水文学原理水文预报:水文预报原理与方法多媒体课件(水文培训班)
《水文学原理》课件

水文学在水利工程中的应用
水利工程规划
水文学为水利工程提供基础数据 ,如流域的径流量、水位、流速 等,帮助规划者评估工程对流域
水文环境的影响。
洪水预测与管理
水文学通过分析历史洪水数据, 预测未来洪水趋势,为洪水预警
和防洪减灾提供科学依据。
水资源评价与开发
水文学研究流域的水资源量、分 布和变化规律,为水资源评价、 开发利用和保护提供重要依据。
意义
水循环是地球上水圈和大气圈相互作用的产物,是地球上水的重要运动和循环过 程,对地球表面的气候、生态系统和人类生活等方面都有重要影响。
水循环的环节与过程
环节
水循环包括蒸发、降水、径流等环节 。
过程
水从海洋蒸发后形成水汽,通过气流 输送到陆地,在陆地形成降水,再通 过地表径流和地下水等方式回到海洋 ,完成一个循环。
水文学观测的现代技术
遥感技术
利用卫星或飞机搭载的 遥感设备,对大面积水 体进行快速、准确的观
测。
自动监测技术
利用传感器、数据采集 器等设备,对水体各项
参数进行实时监测。
GIS技术
利用地理信息系统,对 水文学数据进行空间分
析和管理。
数学模型
利用数学模型模拟水文 学过程,预测水文学变
化趋势。
水文学观测数据的处理与分析
河流、湖泊、地下水等水体类型与特征
河流
地下水
河流是流动的水体,由雨水、融雪等 补给,具有水位、流量、流速等特征 ,是水循环的重要环节。
地下水是储存在地下的水体,主要由 降水、地表水渗透形成,具有水位、 水质、储量等特征,是重要的水资源 之一。
湖泊
湖泊是静止的水体,主要由河流、地 下水等补给,具有水深、水质、湖岸 线长度等特征,对周边生态环境有重 要影响。
水文学原理水文预报:水文预报原理与方法多媒体课件(水文培训班)

扬
州
大
学
水
利
学
院
第一章
1、水文预报的任务和内容;
绪论
2、水文预报的作用;
在绪论中主要介绍以下几个方面的内容: 3、我国的水文情报预报工作及预报技术的发展;
一、水文预报的任务和内容 水文预报——是对自然界各种水体未来的水文现象及其变化进 行预报。它的任务就是分析研究水文现象的演变规律和水文预报技 术、预报方法,从而迅速地、准确地提供水文现象的定量或定性预 报。所以水文预报的内容是相当广泛的。 水文预报——就是根据已知的信息对未来一定时期内的水文状态 作出定性或定量的预测。 按水体在地球上所处空间位置的不同水文预报可分为: 海洋水文预报 陆地水文预报
洪水波在传播的过程中会发生展开和扭曲变形,正是由于产生变形,使河 段上下游站的洪水过程相应而又不相同的现象。利用这种现象可以由已知的河 段上游站的洪水过程来预报下游站的洪水过程。另外在实际预报时,并不需要 预报整个洪水波在某一时刻沿程的水力要素,只要根据上游站某时刻已出现的 水位(流量),来推求下游站未来某时刻的水位(流量)。由此引出相应水位 (流量)的概念。 相应水位(流量)——沿河传进的洪水波的某一个位相点,先后经过河段上 下游站时所测得的水位或流量。相应流量在传播的过程中要发生变化,并引起相 应水位的变化。因此在外界条件不变的情况下 ,研究相应水位关系的实质是研究 其相应流量在河段传播过程中流量值和传播速度值的变化规律,而造成洪水波变 形的内因和外因是造成相应流量及其传播速度变化的原因。也就是要分析造成洪 水波变形的具体原因。
水文学基础知识ppt课件

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第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
3)锋面雨:
由于不同性质的气团相遇所形成的雨称 为锋面雨。
• 气团:
物理属性(物理属性主要是温度、湿度、 大气静力稳定度等物理量)在水平方向差异很 小的空气质点群体。其水平范围可达几百万平 方公里,铅直厚度可达几公里至十几公里。
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第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
(3)降雨的分类及其特性
按气流上升运动的原因,常把降雨分成四种 类型:
• 对流雨 • 地形雨 • 锋面雨 • 气旋雨
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第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
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第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
水循环示意图
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第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
水循环的外因: 太阳辐射能和地球引力的存在
急行冷锋:
冷锋运移速度较快,使得暖湿气团产生剧烈的上升 运动,锋面坡度较陡,介于1/40~1/80(41~820)。
急行冷锋雨 特点:
• 降雨在锋线附近, 降雨强度大
• 历时短、雨区窄
急行冷锋雨示意图
水文学原理(全套课件上158P)

第三节 水文学的分支学科 (Major Branch Subjects of Hydrology) 1 、按理论或应用可分为:
2、按水体可分为:
3、按应用的对象可分为:
4、按水文学的研究方法分类:
第四节 水文学的研究方法
(Methodologies on Hydrology)
多学科交叉的研究途径 (Interdisciplinary appoach)
第一阶段:十九世纪
1856年,Darcy定律-渗流运动定律
1871年,圣维南(St. Venant)方程组 (明渠缓变不稳定流运动规律)
第二阶段:二十世纪初至五六十年代
1914年,Hazen,水文频率计算 1932年,Sherman,提出了单位线 1935年,Horton,产流量计算 1938年,MaCarthy ,提出Muskingum法
水文学是地球物理科学的一个分支 水文学又是水利工程科学的重要组成部分
水文学又具有社会科学性 水文学是水利工程科学的重要组 成部分(技术科学)
水文学是水资源开发利用的理论 基础(社会科学)
第二节 水文学发展的动力
(Driving force for the Development of hydrology)
研究地球系统中水的运动、循环和时空 分布规律,水的自然和社会属性、经济属性 ,水与生态环境相互关系(作用)以及在水 旱灾害防治、水资源合理开发利用和水环境 保护中的应用的科学称为水文学。
2、水文学的研究内容(Research fields of Hydrology)
揭示地球系统中水的运动规律、水的 循环机理和水的时空分布特点
实验途径(Experimental approach) 流域水文模拟(Hydrological Modelling) 确定性与随机性研究方法的结合 (Combination of deterministic and stochastic approaches)
水文学原理课件(第一章)

第一章绪论(Introduction)本章主要内容1水文学的研究对象2水文学的发展动力3水文学的分支学科4本课程内容及学习方法水是人类生活必需品,同样也是社会生产资料人类社会因水而得以延续,无水就会消亡;水是地球系统中的水圈、大气圈、岩石圈、生物圈和人类圈相互联系的桥梁,是多种物质交换的载体。
大气圈洪水与干旱水圈岩石圈人类圈生物圈地质灾害水资源生态环境AerosphereBiospherelithosphere AnthroposphereHydrosphere水问题的出现(60年代初)人口的快速增长起因工、农业的迅速发展人类活动的加剧引发的水问题水资源的量和质都不能满足需求水多、水少、水脏以及由水而引发的地质灾害问题水资源的短缺是人类今天面对的重要问题之一,它影响着数以百万计人的生计水问题已成为世界关注的问题水资源短缺及水环境恶化是全球性的大问题,据世行预测,按现有的耗水模式及速率,至2025年全球2/3的人将生活在水资源短缺之中。
世行为解决水资源、环境问题而投放到发展中国家的资金为每年700-800亿美元,全球需求量在未来15年内将增加2倍.✓联合国(UN) ---IHD(65-74)/IHP✓相关的国际或地区性的组织IAEA/UNDP/UNESCO✓非政府组织的广泛的关注Four major water issues in ChinaFloodsDroughtsSoil and water losses Water pollutionmorelessturbiddirty洪涝灾害频繁水多南京市(Nanjing)Floods水少水资源短缺突出Droughts2000年以来中国旱情实况时间涉及省市旱情2011长江中下游地区湖南、湖北、江西、江苏、安徽等地发生严重干旱2010西南五省旱灾云南、贵州、广西、重庆、四川5省(区、市)耕地受旱面积1.01亿亩,占全国的84%,作物受旱7907万亩,2088万人、1368万头大牲畜因旱饮水困难(分别占全国的80%、74%).2009我国多省遭遇严重干旱连续3个多月,华北、黄淮、西北、江淮等地15个省、市未见有效降水。
《水文预报》课程多媒体课件(培训课件)解析

扬州大学水利科学与工程学院
二0一一年九月
在《水文学原理》课程中我们曾经介绍过:根据研究任务的 不同,水文学可以分为以下几门学科:
水文测验与资料整编 水文预报 水文分析与计算 水文水利计算 水利计算
水文学
其中水文分析与计算和水文预报都是解决“预报”性质的任务,有其统一的一面,但
的预报。(降雨径流预报)
我国是以雨洪径流为主的国家,以短期的雨洪径流预报的开展 最普遍。所以本教材根据我国的实际情况和教学大纲的要求,也以 此为主要内容。 而短期的雨洪径流预报包括:河段洪水预报、降雨径流预报、 水库水位流量预报。
相应水位(流量)法 河段洪水预报 河道流量演算法 产流量预报 短期雨洪径流预报包括 降雨径流预报 径流过程预报 水库水位流量预报
段,河槽内水量迅速增加形成洪水波,增加的水量向下游传播,称
为洪水波的运动。
B A D
(1)波体:在原稳定流水面上增加(附加) 的水体,如ABCDA。 (2)波峰:波体轮廓线上的最高点(水深 最大的点B)。 C(3)波高:波体轮廓线上的波峰相对于稳定流 水面的高度。如BD
(4)波前:以波峰为界,波峰之前的称为波前。如BCDB (5)波后:以波峰为界,波峰之后的称为波后。如BADB (6)波长:波体与稳定流水面交界的水流方向的长度称为洪水波波长。如AC (7)附加比降:洪水波水面相对于稳定流水面的比降。附加比降可近似地用洪水波的水 面比降和稳定流水面比降的差值来表示。即
所以将主要介绍本教材的第二章、第三、第四章、第五章、第
十章;而第六章、第七章、第八章仅作一般介绍。
二、水文预报的作用 水文预报是为国民经济和水利建设服务的一项基本工作,在以下
第五章 水文预报 工程水文学ppt课件

§5.1.2 水文预报的分类
➢ 沙情预报:沙情预报则是根据河流的水沙相关关 系,结合流域下垫面因素,预报年、月和一次洪 水的含沙量及其过程。
➢ 水质预报:预测河流中污染物迁移转化的时空变 化过程。
➢ 施工水文预报:在工程施工期间要进行的特殊预 报项目。
§5.1.2 水文预报的分类
2.按预见期的长短,水文预报可分为 短期水文预报:主要由水文要素作出的预报。 中长期水文预报:包括气象预报性质在内的水文预
根流量演算方法。
§5.2 短期洪水预报
• 短期洪水预报的分类: • 河段洪水预报:以河槽洪水波运动理论为基础,
由河段上游断面的水位、流量过程预报下游断面 的水位和流量过程。 • 降雨径流预报:按降雨径流形成过程的原理,利 用流域内的降雨资料预报出流域出口断面的洪水 过程。
§5.2.1 河段中的洪水波运动
§5.2.4 流量演算法
• (1) 基本原理 • 河段流量演算是由以下两个基本公式组成: • 河槽时段水量平衡方程
• •
1 2 ( Q 上 ,1 Q 上 ,2 ) t 1 2 ( Q 下 ,1 Q 下 ,2 ) t S 2 S 1 S
• 若当河段内有区间入流量q,将q值并入到上断 面的入流量中进行演算,即q:Q'上Q上
§5.2.2 相应水位(流量)法
• 2.无支流河段的相应水位预报 • 在制定相应水位法的预报方案时,要从实测资
料中找出相应水位及其传播时间是比较困难的。 一般采取水位过程线上的特征点,如洪峰、波谷 等,作出该特征点的相应水位关系曲线与传播时 间曲线。
§5.2.2 相应水位(流量)法
• ⑴简单的相应水位法 • 在无支流汇入的河段上,若影响洪水波传播的
§5.2.2 相应水位(流量)法
水文学原理--第4章PPT课件

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时间 (小时)
时段降水量 (每5小时
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 14定时长的时段,例如10min、0.5h 、1h、 3h 将时段内降水量除以时段长,得到时段内平均降水强度, 然后,以时间为横轴,以时段平均降水强度为纵轴, 绘制而成的柱状直方图。 表示降雨强度与相应时间之间的关系。
降水问题
1. 驱动水文模型运行,区域水资源状况、评价的基础 2. 降水形态 ? 3. 研究区降水特征 、降水的时空分布 ? 4. 观测的降水数据是否有误差 ? 5. 降水数据完整性及代表性,降水数据是否经得起检验,
是否可用? 6. 降水数据序列长短? 7. 水文模型中如何处理降水截留?
水循环过程
初期降雨 洼地全部填满之前的降雨量
降水的表示方法
➢ 怎么表示降水的时间与空间分布?
1. 降水过程线、降水强度过程线、瞬时雨强过程线 2. 降水累计曲线 3. 降水特性综合曲线 4. 等雨量线是一种特殊的降水特性综合曲线
降水过程线
表示降水量随时间变化过程。 以一定时段为计算单位,以时间为横坐标, 以时段内的降水量为纵坐标,绘制成的柱状直方图。
1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0 1950
1955
成都年降水量 重庆年降水量
1960 1965 1970
1975
1980
1985
1990
1995
年 2000
降水概念1
降水量:在一定时段内,从大气降落到地面的降水在地平 面上所积聚的水层厚度。 一般是指某一时段(小时或日)内的总降水量。 每天定时观测,单位mm。
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其中水文分析与计算和水文预报都是解决“预报”性质的任务,有其统一的一面,但 是另一方面,由于它们所提供的预见期极不相同,水文计算要求预估未来几十年甚至上百 年的情况;而水文预报通常只能预报未来几天或一个月的情况,当然长期水文预报的预见 期一般不超过一年。因而使两者有所区别,从而形成了水文与水资源工程专业的两门专业 课程:水文预报;水文分析与计算。其中水文预报课程主要是利用水文现象变化的确定性 规律来解决实际问题;而水文分析与计算课程主要是利用水文现象变化的统计规律来解决 实际问题。
近十多年来,先进的技术与设备的应用越来越多。我国水情自 动远传遥测和作业预报自动化与实时校正等技术方面都有了长足的 进步,水文自动测报系统技术及水平有了较大的提高,覆盖面日益 增大。在功能上主要体现在雨情、水情信息时空动态分布显示直观, 预报模型实时校正精度高,人机交互式预报性能强,数据库管理支 持系统性能好,并正向全国水文预报系统信息网络化方向发展。利 用3S系统于分布式流域水文模型已开始实用性研究,将水文预报用 于工程的优化调度和决策支持系统的研究也日趋完善。
(1)波体:在原稳定流水面上增加(附加)
的水体,如ABCDA。
B
(2)波峰:波体轮廓线上的最高点(水深
A
最大的点B)。
C(3)波高:波体轮廓线上的波峰相对于稳定流
D
水面的高度。如BD
(4)波前:以波峰为界,波峰之前的称为波前。如BCDB
短期雨洪径流预报包括
河段洪水预报河 相道 应流 水量位演(算流法量)法
降雨径流预报径 产流 流过 量程 预预 报报
水库水位流量预报
主要介绍河段洪水预报与降雨径流预报。
二、水文预报的作用 水文预报是为国民经济和水利建设服务的一项基本工作,在以下
三个方面起着很重要的作用:
防汛抗旱
合理利用水资源 充分发挥工程效益
由此可见系统理论及其数学模型以及计算机技术的发展,为水 文预报方法开辟了一条广阔的应用技术途径。这种宏观的系统分析 方法与微观的成因分析的方法相结合将会是现代水文预报技术一个 新的发展方向。
第二章 河段洪水预报
河段洪水预报——在洪水发生的过程中,根据河段上断面刚刚 出现的洪水情况(用水位或流量表示),来预报下游断面将要出现
《 水文预报原理与方法》 多媒体课件
扬州大学水利与能源动力工程学院
2016.10
《水文预报原理与方法》主要内容
《水文预报原理与方法》主要介绍河道洪水波形成与 传播的基本概念,河段洪水预报的基本原理与方法,降雨 径流预报的基本原理与方法。
根据研究任务的不同,水文学可以分为以下几门学科:
水文学
水文测验与资料整编 水文预报 水文水利计算水 水利 文计 分算 析与计算
目前我国防洪体系的建设中水文预报所占据的位置愈来愈突出。
防洪体系建设
工程措施
建设防洪调度决策支持系统(防洪预报)
非工程措施建立蓄滞洪区运用的补偿政策
洪水保险
因为我国现行的治水政策有了重大的调整:
从传统工程水利→资源水利转变;从传统水利→现代水利、
可持续发展水利转变。
三、我国的水文情报预报工作及预报技术的发展
我们通常所说的水文情报预报工作(简称水情工作)包括两部
分:已出现的水文情况的报汛工作;未来水文情况的预报工作。而 第一部分工作是后一部分工作的基础。因为预报必须根据已出现的 水文、气象情况来推断,因此报汛工作是开展预报工作必不可少的
依据。
现在从中央到各省(市、自治区)、各大流域机构、各水利水 电工程单位都成立了防汛指挥机构,建立了水情自动测报系统和防 洪决策支持系统,在设备、技术、方法上及技术队伍与水平上,都 有了很大发展和提高。
第一章 绪论
在绪论中主要介绍以下几个方面的内容:
1、水文预报的任务和内容;
2、水文预报的作用;
3、我国的水文情报预报工作及预报技术的发展;
一、水文预报的任务和内容 水文预报——是对自然界各种水体未来的水文现象及其变化进 行预报。它的任务就是分析研究水文现象的演变规律和水文预报技
术、预报方法,从而迅速地、准确地提供水文现象的定量或定性预
我国的水文预报工作是从解放初期开始的,从一开始我国的水 文工作者就注意学习国外的经验,并结合我国的具体情况加以研究 和利用,经过多年实践,对于一些常用方法,如相应水位(流量) 法、流量演算法、单位线法,都从物理成因依据上作了深入的探 讨,并作出适合我国水文特点的改进。多年来,在对从国外引进的 水文流域模型进行研究的同时,提出了符合我国特点的流域水文模 型,并通过实践不断加以改进和完善--------新安江模型。
的洪水情况(水位或流量)。
常用的河段洪水预报方法有:
相应水位(流量)法
流量演算法
第一节 洪水波概述
一、洪水波的形成和运动 降雨后,流域内产生的径流向河网汇集,流域各处的降水和产流
通常是不均匀的,注入河网的水量也不相同。在径流大量集中的河
段,河槽内水量迅速增加形成洪水波,增加的水量向下游传播,称
为洪水波的运动。
报。所以水文预报的内容是相当广泛的。
水文预报——就是根据已知的信息对未来一定时期内的水文状态
作出定性或定量的预测。 按水体在地球上所处空间位置的不同水文预报可分为:
海洋水文预报
陆地水文预报
而陆地水文预报又以预报对象的不同可分为:
径流预报
冰情预报
泥沙预报
水质Байду номын сангаас报
台风暴潮预报 与农业生产有关的墒情预报
1、水文预报在防汛斗争中起着耳目和参谋作用。 2、水文预报不仅在防洪中是不可缺少的,对已建成的水利工程 的管理运用也是不可缺少的,只有依靠水文预报,才能做到在各用 水部门及地区之间合理分配水资源,取得最大的社会经济效益。
3、水文预报还从多方面直接为国民经济、国防部门服务。
随着社会主义经济建设的发展和水资源的开发利用、保护工作的 不断深入,水文预报将应用得更为广泛,其作用也将更加明显。
水文预报按预见期的长短可分为:
短期水文预报
中长期水文预报
短期水文预报——是指预报的现象正在发生或出现过程中所作 的预报。(河段洪水预报、降雨径流预报)
我国是以雨洪径流为主的国家,以短期的雨洪径流预报的开展 最普遍。所以本教材根据我国的实际情况和教学大纲的要求,也以 此为主要内容。
而短期的雨洪径流预报包括:河段洪水预报、降雨径流预报、 水库水位流量预报。