第一节 水文的基本概念在线视频

同学们

大家好！为了合理有效地开发利用水资源和水能资源

在水电站及其水利枢纽的规划设计中

必须进行水文水利计算

而水文资料

特别是水文中的河川径流资料是

我们进行水能计算的基本依据

因此

在进行径流调节计算和水能计算之前

我们需先学习工程水文的基本知识

主要包括

水文的基本概念、累积频率、

设计年径流量推求三个知识块

第一节水文的基本概念中我们将学习三个知识点

1、水循环和径流；2、河川径流表示方法；

3、河川径流的特征

地球上的水分布于海洋、陆地、大气和生物机体中

这些水体受太阳辐射热的作用蒸发变为水汽上升空中

在适当条件下

凝结成水

降落地面

降落地面的水一部分蒸发

一部分汇入河道流入海洋

这种周而复始的循环过程称为水循环

因为有了水循环

所以水力发电中的水能资源是一种可再生资源

形成水循环的原因分为内因和外因两个方面

内因是由水的物理性质决定的

水在常态下有固、液、汽三种状态

使得水分在循环过程会转移和交换

外因是太阳辐射和地球引力

太阳辐射成为水循环的动力

地球引力使水以降水的方式回到地面

最终汇入海洋

水循环过程中

空气中的水凝结后以降水（如雨、雪等）形式降落至地面

部分入渗至地下

由地面及地下注入河川

这些从河川中流出的水通称为径流

其中

沿着地面流动的水流称为地表径流；

沿土壤岩石孔隙流动的水流为地下径流

从降水径流分布图可知

我国南方多为湿润地区

水量丰富

径流量大

其次是东北

为半湿润地区

径流量居中

而在较为干旱的西北和华北

径流量较少

不同地区径流量大小不同

可以用哪些参数来表示径流降水的多少呢？

下面介绍几种常用的径流表示方法和度量单位

1、流量Q

表示单位时间内流过河流某断面间的水体

以m3/s 计

2、径流总量 W

指时段 T内通过河流某一断面的总水量

以m3计

时段T若为1个月

平均以30.4天和2.63×106s计

3、径流深Y

指计算时段内径流总量平铺在

整个流域面积上所测得的水深

单位为mm

4、也可用单位面积上所产生的流量径流模数 M来表示

5、径流系数α

即用径流深度Y 与同时段降水量X 之比来度量径流的大小

由于地区的气候、降水特性、

自然地理条件及人类活动等众多因素的影响

使得江河中的水流变化无常

其基本特征表现为多变性和地区性

根据某一河流1968-1979年的

年径流量资料可发现河流多变性这一特征

该河流年际变化较大

有的年份水量大

属丰水年

如1968年

年径流量为23.74m3/s；有的年份水量小

属枯水年

如1975年

年径流量仅为8.95 m3/s

此外

自然地理条件不属于同一个水文区域的河流

即使两条河流相隔较近

水文现象相差较大

我们看到的这张图中分别给出了不同

水文区域的两条河流在1968-1979年的年径流量

从图中我们发现

水文区域2所在的河川径流量明显大于

水文区域1的河流径流量

说明河川径流具有明显的地区性特征

通过对河川径流进行统计分析发现

河川径流还具有周期性

和独立性等统计特征

根据上述河流1968至1970年连续3年的

月径流序列实测资料及月径流量过程图可知

由于气候和降水总是随着一年四季周期性地变化

河川径流中丰水期和枯水期交替出现

有明显的年循环性

其周期约为1年

这是河川径流的周期特征

此外

同一径流特征值如年最大流量、

年最小流量、甚至是不同年份的年径流量等

彼此间联系很少

可是为随机变量

这说明河川径流具有独立性特征

从蓄水期开始作为起始时刻的年度称为水文年

从表中连续3年的月径流序列可以看出

从6月开始

月径流量开始增多

因此6月为该河流的蓄水期起始时刻

从6月至第二年5月为一个水文年

由于河川径流的多变性和不重复性

直接影响到水电站的工作情况

就要求我们收集尽可能长和齐全的水文资料

这是进行后续径流调节计算的基础工作

今天的课程就到这里

下一节我们将介绍水文中的频率——累积频率的计算

谢谢！