全书分为上、下2篇,共11章。上篇为工程水文学,共8章,主要讲述地球水圈中的水和全球水文循环、水文统计的基础知识、设计年径流及设计洪水、流域产流与汇流计算,简要介绍了水文信息采集与资料整理、水文预报等方面的知识。下篇为水利计算基础知识,共3章,主要讲述径流调节计算的原理与方法、水库兴利与防洪计算和小型水电站水能计算的相关知识。
《工程水文学与水利计算基础(第2版)》除可用做高等学校的专业教材外,也可供其他相关专业师生和工程技术人员参阅。
本教材是根据工程水文与水利计算教学大纲,结合长期的教学实际情况和现行的教学学时状况,由相关课程的主讲教师编写的。在内容安排上,一方面力求传承经典和成熟的理论体系,另一方面也吸纳了本学科领域的部分最新的研究成果。
全书分为上、下2篇,共11章。上篇为工程水文学,共8章;下篇为水利计算基础知识,共3章。上篇以地球水圈中的水和全球水文循环、水文统计的基础知识、设计年径流及设计洪水、流域产流与汇流计算为主要内容,同时简要讲述了水文信息采集与资料整理、水文预报等方面的知识,在知识结构的编排上以2001年中国农业大学出版社出版的面向21世纪课程教材《工程水文学》为基础进行了修订。下篇以径流调节计算的原理与方法、水库兴利和防洪计算为主要内容,同时简要介绍了小型水电站水能计算方面的基础知识。在编写过程中注重总结教学实践经验,加强实例,适当增加了部分习题与思考题。
本教材由任树梅任主编,程伍群、魏永霞任副主编,参加编写的有:中国农业大学任树梅(第一、二章),新疆石河子大学何新林(第三章),内蒙古农业大学朱仲元(第四章),东北农业大学魏永霞(第五章),河北农业大学程伍群(第六章、第七章第一、二、三节),内蒙古农业大学刘静(与任树梅合写第七章第四节),太原理工大学赵雪花(第八章)、武鹏林(第九、十章),东北农业大学徐淑琴(第十一章)。全书由任树梅统稿。
本教材由原水利电力部水文局局长、国际水文科学协会(IAHS)副主席陈家琦教授主审,陈先生对本书的初稿进行了认真的审查,提出了宝贵的修改意见,对提高教材质量帮助很大。本教材是北京市重点学科“水文学与水资源”学科建设内容之一。本教材的出版得到了中国农业大学、东北农业大学、河北农业大学、内蒙古农业大学、中国农业大学出版社的支持。本书引用了一些相关教材、著作和手册的内容,编者在此对本教材在“参考文献”中列出的和没有列出的所有文献的作者表示诚挚的谢意。
最后,我们诚恳地希望读者对书中存在的缺点和错误提出批评指正。
上篇 工程水文学
第一章 绪论
习题与思考题
第二章 地球水圈中的水和全球水文循环
第一节 地球上的水
第二节 全球水文循环
第三节 水量平衡
第四节 全球水文循环的陆面过程
第五节 河川径流及其形成过程
习题与思考题
第三章 水文信息的采集与资料整理
第一节 水文测验
第二节 水文观测与计算
第三节 水文资料整理与《水文年鉴》
习题与思考题
第四章 水文统计基础知识
第一节 概述
第二节 概率的基本概念
第三节 随机变量及其概率分布
第四节 水文频率分布曲线
第五节 统计参数估计方法
第六节 水文频率计算方法——适线法
第七节 相关分析
习题与思考题
第五章 设计年径流的分析计算
第一节 概述
第二节 年径流的变化特性
第三节 具有长期径流资料时设计年径流量及年内分配计算
第四节 具有短期径流资料时设计年径流量及年内分配计算
第五节 缺乏径流资料时设计年径流量及年内分配计算
习题与思考题
第六章 流域产流与汇流计算
第一节 概述
第二节 流域产流汇流要素计算
第三节 流域产流分析计算
第四节 流域汇流分析计算
习题与思考题
第七章 设计洪水计算
第一节 概述
第二节 由流量资料推求设计洪水
第三节 由暴雨资料推求设计洪水
第四节 小流域设计洪水
习题与思考题
第八章 水文预报
第一节 概述
第二节 短期洪水预报
第三节 枯季径流预报
第四节 冰情预报
第五节 施工水文预报
第六节 水质预报
第七节 水文预报新技术
习题与思考题
下篇 水利计算基础
第九章 中小型水库兴利调节计算
第一节 水库的设计保证率
第二节 水库特性
第三节 水库水量损失及水库死水位的确定
第四节 兴利调节的分类及计算原理
第五节 年调节水库兴利调节计算
第六节 多年调节水库兴利调节计算的长系列法
习题与考思题
第十章 水库防洪计算
第一节 概述
第二节 水库调洪计算的原理与方法
第三节 水库防洪计算
第四节 水库防洪能力复核
第五节 溃坝洪水计算
习题与思考题
第十一章 小型水电站的水能计算
第一节 水能利用的基本知识
第二节 水电站的设计代表年和保证率
第三节 电力系统的负荷及其容量组成
第四节 无调节、日调节水电站的水能计算
第五节 以发电为主的水库年调节水电站的水能计算
习题与思考题
附表
参考文献
上篇 工程水文学
第一章 绪论
水文学是研究地球上各种水体的起源、存在、分布、循环、运动等变化规律和运用这些规律为人类服务的知识体系,是地球科学的组成部分,也是科学技术的一个领域。
水体是指以一定形态存在于自然界中的水的总称。如大气中的水汽,地面上的河流、湖泊、沼泽、海洋、冰川和地面下的地下水。各种水体都有自己的特征和变化规律,因此,按水体在地球圈层的分布情况,水文学可分为水文气象学、地表水文学和地下水文学。按水体在地球表面的分布情况,地表水文学又可分为海洋水文学和陆地水文学。陆地水文学又有许多分支:地理水文学、工程水文学、河流水文学、湖泊(水库)水文学、湿地(沼泽)水文学、农业水文学、林业水文学、环境与生态水文学、水资源水文学、遥感水文学、同位素水文学等。
工程水文学是水文学的一个分支,属于应用水文学,它是将水文学的基本理论与方法应用于工程建设(如水利水电能源工程、城市工矿用水工程、农田水利工程、修建铁路、公路、桥梁、国防建设)的一门学科,主要应用水文学知识,研究与水利工程的规划、设计、施工和运行管理有关的以及人们生活中的一些实际水文问题。
工程水文学的研究方法:通过对各类水文现象不间断的观测,研究分析这些现象自身随时间和空间的变化规律,再通过观察以证明对规律认识的可信性,并不断修正原来的认识。
工程水文学分类:大分类可分为作业水文和水文研究。前者包括水文信息采集和分析,资料积累和实时监测,水文情报和预报,为工程服务的各类水文计算;后者包括各类水文实验研究、各种计算方法和途径的探索和研究,人类活动对水文天然规律的影响,新技术的应用等。计算机程序的应用,使得对大范围的、复杂的水文现象的精确分析成为可能,如果应用其他传统的方法是不可能实现的。计算机技术在工程水文中应用的发展速度,比其他任何学科与工程水文的结合都要快得多。但计算机计算值并非最终结果——最重要的是对计算结果进行分析,确保计算结果的正确性。