工程水文学

王鹏全

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 水文学是什么?(内附微课视频)
    • 1.2 水资源与水循环
    • 1.3 现代水文学研究及其面临的挑战
    • 1.4 工程水文学及其研究方法
    • 1.5 前沿与经典—水文学的发展、变革与展望
    • 1.6 科普
    • 1.7 课程思政
    • 1.8 第一章自我测试题
    • 1.9 课堂录像(2课时)
    • 1.10 知识图谱
  • 2 河川径流形成的基本知识
    • 2.1 水文循环与水量平衡
    • 2.2 河流与流域(内附微课视频)
    • 2.3 降水(内附微课视频)
    • 2.4 下渗
    • 2.5 蒸散发
    • 2.6 径流(内附微课视频)
    • 2.7 课程实践1—Arcgis水文分析
    • 2.8 实践任务2—降水空间分析
    • 2.9 拓展与科普
    • 2.10 课程思政
    • 2.11 第二章自我测试题
    • 2.12 课堂录像(8课时)
    • 2.13 知识图谱
  • 3 水文信息采集与处理
    • 3.1 测站与站网
    • 3.2 水位观测
    • 3.3 流量测验(内附微课视频)
    • 3.4 水文调查与水文遥感
    • 3.5 水文信息处理(内附视频)
    • 3.6 水情信息数据获取
    • 3.7 拓展与科普
    • 3.8 课程思政
    • 3.9 第三章自我测试题
    • 3.10 课堂录像(2课时)
    • 3.11 知识图谱
  • 4 流域产流与汇流计算
    • 4.1 概述
    • 4.2 流流域降雨径流要素计算
    • 4.3 蓄满产流计算(内附微课视频)
    • 4.4 超渗产流计算
    • 4.5 流域汇流计算(时段单位线推流)
    • 4.6 时段单位线法推求洪水案例分析
    • 4.7 单位线的推求
    • 4.8 单位线的时段转换
    • 4.9 瞬时单位线
    • 4.10 拓展与实践—水文模型
    • 4.11 课程思政
    • 4.12 第四章自我测试题
    • 4.13 课堂录像(10课时)
    • 4.14 知识图谱
    • 4.15 本章小结
  • 5 水文统计
    • 5.1 概述
    • 5.2 概率的基本概念
    • 5.3 随机变量概率分布
    • 5.4 常用的概率分布曲线
    • 5.5 水文参数估计
    • 5.6 水文频率计算适线法(校级教学观摩内附视频1课时)
    • 5.7 水文频率计算适线法应用案例教学
    • 5.8 相关分析
    • 5.9 拓展实训—水文参数估计适线法
    • 5.10 拓展与科普
    • 5.11 课程思政
    • 5.12 第五章自我测试题
    • 5.13 课堂录像(6课时)
    • 5.14 知识图谱
  • 6 设计年径流及其年内分配
    • 6.1 概述
    • 6.2 具有长期实测径流资料时设计年径流的分析计算(附微课视频)
    • 6.3 具有短期实测径流资料时设计年径流的分析计算
    • 6.4 缺乏实测径流资料时设计年径流量的估算
    • 6.5 拓展实训—水文学法计算河道内生态流量
    • 6.6 本章小结
    • 6.7 课堂录像(6课时)
    • 6.8 拓展与科普
    • 6.9 课程思政
    • 6.10 第六章自我测试题
    • 6.11 知识图谱
  • 7 由流量资料推求设计洪水
    • 7.1 概述
    • 7.2 设计洪峰流量及洪量的推求
      • 7.2.1 思路与框架
      • 7.2.2 洪水资料审查
      • 7.2.3 洪水资料选样
      • 7.2.4 特大洪水处理(一)
      • 7.2.5 特大洪水处理(二)
      • 7.2.6 洪峰流量的频率计算
    • 7.3 设计洪水过程线的拟定
    • 7.4 实践实训(视频讲解)—设计洪水推求
    • 7.5 专题—调洪演算(视频讲解)
    • 7.6 拓展与科普
    • 7.7 本章小结
    • 7.8 课堂录像(6课时)
    • 7.9 课程思政
    • 7.10 第七章自我测试题
    • 7.11 知识图谱
  • 8 由暴雨资料推求设计洪水
    • 8.1 概述
    • 8.2 设计面暴雨的推求
    • 8.3 设计暴雨时空分配的计算
    • 8.4 由设计暴雨推求设计洪水
    • 8.5 小流域设计洪水推求
    • 8.6 拓展训练—学生成果展示
    • 8.7 实践实训—瞬时单位线计算案例
    • 8.8 本章小结、拓展与科普
    • 8.9 课程思政
    • 8.10 课堂录像(10课时)
    • 8.11 第八章自我测试题
    • 8.12 知识图谱
  • 9 课程设计
    • 9.1 任务书和成果展示
    • 9.2 课程设计资料
    • 9.3 课程问卷调查
  • 10 课程思政与教学创新
    • 10.1 课程思政实践案例与教学设计
    • 10.2 教学创新实践与教学案例
    • 10.3 说课
流流域降雨径流要素计算

一、产流方案与汇流方案

      在一次降雨中,地面径流、壤中径流和地下径流量值称为径流量R(t)或净雨量h(t),径流量(净雨量)的计算称为产流计算。降雨产生的径流,汇集到河网后,自上游向下游流动,形成流域出口流量 Q(t),其计算称为汇流计算。

    产流方案  根据流域降雨、蒸发和径流资料,分析确定降雨量、土壤含水量和径流量等要素之间的关系。

                                                                                                                                 (推求净雨P~R)

    汇流方案  根据流域降雨和流量资料,推求净雨和出口流量之间的关系。(推求流域出口流量过程线R~Q)




二、降雨径流影响要素计算

1、降雨量

    以时段雨量为纵坐标,时段的时序为横坐标绘成时段雨量直方图,也称雨量过程线。

    单位时段的雨量称降雨强度 i =P /Δt ,雨量过程线可以转换成雨强过程线。

    以雨量累积值为纵坐标,相应时间为横坐标,点绘的曲线称累积雨量曲线。


二、径流深计算




三、流量过程线分割

    地面径流退水较快,而地下径流退水历时较长。实测流量过程线往往是由若干次暴雨所形成的洪水径流叠加组成。为了研究暴雨与洪水之间的关系,必须将流量过程线加以分割,可采用退水曲线方法。


      退水曲线是流域蓄水消退曲线,对同一流域的各次洪水,将若干条流量过程线的退水部分绘于透明纸上,然后沿时间轴左右移动,使退水线尾部重合,其下包线可作为标准的地下水退水曲线。

      思考:为什么不同流量过程线的尾部可以重合?










确定Kg的方法






四、水源划分

     地表径流和地下径流汇流特性不同,一般还要划分地面径流和地下径流。

    斜线分割法:从起涨点A到地面径流终止点B绘制直线AB ,AB线以上为地面径流,以下为地下径流。



五、土壤含水量

1、土壤含水量W推求

     降雨初始,流域是干旱还是湿润,对此次降雨产生径流的多少影响极大,流域的干湿程度常用土壤含水量W表示。土壤含水量(W )是表示包气带土壤湿润程度的物理量,土壤保持水分的最大量称为田间持水量。田间持水量与凋萎含水量的差值称流域蓄水容量(Wm )。

      流域土壤含水量一般根据前期降雨、蒸发、径流过程,根据水量平衡采用递推公式推求:



在实际工作中,对于包气带不厚且雨量充沛地区,可选取久旱不雨(雨前W0 = 0)后一次降雨量较大资料(雨后W= Wm ),则  


2、前期影响雨量Pa

     土壤含水量与前期降雨有密切关系,当径流资料缺乏或不足时, 可以用参数前期影响雨量(Pa )来反映土壤含水量。






地表径流与地下径流划分(视频学习)