了得網工業技術_工程水文及水利水電規劃

內容簡介

《工程水文及水利水電規劃》根據當今水利發展的需要，較全面地反映了當今水文水利計算科學的新進展，更具科學性、實踐性，能更好地滿足我國水利建設的需要。全書共13章，主要內容包括：河川徑流形成的基本知識，流域產彙流計算，水文信息采集與處理，水文統計的基本知識，年徑流及年輸沙量分析與計算，由流量資料推求設計洪水，水庫興利調節計算，水庫防洪計算，水能計算，水電站及水庫的主要參數選擇，灌溉水庫汛期控制運用，灌溉水庫興利控制運用等。部分章節配有復習思考題和習題。

《工程水文及水利水電規劃》可供水文與水資源工程、農業水利工程、水利水電工程、工程管理等專業的師生使用或參考，也可供城市給水排水工程、水務工程等專業師生及相關專業的工程技術人員參考。

作者簡介

無

前言
第1章緒論
1.1 水文學發展回顧
1.1.1 水文學的發展
1.1.2 水文學的主要分支學科
1.2 水文學與水資源
1.3 工程水文學的意義及研究內容
1.3.1 工程水文學的內涵及意義
1.3.2 工程水文學的任務
1.3.3 工程水文學的研究內容
1.4 工程水文學的基本研究方法
1.4.1 水文現像
1.4.2 工程水文學的基本研究方法
第2章河川徑流形成的基本知識前言
第1章緒論
1.1 水文學發展回顧
1.1.1 水文學的發展
1.1.2 水文學的主要分支學科
1.2 水文學與水資源
1.3 工程水文學的意義及研究內容
1.3.1 工程水文學的內涵及意義
1.3.2 工程水文學的任務
1.3.3 工程水文學的研究內容
1.4 工程水文學的基本研究方法
1.4.1 水文現像
1.4.2 工程水文學的基本研究方法
第2章河川徑流形成的基本知識
2.1 水文循環與水量平衡
2.1.1 自然界的水循環
2.1.2 地球的水量平衡
2.2 河流與流域
2.2.1 河流
2.2.2 流域
2.3 降水
2.3.1 降水的成因
2.3.2 降水的分類
2.3.3 我國降水的時空分布
2.3.4 降水量觀測
2.3.5 降雨特性的表示方法
2.3.6 流域面平均雨量的計算
2.4 蒸散發
2.4.1 蒸散發
2.4.2 我國蒸發量的時空分布
2.4.3 水面蒸發量的觀測
2.4.4 土壤蒸發
2.4.5 流域總蒸發估算
2.5 土壤水、下滲和地下水
2.5.1 包氣帶和飽和帶
2.5.2 土壤水
2.5.3 下滲
2.5.4 地下水
2.6 徑流
2.6.1 徑流形成過程
2.6.2 徑流的表示法和度量單位
2.6.3 我國河川徑流的分布
第3章流域產流、彙流計算
3.1 流域產彙流計算基本資料的整理與分析
3.1.1 徑流分割
3.1.2 前期影響雨量的計算
3.2 流域產流分析與計算
3.2.1 流域產流分析
3.2.2 蓄滿產流量的計算方法
3.2.3 超滲產流的計算方法
3.3 流域彙流計算
3.3.1 地面徑流的彙流計算
3.3.2 地下徑流的彙流計算
第4章水文信息采集與處理
4.1 水文測站與站網
4.1.1 水文測站與站網的定義
4.1.2 水文測站的設立
4.1.3 收集水文資料的基本途徑
4.2 水位觀測
4.2.1 水位
4.2.2 水位觀測方法
4.2.3 水位資料整理
4.3 流量測驗
4.3.1 概述
4.3.2 流速儀法測流及流量計算
4.3.3 浮標法測流
4.4 泥沙測驗與計算
4.4.1 懸移質測驗與計算
4.4.2 泥沙顆粒分析及級配曲線
4.5 水文調查與水文遙感
4.5.1 水文調查
4.5.2 水文遙感
第5章水文統計基本知識
5.1 概述
5.2 概率的基本概念
5.2.1 事件
5.2.2 概率
5.2.3 頻率
5.2.4 概率加法定理和乘法定理
5.3 隨機變量及其概率分布
5.3.1 隨機變量
5.3.2 隨機變量的概率分布
5.3.3 隨機變量的統計參數
5.4 水文頻率曲線線型
5.4.1 正態分布
5.4.2 皮爾遜Ⅲ型分布(P-Ⅲ型分布)
5.4.3 皮爾遜Ⅲ型頻率曲線統計參數的估算
5.5 水文頻率計算適線法
5.5.1 經驗頻率曲線
5.5.2 理論頻率曲線
5.5.3 經驗適線法
5.5.4 優化適線法
5.6 相關分析
5.6.1 相關關繫的概念
5.6.2 簡單直線相關
5.6.3 曲線選配
5.6.4 復相關
第6章年徑流及年輸沙量分析與計算
6.1 年徑流變化及其影響因素
6.1.1 年徑流的變化特征
6.1.2 影響年徑流的因素
6.2 具有長期資料時設計年徑流及年內分配的分析計算
6.2.1 水文資料的審查
6.2.2 設計年、月徑流繫列的選取
6.2.3 實際代表年法的年、月徑流量的選取
6.2.4 設計代表年法年徑流量及其年內分配計算
6.3 短缺實測資料時設計年徑流及年內分配的分析計算
6.3.1 具有短期資料時設計年徑流及年內分配計算
6.3.2 缺乏實測資料時設計年徑流及年內分配計算
6.4 設計枯水流量的分析計算
6.4.1 有實測資料時設計枯水流量計算
6.4.2 短缺資料時設計枯水流量估算
6.5 年輸沙量的分析計算
6.5.1 多年平均懸移質年輸沙量的推求
6.5.2 多年平均推移質年輸沙量的推求
第7章由流量資料推求設計洪水
7.1 概述
7.1.1 設計洪水的含義
7.1.2 洪水設計標準
7.1.3 設計洪水計算的內容及方法
7.2 設計洪峰流量及設計洪水總量的推求
7.2.1 洪水資料的選樣
7.2.2 洪水資料的審查
7.2.3 洪水資料的插補展延
7.2.4 特大洪水的處理
7.2.5 洪水頻率曲線線型
7.2.6 頻率曲線參數估計
7.2.7 推求設計洪峰及洪量
7.2.8 洪水設計值的抽樣誤差
7.2.9 設計成果的合理性分析
7.3 設計洪水過程線的推求
7.3.1 典型洪水過程線的選取
7.3.2 典型洪水過程線的放大
7.4 入庫設計洪水
7.4.1 入庫洪水的概念
7.4.2 入庫洪水的計算方法
7.4.3 入庫設計洪水的推求
7.5 設計洪水的地區組成
7.5.1 典型年法
7.5.2 同頻率地區組成法
第8章水庫興利調節計算
8.1 水庫特性
8.1.1 水庫特性曲線
8.1.2 水庫的特征水位和特征庫容
8.1.3 水庫的水量損失
8.2 興利調節分類
8.2.1 水庫興利調節的作用
8.2.2 水庫興利調節的分類
8.3 設計保證率
8.3.1 工作保證率的含義及其表示形式
8.3.2 設計保證率的含義及其選擇
8.4 設計代表期
8.4.1 設計代表年的選擇
8.4.2 設計多年徑流繫列的選擇
8.5 興利調節計算原理
8.6 年調節水庫興利調節時歷列表法
8.6.1 年調節水庫運用情況
8.6.2 根據用水要求確定水庫興利庫容
8.6.3 根據興利庫容確定調節流量
第9章水庫防洪計算
9.1 防洪工程措施
9.1.1 修築堤防,約束水流
9.1.2 興建水庫,調蓄洪水
9.1.3 建造水閘,控制洪水
9.1.4 利用蓄滯、分洪區,減輕河道行洪壓力
9.1.5 建立排水繫統
9.2 防洪標準
9.3 水庫調洪的過程與任務
9.4 水庫調洪計算的基本原理
9.5 水庫調洪計算的列表試算法
9.6 水庫調洪計算的半圖解法
第10章水能計算
10.1 水能利用的基本原理
10.1.1 水能利用的基本原理
10.1.2 河川水能資源蘊藏量的估算
10.2 水能資源的基本開發方式
10.2.1 壩式開發
10.2.2 引水式開發
10.2.3 混合式開發
10.3 水能計算的目的和基本方法
10.3.1 水能計算的目的
10.3.2 水能計算的基本公式
10.3.3 水能計算列表法
10.3.4 水電站保證出力的計算
10.3.5 水電站多年平均發電量計算
第11章水電站及水庫的主要參數選擇
11.1 電力繫統的負荷圖
11.1.1 電力繫統及其用戶特性
11.1.2 電力負荷圖
11.2 電力繫統及電站的容量組成及各類電站的工作特性
11.2.1 設計階段的容量劃分
11.2.2 運行階段的容量劃分
11.2.3 水、火電站的工作特性
11.3 水電站在電力繫統中的運行方式
11.3.1 無調節水電站的運行方式
11.3.2 日調節水電站的運行方式
11.3.3 年調節水電站的運行方式
11.3.4 多年調節水電站的運行方式
11.4 水電站裝機容量的選擇
11.4.1 水電站工作容量的確定
11.4.2 水電站備用容量的確定
11.4.3 水電站重復容量的確定
第12章灌溉水庫汛期控制運用
12.1 水庫汛期控制運用計劃的編制
12.1.1 基本資料的搜集與分析
12.1.2 洪水標準、允許好洪水位及下遊安全洩量的擬定
12.1.3 擬定防洪調度方式
12.1.4 防洪限制水位的推求
12.1.5 防洪與蓄水矛盾的解決途徑
12.1.6 汛期防洪調度圖的編制和應用
12.2 中小型水庫的抗洪能力圖
12.3 多沙河流水庫的控制運用
12.3.1 水庫淤積問題及其解決途徑
12.3.2 水庫淤積的形態和規律
12.3.3 多沙河流水庫的控制運用方式
第13章灌溉水庫興利控制運用
13.1 灌溉水庫年度供水計劃的編制
13.1.1 水庫來水量估算
13.1.2 水庫供水量估算
13.1.3 水庫興利水位過程線的計算和繪制
13.1.4 水庫興利水位過程線的應用
13.2 灌溉水庫興利調度圖的編制和應用
13.2.1 水庫調度圖的意義和作用
13.2.2 年調節灌溉水庫興利調度圖的繪制及應用
13.2.3 多年調節灌溉水庫興利調度圖的繪制及應用
13.3 中小型水庫簡易供水計劃
13.3.1 分次編制水庫供水計劃
13.3.2 水庫水量預分
13.3.3 抗旱能力圖表的編制
13.4 綜合利用水庫的調度
13.4.1 綜合利用水庫調度的基本原則
13.4.2 灌溉與發電雙重興利任務的水庫調度
參考文獻
附錄

在線試讀

第1章緒論
1.1水文學發展回顧
1.1.1水文學的發展
人類探索除水害、興水利的歷史，猶如人類的文明史那樣悠久，因此，水文學的發展正是與人類對水的認識和需求密切相關。在生產實踐中，特別在與水旱災害的鬥爭中，人類不斷觀測各種水文現像，思考和研究它們的規律，積累起關於水的豐富知識，逐漸形成並不斷發展了水文科學。
為了生活的需要，人類很早以前就開始了雨量、河流水位與流速的觀測，並不斷試圖給水文現像以科學解釋。例前3500～前3000年，古埃及人即開始觀測尼羅河的水位；中華民族的祖先為了防御黃河洪水前2000多年起就開始觀測水位漲落與天氣狀前450～前350年，希臘哲學家Plato和Aris?totle提出了水文循環的猜想；1452～1519年，意大利科學家daVinci進一步完善了水文循環的概念，並發明了浮標測定流量的方法。這些早期的水文現像觀測和研究為水文科學的形成奠定了基礎。
如果認為對水文規律的次定量研究是水文學的開端，那麼1674年可作為該學科發展的起點。因為在這一年，法國科學家佩勞特（Perreault）在巴黎出版了《噴泉的起源》一書，闡述了他在塞納河進行的3年雨量觀測，得出了“塞納河流域的年徑流量為年降水量的1/6”的結論。鋻於這本專著將人們對水文循環的認識從定性描述提升到定量計算的水平，聯合國教科文組織（UNESCO）和世界氣像組織（WMO）認定1674年為現代水文學的開端。1674年後，湧現了一批水文測驗儀器，如翻鬥式雨量計和流速儀。水文領域也提出了若干基礎理論和公式，如基於水力學Bernouli定理和Chezy水流阻力公式。
在19世紀，以牛頓力學為基礎和版本的古典科學得到了極大的發展。在物理學領域，以牛頓力學為基礎，統一了聲學、光學、電磁學和熱力學；在水科學領域，基於牛頓力學，於1856年提出了描寫滲流運動規律的達西（Darcy）定律，於1871年提出了描寫明渠緩變不穩定流運動規律的聖維南（St.Venant）方程組；1891年提出了Manning明渠流公式等。19世紀末，專門水文研究機構開始出現，一些國家開始出版水文年鋻。弗裡西著的《河流水文測驗方法》、福雷爾著的《日內瓦湖湖泊志》、馬略特著的《水的運動》等水文學專著陸續出版。這些著作總結了當時水文觀測和理論研究的成就，標志著水文科學作為一門近代科學已奠定基礎。第1章緒論

1.1水文學發展回顧

1.1.1水文學的發展

人類探索除水害、興水利的歷史，猶如人類的文明史那樣悠久，因此，水文學的發展正是與人類對水的認識和需求密切相關。在生產實踐中，特別在與水旱災害的鬥爭中，人類不斷觀測各種水文現像，思考和研究它們的規律，積累起關於水的豐富知識，逐漸形成並不斷發展了水文科學。

為了生活的需要，人類很早以前就開始了雨量、河流水位與流速的觀測，並不斷試圖給水文現像以科學解釋。例前3500～前3000年，古埃及人即開始觀測尼羅河的水位；中華民族的祖先為了防御黃河洪水前2000多年起就開始觀測水位漲落與天氣狀前450～前350年，希臘哲學家Plato和Aris?totle提出了水文循環的猜想；1452～1519年，意大利科學家daVinci進一步完善了水文循環的概念，並發明了浮標測定流量的方法。這些早期的水文現像觀測和研究為水文科學的形成奠定了基礎。

如果認為對水文規律的次定量研究是水文學的開端，那麼1674年可作為該學科發展的起點。因為在這一年，法國科學家佩勞特（Perreault）在巴黎出版了《噴泉的起源》一書，闡述了他在塞納河進行的3年雨量觀測，得出了“塞納河流域的年徑流量為年降水量的1/6”的結論。鋻於這本專著將人們對水文循環的認識從定性描述提升到定量計算的水平，聯合國教科文組織（UNESCO）和世界氣像組織（WMO）認定1674年為現代水文學的開端。1674年後，湧現了一批水文測驗儀器，如翻鬥式雨量計和流速儀。水文領域也提出了若干基礎理論和公式，如基於水力學Bernouli定理和Chezy水流阻力公式。

在19世紀，以牛頓力學為基礎和版本的古典科學得到了極大的發展。在物理學領域，以牛頓力學為基礎，統一了聲學、光學、電磁學和熱力學；在水科學領域，基於牛頓力學，於1856年提出了描寫滲流運動規律的達西（Darcy）定律，於1871年提出了描寫明渠緩變不穩定流運動規律的聖維南（St.Venant）方程組；1891年提出了Manning明渠流公式等。19世紀末，專門水文研究機構開始出現，一些國家開始出版水文年鋻。弗裡西著的《河流水文測驗方法》、福雷爾著的《日內瓦湖湖泊志》、馬略特著的《水的運動》等水文學專著陸續出版。這些著作總結了當時水文觀測和理論研究的成就，標志著水文科學作為一門近代科學已奠定基礎。

進入20世紀，隨著大量興起的防洪、灌溉、交通工程和農業、林業乃至城市建設向水文科學提出越來越多的新課題，解決這些課題的方法也由經驗的、零碎的知識逐漸理論化和繫統化，水文科學的應用特色逐漸表現出來。1911年Green和Ampt建立了具有物理基礎的入滲方程；1914年Hazen提出了水文頻率計算方法，用於洪峰流量及其所需滯蓄水量的估算；1932年Sherman提出將淨雨換算為地表徑流的單位線；1933年Horton建立入滲理論。在此期間，水文站在世界範圍內發展成規模宏大的水文站網繫統，這些成就為應用水文學的興起在理論上、方法上和資料條件方面奠定了基礎，並率先形成了它重要的分支學科――工程水文學。接著，農業水文學、森林水文學、城市水文學也相繼興起。這一階段的理論和方法的提出，不僅為許多水利工程的建造與運行管理提供了合理的水文計算方法，而且奠定了工程水文學的基礎內容。

20世紀50年代以來，隨著工業經濟的發展，世界人口快速增長，致使若干國家和地區先後發生資源、環境等問題，特別是水資源短缺和環境污染引起的危機。同時，現代科學技術使獲取水文信息的手段和分析水文信息的方法有了長足的進步。例如，遙感（RS）技術的應用使同時觀測大範圍內的宏觀水文現像成為可能；核技術的應用使人們能夠獲得微觀水文信息；水文模擬方法、水文隨機分析方法、水文繫統分析方法使人們研究水文現像的能力發展到新的水平；電子計算機的應用，使水文科學從水文觀測到基本規律的研究由人力和機械操作發展到以電子計算機為核心的自動化。

20世紀70年代以來，世界很多國家和地區出現水危機，水資源緊缺已逐步成為經濟社會發展的制約因素。由於社會經濟的需求和技術條件的成熟，先後提出大尺度水文模擬的基本概念，研制出基於遙感、數字流域、地理信息繫統（GIS）的分布式流域水文模型，以滿足水資源形成變化規律和水資源合理開發利用及節水技術的研究等需要，水資源評價在這種背景下興起並得到發展。

1992年，在都柏林國際水與環境大會上正式提出了生態水文學（ecohydrolo?gy）概念。生態水文學一經提出，就廣受人們的青睞。有的學者認為生態水文學是實現淡水資源持續利用的重要理論和有效工具，通過生態水文學的研究，人類有望走出水資源問題的困境；有的學者認為生態水文學將是今後幾年內水資源可持續開發利用研究中有意義的前沿學科。生態水文學是研究水文過程與植物分布、生長相互作用的水文學與生態學相互作用的一門交叉學科，其研究對像不僅包括濕地生態繫統，而且還涉及干旱地區生態繫統、森林和疏林生態繫統、江河生態繫統、湖泊生態繫統、水生生態繫統等。

21世紀，我國進入發展的黃金時期，經濟社會對水文學科提出了更進一步的要求，解決這些問題既是挑戰也是機遇。首先，從全球範圍看氣候變暖更為明顯，這使得水循環變化加劇。全球氣候變化及大氣、海洋、陸地相互作用過程的研究，引起了水文學家廣泛的興趣，並認為波及許多國家和地區的水危機和洪澇災害與全球氣候變化異常有關。目前全球尺度水文學的研究已初見端倪，已在大氣相互作用理論的野外試驗，以及應用RS技術探索地表水文過程空間變異性等方面開展了研究並取得進展。一些業內人士認為，全球尺度水文學的研究對當前和今後水文學的發展具有重要意義；水文學家要想成為這一領域的生力軍，就必須熟悉輻射物理、地球流體力學、降水過程、微氣像學、植物生理學和生態學等。

從上述水文學的簡要發展過程可以看出，其研究領域越來越拓寬，與人類的關繫越來越密切，在社會經濟發展中的地位越來越重要。同時可以看到，該學科在其發展過程中所取得的每一項成就，無不體現了社會的需要和人類對真理的追求。水文科學和其他科學之間的邊緣科學正在不斷興起，學科間的空隙逐漸得到填補。此外，人們開始看到，水已成為影響社會發展的重要因素。水在表現自然屬性的同時，它的社會屬性也日益表現出來，並逐漸為人們所認識。因此，水文科學將有可能發展成為具有自然科學和社會科學雙重性質的一門綜合性科學。

1.1.2水文學的主要分支學科

分類的依據不同，水文學的分支學科的數量和名稱不完全相同。

按基礎理論與應用劃分，可分為：

（1）水文學原理（或稱理論水文學）；

（2）應用水文學。按研究方法分，則可分為：

（1）動力學水文學；

（2）繫統水文學；

（3）計算水文學；

（4）確定性水文學；

（5）水文統計學；

（6）隨機水文學；

（7）地理水文學；

（8）實驗水文學；

（9）同位素水文學；

（10）數字水文學。按研究對像分，則可分為：

（1）河流水文學；

（2）湖泊水文學；

（3）冰川水文學；

（4）河口海岸水文學；

（5）地下水文學；

（6）水文氣像學；

（7）水文測驗學；

（8）水資源學。按應用範圍分，則可分為：

（1）工程水文學；

（2）農業水文學；

（3）森林水文學；

（4）城市水文學；

（5）環境水文學；

（6）生態水文學。學科的分類方法和學科的發展水平有關，這裡所作的分類僅僅是一些舉例，也體現了多學科的交叉與滲透。下面對部分主要分支學科作以簡要介紹。

水文學原理研究自然界水文循環、水分運動和溶質輸移轉化機理，以及水圈與大氣圈、岩石圈和生物圈的相互關繫，特別是與人類活動相互影響的機理及效應。

河流水文學也稱河川水文學，研究河流的自然地理特征、河流的補給、徑流形成和變化規律、河流的水溫和冰情、河流泥沙運動和河床演變、河水的化學成分、河流與環境的關繫等。

地下水文學運用水文循環和水量平衡原理研究地下水形成、運動、水情和地下水資源的水文學分支學科。它和主要研究地下水起源、類型、分布、運動、化學成分的形成和地質環境的水文地質學關繫密切，但研究內容各有側重。

水文氣像學研究水文循環和水分平衡中同降水、蒸發有關問題的一門學科。它是氣像學與水文學之間的邊緣學科，既是應用氣像學的一個分支，又是水文學的重要組成部分，其研究成果主要用於河道、水庫的防洪興利，以及水資源的開發利用和水利水電工程的規劃設計。

工程水文學研究水文學原理應用於工程實踐的方法，為水利工程或者其他有關工程的規劃、設計、施工、運行管理提供水文依據。主要包括水文水利計算和水文預報等內容。

森林水文學是森林生態學和水文學的邊緣學科。研究森林生態繫統中水文過程和森林與水分循環相互的影響。包括森林對水量、水文情勢和水質的影響以及水分循環過程中對森林生長發育的作用。涉及林學、水文學和地學等主要學科。

城市水文學研究城市化對河川徑流和水質的影響，主要內容包括城市化的水文效應、城市化對水文過程的影響、城市水文氣像的觀測實驗、城市供水與排水、城市水環境、城市的防洪除澇、城市水資源、城市水文模型和水文預測以及城市水利工程經濟等。

環境水文學水文學新興學科之一，研究水體或流域水文與環境之間相互作用的學科。著重研究水環境演化規律及自然條件與人類活動對水域或流域水質與水量變化的影響。

生態水文學20世紀90年代以來興起的一門新興邊緣學科，是描述生態格局和生態過程的水文學機制的一門科學，是生態學的水文方面，是研究植物如何影響水文過程及水文過程如何影響植物分布和生長的水文學和生態學之間的交叉學科。

1.2水文學與水資源

人類進入21世紀後，淡水資源短缺已成為全球性問題，而水資源的可持續利用則是保持經濟發展和維護社會穩定的關鍵。水文學及水資源包括水文學和水資源學兩個方面，是研究水的性質、循環運動規律、水與環境相互關繫以及水資源可持續利用的學科，在經濟社會可持續發展戰略中占有重要的地位。

水文學（Hydrology）是地球物理學和自然地理學的分支學科，主要研究存在於大氣層中、地球表面和地殼內部各種形態水在水量和水質上的運動、變化、分布，以及與環境及人類活動之間相互的聯繫和作用。是關於地球上水的起源、存在、分布、循環、運動等變化規律，以及運用這些規律為人類服務的知識體繫，為人類防治水旱災害、合理開發和有效利用水資源、不斷改善人類生存和發展的環境條件提供科學依據。

目前，水文學學科方向包括：①水文學基礎理論或理論水文學的研究，如流域水循環的各要素過程、產彙流原理、水文變量及參數的空間變異與尺度問題、分布式流域水文模擬方法、水文模擬與預測的不確定性分析等；②應用水文學的研究，如工程水文學（水文計算、水文統計、水文預報等）、城市水文學、農業水文學和森林水文學等；③水文量測與水信息技術，如遙感水文學、同位素水文學、水文數據同化和數字流域與水信息技術；④學科交叉研究，如水文循環過程與物質循環過程的相互作用（環境水文學）、水文循環過程與大氣過程的相互作用（水文氣像學）、水文循環過程與生態過程的相互作用（生態水文學）及生態需水研究、流域自然水循環繫統與社會水循環繫統之間的相互作水循環）等。

水資源學是對水資源的量與質進行評價，制定水資源綜合開發利用和保護規劃，解決水資源供需矛盾，並對水資源實行科學管理的知識體繫。水資源的含義有廣義和狹義之分，廣義上講，是指一切可以被利用的各種形態的天然水體都可以稱為水資源，包括海洋、冰川、湖泊、河流、地下水、大氣水等在內的各種水體；狹義上講，僅指可供國民經濟利用的淡水資源，主要來源於大氣降水，其數量為扣除水汽蒸發的總降水量。可以認為，水資源具有下列性質：

（1）水資源是生態和環境的基本要素，是人類生存和發展不可取代的自然資源。

（2）水資源是大氣降水補給的地表、地下的淡水產水量。

（3）水資源是在現代經濟技術條件下可以利用的水，且水質應符合人類利用的要求。

（4）水資源是可以通過水文循環每年得到恢復和更新的有限的可再生資源。

（5）水資源時空分配不均，年際間有變化。

在相當長的一段時間裡，有關水資源的知識和經驗常融合在其他已建立的學科如水文學、水利學中，沒有形成水資源的專門學科。從20世紀中期以來，水資源問題日益突出，專門以水資源為對像的研究和實踐在很大範圍內有了發展，逐漸形成了自成體繫的水資源學。其研究對像主要可歸結為：①水資源的形成、演化、運動的機理，水資源的數量與質量及其時程變化；②在人類經濟及其社會發展中為適應用水的需要而開發利用水資源的科學途徑；③在人類開發利用水資源過程中引起的環境與生態變化，以及這種變化對水資源自然規律的影響，探求在變化的環境中如何保持水資源的可持續開發利用的科學途徑等。

1.3工程水文學的意義及研究內容1.3.1工程水文學的內涵及意義

工程水文學是水文學的一個分支，主要研究關於開發、利用、控制和保護水資源的工程以及生態和環境工程規劃、設計等方面的水文問題，是為工程規劃設計、施工建設及運行管理提供水文依據的一門科學。水文水利計算是運用水文學的理論和方法，定性和定量結合，分析研究陸面水文規律，預測未來變化，為合理開發利用水資源、科學治理水旱災害和有效保護生態環境提供依據。

為了充分利用水資源和防治水災害，人們建造了大量的涉水工程，包括流域水利水電工程、農業水利工程、給水排水工程、交通運輸工程、水資源保護工程、水土保持工程、水環境治理工程等。工程水文學就是針對涉水工程的性質和需求，將水文學的基本理論方法應用於工程建設與管理的一門技術學科，主要是為水利規劃設計和建設提供水文情勢而服務的。其目的是擬定一個既經濟合理又安全可靠的工程設計方案，掌握水工建築物所在水體於未來整個使用期間的水文情勢，研究自然界水文現像發展變化規律，從而預估未來長時期內可能出現的水文情勢。

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