工程水文学与水利计算PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 水文现象与水文学 1

1.1.1 水文现象 1

1.1.2 水文学 2

1.1.3 水文现象的特点及本课程的学习方法 2

1.2 水文学的分类 3

1.3 水文学的发展 4

1.4 工程水文学的研究方法 5

第2章 水文循环及流域径流形成过程 7

2.1 自然界的水 7

2.1.1 地球上各种水体的数量与分布 7

2.1.2 水资源 8

2.1.3 水灾害 8

2.2 水文循环 9

2.2.1 水循环的概念 9

2.2.2 水循环的分类 9

2.2.3 水循环的意义 10

2.3 水量平衡 11

2.3.1 地球上的水量平衡 11

2.3.2 区域水量平衡 12

2.4 河流与流域 12

2.4.1 河流特征 12

2.4.2 流域特征 14

2.5 降水、下渗和蒸散发 15

2.5.1 概述 15

2.5.2 降水 15

2.5.3 下渗 19

2.5.4 蒸散发 21

2.6 径流形成过程 23

2.6.1 概述 23

2.6.2 径流形成过程 23

2.6.3 径流的表示方法 25

2.6.4 我国河川年径流分布和变化概况 27

复习思考题 28

第3章 水文信息观测及资料处理 30

3.1 水文站及站网 30

3.1.1 测站与站网 30

3.1.2 水文站的设立 30

3.2 水文测验 31

3.2.1 概述 31

3.2.2 流量测验与计算 32

3.3 水文观测及计算 36

3.3.1 概述 36

3.3.2 水位观测 37

3.3.3 降水观测 38

3.4 水文调查 40

3.4.1 洪水调查 41

3.4.2 暴雨调查 42

3.4.3 枯水调查 42

3.4.4 水文遥感 42

3.5 水文信息处理 43

3.5.1 水位流量关系曲线的绘制 43

3.5.2 水位流量关系曲线的延长 45

3.5.3 水位流量关系曲线的移用 46

3.5.4 流量资料整编 47

3.5.5 悬移质泥沙信息处理 47

3.5.6 水文资料收集 47

复习思考题 48

第4章 水文统计基本知识 50

4.1 水文统计参数的基本概念 50

4.1.1 随机变量 50

4.1.2 随机变量的统计参数 50

4.2 水文频率分布曲线 54

4.2.1 正态分布 54

4.2.2 皮尔逊Ⅲ型分布 55

4.3 水文频率计算方法 57

4.3.1 参数估计 57

4.3.2 统计参数对频率曲线的影响 62

4.3.3 其他方法 66

4.4 相关分析 67

4.4.1 相关关系的概念 67

4.4.2 相关的种类 68

4.4.3 简相关 68

4.4.4 曲线选配 73

4.4.5 复相关 74

复习思考题 74

第5章 设计年径流的分析计算 76

5.1 年径流量的变化特征及影响因素 76

5.1.1 径流特性 76

5.1.2 影响年径流的因素 77

5.1.3 年径流分析计算的目的和内容 78

5.1.4 水文计算任务 79

5.2 具有长期实测资料时设计年径流计算 79

5.2.1 水文资料审查 80

5.2.2 设计年、月径流量系列的选取 81

5.2.3 实际代表年的年、月径流量 81

5.2.4 设计代表年的年、月径流量 82

5.3 具有短期实测径流资料时设计年径流计算 87

5.3.1 利用径流资料展延 87

5.3.2 利用降雨资料展延 88

5.3.3 相关展延系列时必须注意的问题 89

5.4 缺乏实测径流资料时设计年径流计算 91

5.4.1 水文比拟法 91

5.4.2 参数等值线图法 92

5.4.3 缺乏实测资料时设计年径流计算 94

5.5 设计枯水径流量的分析计算 94

5.5.1 有实测水文资料时的枯水流量计算 95

5.5.2 短缺水文资料时的枯水流量估算 96

复习思考题 97

第6章 由流量资料推求设计洪水 98

6.1 设计洪水标准 98

6.1.1 设计洪水的定义 98

6.1.2 水工建筑物的等级和防洪标准 98

6.2 设计洪峰流量及设计洪量的推求 100

6.2.1 样本选取 100

6.2.2 资料审查 100

6.2.3 特大洪水的处理 101

6.2.4 频率曲线线型选择 102

6.2.5 考虑特大洪水时统计参数的确定 103

6.2.6 推求设计洪峰和设计洪量 103

6.2.7 设计洪水估计值的抽样误差 104

6.3 设计洪水过程线的推求 105

6.3.1 典型洪水过程线的选择 105

6.3.2 典型洪水过程线的放大 106

6.4 分期设计洪水与施工设计洪水 109

6.4.1 洪水季节性变化规律分析和分期划分 109

6.4.2 入库洪水的概念 109

6.4.3 入库洪水与坝址洪水的差异 110

6.4.4 水力及水文特性的变化 110

6.4.5 入库洪水的分析计算方法 110

6.5 设计洪水的地区组成 111

复习思考题 112

第7章 流域产汇流计算 113

7.1 降雨径流要素分析计算 113

7.1.1 产流与汇流的含义 113

7.1.2 流域产汇流计算基本资料的整理与分析 113

7.1.3 前期影响雨量 117

7.2 流域产流分析计算 117

7.2.1 蓄满产流模式 117

7.2.2 超渗产流模式 121

7.3 流域汇流分析计算 125

7.3.1 流域出口断面流量的组成 125

7.3.2 等流时线法 126

7.3.3 单位线法 126

7.3.4 瞬时单位线法 130

7.3.5 河道汇流计算基本原理 136

7.3.6 马斯京根流量演算 137

7.3.7 关于马斯京根法中几个问题的讨论 139

复习思考题 140

第8章 由暴雨资料推求设计洪水 142

8.1 由暴雨资料推求设计洪水的主要内容 142

8.2 设计面暴雨量的推求 143

8.2.1 直接法推求设计面暴雨量 143

8.2.2 间接法推求设计面暴雨量 147

8.3 可能最大暴雨的估算 149

8.3.1 概述 149

8.3.2 降水量公式 152

8.3.3 PMP的估算——特大暴雨极大化 152

8.3.4 应用可能最大降水图集推求PMP 153

8.4 设计暴雨时空分配的计算 153

8.4.1 设计暴雨时程分配的计算 153

8.4.2 设计暴雨的地区分布 154

8.5 由设计暴雨推求设计洪水 156

8.5.1 设计Pa的计算 156

8.5.2 产流方案和汇流方案的应用 157

8.5.3 算例 158

8.6 小流域设计洪水的计算 160

8.6.1 概述 160

8.6.2 小流域设计暴雨 160

8.6.3 设计净雨计算 162

8.6.4 由推理公式推求设计洪水的基本原理 162

8.6.5 北京水科院推理公式的导出与应用 164

8.6.6 小流域设计洪水计算的经验公式法 167

8.6.7 小流域设计洪水过程 168

复习思考题 169

第9章 水文预报 171

9.1 洪水预报方法 171

9.1.1 水文实时预报的意义 171

9.1.2 水文实时预报方法分类 171

9.1.3 水文实时预报的最小二乘方法 172

9.2 短期洪水预报 175

9.2.1 河段中的洪水波运动 175

9.2.2 相应水位（流量）法 176

9.2.3 合成流量法 179

9.2.4 降雨径流预报 180

9.3 施工洪水预报 181

9.3.1 围堰水情预报 181

9.3.2 截流期水情预报 182

9.4 枯水预报 184

9.4.1 概述 184

9.4.2 基本原理 185

9.5 水文预报精度评定方法 186

9.5.1 评定标准 187

9.5.2 预报方案的评定 188

9.5.3 作业预报的评定 188

9.6 水文预报新技术 188

9.6.1 “3S”技术应用 188

9.6.2 分布式流域水文模型 189

9.6.3 水情自动测报系统 189

复习思考题 190

第10章 水库兴利调节及计算 191

10.1 设计保证率和设计代表年 191

10.1.1 设计保证率及其选择 191

10.1.2 设计代表期 194

10.2 水库特性 195

10.2.1 水库面积特性 195

10.2.2 水库容积特性 196

10.2.3 水库的特征水位和特征库容 197

10.3 水库水量损失及对生态环境的影响 199

10.3.1 水库水量损失 199

10.3.2 库区淹没、浸没 200

10.3.3 水库淤积 201

10.3.4 水库死水位的确定 203

10.3.5 水库对生态环境的影响 204

10.4 兴利调节的作用及分类 205

10.4.1 兴利调节的作用 205

10.4.2 兴利调节的分类 205

10.5 兴利调节计算时历列表法 208

10.5.1 根据用水过程确定水库兴利库容 208

10.5.2 根据兴利库容确定调节流量 215

10.5.3 根据既定兴利库容和水库操作方案推求水库运用过程 217

10.6 兴利调节计算时历图解法 219

10.6.1 水量累积曲线和水量差积曲线 219

10.6.2 根据用水要求确定兴利库容的图解法 222

10.6.3 根据兴利库容确定调节流量的图解法 226

10.6.4 根据水库兴利库容和操作方案，推求水库运用过程 229

第11章 水库防洪计算与调度 233

11.1 水库的调洪作用及防洪措施 233

11.1.1 防洪设计标准 233

11.1.2 洪水的特点及防洪措施 234

11.1.3 水库的调洪作用 234

11.2 水库调洪计算的原理和方法 236

11.2.1 水库调洪计算的基本方程 236

11.2.2 考虑静库容的调洪计算方法 237

11.2.3 考虑动库容的调洪计算方法 243

11.3 水库的防洪计算 244

11.3.1 概述 244

11.3.2 无闸溢洪道水库的防洪计算 245

11.3.3 有闸溢洪道水库的防洪计算 246

11.3.4 具有非常泄洪设施水库的防洪计算 248

11.3.5 洪水预报在水库防洪计算中的应用 249

11.4 水库的防洪调度 249

11.4.1 防洪库容和兴利库容有可能结合的情况 250

11.4.2 防洪库容和兴利库容完全不结合的情况 251

复习思考题 252

第12章 水能计算 253

12.1 水能计算的基本知识 253

12.1.1 水能计算的目的和任务 253

12.1.2 水能计算的方法 256

12.2 电力系统的负荷及容量组成 258

12.2.1 电站用户及其用电特性 258

12.2.2 电力负荷图 259

12.2.3 电力系统的容量组成 261

12.3 电力系统中各类电站的工作特性 262

12.3.1 水电站的工作特性 262

12.3.2 火电站的工作特性 263

12.3.3 风力发电站的工作特性 263

12.3.4 核电站及其他电站简介 264

12.4 水电站在电力系统中的运行方式 265

12.4.1 无调节水电站的运行方式 265

12.4.2 日调节水电站的运行方式 265

12.4.3 年调节水电站的运行方式 267

12.4.4 多年调节水电站的运行方式 268

12.5 各类水电站水能计算 268

12.5.1 无调节和日调节水电站的水能计算 268

12.5.2 年调节和多年调节水电站的水能计算 270

12.6 水电站装机容量的选择 274

12.6.1 水电站最大工作容量的确定 274

12.6.2 电力系统备用容量的确定 277

12.6.3 水电站重复容量的确定 278

12.6.4 水电站装机容量选择 280

12.7 水电站水库正常蓄水位和死水位的选择 281

12.7.1 正常蓄水位的选择 282

12.7.2 死水位的选择 283

12.7.3 水电站主要参数选择的程序简介 284

附表 286

附表1 皮尔逊-Ⅲ型曲线的离均系数φ值表 286

附表2 瞬时单位线S曲线查用表 289

附表3 1000hPa地面到指定高度（高出地面米数）间饱和假绝热大气中的可降水量与1000hPa露点函数关系表 296

参考文献 299