水文一般術語

1、水文一般術語?Page 1水文分析計算一般術語水文計算水文分析計算為防洪排澇水資源開發(fā)利用和其它有關工程的規(guī)劃設計施工和運用提供符合規(guī)定設計標準水文數(shù)據(jù)的技術廣義包括為非工程措施提供水文數(shù)據(jù)的技術設計站為工程所在地點提供水文數(shù)據(jù)的測站設計流域設計斷面以上的流域代表站直接代表或通過換算可代表工程所在地點水文數(shù)據(jù)的測站參證站 水文計算所參照移用水文數(shù)據(jù)的測站典型年 代表年水文特征值接近設計值其時空分布作為設計依據(jù)的年份水文系列水文變量按時間順序排列所組成的系列同步系列起迄年份相同且年份對應的兩個或多個水文系列系列代表性樣本統(tǒng)計特征接近總體統(tǒng)計特性的程度系列插補根據(jù)參證站資料推算設計站同期缺測部分資

2、料的工作系列延長Page 2根據(jù)參證站長系列資料將設計站短系列資料插補為長系列資料的推算工作極值系列從一定時段中選出最大或最小值所組成的水文系列年超定量系列由每年超過一定量級的數(shù)據(jù)所組成的水文系列隨機生成系列應用統(tǒng)計試驗法產生的滿足一定統(tǒng)計特性和要求長度的水文時序系列統(tǒng)計試驗法蒙特卡羅法能人工生成水文系列的隨機模擬方法流量反演根據(jù)水量平衡原理由下斷面流量反推上斷面流量的工作面積比改正按設計站與參證站控制面積比對參證站水文統(tǒng)計參數(shù)和設計值所進行的改正成因分析研究水文現(xiàn)象的形成過程揭示水文要素與影響因素之間的定性和定量關系的過程地區(qū)綜合分析地區(qū)水文規(guī)律建立地區(qū)參數(shù)的經(jīng)驗公式或繪制特征值等值線圖的工

3、作水文比擬在流域水文氣象條件和下墊面情況基本近似的前提下把有水文資料的流域水文特征值統(tǒng)計參數(shù)或典型時空分布移用到無資料流域或經(jīng)必要修正以作為設計依據(jù)的工作水圖反映國家或地區(qū)的水文水資源特征水資源開發(fā)利用歷史現(xiàn)狀及其背景的專業(yè)圖的總稱Page 3水文圖集表示各種水文要素和水文特征值時空分布的專業(yè)圖集水文手冊匯集氣象水文要素資料經(jīng)過統(tǒng)計分析和地區(qū)綜合將水文計算有關參數(shù)和特征值以圖表 公式等形式給出供用戶查算的實用手冊暴雨洪水查算圖表用于無資料或資料不足的中小流域設計暴雨及其洪水計算的圖表站年法合并氣候和地理一致或相似的地區(qū)上的各站資料作為一個單站資料處理的方法洪峰模數(shù)控制斷面的洪峰流量與該控制面積

4、的比值設計過程線符合工程設計要求的某一頻率的洪水雨量等要素的水文過程線典型過程線用作設計依據(jù)的實測或調查的水文過程線歷時曲線某一水文要素等于或大于不同定值的持續(xù)時間曲線累積曲線水文系列隨時間累加值的過程線差積曲線水文系列的數(shù)值與算術平均值的差值累積數(shù)的過程線滑動平均曲線依時序移動定時段水文系列均值的過程線柱狀圖以柱形表示水文要素時段量的時間分配圖Page 4諾謨圖對含兩個或兩個以上自變量的方程進行圖解計算的圖輸沙量計算固體徑流計算一定時段內通過河流指定過水斷面泥沙總量及其年內分配的分析計算水庫回水計算水庫蓄水后在各種設計條件下庫區(qū)沿程水位壅高情況的分析計算水庫淤積計算水庫庫區(qū)泥沙淤積過程泥沙淤

5、積的相對平衡狀態(tài)及水庫壽命的分析計算水庫下游河道沖刷計算水庫蓄水對下游河道沖刷過程及沖刷相對平衡的分析計算潰壩洪水計算由于大壩失事所造成的水庫水體突然泄放而形成的洪水過程及其向上下游傳播的分析計算感潮河段水力計算受潮汐影響的河段及其擋潮閘潮汐電站等水工建筑物控制運行中的水文水力要素及泥沙鹽分 污染物等在時空上變化的計算以及水利設計主要尺寸參數(shù)選擇的計算水文統(tǒng)計及隨機水文水文統(tǒng)計用概率論數(shù)理統(tǒng)計學原理和方法研究水文變量隨機規(guī)律及其應用的技術總體Page 5成因相同相互獨立的同一水文變量的集合樣本從總體中隨機抽取一組觀測值這組觀測值就是這個總體中一個樣本樣本容量樣本中所含隨機變量的個數(shù)隨機變量受隨

6、機因素影響遵循統(tǒng)計規(guī)律的變量隨機系列隨機變量隨時間取離散值所組成的系列累積頻率頻率等于及大于等于及小于某水文要素值出現(xiàn)可能性的量度經(jīng)驗頻率為估計總體頻率按一定準則建立的經(jīng)驗公式所確定的某水文變量的頻率水文頻率分布曲線水文頻率曲線水文變量與頻率的關系曲線皮爾遜分布英國生物學家卡爾皮爾遜提出的一組頻率分布其中第型頻率分布常用于水文計算對數(shù)正態(tài)分布隨機變量的對數(shù)呈正態(tài)的頻率分布頻率分析根據(jù)某水文現(xiàn)象的統(tǒng)計特性利用現(xiàn)有水文資料推求水文變量統(tǒng)計參數(shù)及設計值的工作重現(xiàn)期等于及大于等于及小于一定量級的水文要素值出現(xiàn)一次的平均間隔年數(shù)由該量級頻率的倒數(shù)計Page 6統(tǒng)計參數(shù)綜合反映水文變量統(tǒng)計規(guī)律的一組特征值

7、中值頻率曲線上頻率對應的變量值眾值對應最大頻數(shù)的變量值均值以頻數(shù)作權重所得的平均數(shù)變差系數(shù)離差系數(shù)表示隨機變量對其均值的相對離散程度用系列的標準差與其均值的比值表示偏態(tài)系數(shù)偏差系數(shù)用系列的三階中心矩表示隨機變量對其均值的不對稱程度 與其標準差立方的比值表示用系列的三階中心矩期望值以概率作權重的加權平均數(shù)機率格紙頻率格紙一種供繪制頻率曲線特制的圖解紙統(tǒng)計參數(shù)估計用樣本確定總體統(tǒng)計參數(shù)的工作適線法用具有一定數(shù)學形式的頻率曲線來擬合水文變量的經(jīng)驗頻率點據(jù) 以確定總體統(tǒng)計參數(shù)的方法統(tǒng)計矩描述隨機變量概率分布統(tǒng)計特性的量矩法用多個不同階的矩來估計頻率曲線統(tǒng)計參數(shù)的方法所取矩的階數(shù)與統(tǒng)計參數(shù)的個數(shù)相同概率

8、權重矩法Page 7對樣本進行概率加權估計總體統(tǒng)計參數(shù)的方法極大似然法將統(tǒng)計參數(shù)代入頻率曲線的密度函數(shù)中使水文系列中各值對應頻率密度之乘積為最大的估計總體統(tǒng)計參數(shù)的方法權函數(shù)法對樣本用權函數(shù)加權估計總體統(tǒng)計參數(shù)的方法有效性兩種參數(shù)估計方法相比其估計量抽樣分布密集性高的估計方法有效性好反之有效性差無偏性樣本參數(shù)估值的期望值與總體參數(shù)接近的估計方法無偏性好 反之無偏性差抽樣誤差通常用誤Page 8差的均方差來量度外包線表示點據(jù)邊界的曲線概率隨機事件出現(xiàn)可能性的量度條件概率某一隨機事件在特定條件下的概率隨機過程隨機變量隨時間變化的過程平穩(wěn)隨機過程統(tǒng)計特征不隨時間變化的隨機過程非平穩(wěn)隨機過程統(tǒng)計特征隨

9、時間變化的隨機過程隨機模擬根據(jù)隨機過程的統(tǒng)計特征采用數(shù)學模型模擬隨機過程的技時間序列離散的隨機過程隨機水文分析對既有確定性又有隨機性水文現(xiàn)象分析研究的技術趨勢項水文系列中隨時程呈增加或減少變化的成分周期項水文系列中隨時程呈周期變化的成分隨機項水文系列中的純隨機成分調和分析諧波分析對水文系列中周期項諧波成分的分析工作譜分析Page 9或對兩對時間序列或隨機過程中各種頻率波動成分的振幅或對兩個時間序列間對應的各種頻率波動成分間相互關系的分析工作噪聲振幅和頻率呈雜亂斷續(xù)的一種振動水文常用來表示誤差回歸分析相關分析分析兩個或兩個以上水文變量之間相關關系的一種數(shù)理統(tǒng)計方法相關系數(shù)表示兩個或兩個以上水文變

10、量之間線性相關程度的指標自回歸分析對水文變量系列中相隔一定時間和空間的觀測值之間的回歸分析逐步回歸分析通過數(shù)學方法篩選相關因子的回歸分析設計洪水設計洪水 為防洪等工程設計而擬定的工程正常運用條件下符合指定防洪設計標準的洪水廣義包括工程在非常運用條件下符合校核標準的設計洪水溢洪道設計洪水按預期的保壩標準通過溢洪道宣泄的設計洪水分期設計洪水年內不同季節(jié)或豐水期平水期 枯水期或其它指定時期的設計洪水施工設計洪水符合工程施工期臨時度汛標準的設計洪水校核洪水工程在非常運用條件下符合校核標準的設計洪水實測洪水在測流斷面現(xiàn)場測量并經(jīng)資料整理獲取的某次洪水 調查洪水通過現(xiàn)場調查勘測 考證等手段獲取的某次洪水古

11、洪水應用水文學第四紀地質學年代學和放射性同位素等手段考證的古代洪水壩址洪水通過壩址斷面處的洪水入庫洪水通過水庫回水末端上游干支流回水末端至水庫周邊區(qū)間陸面以及庫面降雨所組成的洪水非常洪水超過設計標準的洪水Page 10峰量關系洪峰流量與同次不同時段洪量間的相關關系洪水順位按洪水大小高低排列的洪水事件的順位洪水系列對洪水成因相同的洪水要素采用一定方法選樣如年最大值法等所組成的系列連序系列考慮調查洪水無間斷情況由大到小排列的洪水系列不連序系列考慮調查洪水有間斷情況由大到小排列的洪水系列設計洪水計算根據(jù)防洪工程要求推算符合某一地點指定防洪設計標準洪峰 洪量 洪水過程線和洪水地區(qū)組成的計算工作直接法根

12、據(jù)設計流域流量資料推求設計洪水的方法間接法 根據(jù)設計流域暴雨資料推求設計洪水的方法類比法當設計流域沒有流量資料又沒有暴雨資料時采用地區(qū)綜合推求設計洪水的方法推理公式依據(jù)徑流成因原理通常在中小流域由設計暴雨推求工程地點設計洪峰流量的公式安全修正值根據(jù)工程的重要性和資料的代表性為保證安全在校核洪水值上所加的修正值過程線放大將典型過程線乘以放大系數(shù)使其有關特征值與某一設計頻Page 11 率要求的特征值相符同頻率放大將典型過程線的洪峰雨峰 及各時段的洪量雨量 進行放大 以符合設計頻率的洪峰雨峰 及各時段洪量雨量 的方法用設計特征值與典型年相應特征值的比值放大典型過程線的方法典型洪水過程線按一定原則和

13、要求選一次或幾次用于推求設計洪水過程線的實測或調查的洪水過程線設計洪水過程線符合工程設計洪水要求的流量過程線典型洪水地區(qū)組成設計斷面發(fā)生有代表性的實測大洪水及其上游各分區(qū)實際來水的組合情況設計洪水地區(qū)組成當設計斷面發(fā)生設計洪水時上游來水在各分區(qū)的分配及組合遭遇情況設計年徑流設計年徑流相應于設計標準的年徑流量及其年內分配徑流還原計算在人類活動影響大的地區(qū)把人類活動對河川徑流的影響水量計入實測徑流中對徑流資料復原的分析計算還原水量河川徑流受人類活動影響的減少或增加的水量分項調查法人類活動對河川徑流的影響分項目開展調查還原水量的方Page 12法降雨徑流模型法建立人類活動影響前的降雨徑流模型用人類活

14、動影響期各年的降雨資料推求不受人類活動影響的年徑流系列的方法蒸發(fā)差值法來作為河川徑流還原計算人類活動前后流域蒸發(fā)量的差值來作為河川徑流還原水量的方法徑流年內分配設計年徑流量在年內的月旬分配過程徑流多年變化各年徑流量在多年平均徑流量上下波動的情勢豐水期年內河川流量顯著高于年平均流量的時期平水期年內河川流量接近年平均流量的時期枯水期 枯季年內河川流量顯著低于年平均流量的時期豐水年多年平均值年降水量或年河川徑流量顯著大于正常值多年平均值的年份平水年 中水年年降水量或年河川徑流量接近正常值的年份 枯水年年降水量或年河川徑流量顯著小于正常值的年份特枯水年年降水量或年河川徑流量為歷年最小值或接近歷年最小值

15、的年份連續(xù)豐水年連續(xù)多年降水量或河川徑流量 大于正常值的年組Page 13連續(xù)枯水年連續(xù)多年降水量或河川徑流量小于正常值的年組水文年由當年枯季末至次年枯季末所經(jīng)歷的個月時段包括了一年中水情的各個階段的專用年度設計暴雨設計暴雨 按規(guī)定設計標準推求的暴雨及其時空分布設計雨型設計暴雨在時程上的分配和在空間上的分布型式暴雨路徑暴雨中心移動的軌跡暴雨時程分配暴雨量在時間上的分配暴雨地區(qū)分布暴雨量在流域或地區(qū)上的分布常用暴雨等雨量線表示暴雨參數(shù)等值線圖查算設計地點設計暴雨用的圖點面換算系數(shù)點暴雨量換算成面暴雨量所用的折減系數(shù)點面關系 點雨深與其不同面積平均雨深的關系定點定面關系固定位置的點雨深與固定的流域

16、或區(qū)域的面平均雨深的關系動點動面關系暴雨中心點雨深與不同等雨深線包圍面積內的平均雨深的關Page 14系雨強一歷時曲線暴雨最大平均降雨強度與相應降雨歷時的關系曲線暴雨遞減指數(shù)在雨強一歷時曲線中反映降雨強度隨歷時遞增速率遞減的參數(shù)雨強一面積曲線暴雨最大平均降雨強度與相應暴雨籠罩面積之間的關系曲線時面深關系不同歷時的面積雨深關系分期設計暴雨年內不同季節(jié)或時期的設計暴雨可能最大暴雨及可能最大洪水可降水量單位水平面積上從地面至高空水汽頂層空氣柱中的全部水汽量凝結所形成的水深可能最大降水現(xiàn)代氣候條件下給定流域面積在一定歷時內理論上可能發(fā)生的最大雨深當?shù)乇┯攴ū┯陿O大化用設計流域內實測特大暴雨為典型將影響

17、降水的水汽動力因子進行放大推求可能最大降水的方法暴雨移置法將鄰近地區(qū)特大暴雨的時面深關系或等雨量線圖移用到同將鄰近地區(qū)特大暴雨的時面深關系或等雨量線圖并對移置暴雨進行改并對移置暴雨進行改正和放大來推求可能最大降水的方法暴雨組合法Page 15將若干場特大暴雨 按氣象學原理 合理地組合成一場理想的典型暴雨并適當?shù)剡M行放大來推求可能最大降水的方法該方法主要適用于推求大面積長歷時的可能最大降水暴雨時面深概化法利用可移入設計流域的實測特大暴雨資料通過暴雨放大移置 時面深外包等步驟求得設計流域的所需歷時的可能最大降水的方法典型暴雨推算設計暴雨或可能最大降水所需的實測特大暴雨包括暴雨量 時程分配和空間分布

18、降水效率雨濕比降水量與可降水量之比 高效暴雨降水效率較大的暴雨暴雨放大將影響降水的水汽動力等主要因子合理放大典型暴雨的過程水汽放大用最大可降水與典型可降水的比值放大暴雨水汽效率放大用最大降水效率與典型降水效率的比值放大暴雨入流指標降水的風速與其可降水量的乘積代表性露點在一定的降水面積及持續(xù)時間內能反映一場暴雨期間輸入雨區(qū)的水汽量的地面露點 可能最大露點可能最大降水相應的露點Page 16暴雨移置改正在暴雨移置時考慮流域形狀水汽 入流障礙高程等影響因素的改正流域形狀改正按設計流域的邊界對移置的暴雨時面深關系或等值線圖的改正水汽改正暴雨移置地與暴雨原發(fā)生地由于可能最大露點和相應地面高程不同而進行水汽條件差異的改正入流障礙改正暴雨移置地與暴雨原發(fā)生地由于平均高程不同或水汽入流方向障礙高程差異而進行的入流水汽的改正綜合改正用反映天氣因子又