。用人庫(kù)洪水作為設(shè)計(jì)依據(jù)更符合建庫(kù)后的實(shí)際情況，特別是對(duì)壩址洪水與人庫(kù)洪水差別較大的湖泊型水庫(kù)更為必要。 第八章 流域產(chǎn)匯流計(jì)算內(nèi)容簡(jiǎn)介研究對(duì)象本章從定量上研究降雨形成徑流的原理和計(jì)算方法，包括流域的產(chǎn)流計(jì)算和匯流計(jì)

51、算。產(chǎn)流計(jì)算主要研究流域上降雨扣除植物截留、下滲、填洼等損失，轉(zhuǎn)化為凈雨過程的計(jì)算方法。匯流計(jì)算主要研究?jī)粲暄氐孛婧偷叵聟R入河網(wǎng)，并經(jīng)河網(wǎng)匯集形成流域出口斷面徑流過程的計(jì)算方法。研究?jī)?nèi)容1.短期洪水預(yù)報(bào)；2.枯水預(yù)報(bào)；3.施工水文預(yù)報(bào)； 4.水文實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)方法。1. 流域產(chǎn)匯流計(jì)算基本內(nèi)容與流程由流域降雨推求流域出口的河川徑流，大體上分為兩個(gè)步驟：產(chǎn)流計(jì)算：降雨扣除截留、填洼、下滲、蒸發(fā)等損失之后，剩下的部分稱為凈雨，在數(shù)量上等于它所形成的徑流深。在我國(guó)常稱凈雨量為產(chǎn)流量，降雨轉(zhuǎn)化為凈雨的過程為產(chǎn)流過程，關(guān)于凈雨的計(jì)算稱之為產(chǎn)流計(jì)算。匯流計(jì)算：凈雨沿著地面和地下匯入河網(wǎng)，然后經(jīng)河網(wǎng)匯流形成流域出口的徑流過程，這個(gè)流域匯流過程的計(jì)算稱之為匯流計(jì)算。它們之間的聯(lián)系可簡(jiǎn)明地表示成圖7-1-1所示的流程圖。圖7-1-1由降雨過程推求徑流過程流程圖2. 流域產(chǎn)匯流計(jì)算的基本思路流域產(chǎn)匯流問題的內(nèi)容十分豐富。這里僅介紹目前使用比較普遍和比較成熟的計(jì)算方法及其原理。產(chǎn)流計(jì)算的方法有降雨徑流相關(guān)圖法和初損后損法等；匯流計(jì)算的重點(diǎn)是單位線法和瞬時(shí)單位線法。無(wú)論產(chǎn)流計(jì)算還是匯流計(jì)算，基本思路都是，先從實(shí)際降雨徑流資料出發(fā)，分析產(chǎn)流或匯流的規(guī)律；然后，用于設(shè)計(jì)條件時(shí)，則可由設(shè)計(jì)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水，用于預(yù)報(bào)時(shí)，則由實(shí)際暴雨預(yù)報(bào)洪水。第7.2節(jié) 流域產(chǎn)匯流計(jì)算基本資料的整理與分析