1、工程水文,主讲:贺军,第一章 绪论,水电站特征值,其他参数: 装机容量 平均年发电量 坝高 坝形等,水利规划设计过程,水利工程,世界著名水利工程,三峡装机1820+420万kw 年发电量847/1000亿千瓦时 防洪库容在73220亿立方米,减轻荆湖地区洪涝灾害,可挡百年一遇的大洪水,伊泰普水电站高196米1260万千瓦,胡佛大坝,坝高221 装机136万kw 最大库容367亿立方米 年均发电40亿度,罗贡坝,世界最高坝 高305米 塔吉克斯坦共和国,阿斯旺大坝,210万Kw 1970年竣工 粘土心墙堆石坝 高111米 库容为1689亿立米,世界著名水利工程,工 程 水 文,水文学与工程水文学
2、 径流的形成要素 水文测验与水文资料 流域产汇流模型 水文预报 水文统计 设计年径流 设计洪水,研究对象和研究内容:地球水体 水资源 水利应用 研究方法 学科发展,水圈水体(淡水2.5%),除30.1%地下水和69.6%冰冻水之外 其它淡水体比例,水量平衡,陆地:P=E+R 海洋:E=P+R,水资源量,我国水能蕴藏量第一,主要江河水资源,全世界各种用途水的比例,研究方法,系统划分,全球或流域 数学模型 物理规律:降雨径流关系等 统计规律:均值,均方差等,底面,顶面,流域,水文要素,hydrologic factors构成某一地点在某一时间的水文状况的必要因素 。包括各种水文变量和水文现象 。
3、降水、 蒸发和径流 是水文循环 的三要素 。有时 ,也把水位 、流量 、含沙量 、水温、冰凌和水质等称为水文要素 。水文要素由 水文站网通过水文测验 和观测加以测定 , 取得数据,水文学发展史 水,公元前3500前3000年,埃及观测水位 公元前1400年前,甲骨文中的“水”字 公元前4世纪,印度观测雨量 公元1世纪 古希腊的希罗(亚历山大城的)提出河流的流量取决于流速和过水断面面积。,原始水利工程,距今 5000 多年 ,中国浙江省余姚县河姆渡村已有地下水井 (见彩图 浙江余姚河姆渡古井第二层木构水井出土情形,古代观测记录, 水经注 中记有黄河支流伊河 龙门崖壁上的刻记 , 记录黄初四年 (
4、公元 223 年) 水位涨高四丈五尺 ( 合 10. 9米 )的一次特大洪水,古代水文观测,宋代水则碑式样,明代,明万历十一年 (1583 ) 洪水位题刻镌刻在陕西蜀河口汉水边的崖壁上 公元1424年 中国全国采用测雨器观测雨量。,原始理论,公元前14世纪,中国商代甲骨文记有卜问洹水发生洪水灾害可能性的卜辞,说: 洹水不会发生灾害,洹水会危害这个城吗?,黄帝内经素问(约公元前5世纪)中说:地气上为云,天气下为雨 庄子 徐无鬼 (约公元前4世纪 )中说: 风之过河也有损焉,日之过河也有损焉。请只风与日守河,而以为未始其樱也,恃源而往者也。 意为水面蒸发与风和日照有关,而人们觉察不出河水的蒸发损失
5、,是因为河水由上游不断流来之故。 中国吕氏春秋对水文循环过程解释更加清楚:云气西行云云然 ,冬夏不辍;水泉东流,日夜不休;上不竭,下不满,小为大,重为轻。圜道也。 就是说:水汽从海洋不断随风吹向西方,在大陆上空周转回旋,凝降为雨;地上、地下的水流向东方,日夜运行,源流不息,海洋也注不满;涓滴汇合成河海,海水蒸发为浮云。这便是水循环的道理。,水文学奠基时期14001900,观测仪器:欧洲各国发明观测仪器 定量研究: 法国的P.佩罗估算了塞纳河艾涅勒迪克以上的集水面积和径流量,并在观测了3年的降水量以后得出结论: 河流年径流量约为年降雨量和降雪量的六分之一,并于1674年在泉水之源一书中公布了这一
6、成果被公认为科学水文学的开始,水文理论的发展,1802年,英国的J.道耳顿经过试验,提出蒸发与水汽压成比例的定律,即道耳顿定理 1856年,法国的H.-P.- G.达西经过实验提出孔隙介质中渗流水量的计算公式,称为达西定律 他们的研究成果至今仍为水文计算和水文预报的主要依据 。,1900年后1950年成熟,1935年马斯京根法洪水演进计算 1924年,P-III曲线分析方法,水文统计 1932年,谢尔曼单位过程线 水力学:水流能量方程,谢才公式,曼宁公式,圣维南方程组,现代时期发展1950,1975年美国全国水文资料库实现计算机联网 80年代美国4颗陆地卫星应用 50年代用同位素测验土壤水、流量、含沙量 水文数学模型完善精细、水资源系统分析 中国历史洪水调查解决资料短缺问题 泥沙、地下水、蒸发模型、水文实验 国际组织,水文学发展年谱,