工程水文及水資源

前言

　　水資源不足、用水緊張已成了制約地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、影響人民生活的重大社會問題。同時(shí)，地區(qū)及地區(qū)間大規(guī)模的蓄水、引水，又極大地改變了水的自然循環(huán)路徑，而工業(yè)廢水的大量排放更造成水質(zhì)污染，形成嚴(yán)重的環(huán)境問題。在這種情況下，人們不僅需要了解江河水文情勢的一般規(guī)律，研究開發(fā)利用水資源工程措施與非工程措施中的工程水文問題，而且還必須對各地區(qū)、各流域可利用的水資源數(shù)量、質(zhì)量進(jìn)行分析評價(jià)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行水資源供需平衡分析與長期用水預(yù)測，并從戰(zhàn)略高度研究水資源與社會經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，以及如何綜合開發(fā)和合理保護(hù)水資源。因此，人們不僅要研究水在自然界中的循環(huán)、平衡和變化，而且還要擴(kuò)展到人類社會，去研究水資源在開發(fā)利用過程中的循環(huán)、平衡和變化以及供、需、排的綜合關(guān)系。所以，工程水文與水資源密不可分，水資源水文學(xué)是工程水文學(xué)發(fā)展的歷史必然?！　榱诉m應(yīng)從工程水利向資源水利轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變的要求，水務(wù)管理、水利工程、水利水電建筑工程、城市水利、灌溉與排水技術(shù)、農(nóng)業(yè)水土工程等專業(yè)不僅要具有為工程提供設(shè)計(jì)水文條件和一系列“參變數(shù)”的能力，而且更重要的是要針對高職高專學(xué)生的特點(diǎn)，如何培養(yǎng)其對工程的運(yùn)用、管理以及水資源的合理開發(fā)利用進(jìn)而充分發(fā)揮工程效益的能力。這是目前乃至今后一個(gè)較長時(shí)期內(nèi)水利工程與管理需要重新考慮、重新認(rèn)識的問題。正是因?yàn)槿绱?，為適應(yīng)工程水文學(xué)科發(fā)展及水利發(fā)展的新要求，編寫了本教材《工程水文及水資源》?！　∪珪卜质恼?，包括：緒論，水文循環(huán)與徑流形成，水文觀測與資料收集，水文統(tǒng)計(jì)，徑流分析計(jì)算及水生態(tài)環(huán)境修復(fù)，由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水，由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水，小流域設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算，地表水資源估算與評價(jià)，地下水資源計(jì)算與評價(jià)，水資源總量計(jì)算，水資源持續(xù)利用規(guī)劃，地表水資源調(diào)控及水資源管理等內(nèi)容。為了加強(qiáng)學(xué)生技能與能力的培養(yǎng)，崔振才、杜守建、王啟田于2007年編寫出版了《工程水文及水資源學(xué)習(xí)指導(dǎo)與技能訓(xùn)練》一書，與本教材《工程水文及水資源》可互相補(bǔ)充，相得益彰。

內(nèi)容概要

本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，可作為高職高專水務(wù)管理、水利工程、水利水電建筑工程、城市水利、灌溉與排水技術(shù)、農(nóng)業(yè)水土工程等專業(yè)的教材。全書共分14章，主要講述工程水文分析及水資源的基本理論和應(yīng)用，并且敘述了近年來在工程水文及水資源中的某些新思想、新技術(shù)與新方法。    本書也可供其他相關(guān)專業(yè)的師生和工程技術(shù)人員使用、參考。

書籍目錄

前言第一章  緒論  第一節(jié)  工程水文學(xué)的任務(wù)與內(nèi)容  第二節(jié)  工程水文學(xué)的基本方法  第三節(jié)  水資源的含義、分類及特點(diǎn)  第四節(jié)  我國水資源概況  第五節(jié)  面向可持續(xù)發(fā)展水資源開發(fā)利用中的問題及對策  第六節(jié)  水資源估算與評價(jià)的任務(wù)及內(nèi)容第二章水  文循環(huán)與徑流形成  第一節(jié)  自然界的水文循環(huán)  第二節(jié)  河流的自然功能與特征  第三節(jié)  流域及其特征  第四節(jié)  降水  第五節(jié)  蒸發(fā)與下滲  第六節(jié)  徑流  第七節(jié)  水量平衡第三章  水文觀測與資料收集  第一節(jié)  水文測站  第二節(jié)  降水與蒸發(fā)的觀測  第三節(jié)  水位與流量的測算  第四節(jié)  水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)  第五節(jié)  水文調(diào)查  第六節(jié)  水文資料的收集第四章  水文統(tǒng)計(jì)  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  概率、頻率與重現(xiàn)期  第三節(jié)  隨機(jī)變量及其概率分布  第四節(jié)  頻率計(jì)算  第五節(jié)  相關(guān)分析第五章  徑流分析計(jì)算及水生態(tài)環(huán)境修復(fù)  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  資料可靠性審查和代表性分析  第三節(jié)  徑流量“還原”計(jì)算  第四節(jié)  水生態(tài)環(huán)境修復(fù)  第五節(jié)  有長期實(shí)測徑流資料時(shí)設(shè)計(jì)年徑流的計(jì)算  第六節(jié)  有短期實(shí)測徑流資料時(shí)設(shè)計(jì)年徑流的計(jì)算  第七節(jié)  缺乏實(shí)測徑流資料時(shí)設(shè)計(jì)年徑流的計(jì)算  第八節(jié)  枯水徑流的分析計(jì)算第六章  由流量資料推求設(shè)計(jì)洪水  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  洪水資料的分析處理  第三節(jié)  歷史特大洪水的調(diào)查和考證  第四節(jié)  歷史特大洪水加入系列后的峰量頻率計(jì)算  第五節(jié)  設(shè)計(jì)成果的合理性分析和安全保證值  第六節(jié)  設(shè)計(jì)洪水過程線第七章  由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  暴雨量的統(tǒng)計(jì)分析  第三節(jié)  暴雨的時(shí)面深關(guān)系  第四節(jié)  設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算  第五節(jié)  設(shè)計(jì)凈雨計(jì)算  第六節(jié)  設(shè)計(jì)洪水計(jì)算第八章  小流域設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式  第三節(jié)  暴雨強(qiáng)度公式  第四節(jié)  推理公式  第五節(jié)  設(shè)計(jì)洪水過程線的推求第九章  地表水資源估算與評價(jià)  第一節(jié)  降水量評價(jià)  第二節(jié)  蒸發(fā)量評價(jià)  第三節(jié)  地表水資源評價(jià)第十章  地下水資源計(jì)算與評價(jià)  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  平原區(qū)地下水資源量的計(jì)算  第三節(jié)  山丘區(qū)地下水資源量的計(jì)算第十一章  水資源總量計(jì)算  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  多年平均水資源總量的計(jì)算  第三節(jié)  不同代表年水資源總量的計(jì)算  第四節(jié)  地下水開采條件下水資源總量的計(jì)算第十二章  水資源持續(xù)利用規(guī)劃  第一節(jié)  水資源規(guī)劃與水資源持續(xù)利用規(guī)劃概念  第二節(jié)  供水現(xiàn)狀調(diào)查分析  第三節(jié)  需（用）水現(xiàn)狀調(diào)查分析及生態(tài)環(huán)境需水量計(jì)算  第四節(jié)  現(xiàn)狀供需（用）水平衡分析  第五節(jié)  水資源持續(xù)利用規(guī)劃第十三章  地表水資源調(diào)控  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  水庫特性資料  第三節(jié)  設(shè)計(jì)保證率的概念與選擇  第四節(jié)  水庫死水位的初步確定  第五節(jié)  年調(diào)節(jié)水庫的興利調(diào)節(jié)計(jì)算  第六節(jié)  多年調(diào)節(jié)水庫興利調(diào)節(jié)計(jì)算的數(shù)理統(tǒng)計(jì)法  第七節(jié)  年調(diào)節(jié)灌溉水庫興利調(diào)度的基本概念  第八節(jié)  水庫防洪調(diào)節(jié)計(jì)算及防洪調(diào)度第十四章  水資源管理  第一節(jié)  水資源管理概述  第二節(jié)  水資源的監(jiān)管  第三節(jié)  水資源的節(jié)約與保護(hù)  第四節(jié)  水資源費(fèi)的征收管理  第五節(jié)  水權(quán)  第六節(jié)  水資源管理中的新理論、新技術(shù)附錄  附表1  皮爾遜Ⅲ型頻率曲線的離均系數(shù)φP值表  附表2  皮爾遜Ⅲ型曲線的模比系數(shù)KP值表  附表3  三點(diǎn)法用表——S與Cs關(guān)系表  附表4  三點(diǎn)法用表——Cs與有關(guān)φ值的關(guān)系表  附表5  瞬時(shí)單位線S曲線查用表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一章　緒論　　第一節(jié)　工程水文學(xué)的任務(wù)與內(nèi)容　　水文，就是泛指自然界中水的分布、運(yùn)動(dòng)和變化規(guī)律，以及水與環(huán)境的相互作用等規(guī)律。研究水文規(guī)律的水文學(xué)是屬于地球物理科學(xué)范疇的～門學(xué)科。它通過模擬和預(yù)報(bào)自然界中水量和水質(zhì)的變化及發(fā)展動(dòng)態(tài)，為有關(guān)開發(fā)水資源、控制洪水和保護(hù)水環(huán)境等方面的水利建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。根據(jù)研究水體的不同，水文學(xué)可分為水文氣象學(xué)、陸地水文學(xué)、海洋水文學(xué)和地下水文學(xué)。但是，與人類關(guān)系最為密切的是陸地水文學(xué)，它又可分為河流水文學(xué)、湖泊水文學(xué)、沼澤水文學(xué)、冰川水文學(xué)等。河流水文學(xué)發(fā)展最早、最快，內(nèi)容也最豐富。本教材中是講述河流水文學(xué)的內(nèi)容?！　」こ趟氖墙Y(jié)合工程建設(shè)的需要，逐漸形成和發(fā)展的一門應(yīng)用技術(shù)，即應(yīng)用水文知識于工程建設(shè)的一門學(xué)科。它不受研究對象的限制，但主要是研究陸地上的水體，尤其是河流，也包括海洋和大氣。它研究所有與工程（如水利水電工程）的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行有關(guān)的水文問題。工程水文的應(yīng)用范圍很廣，除為水利、水電建設(shè)服務(wù)外，還為農(nóng)業(yè)灌溉、城鄉(xiāng)建設(shè)、航運(yùn)、鐵路、公路交通等部門的工程建設(shè)服務(wù)?！　∶恳豁?xiàng)工程建設(shè)在實(shí)施過程中，都可以劃分為規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工及管理運(yùn)用三個(gè)階段，每一階段都需要提供關(guān)于未來水文情勢的報(bào)告。但由于各階段的任務(wù)不同，對于水情報(bào)告的要求有著不同的內(nèi)容和特點(diǎn)?！　∫?guī)劃設(shè)計(jì)階段水文分析的主要任務(wù)，是合理地確定工程措施的規(guī)模。倘使規(guī)模定得過大，將會造成投資上的浪費(fèi)；如果定得過低，又會使水資源不能得到充分的利用。對于防洪措施，還可能造成工程失事，甚至對人民的生命財(cái)產(chǎn)釀成巨大的損失。由于水利工程的使用為幾十年甚至百年以上，因此在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，必須知道工程所控制的水體在未來整個(gè)使用期間可能出現(xiàn)的水文情勢。工程水文正是為解決這一類問題而服務(wù)的學(xué)科。　　施工階段的任務(wù)是將規(guī)劃設(shè)計(jì)好的建筑物建成，將各項(xiàng)非工程措施付諸實(shí)施。因此必須對施工和實(shí)施期間的水文情勢有所了解。為了預(yù)估整個(gè)施工期間可能出現(xiàn)的來水情勢，也需要通過工程水文學(xué)的途徑來解決?！　」芾磉\(yùn)用階段的主要任務(wù)在于發(fā)揮已建成水利措施的作用。為此就需要知道未來一定時(shí)期內(nèi)的來水情況，以便確定最經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)度運(yùn)用方案。這一階段需要通過工程水文計(jì)算來獲得未來長期可能出現(xiàn)的平均水文情勢?！　‰S著工程水利向資源水利，傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利及可持續(xù)發(fā)展水利的轉(zhuǎn)變，非工程措施在水資源開發(fā)利用、洪澇干旱治理中的地位愈加重要。例如，一個(gè)區(qū)域（或流域）的洪水預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)和防洪抗旱管理信息系統(tǒng)，都離不開水文分析的基礎(chǔ)性工作。　　……

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