水資源開發(fā)與保護(hù)第二章

1、 第二章 水資源調(diào)查與分析o第一節(jié)：地表水調(diào)查內(nèi)容o第二節(jié)：水文分析與計(jì)算o第三節(jié)：地下水調(diào)查的任務(wù)及原則o第四節(jié): 水文地質(zhì)調(diào)查的方法o第五節(jié)：水文地質(zhì)調(diào)查成果o 水資源調(diào)查的目的是水資源調(diào)查的目的是查明水資源各部查明水資源各部分的形成、時(shí)空分布與變化的特點(diǎn)分的形成、時(shí)空分布與變化的特點(diǎn)及及基基本水量轉(zhuǎn)化關(guān)系本水量轉(zhuǎn)化關(guān)系，為地區(qū)（流域）水資，為地區(qū)（流域）水資源綜合利用與保護(hù)、統(tǒng)一規(guī)劃與管理提源綜合利用與保護(hù)、統(tǒng)一規(guī)劃與管理提供基礎(chǔ)依據(jù)。供基礎(chǔ)依據(jù)。第一節(jié) 地表水調(diào)查內(nèi)容一、河川徑流的形成過程一、河川徑流的形成過程 徑流是指降水形成的水流匯集于流域徑流是指降水形成的水流匯集于流域出出口斷面

2、口斷面的物理過程。的物理過程。 按水流形成及水流途徑可分為：按水流形成及水流途徑可分為：地面地面徑流徑流表層流表層流（壤中流）（壤中流）地下徑流。地下徑流。 表層流o下滲水在不連續(xù)界面上受阻下滲水在不連續(xù)界面上受阻, ,形成臨時(shí)飽和帶形成臨時(shí)飽和帶, , 產(chǎn)生表層流。產(chǎn)生表層流。o薄而易透水的土層，降雨強(qiáng)度小，土層未達(dá)到薄而易透水的土層，降雨強(qiáng)度小，土層未達(dá)到整層飽和，容易產(chǎn)生壤中流。整層飽和，容易產(chǎn)生壤中流。o在浙江姜灣高塢村（實(shí)驗(yàn)）小流域的在浙江姜灣高塢村（實(shí)驗(yàn)）小流域的2929次洪水次洪水中，表層流占總徑流量中，表層流占總徑流量8585以上者有以上者有1313次。次。o徑流由降水、流域蓄

3、滲、坡地匯流和河網(wǎng)匯流徑流由降水、流域蓄滲、坡地匯流和河網(wǎng)匯流等環(huán)節(jié)組成。等環(huán)節(jié)組成。（一）降水（一）降水 降水是各種徑流的重要水量提供者，是降水是各種徑流的重要水量提供者，是流域生成徑流的必要條件。流域生成徑流的必要條件。（二）流域蓄滲（二）流域蓄滲 流域蓄滲是雨水耗于植物截留、水分下流域蓄滲是雨水耗于植物截留、水分下滲和填洼等綜合作用的過程。滲和填洼等綜合作用的過程。 降雨的損失：降雨的損失： 植物截留植物截留 填洼填洼 雨期蒸發(fā)雨期蒸發(fā) 。o凈雨過程凈雨過程:即降雨過程減去損失過程，得凈即降雨過程減去損失過程，得凈雨過程。雨過程。 產(chǎn)流過程。產(chǎn)流過程。o凈雨沿坡面和坡地匯入河網(wǎng)，稱凈雨沿

4、坡面和坡地匯入河網(wǎng)，稱坡地匯流坡地匯流，然后沿河網(wǎng)匯集到流域出口，稱然后沿河網(wǎng)匯集到流域出口，稱河網(wǎng)匯流河網(wǎng)匯流。 匯流過程。匯流過程。（三）坡地匯流（三）坡地匯流o坡地匯流是指降雨產(chǎn)生的水流從它產(chǎn)生地點(diǎn)沿坡地坡地匯流是指降雨產(chǎn)生的水流從它產(chǎn)生地點(diǎn)沿坡地向河槽的匯流過程。向河槽的匯流過程。o坡地匯流包括地面、表層和地下三種徑流組成。坡地匯流包括地面、表層和地下三種徑流組成。 表層匯流和地下匯流是在有孔介質(zhì)中受重力控制的表層匯流和地下匯流是在有孔介質(zhì)中受重力控制的水流運(yùn)動(dòng)。水流運(yùn)動(dòng)。o地下匯流沿地下潛水層流入河網(wǎng)，流速很小，形成地下匯流沿地下潛水層流入河網(wǎng)，流速很小，形成比較穩(wěn)定的地下徑流，是無

5、雨期的基本徑流，稱基比較穩(wěn)定的地下徑流，是無雨期的基本徑流，稱基流。流。 （四）河網(wǎng)匯流（四）河網(wǎng)匯流o水流沿河網(wǎng)各級(jí)河槽向流域出口斷面的聚集水流沿河網(wǎng)各級(jí)河槽向流域出口斷面的聚集過程稱為河網(wǎng)匯流。過程稱為河網(wǎng)匯流。o地下徑流不一定匯入本流域的河槽。地下徑流不一定匯入本流域的河槽。o坡面匯流與河網(wǎng)匯流的作用與流域大小有關(guān)。坡面匯流與河網(wǎng)匯流的作用與流域大小有關(guān)。 水文測驗(yàn)是對(duì)各種水文要素進(jìn)行系統(tǒng)觀水文測驗(yàn)是對(duì)各種水文要素進(jìn)行系統(tǒng)觀測及對(duì)觀測資料進(jìn)行整編的總稱。測及對(duì)觀測資料進(jìn)行整編的總稱。 水文測驗(yàn)是水文工作的基礎(chǔ)。根據(jù)水文水文測驗(yàn)是水文工作的基礎(chǔ)。根據(jù)水文測驗(yàn)資料，可以掌握各地水文要素變化規(guī)

6、律，測驗(yàn)資料，可以掌握各地水文要素變化規(guī)律，為水資源評(píng)價(jià)和開發(fā)利用、防洪抗旱、水源為水資源評(píng)價(jià)和開發(fā)利用、防洪抗旱、水源保護(hù)、生態(tài)建設(shè)提供情報(bào)。保護(hù)、生態(tài)建設(shè)提供情報(bào)。 水文資料是水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理運(yùn)水文資料是水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理運(yùn)用的基礎(chǔ)資料。用的基礎(chǔ)資料。二、水文測驗(yàn)站網(wǎng)布設(shè)二、水文測驗(yàn)站網(wǎng)布設(shè)（一）測站與站網(wǎng)（一）測站與站網(wǎng)o水文測站是組織進(jìn)行水文測驗(yàn)的基層單位，水文測站是組織進(jìn)行水文測驗(yàn)的基層單位，也是收集水文資料的基本場所。也是收集水文資料的基本場所。水文測站的水文測站的主要任務(wù)是按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)指定地點(diǎn)主要任務(wù)是按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)指定地點(diǎn)( (或斷或斷面面) )的水位、流量、泥沙、

7、降水、蒸發(fā)的水位、流量、泥沙、降水、蒸發(fā) 、水、水溫、冰凌、水質(zhì)、地下水位等項(xiàng)目進(jìn)行觀測溫、冰凌、水質(zhì)、地下水位等項(xiàng)目進(jìn)行觀測及資料整編。及資料整編。o 站網(wǎng)就是測站在地理上的分布網(wǎng)，站網(wǎng)把站網(wǎng)就是測站在地理上的分布網(wǎng)，站網(wǎng)把測站有機(jī)地聯(lián)系起來，使測站發(fā)揮更大作用測站有機(jī)地聯(lián)系起來，使測站發(fā)揮更大作用o國家水文站網(wǎng)按測站性質(zhì)分為：國家水文站網(wǎng)按測站性質(zhì)分為：基本站網(wǎng)、基本站網(wǎng)、專用站網(wǎng)和實(shí)驗(yàn)站網(wǎng)。專用站網(wǎng)和實(shí)驗(yàn)站網(wǎng)。o基本站基本站是綜合國民經(jīng)濟(jì)各方面需要，由國家是綜合國民經(jīng)濟(jì)各方面需要，由國家統(tǒng)一規(guī)劃，以合理經(jīng)濟(jì)的方式建立的。統(tǒng)一規(guī)劃，以合理經(jīng)濟(jì)的方式建立的。o基本站基本站執(zhí)行水文測驗(yàn)執(zhí)行水文

8、測驗(yàn) 標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行較長時(shí)期標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行較長時(shí)期的連續(xù)觀測，資料編成的連續(xù)觀測，資料編成水文年鑒水文年鑒刊布或刊布或以其它形式長期存貯。以其它形式長期存貯。o專用站專用站是為科學(xué)研究、工程建設(shè)、管理運(yùn)用是為科學(xué)研究、工程建設(shè)、管理運(yùn)用等特定目的而設(shè)立的。其觀測項(xiàng)目、觀測要等特定目的而設(shè)立的。其觀測項(xiàng)目、觀測要求及觀測年限，由設(shè)站部門依據(jù)設(shè)站目的自求及觀測年限，由設(shè)站部門依據(jù)設(shè)站目的自行規(guī)定。行規(guī)定。o實(shí)驗(yàn)站實(shí)驗(yàn)站是為了深入研究某些專門問題而設(shè)立是為了深入研究某些專門問題而設(shè)立的一個(gè)或一組水文測站。實(shí)驗(yàn)站也可兼作基的一個(gè)或一組水文測站。實(shí)驗(yàn)站也可兼作基本站。本站。 （二）基本站網(wǎng)（二）基本站網(wǎng)（bas

9、ic station）o基本水文站網(wǎng)中，根據(jù)測驗(yàn)內(nèi)容分為基本水文站網(wǎng)中，根據(jù)測驗(yàn)內(nèi)容分為流量站流量站網(wǎng)、水位站網(wǎng)、泥沙站網(wǎng)、雨量站網(wǎng)、蒸發(fā)網(wǎng)、水位站網(wǎng)、泥沙站網(wǎng)、雨量站網(wǎng)、蒸發(fā)站網(wǎng)和水質(zhì)站網(wǎng)。站網(wǎng)和水質(zhì)站網(wǎng)。1、流量站網(wǎng)、流量站網(wǎng)o是進(jìn)行河流水情研究的重要站網(wǎng)。布設(shè)主要是進(jìn)行河流水情研究的重要站網(wǎng)。布設(shè)主要依據(jù)河流流域大、中、小與流域特性的差異依據(jù)河流流域大、中、小與流域特性的差異而選擇不同的布設(shè)。而選擇不同的布設(shè)。2、水位站網(wǎng)、水位站網(wǎng)o基本水位站的布設(shè)與基本流量站配合進(jìn)行?；舅徽镜牟荚O(shè)與基本流量站配合進(jìn)行。o 通過所設(shè)站網(wǎng)采集到的水位信息經(jīng)過整理通過所設(shè)站網(wǎng)采集到的水位信息經(jīng)過整理分析

10、后，達(dá)到可以內(nèi)插流域內(nèi)任何地點(diǎn)水位分析后，達(dá)到可以內(nèi)插流域內(nèi)任何地點(diǎn)水位要素的特征值。要素的特征值。3、泥沙站網(wǎng)、泥沙站網(wǎng)o布設(shè)泥沙站網(wǎng)主要考慮流域的產(chǎn)沙特性及規(guī)布設(shè)泥沙站網(wǎng)主要考慮流域的產(chǎn)沙特性及規(guī)律，以及測驗(yàn)儀器的精度。律，以及測驗(yàn)儀器的精度。o基本泥沙站在流域上宜均勻布設(shè)，泥沙量較基本泥沙站在流域上宜均勻布設(shè)，泥沙量較大的地區(qū)可密些。大的地區(qū)可密些。o在建或擬建的水庫和灌區(qū)的上游都須考慮設(shè)在建或擬建的水庫和灌區(qū)的上游都須考慮設(shè)泥沙站。泥沙站。o基本水文站網(wǎng)，常要布設(shè)雨量站和蒸發(fā)站?；舅恼揪W(wǎng)，常要布設(shè)雨量站和蒸發(fā)站。（三）測站設(shè)立與設(shè)備（三）測站設(shè)立與設(shè)備o設(shè)立一個(gè)水文測站的主要內(nèi)容：

11、設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)并引測設(shè)立一個(gè)水文測站的主要內(nèi)容：設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)并引測高程；設(shè)置橫斷面及基線；布設(shè)測量標(biāo)志及高程基高程；設(shè)置橫斷面及基線；布設(shè)測量標(biāo)志及高程基點(diǎn)；安裝觀測設(shè)備，填寫登記卡。點(diǎn)；安裝觀測設(shè)備，填寫登記卡。o 觀測斷面的布設(shè)：基本水尺斷面、流速儀測流斷觀測斷面的布設(shè)：基本水尺斷面、流速儀測流斷面、浮標(biāo)測流斷面、比降斷面。面、浮標(biāo)測流斷面、比降斷面。o測站的設(shè)備是指流速儀測流所需的渡河設(shè)備，一般測站的設(shè)備是指流速儀測流所需的渡河設(shè)備，一般分有分有船只測流設(shè)備、岸上測流設(shè)備、架空測流設(shè)備船只測流設(shè)備、岸上測流設(shè)備、架空測流設(shè)備和涉水測流設(shè)備和涉水測流設(shè)備等幾種等幾種?；静荚O(shè)要求：基本布設(shè)要求：

12、(1)基線：通常與測流斷面垂直，起點(diǎn)在測流斷面基線：通常與測流斷面垂直，起點(diǎn)在測流斷面線上。其用途是用經(jīng)緯儀或六分儀推求垂線在線上。其用途是用經(jīng)緯儀或六分儀推求垂線在斷面上的位置?；€的長度視河寬而定斷面上的位置?；€的長度視河寬而定,一般應(yīng)一般應(yīng)為為0.6B。 (2)水準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)點(diǎn) : 分為基本水準(zhǔn)點(diǎn)和校核水準(zhǔn)點(diǎn)，基本水準(zhǔn)分為基本水準(zhǔn)點(diǎn)和校核水準(zhǔn)點(diǎn)，基本水準(zhǔn)點(diǎn)是測定測站上各種高程的基本依據(jù)，校核水點(diǎn)是測定測站上各種高程的基本依據(jù)，校核水準(zhǔn)點(diǎn)是經(jīng)常用來校核水尺零點(diǎn)的高程。準(zhǔn)點(diǎn)是經(jīng)常用來校核水尺零點(diǎn)的高程。 (3)基本水尺斷面上設(shè)立基本水尺：基本水尺斷面上設(shè)立基本水尺： 用來進(jìn)行經(jīng)常的水位觀測。用

13、來進(jìn)行經(jīng)常的水位觀測。 (4)測流斷面應(yīng)與基本水尺斷面重合，且與斷面平均測流斷面應(yīng)與基本水尺斷面重合，且與斷面平均流向垂直。流向垂直。 (5)浮標(biāo)測流斷面有上、中、下三個(gè)斷面一般中斷面浮標(biāo)測流斷面有上、中、下三個(gè)斷面一般中斷面應(yīng)與流速儀測流斷面重合，上、下斷面之間的間距應(yīng)與流速儀測流斷面重合，上、下斷面之間的間距不宜太短，其距離應(yīng)為斷面最大流速的不宜太短，其距離應(yīng)為斷面最大流速的5080倍。倍。 (6)比降斷面設(shè)立比降水尺：比降斷面設(shè)立比降水尺： 比降斷面跨過測流斷面，用來觀測河流的水面比比降斷面跨過測流斷面，用來觀測河流的水面比降和分析河床的糙率降和分析河床的糙率三、水文測驗(yàn)內(nèi)容及方法三、水

14、文測驗(yàn)內(nèi)容及方法（一）水位觀測與資料整編（一）水位觀測與資料整編 水位是指河流、湖泊、水庫及海洋等水水位是指河流、湖泊、水庫及海洋等水體的自由水面的高程，以體的自由水面的高程，以m m計(jì)。水位與高程計(jì)。水位與高程數(shù)值一樣，要有一個(gè)基面作為起點(diǎn)。數(shù)值一樣，要有一個(gè)基面作為起點(diǎn)。（見圖（見圖2.12.1） 一、基本的概念一、基本的概念1、水位：、水位：指基準(zhǔn)面至水體自由水面的高度指基準(zhǔn)面至水體自由水面的高度標(biāo)準(zhǔn)基面標(biāo)準(zhǔn)基面：測站基面測站基面：以海平面為零高度以海平面為零高度,現(xiàn)在統(tǒng)一規(guī)定的現(xiàn)在統(tǒng)一規(guī)定的基面為青島黃海基面。基面為青島黃?；?。以低于水文測站所在河道的最低水位以低于水文測站所在河道的

15、最低水位或河床最低點(diǎn)或河床最低點(diǎn)0.51.0m處的水平面作處的水平面作為零高度為零高度水位水位z與與H的關(guān)系為：的關(guān)系為：z=H+z02z01zxz02H0102zzix水位、水深與坡降水位、水深與坡降基面基面2、過水?dāng)嗝妫?、過水?dāng)嗝妫ˋ）：）：3、濕周（、濕周（X）：）：4、水力半徑（、水力半徑（R）：）：ARX5、流量與過水?dāng)嗝娴钠骄魉佟⒘髁颗c過水?dāng)嗝娴钠骄魉?u=Q/AU流速（流速（m/s）Q流量（流量（m3/s）A面積（面積（m2）水位觀測的常用設(shè)備：水尺和自記水位計(jì)水位觀測的常用設(shè)備：水尺和自記水位計(jì)1、水尺、水尺 gauge 按水尺的構(gòu)造形式不同可分為按水尺的構(gòu)造形式不同可分為

16、直立式、直立式、傾斜式、矮樁式與懸錘式傾斜式、矮樁式與懸錘式 4種。其中應(yīng)用最種。其中應(yīng)用最廣泛的是直立式水尺，觀測時(shí)記錄水尺讀數(shù)，廣泛的是直立式水尺，觀測時(shí)記錄水尺讀數(shù)，水位按下式計(jì)算：水位按下式計(jì)算： 水位水位 = 水尺零點(diǎn)高程水尺零點(diǎn)高程 + 水尺讀數(shù)水尺讀數(shù) 式中，水尺零點(diǎn)高程是指水尺板上刻度式中，水尺零點(diǎn)高程是指水尺板上刻度起點(diǎn)的高程，可以預(yù)先測量出來。起點(diǎn)的高程，可以預(yù)先測量出來。o水位的觀測水位的觀測 o 基本水尺的觀測是分段定時(shí)觀測。當(dāng)水基本水尺的觀測是分段定時(shí)觀測。當(dāng)水位變化緩慢時(shí)位變化緩慢時(shí)(日變幅在日變幅在0.12m以內(nèi)以內(nèi))，每，每日日8時(shí)和時(shí)和20時(shí)各觀測一次時(shí)各觀測

17、一次(稱稱2段制觀測，段制觀測，8時(shí)是基本時(shí)時(shí)是基本時(shí))；枯水期日變幅在；枯水期日變幅在0.06m以內(nèi)，以內(nèi)，用用1段制觀測；日變幅在段制觀測；日變幅在0.120.24m時(shí)，時(shí)，用用4段制觀測；有峰谷出現(xiàn)時(shí)，還要加測。段制觀測；有峰谷出現(xiàn)時(shí)，還要加測。 日均水位計(jì)算日均水位計(jì)算t1t2tn)(481)2)(2)(24121110221110ttGtGtGGtGGGt0水文資料整編的內(nèi)容水文資料整編的內(nèi)容o1、校核原始記錄及各項(xiàng)特征值、校核原始記錄及各項(xiàng)特征值o2、編制逐日平均水位表、編制逐日平均水位表o3、繪制水位過程線（、繪制水位過程線（圖圖P2.2）o4、編制洪水水位摘錄表、編制洪水水位摘

18、錄表o5、編寫水位資料整編說明書、編寫水位資料整編說明書（二）流量測驗(yàn)（二）流量測驗(yàn)o 流量是單位時(shí)間內(nèi)流過江河某一橫斷面流量是單位時(shí)間內(nèi)流過江河某一橫斷面的水量，以的水量，以m m3 3/s/s計(jì)。測量流量的方法很多，計(jì)。測量流量的方法很多，常用的方法為流速面積法，其中包括常用的方法為流速面積法，其中包括流速儀流速儀測流法、浮標(biāo)測流法、比降面積法等測流法、浮標(biāo)測流法、比降面積法等。此外。此外還有水力學(xué)法、化學(xué)法、物理法、直接法等。還有水力學(xué)法、化學(xué)法、物理法、直接法等。o1 1、斷面測量、斷面測量o斷面測量又分為水道斷面測量和大斷面測量斷面測量又分為水道斷面測量和大斷面測量兩種。水道斷面是指

19、某水位下水面線與河床兩種。水道斷面是指某水位下水面線與河床線之間的范圍線之間的范圍; ;大斷面為歷年最高洪水位以大斷面為歷年最高洪水位以上上0.50.51.0m1.0m的水面線與岸線、河床線之間的水面線與岸線、河床線之間的范圍。的范圍。o水道斷面的測量，是在斷面上布設(shè)一定數(shù)量水道斷面的測量，是在斷面上布設(shè)一定數(shù)量的測深的測深垂線垂線，施測各條垂線的，施測各條垂線的水深水深，同時(shí)測，同時(shí)測得每條測深垂線與岸上某一固定點(diǎn)（斷面的得每條測深垂線與岸上某一固定點(diǎn)（斷面的起點(diǎn)樁，一般設(shè)在左岸）的水平距離（稱為起點(diǎn)樁，一般設(shè)在左岸）的水平距離（稱為起點(diǎn)距起點(diǎn)距），并觀測），并觀測水位，水位，用施測時(shí)的水位

20、減用施測時(shí)的水位減去水深，得到各測深垂線處的河底高程。去水深，得到各測深垂線處的河底高程。 o水深測量的方法，測量水深的方法通常用水深測量的方法，測量水深的方法通常用測測深桿、測深錘、鉛魚直接測出每根測深垂線深桿、測深錘、鉛魚直接測出每根測深垂線的水深的水深。當(dāng)水很深、流速很大時(shí)，可用。當(dāng)水很深、流速很大時(shí)，可用回聲回聲測深儀測量水深測深儀測量水深。 o垂線起點(diǎn)距的測定垂線起點(diǎn)距的測定交會(huì)法：水文站在布設(shè)交會(huì)法：水文站在布設(shè)測流斷面時(shí)，布設(shè)基線測流斷面時(shí)，布設(shè)基線(AC),(AC),計(jì)算起點(diǎn)距。計(jì)算起點(diǎn)距。o斷面索法：斷面索法是在斷面上架設(shè)鋼絲斷面索法：斷面索法是在斷面上架設(shè)鋼絲纜索，每隔適當(dāng)

21、距離做上標(biāo)記，并事先測量纜索，每隔適當(dāng)距離做上標(biāo)記，并事先測量好它們的位置，測量水深的同時(shí)，直接在斷好它們的位置，測量水深的同時(shí)，直接在斷面索上讀出起點(diǎn)距。這種方法適合于河寬較面索上讀出起點(diǎn)距。這種方法適合于河寬較小、水上交通不多、有條件架設(shè)斷面索的河小、水上交通不多、有條件架設(shè)斷面索的河道測站，精度較高。道測站，精度較高。2、流速分布、流速分布o(jì)斷面流速具有脈動(dòng)現(xiàn)象和空間分布的規(guī)律性；斷面流速具有脈動(dòng)現(xiàn)象和空間分布的規(guī)律性；o一般自由水面的流速大于河底，垂線流速分布曲線一般自由水面的流速大于河底，垂線流速分布曲線常呈一定形狀，如拋物線形、對(duì)數(shù)形、指數(shù)形等。常呈一定形狀，如拋物線形、對(duì)數(shù)形、指

22、數(shù)形等。（見圖（見圖2.3)o河底與岸邊附近流速最小；近兩岸邊的流速小于中河底與岸邊附近流速最?。唤鼉砂哆叺牧魉傩∮谥秀?，在最深處水面流速最大；暢流期垂線上最大流泓，在最深處水面流速最大；暢流期垂線上最大流速出現(xiàn)在水面至速出現(xiàn)在水面至0.2H范圍；等流速曲線呈閉合狀。范圍；等流速曲線呈閉合狀。（見圖（見圖2.4）3、流量計(jì)算、流量計(jì)算 流量計(jì)算，常用的方法有圖解法、分析法及流量計(jì)算，常用的方法有圖解法、分析法及流速等值線法等，分析法應(yīng)用廣泛。流速等值線法等，分析法應(yīng)用廣泛。o分析法依據(jù)相關(guān)公式進(jìn)行平均流速計(jì)算，通分析法依據(jù)相關(guān)公式進(jìn)行平均流速計(jì)算，通過部分面積（平均流速、流量）計(jì)算，得到過部分

23、面積（平均流速、流量）計(jì)算，得到水道斷面面積、斷面流量的計(jì)算。水道斷面面積、斷面流量的計(jì)算。o 點(diǎn)流速點(diǎn)流速-垂線平均流速垂線平均流速-部分面積部分面積平均流速乘以對(duì)應(yīng)的部分?jǐn)嗝婷娣e平均流速乘以對(duì)應(yīng)的部分?jǐn)嗝婷娣e- 部分流量部分流量 - 全斷面流量全斷面流量 1）垂線平均流速的計(jì)算）垂線平均流速的計(jì)算o假設(shè)兩測點(diǎn)流速之間呈直線變化，就可按梯假設(shè)兩測點(diǎn)流速之間呈直線變化，就可按梯形面積計(jì)算出每條垂線平均流速形面積計(jì)算出每條垂線平均流速（V Vm m) )：o六點(diǎn)法六點(diǎn)法: o五點(diǎn)法五點(diǎn)法 ： o三點(diǎn)法三點(diǎn)法: o二點(diǎn)法二點(diǎn)法:10.00.20.40.60.81.0102222mvvvvvvv10

24、 .20 .82mvvv2）部分?jǐn)嗝婷娣e、部分平均流速和部分）部分?jǐn)嗝婷娣e、部分平均流速和部分流量的計(jì)算流量的計(jì)算n兩垂線之間的平均流速為兩垂線平均流速的兩垂線之間的平均流速為兩垂線平均流速的算術(shù)平均值。岸邊平均流速需乘以岸邊流速算術(shù)平均值。岸邊平均流速需乘以岸邊流速系數(shù)，一般為系數(shù)，一般為0.67 0.67 0.750.75。n斷面面積斷面面積,在岸邊的按三角形面積計(jì)算，在在岸邊的按三角形面積計(jì)算，在中間部分的按梯形面積計(jì)算。中間部分的按梯形面積計(jì)算。o部分流量：部分面面積乘以部分平均流速部分流量：部分面面積乘以部分平均流速bhhVVqmm)2)(2(21213 3）斷面面積、斷面流量及斷面

25、平均流速）斷面面積、斷面流量及斷面平均流速的計(jì)算的計(jì)算n斷面面積為各部分面積代數(shù)之和斷面面積為各部分面積代數(shù)之和n斷面流量為各部分流量的代數(shù)之和斷面流量為各部分流量的代數(shù)之和n斷面平均流速為斷面流量除以斷面面積斷面平均流速為斷面流量除以斷面面積四、水文資料收集四、水文資料收集（一）流域基本情況收集（一）流域基本情況收集1、流域范圍、流域范圍:分水嶺分水嶺2、流域平面特征：河系、河網(wǎng)、流域平面特征：河系、河網(wǎng)3、流域地形：比降、坡度、流域地形：比降、坡度4、流域自然地理位置及下墊面：地質(zhì)、地、流域自然地理位置及下墊面：地質(zhì)、地 貌、植被貌、植被5、流域湖泊和沼澤、流域湖泊和沼澤6、其它：水利工程

26、、其它：水利工程（二）氣候特征（二）氣候特征1、降水、降水 降水是流域水資源的主要來源，降水量降水是流域水資源的主要來源，降水量是指某時(shí)段內(nèi)降落在某面積上總的水體積，是指某時(shí)段內(nèi)降落在某面積上總的水體積，一般用降水深度來表示，即降水總體積除以一般用降水深度來表示，即降水總體積除以對(duì)應(yīng)的面積，以對(duì)應(yīng)的面積，以mmmm為單位。為單位。2、蒸發(fā)、蒸發(fā) 蒸發(fā)分為水面蒸發(fā)、土面蒸發(fā)和植物蒸蒸發(fā)分為水面蒸發(fā)、土面蒸發(fā)和植物蒸 發(fā)，三者統(tǒng)稱為總蒸發(fā)或蒸散發(fā)。發(fā)，三者統(tǒng)稱為總蒸發(fā)或蒸散發(fā)。 目前全國蒸發(fā)站網(wǎng)上使用的觀測儀器，目前全國蒸發(fā)站網(wǎng)上使用的觀測儀器，主要有主要有E-601E-601型蒸發(fā)器、口徑為型蒸

27、發(fā)器、口徑為8080厘米帶套厘米帶套盆的蒸發(fā)器和口徑為盆的蒸發(fā)器和口徑為2020厘米的蒸發(fā)皿三種。厘米的蒸發(fā)皿三種。 一般每日一般每日8 8時(shí)觀測蒸發(fā)量和降水量一次，時(shí)觀測蒸發(fā)量和降水量一次，蒸發(fā)量以毫米計(jì)，測記至蒸發(fā)量以毫米計(jì)，測記至0.10.1毫米。毫米。 （三）水文資料收集（三）水文資料收集1、水文年鑒、水文年鑒2、水文圖冊和水文圖集、水文圖冊和水文圖集3、以往調(diào)查資料、以往調(diào)查資料（四）水文調(diào)查（四）水文調(diào)查1、水文站定位觀測補(bǔ)充調(diào)查、水文站定位觀測補(bǔ)充調(diào)查(人工影響人工影響)2、洪水、暴雨、枯水調(diào)查、洪水、暴雨、枯水調(diào)查第二節(jié)第二節(jié) 水文分析與計(jì)算水文分析與計(jì)算p進(jìn)行水文分析計(jì)算的目

28、的：研究河川徑流進(jìn)行水文分析計(jì)算的目的：研究河川徑流 的統(tǒng)計(jì)變化規(guī)律，預(yù)估徑流未來的變化趨勢，的統(tǒng)計(jì)變化規(guī)律，預(yù)估徑流未來的變化趨勢，以滿足水利水電工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)以滿足水利水電工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理的需要。行管理的需要。o本節(jié)主要介紹水文頻率計(jì)算分析、相關(guān)計(jì)算本節(jié)主要介紹水文頻率計(jì)算分析、相關(guān)計(jì)算分析。分析。一、常用方法簡介一、常用方法簡介（一）概率統(tǒng)計(jì)分析方法（一）概率統(tǒng)計(jì)分析方法 概率表示隨機(jī)事件的可能性的概率表示隨機(jī)事件的可能性的數(shù)值數(shù)值。 概率統(tǒng)計(jì)分析方法是依據(jù)水文現(xiàn)象具有概率統(tǒng)計(jì)分析方法是依據(jù)水文現(xiàn)象具有隨機(jī)性和不重復(fù)性的特點(diǎn)，將水文數(shù)據(jù)視為隨機(jī)性和不重復(fù)性的特點(diǎn)，

29、將水文數(shù)據(jù)視為相互獨(dú)立的相互獨(dú)立的隨機(jī)變量，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理對(duì)實(shí)隨機(jī)變量，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理對(duì)實(shí)測的水文系列資料進(jìn)行計(jì)算，研究其測的水文系列資料進(jìn)行計(jì)算，研究其統(tǒng)計(jì)規(guī)統(tǒng)計(jì)規(guī)律律的方法。的方法。 p頻率：在若干次試驗(yàn)或觀測中，某一事件重頻率：在若干次試驗(yàn)或觀測中，某一事件重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)與試驗(yàn)總次數(shù)之比。復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)與試驗(yàn)總次數(shù)之比。 p頻率分析是數(shù)理統(tǒng)計(jì)的主要方法，當(dāng)樣本無頻率分析是數(shù)理統(tǒng)計(jì)的主要方法，當(dāng)樣本無限接近母本時(shí)，頻率穩(wěn)定地接近概率。限接近母本時(shí)，頻率穩(wěn)定地接近概率。p水文資料整理、水文計(jì)算與預(yù)報(bào)中最常用的水文資料整理、水文計(jì)算與預(yù)報(bào)中最常用的方法。方法。p頻率分析常用的特征值見如下的幾個(gè)表

30、示。頻率分析常用的特征值見如下的幾個(gè)表示。1、經(jīng)驗(yàn)頻率、經(jīng)驗(yàn)頻率o在一個(gè)水文樣本系列中某水文變量在一個(gè)水文樣本系列中某水文變量X大于或等大于或等于一定數(shù)值于一定數(shù)值Xm(即即XXm)的可能性，即為頻的可能性，即為頻率。設(shè)系列共有率。設(shè)系列共有n項(xiàng)，其中第項(xiàng)，其中第m項(xiàng)項(xiàng)Xm的頻率常的頻率常用下列公式計(jì)算：用下列公式計(jì)算： Pm稱為系列中第稱為系列中第m項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率，項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率，m+1？。？。 （30、28、25、21、17、11） 1nmpm序號(hào)序號(hào)流量流量經(jīng)驗(yàn)頻率經(jīng)驗(yàn)頻率137.34.4231.28.7323.513228.495.6P56表表2.1 重現(xiàn)期是指某水文變量的取值（即重現(xiàn)期是

31、指某水文變量的取值（即X XX Xm m) )在多少年內(nèi)出現(xiàn)一次。一般在多少年內(nèi)出現(xiàn)一次。一般指對(duì)工程不利情況指對(duì)工程不利情況(1)(1)研究暴雨洪水問題時(shí)，一般設(shè)計(jì)頻率研究暴雨洪水問題時(shí)，一般設(shè)計(jì)頻率P P小于小于5050 。則。則 T=1/P T=1/P式中：式中：TT重現(xiàn)期，以年計(jì)重現(xiàn)期，以年計(jì) ； P P頻率，以小數(shù)或百分?jǐn)?shù)計(jì)。頻率，以小數(shù)或百分?jǐn)?shù)計(jì)。2 2、重現(xiàn)期、重現(xiàn)期(2)研究枯水問題時(shí)，為了保證灌溉、發(fā)電及研究枯水問題時(shí)，為了保證灌溉、發(fā)電及給水等用水需要，設(shè)計(jì)頻率給水等用水需要，設(shè)計(jì)頻率P常常用大于常常用大于50，則，則 T=1/(1-P)例例: 當(dāng)灌溉設(shè)計(jì)保證率當(dāng)灌溉設(shè)計(jì)保

32、證率P80時(shí)，代入上時(shí)，代入上式式T5年，稱作以五年一遇的枯水年作為年，稱作以五年一遇的枯水年作為設(shè)計(jì)來水的標(biāo)準(zhǔn)說明平均具有設(shè)計(jì)來水的標(biāo)準(zhǔn)說明平均具有80的可的可靠程度?？砍潭取必須指出，由于水文現(xiàn)象一般并無固定的周必須指出，由于水文現(xiàn)象一般并無固定的周期性，上面所講的頻率是指多年中的平均出期性，上面所講的頻率是指多年中的平均出現(xiàn)機(jī)會(huì)。重現(xiàn)期也是指多年中平均若干年可現(xiàn)機(jī)會(huì)。重現(xiàn)期也是指多年中平均若干年可以出現(xiàn)一次。以出現(xiàn)一次。 o 百年一遇的洪水，是指大于或等于這樣的百年一遇的洪水，是指大于或等于這樣的洪水在長時(shí)期內(nèi)平均洪水在長時(shí)期內(nèi)平均100年發(fā)生一次，而不年發(fā)生一次，而不能理解為洪水正好

33、每隔能理解為洪水正好每隔100年遇上一次對(duì)年遇上一次對(duì)于某具體的于某具體的100年來說，超過這樣大的洪水年來說，超過這樣大的洪水可能有幾次，也可能一次都不出現(xiàn)。可能有幾次，也可能一次都不出現(xiàn)。3、統(tǒng)計(jì)參數(shù)、統(tǒng)計(jì)參數(shù) 資料系列中的資料系列中的數(shù)量水平數(shù)量水平和和變化幅度變化幅度等情等情況的綜合特征值成為統(tǒng)計(jì)參數(shù)。況的綜合特征值成為統(tǒng)計(jì)參數(shù)。 水文頻率分析中，常用三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)，水文頻率分析中，常用三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)，即均值（算數(shù)平均值或加權(quán)平均值）、變差即均值（算數(shù)平均值或加權(quán)平均值）、變差系數(shù)系數(shù)cv(也稱離差系數(shù)）和偏差系數(shù)也稱離差系數(shù)）和偏差系數(shù)cs。 均值是集中表示系列數(shù)量大小或水平高均值是集中

34、表示系列數(shù)量大小或水平高低的指標(biāo)。低的指標(biāo)。 變差系數(shù)表示系列中各項(xiàng)值對(duì)其均值的變差系數(shù)表示系列中各項(xiàng)值對(duì)其均值的離散程度，用系列均方差與均值之比表示。離散程度，用系列均方差與均值之比表示。（p57式式2.16) niixnx11o偏態(tài)偏態(tài)CS系數(shù)是表示系列中各項(xiàng)的值偏于均值左右系數(shù)是表示系列中各項(xiàng)的值偏于均值左右的相對(duì)指標(biāo)。的相對(duì)指標(biāo)。o（p57式式2.17)4 4、頻率曲線、頻率曲線 把水文變量和頻率表達(dá)成一定的數(shù)學(xué)關(guān)把水文變量和頻率表達(dá)成一定的數(shù)學(xué)關(guān)系式并將它繪成圖形，即為系式并將它繪成圖形，即為頻率曲線頻率曲線。p 習(xí)慣上把由實(shí)測資料（樣本）繪制的頻率習(xí)慣上把由實(shí)測資料（樣本）繪制的頻

35、率曲線稱為經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，而把由數(shù)學(xué)方程式曲線稱為經(jīng)驗(yàn)頻率曲線，而把由數(shù)學(xué)方程式所表示的頻率曲線稱為理論頻率曲線。所表示的頻率曲線稱為理論頻率曲線。p 直接把經(jīng)驗(yàn)頻率曲線用于解決工程實(shí)際直接把經(jīng)驗(yàn)頻率曲線用于解決工程實(shí)際問題，還存在著一定的局限性。主要是資料問題，還存在著一定的局限性。主要是資料短，得不到大洪水或特枯水?dāng)?shù)據(jù)。短，得不到大洪水或特枯水?dāng)?shù)據(jù)。o為解決這樣的問題，只能借助于理論頻率曲為解決這樣的問題，只能借助于理論頻率曲線對(duì)經(jīng)驗(yàn)頻率曲線進(jìn)行延長，求得稀遇洪水線對(duì)經(jīng)驗(yàn)頻率曲線進(jìn)行延長，求得稀遇洪水或枯水水文特征值的頻率分布?；蚩菟奶卣髦档念l率分布。o理論頻率曲線在實(shí)測資料范圍內(nèi)表示出

36、的統(tǒng)理論頻率曲線在實(shí)測資料范圍內(nèi)表示出的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和實(shí)測資料一致。計(jì)規(guī)律和實(shí)測資料一致。o同時(shí)該理論頻率曲線能夠表示水文變量總體同時(shí)該理論頻率曲線能夠表示水文變量總體的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。o我國常用皮爾遜我國常用皮爾遜型曲線。型曲線。o皮爾遜皮爾遜型曲線是一條一端有限一端無限的不型曲線是一條一端有限一端無限的不對(duì)稱單峰、正偏曲線，數(shù)學(xué)上稱伽瑪分布對(duì)稱單峰、正偏曲線，數(shù)學(xué)上稱伽瑪分布. . o式中：式中：（）的伽瑪函數(shù)；的伽瑪函數(shù)； 、a a0 0分別為皮爾遜分別為皮爾遜型分布的形狀型分布的形狀尺度和位置未知參數(shù)，尺度和位置未知參數(shù)，o 0 0， 0 0 。o三個(gè)參數(shù)確定以后，該密度函數(shù)隨之可以

37、確三個(gè)參數(shù)確定以后，該密度函數(shù)隨之可以確定?？梢酝普摚@三個(gè)參數(shù)與總體三個(gè)統(tǒng)計(jì)定。可以推論，這三個(gè)參數(shù)與總體三個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)具有如下關(guān)系：參數(shù)具有如下關(guān)系：o皮爾遜皮爾遜型分布的概率密度函數(shù)十分復(fù)雜，型分布的概率密度函數(shù)十分復(fù)雜，進(jìn)行積分相當(dāng)困難。為了能夠在實(shí)際工作中進(jìn)行積分相當(dāng)困難。為了能夠在實(shí)際工作中運(yùn)用皮爾遜運(yùn)用皮爾遜型分布，有人制作了離均系數(shù)型分布，有人制作了離均系數(shù)值表，又有人根據(jù)皮爾遜值表，又有人根據(jù)皮爾遜型分布的離均型分布的離均系數(shù)表制作了模比系數(shù)表。系數(shù)表制作了模比系數(shù)表。適線法適線法o適線法適線法(或稱配線法或稱配線法)是以經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)為基是以經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)為基礎(chǔ)，在一定的適線準(zhǔn)則

38、下，求解與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)礎(chǔ)，在一定的適線準(zhǔn)則下，求解與經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)擬合最優(yōu)的頻率曲線參數(shù)。擬合最優(yōu)的頻率曲線參數(shù)。 o實(shí)測資料推求水文變量總體的統(tǒng)計(jì)參數(shù)的時(shí)實(shí)測資料推求水文變量總體的統(tǒng)計(jì)參數(shù)的時(shí)候，候， 統(tǒng)計(jì)參數(shù)，尤其是統(tǒng)計(jì)參數(shù)，尤其是Cs，偏差較大。，偏差較大。o需采用矩法或其它方法估計(jì)出頻率曲線參數(shù)需采用矩法或其它方法估計(jì)出頻率曲線參數(shù)的初估值的初估值 Cv，而，而Cs憑經(jīng)驗(yàn)初選為憑經(jīng)驗(yàn)初選為Cv的倍的倍數(shù)。數(shù)。（二）相關(guān)分析（二）相關(guān)分析o 自然界中有許多現(xiàn)象之間是有一定聯(lián)系的。按自然界中有許多現(xiàn)象之間是有一定聯(lián)系的。按數(shù)理統(tǒng)計(jì)法建立上述兩個(gè)或多個(gè)隨機(jī)變量之間的聯(lián)數(shù)理統(tǒng)計(jì)法建立上述兩個(gè)或多個(gè)隨機(jī)變

39、量之間的聯(lián)系，稱之為近似關(guān)系或相關(guān)關(guān)系。把對(duì)這種關(guān)系的系，稱之為近似關(guān)系或相關(guān)關(guān)系。把對(duì)這種關(guān)系的分析和建立稱為相關(guān)分析。分析和建立稱為相關(guān)分析。o 1、圖解法：圖解法的基本步驟是：把兩個(gè)變量、圖解法：圖解法的基本步驟是：把兩個(gè)變量的對(duì)應(yīng)資料繪制在同一坐標(biāo)紙上，做散點(diǎn)圖，目估的對(duì)應(yīng)資料繪制在同一坐標(biāo)紙上，做散點(diǎn)圖，目估并繪制出一條線，使散點(diǎn)均勻分布在該線兩側(cè)；然并繪制出一條線，使散點(diǎn)均勻分布在該線兩側(cè)；然后，寫出該線的數(shù)學(xué)方程式，通常為直線方程式，后，寫出該線的數(shù)學(xué)方程式，通常為直線方程式，圖解法可以進(jìn)行水文資料系列的插補(bǔ)和展延。圖解法可以進(jìn)行水文資料系列的插補(bǔ)和展延。2 2、分析法（回歸分析

40、）、分析法（回歸分析） （1 1）根據(jù)變量關(guān)系的散點(diǎn)圖，定出相關(guān)線）根據(jù)變量關(guān)系的散點(diǎn)圖，定出相關(guān)線形（線形或變換后的線形），形（線形或變換后的線形），確定變量間的確定變量間的數(shù)量關(guān)系；（數(shù)量關(guān)系；（2.20-2.21） （2 2）回歸線的誤差分析：均方差）回歸線的誤差分析：均方差 （3 3）相關(guān)系數(shù)與顯著性檢驗(yàn)。）相關(guān)系數(shù)與顯著性檢驗(yàn)。二、水文資料的整理二、水文資料的整理 o 水文資料的整理，是對(duì)水文系列因故漏水文資料的整理，是對(duì)水文系列因故漏測、缺測而造成資料不完整或序列過短的現(xiàn)測、缺測而造成資料不完整或序列過短的現(xiàn)象，根據(jù)研究與計(jì)算的需要，進(jìn)行補(bǔ)缺、延象，根據(jù)研究與計(jì)算的需要，進(jìn)行補(bǔ)缺、

41、延展和還原。展和還原。（一）插補(bǔ)和延展（一）插補(bǔ)和延展 插補(bǔ)和延長常用的方法有相關(guān)分析法、插補(bǔ)和延長常用的方法有相關(guān)分析法、水文比擬法和等值線法。水文比擬法和等值線法。o 年、月徑流系列插補(bǔ)延長方法主要是利年、月徑流系列插補(bǔ)延長方法主要是利用相關(guān)分析法，即建立設(shè)計(jì)站年、月徑流量用相關(guān)分析法，即建立設(shè)計(jì)站年、月徑流量與參證站相應(yīng)水文氣象要素之間的相關(guān)性關(guān)與參證站相應(yīng)水文氣象要素之間的相關(guān)性關(guān)系，利用參證站的長期資料延長設(shè)計(jì)站的年、系，利用參證站的長期資料延長設(shè)計(jì)站的年、月徑流系列。月徑流系列。 參證站的選擇要考慮以下幾點(diǎn)：參證站的選擇要考慮以下幾點(diǎn)： o (1) (1)參證變量參證變量( (如年

42、、月徑流量；年、月如年、月徑流量；年、月降雨量等降雨量等) )與設(shè)計(jì)變量與設(shè)計(jì)變量( (年、月徑流年、月徑流 量量) )在物在物理成因上應(yīng)有密切聯(lián)系；理成因上應(yīng)有密切聯(lián)系；o (2) (2)參證變量與設(shè)計(jì)變量具有足夠長的同參證變量與設(shè)計(jì)變量具有足夠長的同期資料，以便建立相關(guān)關(guān)系；期資料，以便建立相關(guān)關(guān)系；o (3) (3)參證變量有長期的實(shí)測資料，自身有參證變量有長期的實(shí)測資料，自身有較好的代表性，以便展延設(shè)計(jì)變量較好的代表性，以便展延設(shè)計(jì)變量 。o 水文現(xiàn)象具有地區(qū)性，水文現(xiàn)象具有地區(qū)性，水文比擬法水文比擬法就是就是以流域間的相似性為基礎(chǔ)，將相似流域的水以流域間的相似性為基礎(chǔ)，將相似流域的水

43、文資料移用至研究流域的一種簡便方法。文資料移用至研究流域的一種簡便方法。o 若研究流域與相似流域的氣象條件和下若研究流域與相似流域的氣象條件和下墊面因素基本相似，僅流域面積有所不同，墊面因素基本相似，僅流域面積有所不同，這時(shí)只考慮面積的影響，則研究流域的正常這時(shí)只考慮面積的影響，則研究流域的正常年徑流量有如下關(guān)系式：年徑流量有如下關(guān)系式：o Q研研/F研研Q參參/F參參o 徑流是降水的產(chǎn)物。流域的年徑流量與徑流是降水的產(chǎn)物。流域的年徑流量與流域的年降水量往往有良好的相關(guān)關(guān)系。又流域的年降水量往往有良好的相關(guān)關(guān)系。又因降水觀測系列在許多情況下較徑流觀測系因降水觀測系列在許多情況下較徑流觀測系列長

44、，因此降水系列常被用來作為延長徑流列長，因此降水系列常被用來作為延長徑流系列的參證變量。系列的參證變量。 湖北省部分地區(qū)年徑流深均值等值線圖湖北省部分地區(qū)年徑流深均值等值線圖（二）還原計(jì)算（二）還原計(jì)算 在特殊的自然因素和人類活動(dòng)影響下，在特殊的自然因素和人類活動(dòng)影響下，使水文現(xiàn)象發(fā)生了改變，需要對(duì)實(shí)測的水文使水文現(xiàn)象發(fā)生了改變，需要對(duì)實(shí)測的水文系列進(jìn)行復(fù)原計(jì)算，稱為還原計(jì)算。還原計(jì)系列進(jìn)行復(fù)原計(jì)算，稱為還原計(jì)算。還原計(jì)算可以保證資料系列的一致性，這是還原計(jì)算可以保證資料系列的一致性，這是還原計(jì)算的主要目的。算的主要目的。水量平衡方程式：水量平衡方程式： 損泉庫蓄用水引實(shí)測天然還原實(shí)測天然QQ

45、QQQQQQQQo對(duì)年徑流量的還原計(jì)算結(jié)果，還要進(jìn)行合理對(duì)年徑流量的還原計(jì)算結(jié)果，還要進(jìn)行合理性檢驗(yàn)。還原計(jì)算的誤差主要依賴于水量平性檢驗(yàn)。還原計(jì)算的誤差主要依賴于水量平衡方程式中各單項(xiàng)的計(jì)算誤差，各單項(xiàng)值計(jì)衡方程式中各單項(xiàng)的計(jì)算誤差，各單項(xiàng)值計(jì)算的最大誤差，即為還原計(jì)算結(jié)果的誤差。算的最大誤差，即為還原計(jì)算結(jié)果的誤差。三、降水量分析與計(jì)算三、降水量分析與計(jì)算降水系列分析包括降水特征和降水的時(shí)空變化。降水系列分析包括降水特征和降水的時(shí)空變化。（一）降雨量與降雨特征（一）降雨量與降雨特征 降水量過程線降水量過程線 降水量過程線以時(shí)段降水降水量過程線以時(shí)段降水量為縱軸，時(shí)段次序?yàn)闄M軸繪制而成。量為

46、縱軸，時(shí)段次序?yàn)闄M軸繪制而成。 降水量累積曲線降水量累積曲線 此曲線橫坐標(biāo)表示時(shí)間，此曲線橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)代表自降水開始以各該時(shí)刻降水量累積縱坐標(biāo)代表自降水開始以各該時(shí)刻降水量累積值。值。 等降水量線或等雨量線等降水量線或等雨量線 為了表示某一為了表示某一地區(qū)或流域的次、日、月、年降水量的地區(qū)或流域的次、日、月、年降水量的分布情況，可用等雨量線圖。分布情況，可用等雨量線圖。 降水特性綜合曲線降水特性綜合曲線 降雨強(qiáng)度與歷時(shí)降雨強(qiáng)度與歷時(shí)關(guān)系曲線關(guān)系曲線; ;平均深度與面積關(guān)系曲線平均深度與面積關(guān)系曲線; ; 平均深度、面積與歷時(shí)關(guān)系曲線。平均深度、面積與歷時(shí)關(guān)系曲線。（二）降雨年內(nèi)變化與

47、年際變化二）降雨年內(nèi)變化與年際變化（1 1）年際最大變幅：實(shí)測降雨最大與最小值）年際最大變幅：實(shí)測降雨最大與最小值比比（2 2）年降雨變差系數(shù)）年降雨變差系數(shù)CvCv。 西北西北0.40.4以上，華北和中部以上，華北和中部0.25-0.350.25-0.35，南方南方0.20.2以下。以下。四、河流徑流量計(jì)算四、河流徑流量計(jì)算o年徑流的分析計(jì)算是為水利水電工程的規(guī)劃年徑流的分析計(jì)算是為水利水電工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)服務(wù)的，是進(jìn)行水資源評(píng)價(jià)的重要依據(jù)，設(shè)計(jì)服務(wù)的，是進(jìn)行水資源評(píng)價(jià)的重要依據(jù)，也是制定和實(shí)施國民經(jīng)濟(jì)計(jì)劃的重要依據(jù)之也是制定和實(shí)施國民經(jīng)濟(jì)計(jì)劃的重要依據(jù)之一。一。o（一）徑流量的表示方法（一）

48、徑流量的表示方法 特征值：徑流總量、徑流模數(shù)、徑流深度、特征值：徑流總量、徑流模數(shù)、徑流深度、徑流系數(shù)等徑流系數(shù)等o （二）徑流的年內(nèi)變化與年際變化（二）徑流的年內(nèi)變化與年際變化 徑流年內(nèi)變化、徑流年際變化徑流年內(nèi)變化、徑流年際變化第三節(jié)第三節(jié) 地下水調(diào)查的任務(wù)與原則地下水調(diào)查的任務(wù)與原則一、水文地質(zhì)調(diào)查的目的任務(wù)一、水文地質(zhì)調(diào)查的目的任務(wù) 水文地質(zhì)調(diào)查的目的是查明區(qū)域水文水文地質(zhì)調(diào)查的目的是查明區(qū)域水文地質(zhì)條件，為區(qū)域地下水資源評(píng)價(jià)、開地質(zhì)條件，為區(qū)域地下水資源評(píng)價(jià)、開發(fā)、管理和保護(hù)提供水文地質(zhì)依據(jù)。發(fā)、管理和保護(hù)提供水文地質(zhì)依據(jù)。（1）查明地下水的賦存條件；）查明地下水的賦存條件； 含水介

49、質(zhì)含水介質(zhì)的特征及埋藏和分布情況，的特征及埋藏和分布情況，地地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性質(zhì)構(gòu)造、地層巖性等等。等等。（2）查明地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；）查明地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 查明地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件查明地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件及滲流參數(shù)等。及滲流參數(shù)等。（3）查明地下水的水文地球化學(xué)環(huán)境；）查明地下水的水文地球化學(xué)環(huán)境； 地下水化學(xué)評(píng)價(jià)是進(jìn)行地下水質(zhì)評(píng)價(jià)的依據(jù)；地下水化學(xué)評(píng)價(jià)是進(jìn)行地下水質(zhì)評(píng)價(jià)的依據(jù)；是分析地下水的是分析地下水的形成條件和運(yùn)動(dòng)特征形成條件和運(yùn)動(dòng)特征的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。（4）查明地下水的動(dòng)態(tài)特征；）查明地下水的動(dòng)態(tài)特征； 地下水的水位、水量、水質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)地下水的水位、水量、水質(zhì)的動(dòng)

50、態(tài)變化規(guī)律與影響因素，探明天然因素和人為因素的制律與影響因素，探明天然因素和人為因素的制約關(guān)系，為地下水資源開發(fā)管理和保護(hù)提供資約關(guān)系，為地下水資源開發(fā)管理和保護(hù)提供資料。料。二、水文地質(zhì)調(diào)查工作的步驟二、水文地質(zhì)調(diào)查工作的步驟（一）準(zhǔn)備工作（一）準(zhǔn)備工作 1、收集與整理已有的相關(guān)資料、收集與整理已有的相關(guān)資料 2、現(xiàn)場踏勘、現(xiàn)場踏勘 3、編制設(shè)計(jì)書、編制設(shè)計(jì)書（二）野外工作（二）野外工作 根據(jù)計(jì)劃實(shí)地獲取資料根據(jù)計(jì)劃實(shí)地獲取資料（三）室內(nèi)工作（三）室內(nèi)工作 將原始資料系統(tǒng)化、理性化。將原始資料系統(tǒng)化、理性化。三、水文地質(zhì)調(diào)查的原則三、水文地質(zhì)調(diào)查的原則（一）水文調(diào)查一般要分階段進(jìn)行（一）水文

51、調(diào)查一般要分階段進(jìn)行 工程建設(shè)一般分規(guī)劃、可研、初設(shè)進(jìn)行。工程建設(shè)一般分規(guī)劃、可研、初設(shè)進(jìn)行。 不同部門、不同行業(yè)有不同的劃分（不同部門、不同行業(yè)有不同的劃分（p66）（二）水文地質(zhì)調(diào)查要采用綜合手段進(jìn)行（二）水文地質(zhì)調(diào)查要采用綜合手段進(jìn)行 水文地質(zhì)測繪、水文地質(zhì)物探、水文地質(zhì)水文地質(zhì)測繪、水文地質(zhì)物探、水文地質(zhì)試驗(yàn)。試驗(yàn)。（三）水文地質(zhì)調(diào)查要按一定程序進(jìn)行（三）水文地質(zhì)調(diào)查要按一定程序進(jìn)行 先測繪再鉆探。先測繪再鉆探。（四）水文地質(zhì)調(diào)查要參照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行（四）水文地質(zhì)調(diào)查要參照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行（五）水文地質(zhì)調(diào)查加強(qiáng)綜合分析研究工作（五）水文地質(zhì)調(diào)查加強(qiáng)綜合分析研究工作 邊調(diào)查，邊分析，及時(shí)調(diào)整。

52、邊調(diào)查，邊分析，及時(shí)調(diào)整。（六）水文地質(zhì)調(diào)查必須符合多快好省的原則（六）水文地質(zhì)調(diào)查必須符合多快好省的原則第四節(jié) 水文地質(zhì)調(diào)查的方法一、水文地質(zhì)測繪一、水文地質(zhì)測繪 水文地質(zhì)測繪是在水文地質(zhì)測繪是在地表地表對(duì)地下水和與其對(duì)地下水和與其相關(guān)的各種現(xiàn)象進(jìn)行的觀察、測量、描述、相關(guān)的各種現(xiàn)象進(jìn)行的觀察、測量、描述、綜合分析和制圖工作的總稱。綜合分析和制圖工作的總稱。 是水文地質(zhì)調(diào)查的是水文地質(zhì)調(diào)查的第一步工作第一步工作。其成果。其成果是布置各種水文地質(zhì)勘探、試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)觀測是布置各種水文地質(zhì)勘探、試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)觀測等工作的主要依據(jù)。等工作的主要依據(jù)。（1）確定調(diào)查區(qū)地下水的基本類型及各類地下）確定調(diào)查區(qū)地

53、下水的基本類型及各類地下水的分布和相互聯(lián)系情況；水的分布和相互聯(lián)系情況； （2）確定調(diào)查區(qū)內(nèi)的主要含水層及埋藏和分布）確定調(diào)查區(qū)內(nèi)的主要含水層及埋藏和分布情況，初步判斷含水層的富水性情況，初步判斷含水層的富水性（3）查明褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造的水文地質(zhì)特）查明褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造的水文地質(zhì)特征；征； （一）水文地質(zhì)測繪的任務(wù)一）水文地質(zhì)測繪的任務(wù)（4）查明地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄條件；）查明地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄條件；（5）查明地下水的化學(xué)成分及水文地球化學(xué)環(huán)）查明地下水的化學(xué)成分及水文地球化學(xué)環(huán)境；境； （6）查明與地下水有關(guān)的環(huán)境地質(zhì)問題）查明與地下水有關(guān)的環(huán)境地質(zhì)問題1、地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查

54、地質(zhì)體地質(zhì)體是地下水賦存和運(yùn)移的場所，是地下水賦存和運(yùn)移的場所，地下水質(zhì)和量的變化都受地質(zhì)條件制約，地下水質(zhì)和量的變化都受地質(zhì)條件制約，地質(zhì)條件的調(diào)查是水文地質(zhì)測繪工作中地質(zhì)條件的調(diào)查是水文地質(zhì)測繪工作中最基本和最重要的內(nèi)容。最基本和最重要的內(nèi)容。（二）水文地質(zhì)測繪的內(nèi)容（二）水文地質(zhì)測繪的內(nèi)容1）地層巖性調(diào)查）地層巖性調(diào)查 巖石是地下水賦存的場所，巖石空隙性巖石是地下水賦存的場所，巖石空隙性是決定地下水類型及賦存和運(yùn)移的重要因素。是決定地下水類型及賦存和運(yùn)移的重要因素。對(duì)基巖來說，類型、可溶性、層厚、層序組對(duì)基巖來說，類型、可溶性、層厚、層序組合是重要依據(jù)。合是重要依據(jù)。 對(duì)于松散的巖層，松

55、散巖石粒徑、磨圓對(duì)于松散的巖層，松散巖石粒徑、磨圓度、分選性。度、分選性。2）地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查）地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查 地質(zhì)構(gòu)造不僅控制一個(gè)地區(qū)含水層和隔地質(zhì)構(gòu)造不僅控制一個(gè)地區(qū)含水層和隔水層的埋藏和分布，而且對(duì)于地下水的富集水層的埋藏和分布，而且對(duì)于地下水的富集和運(yùn)移也有重要影響，因此地質(zhì)構(gòu)造研究水和運(yùn)移也有重要影響，因此地質(zhì)構(gòu)造研究水文地質(zhì)測繪的重要內(nèi)容。文地質(zhì)測繪的重要內(nèi)容。 地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查包括地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查包括褶皺、斷裂、裂隙褶皺、斷裂、裂隙的的調(diào)查。調(diào)查。P702 2、地貌調(diào)查、地貌調(diào)查 地貌是內(nèi)外地質(zhì)營力綜合作用的產(chǎn)物，它綜地貌是內(nèi)外地質(zhì)營力綜合作用的產(chǎn)物，它綜合反映了地形與巖性、地質(zhì)構(gòu)造之間的成因

56、關(guān)合反映了地形與巖性、地質(zhì)構(gòu)造之間的成因關(guān)系。系。因此地貌不僅控制地下水的補(bǔ)給、徑流、因此地貌不僅控制地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件，而且還能反映地下水的埋藏條件。排泄條件，而且還能反映地下水的埋藏條件。 地貌調(diào)查的任務(wù)就是對(duì)各種地貌單元的形地貌調(diào)查的任務(wù)就是對(duì)各種地貌單元的形態(tài)特征進(jìn)行觀察、描述和測量。一般與地質(zhì)調(diào)態(tài)特征進(jìn)行觀察、描述和測量。一般與地質(zhì)調(diào)查同時(shí)進(jìn)行，將觀測點(diǎn)布置在地貌控制點(diǎn)上或查同時(shí)進(jìn)行，將觀測點(diǎn)布置在地貌控制點(diǎn)上或地貌變化邊界上。地貌變化邊界上。3 3、地下水露頭調(diào)查、地下水露頭調(diào)查 地下水露頭是地下水存在的地下水露頭是地下水存在的直接標(biāo)志直接標(biāo)志，對(duì)，對(duì)地下水露頭調(diào)查（包括

57、自然露頭：泉水，人地下水露頭調(diào)查（包括自然露頭：泉水，人工露頭：井水）是水文地質(zhì)測繪的重要工作。工露頭：井水）是水文地質(zhì)測繪的重要工作。4 4、地表水和植被的調(diào)查、地表水和植被的調(diào)查 地下地表相互轉(zhuǎn)換。植被影響地下水，地下地表相互轉(zhuǎn)換。植被影響地下水，也間接反映地下水埋深、水質(zhì)等。也間接反映地下水埋深、水質(zhì)等。5 5、與地下水有關(guān)的地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、與地下水有關(guān)的地質(zhì)環(huán)境調(diào)查 地下水是地質(zhì)環(huán)境中最活躍、最重要的因地下水是地質(zhì)環(huán)境中最活躍、最重要的因素。許多地質(zhì)環(huán)境問題的產(chǎn)生都與地下水的作素。許多地質(zhì)環(huán)境問題的產(chǎn)生都與地下水的作用有關(guān)，用有關(guān)，地面沉降、地面的塌陷、地裂縫、滑地面沉降、地面的塌陷、地

58、裂縫、滑坡、沼澤化、鹽漬化等等坡、沼澤化、鹽漬化等等。 調(diào)查內(nèi)容包括：地質(zhì)環(huán)境問題的類型、分調(diào)查內(nèi)容包括：地質(zhì)環(huán)境問題的類型、分布、規(guī)模及形成條件布、規(guī)模及形成條件; ;地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)象與區(qū)域地質(zhì)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)象與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地下水分布及開發(fā)利用的關(guān)系構(gòu)造、地下水分布及開發(fā)利用的關(guān)系; ;地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)環(huán)境問題的發(fā)展趨勢及防治措施等等問題的發(fā)展趨勢及防治措施等等。二、水文地質(zhì)物探二、水文地質(zhì)物探 利用利用地球物理方法地球物理方法查明含水介質(zhì)水文地質(zhì)查明含水介質(zhì)水文地質(zhì)特征的勘探叫水文地質(zhì)物探。特征的勘探叫水文地質(zhì)物探。 基本原理：自然界不同類型或不同含水巖基本原理：自然界不同類型或不同含水巖石或不同礦

59、化度的水體之間存在著物理特性的石或不同礦化度的水體之間存在著物理特性的差異（包括導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)磁性等）?？刹町悾ò▽?dǎo)電性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)磁性等）?？梢越柚鞣N物探測量儀器來探明這些差異，進(jìn)以借助各種物探測量儀器來探明這些差異，進(jìn)而分析水文地質(zhì)條件。而分析水文地質(zhì)條件。 水文地質(zhì)物探具有工作方便、速度快、水文地質(zhì)物探具有工作方便、速度快、成本低、用途廣等優(yōu)點(diǎn)，是水文地質(zhì)調(diào)查的成本低、用途廣等優(yōu)點(diǎn)，是水文地質(zhì)調(diào)查的主要工作手段之一。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)主要工作手段之一。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其物探新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，解釋展，其物探新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，解釋水平也在不斷提高，水文地質(zhì)物探將

60、有更廣水平也在不斷提高，水文地質(zhì)物探將有更廣闊的應(yīng)用前景。闊的應(yīng)用前景。（一）地面物探（一）地面物探 主要是電法勘探、地震勘探和放射性勘探。主要是電法勘探、地震勘探和放射性勘探。 1、電法勘探、電法勘探 原理：自然界中的巖石（包括松散沉積原理：自然界中的巖石（包括松散沉積物）由于類型、成分、結(jié)構(gòu)、含水量和溫度物）由于類型、成分、結(jié)構(gòu)、含水量和溫度等不同，具有不同的電學(xué)性質(zhì)。根據(jù)巖石電等不同，具有不同的電學(xué)性質(zhì)。根據(jù)巖石電學(xué)性質(zhì)的不同，利用天然的或人工建立的直學(xué)性質(zhì)的不同，利用天然的或人工建立的直流或交流電場，流或交流電場，對(duì)地電條件進(jìn)行探測對(duì)地電條件進(jìn)行探測，根據(jù)根據(jù)分析不同部位的差異解釋分析