工程水文学 第1章 绪论

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1、第一章绪论第一节概述1第二节工程水文学的研究方法4第三节水文学的发展5第一节概述一、水文学（一）地球上各种水体的数量与分布　　大气中的水汽，地面上的江河、湖沼、海洋和地下水等，统称为水体。水文学（Hvdroloyy）研究各种水体的存在、循环和分布，物理与化学特性，以及水体对环境的影响和作用，包括对生物特别是对人类的影响。地球上各种水体的数量和分布如表1-l所示。表1-1水文循环各环节中近似水量及其更新所需时间环　　节总量(103km3)占总量(%)占淡水(%)年循环量(km3)更新所需时间海洋至2000m深的地下水　　其中淡水土壤水冰川与永久雪　

2、　其中南极　　　　格陵兰　　　北极岛屿　　　其他地区地面冰（永冻）湖泊　　　其中淡水湖　　　　　咸水湖沼泽河流大气水生物水总水量133800234001053016.524064.121600234083.540.6300176.49185.411.472.1212.91.121385981.6196.51.70.760.0011.741.560.170.0060.0030.0220.0130.0070.0060.00080.000020.0010.0001100　　30.10.0568.761.76.680.240.120.86　0.26　0.

3、030.0060.040.0023　50500016700　16500　　2477　253010376　　　49400577000　　2650年1400年　1年　　9700年　1600年10000年17年　　5年16日8日数小时　总淡水量35029.212.53100　　二、水资源（waterResources）　　地球表层可供人类利用的水称为水资源。水资源包括水量、水质、水能和水域。　　对人类最为实用的水资源，是陆地上每年可以更新的降水量、江河水量和浅层地下水的淡水量。降水可以直接为人类利用，同时，它又是江河径流和浅层地下淡水的来源。全球陆地上

4、多年平均年降水量为800mm，中国为628mm（在整个国土上平均每年的降水量为6.0万亿m3），比全世界平均少22％。江河径流是人类最重要和最经常利用的水资源。　　人类可从江河引水，供城市、工矿、农业灌溉利用。在全球46.8万亿m3的江河年径流量中，中国占2.72万亿m3，折合水深284mm。我国水资源量与世界各国比较，仅次于巴西、前苏联、加拿大、美国及印尼，居世界第六位。但因为人口众多，人均占有2400m3，只有世界人均占有量的1/4，排在世界百位以后。耕地平均分摊水量只有世界平均数的3/4。中国降水量的地区分布也很不均匀，东南沿海平均年降水量

5、大于1600mm。台湾省的平均年降水量为2540mm，是全国最湿润地区。华北和东北年降水量为400～800mm。西北的大部地区，只有200～400mm，一些沙漠边缘地区少于100mm，新疆塔里木盆地和青海柴达木盆地平均年降水量小于25mm，是全国最干旱的地区。中国境内江河年径流深的分布趋势，大致与年降水量分布相似，自东南向西北逐渐递减。东南沿海年径流深大于900mm，而西北部的沙漠边缘年径流小于10mm。由于降水径流与耕地间的不相适应，造成我国水土资源不平衡，需要跨流域调度水资源。例如我国的南水北调工程将长江水输送到华北和西北地区，以缓解这些地区

6、的水资源短缺，就是跨流域调度水资源。　　各地的降水量和江河径流量，在各年之间和年内各月之间都不均衡，这就使水资源利用困难，并造成洪涝和干旱灾害。　　水能资源，全球的理论蕴藏量为44.28万亿kw·h/a，其中技术上可开发的水能资源为19.39万亿kw·h/a。我国径流丰沛，地形有利，在可开发容量和可开发年发电量方面，均居世界第一位。根据1997～1998年全国水力资源普查成果：全国水能蕴藏量为6.91亿kw（包括台湾省），其中可开发的装机容量为3.83亿kw（包括台湾省）。我国大量的水能资源可以进行长期持续开发利用。三、工程水文学（Enginee

7、ringHydrology）及其任务　　从水文学的研究对象来看，水文学是地球物理科学的一部分。进人20世纪特别是第一次世大战以后，大量兴起的防洪、灌溉、水电、航运工程和农业、林业及城市建设，向水文科学提出了许多新课题。解决这些新课题的方法也由经验的、零碎的知识逐渐理论化和系统化，水文学的应用特色也逐渐显现出来，并率先形成最重要的分支学科——工程水文学。　　工程水文学包括水文计算、水利计算和水文预报等内容。由于天然来水过程与国民经济的需要不相适应，修建水利工程就是解决这一矛盾的技术措施。每一水利工程在其实施过程中，都可划分为规划设计、施工及管理运营

8、三个阶段。　　规划设计阶段，水文计算的主要任务是确定工程的规模。规模过大，造成工程投资上浪费；过小，又使水资源不能充分利用，也是一种浪费