工程水文与水资源评价管理

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工程水文与水资源评价管理
高建峰 主 编
丁 峰 朱岐武 副主编
储成流 张升堂 鲁业宏 参 编
陶月赞 主 审

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目录
第 1 章绪论................................................................................................................................. 1
1.1 人类面临的主要水问题................................................................................................ 1
1.2 水资源概述.................................................................................................................... 3
1.2.1 水资源的概念.................................................................................................... 3
1.2.2 世界水资源概况................................................................................................ 4
1.2.3 我国水资源概况................................................................................................ 5
1.2.4 我国水资源问题................................................................................................ 6
1.3 水资源开发利用的工程措施...................................................................................... 10
1.3.1 水利水电工程项目建设程序.......................................................................... 10
1.3.2 工程水文在水利水电工程建设中的应用...................................................... 13
1.4 水资源计算的任务与内容.......................................................................................... 15
1.4.1 水资源计算与评价的任务与内容.................................................................. 15
1.4.2 水资源计算与评价的基本方法...................................................................... 16
1.5 习题与思考题.............................................................................................................. 17
第2 章河川径流的基本知识................................................................................................... 18
2.1 水文循环及水量平衡.................................................................................................. 18
2.1.1 水文循环.......................................................................................................... 18
2.1.2 水量平衡.......................................................................................................... 19
2.2 河流与流域.................................................................................................................. 21
2.2.1 河流及其特征.................................................................................................. 21
2.2.2 流域及其特征.................................................................................................. 23
2.3 降水..............................................................................................................................26
2.3.1 降雨的成因与分类.......................................................................................... 26
2.3.2 降雨资料的分析方法...................................................................................... 28
2.4 蒸发与下渗.................................................................................................................. 33
2.4.1 蒸发.................................................................................................................. 33
2.4.2 下渗.................................................................................................................. 34
2.5 径流..............................................................................................................................36
2.5.1 径流的形成过程.............................................................................................. 36
2.5.2 径流的表示方法和度量单位...........................................................................38
2.6 习题与思考题.............................................................................................................. 39
第3 章水信息资料的收集....................................................................................................... 40
3.1 水文站及水文站网...................................................................................................... 40
3.1.1 水文测站的任务和分类.................................................................................. 40
3.1.2 水文测站的设立.............................................................................................. 40
3.1.3 水文站网及规划.............................................................................................. 41
3.1.4 水文站日常工作内容...................................................................................... 42
3.2 降水与蒸发量的观测.................................................................................................. 42
3.2.1 降水量的观测.................................................................................................. 42
3.2.2 蒸发量的观测.................................................................................................. 43
3.3 水位观测与资料整理.................................................................................................. 45
3.3.1 水位观测.......................................................................................................... 46
3.3.2 水位资料的整理.............................................................................................. 47
3.4 流量测验与资料整编.................................................................................................. 49
3.4.1 流量测验.......................................................................................................... 49
3.4.2 流量资料的整编.............................................................................................. 53
3.5 泥沙测验与资料整理.................................................................................................. 56
3.5.1 泥沙的分类...................................................................................................... 57
3.5.2 泥沙的测验...................................................................................................... 57
3.5.3 泥沙资料的分析整理...................................................................................... 60
3.6 水文调查和水文资料的收集...................................................................................... 61
3.6.1 水文调查.......................................................................................................... 61
3.6.2 水文资料的收集.............................................................................................. 62
3.7 习题与思考题.............................................................................................................. 64
第4 章水文统计基础............................................................................................................... 65
4.1 概述..............................................................................................................................65
4.1.1 水文现象的统计规律...................................................................................... 65
4.1.2 水文统计及其任务.......................................................................................... 65
4.2 概率的基本概念.......................................................................................................... 66
4.2.1 概率.................................................................................................................. 66
4.2.2 频率.................................................................................................................. 67
4.3 随机变量及其概率分布.............................................................................................. 68
4.3.1 随机变量.......................................................................................................... 68
4.3.2 随机变量的概率分布...................................................................................... 69
5.6 习题与思考题............................................................................................................ 114
第6 章设计洪水的分析计算................................................................................................. 116
6.1 设计洪水概述............................................................................................................ 116
6.1.1 洪水与设计洪水............................................................................................ 116
6.1.2 设计标准........................................................................................................ 116
6.1.3 设计洪水计算的内容和途径........................................................................ 119
6.2 流量资料推求设计洪水............................................................................................ 120
6.2.1 洪水资料的选样与审查................................................................................ 120
6.2.2 设计洪峰流量和洪量系列的频率计算........................................................ 121
6.2.3 设计洪水流量过程线.................................................................................... 129
6.3 由暴雨资料推求设计洪水........................................................................................ 132
6.3.1 概述................................................................................................................ 132
6.3.2 设计暴雨的计算............................................................................................ 133
6.3.3 设计净雨的推求............................................................................................ 136
6.3.4 设计洪水过程线............................................................................................ 141
6.4 小流域设计洪水估算................................................................................................ 148
6.4.1 小流域设计洪水的特点................................................................................ 148
6.4.2 推理公式法计算设计洪峰流量.................................................................... 148
6.4.3 经验公式法.................................................................................................... 152
6.4.4 调查洪水法推求设计洪峰流量.................................................................... 153
6.5 设计洪水的其他问题................................................................................................ 154
6.5.1 可能最大暴雨与可能最大洪水简介............................................................ 154
6.5.2 经验单位线的分析推求................................................................................ 155
6.5.3 设计洪水的地区组成.................................................................................... 158
6.5.4 分期设计洪水问题........................................................................................ 160
6.6 习题与思考题............................................................................................................ 160
第7 章水资源区划................................................................................................................. 163
7.1 概述............................................................................................................................ 163
7.2 水资源区划的原则与指标........................................................................................ 163
7.2.1 水资源区划的原则........................................................................................ 164
7.2.2 水资源区划的指标........................................................................................ 164
7.3 水资源区划的方法.................................................................................................... 165
7.3.1 综合法............................................................................................................ 165
7.3.2 谱系群分析法................................................................................................ 166
9.3.4 浅层地下水蓄变量的计算方法..................................................................... 207
9.3.5 总补给量与总排泄量的平衡分析................................................................ 208
9.4 山丘区地下水资源量计算........................................................................................ 208
9.4.1 河川基流量计算............................................................................................ 208
9.4.2 山前泉水出流量计算.................................................................................... 210
9.4.3 山前侧向流出量计算.................................................................................... 210
9.4.4 河床潜流量计算............................................................................................ 211
9.4.5 浅层地下水实际开采量................................................................................ 211
9.4.6 潜水蒸发量计算............................................................................................ 211
9.4.7 山丘区地下水资源量计算............................................................................ 211
9.5 北方地区多年平均地下水资源量的计算方法......................................................... 212
9.6 南方地区地下水资源量的计算方法......................................................................... 212
9.6.1 平原区多年平均地下水资源量及潜水蒸发量的计算方法........................ 212
9.6.2 山丘区地下水资源量的计算方法................................................................ 213
9.7 地下水可开采量的计算............................................................................................ 214
9.7.1 平原区浅层地下水可开采量的计算方法.................................................... 214
9.7.2 部分山丘区多年平均地下水可开采量的计算方法.................................... 216
9.8 习题与思考题............................................................................................................ 217
第10 章水资源总量计算及供需平衡分析........................................................................... 218
10.1 水资源总量概述...................................................................................................... 218
10.2 多年平均及不同代表年的水资源总量计算........................................................... 219
10.2.1 多年平均水资源总量计算.......................................................................... 219
10.2.2 不同代表年水资源总量计算...................................................................... 223
10.2.3 地下水开采条件下的水资源总量计算...................................................... 223
10.3 水资源可利用量...................................................................................................... 224
10.3.1 地表水资源可利用量.................................................................................. 224
10.3.2 水资源可利用总量...................................................................................... 226
10.4 供需平衡分析概述.................................................................................................. 226
10.4.1 概述.............................................................................................................. 226
10.4.2 供需平衡分析所需统一的分析背景.......................................................... 227
10.4.3 水资源供需平衡分析的主要内容及程序.................................................. 231
10.5 水资源开发利用情况调查评价.............................................................................. 232
10.5.1 供水现状调查分析...................................................................................... 232
10.5.2 需（用）水现状调查分析.......................................................................... 233
10.6 需（用）水预测...................................................................................................... 234
10.6.1 生活用水的预测方法.................................................................................. 235
10.6.2 工业用水的预测方法.................................................................................. 235
10.6.3 农业需水量预测.......................................................................................... 236
10.7 水资源供给预测...................................................................................................... 236
10.8 现状条件下供需平衡分析...................................................................................... 237
10.9 习题与思考题.......................................................................................................... 238
第11 章建设项目水资源论证............................................................................................... 240
11.1 概述.......................................................................................................................... 240
11.2 水资源论证的基本方法和步骤............................................................................... 241
11.2.1 准备阶段...................................................................................................... 242
11.2.2 工作大纲编制.............................................................................................. 242
11.2.3 报告书编制.................................................................................................. 244
11.3 建设项目水资源论证举例....................................................................................... 256
11.3.1 论证报告的主要内容.................................................................................. 256
11.3.2 论证报告部分内容节选.............................................................................. 260
11.4 习题与思考题.......................................................................................................... 263
第12 章水资源管理概述....................................................................................................... 264
12.1 水资源管理的重要性.............................................................................................. 264
12.1.1 水资源管理的重要性.................................................................................. 264
12.1.2 水资源面临的诸多问题，要求加强水资源管理...................................... 265
12.2 水资源管理体制...................................................................................................... 266
12.2.1 水资源管理体制.......................................................................................... 266
12.2.2 强化水资源的统一管理.............................................................................. 268
12.2.3 水资源的流域管理...................................................................................... 270
12.3 我国水资源开发利用的思路.................................................................................. 272
12.3.1 水资源的数量.............................................................................................. 272
12.3.2 我国水资源面临的主要问题...................................................................... 273
12.3.3 解决我国水资源问题的主要思路.............................................................. 274
12.4 水法与水行政.......................................................................................................... 275
12.4.1 水法制体系.................................................................................................. 275
12.4.2 水法规体系.................................................................................................. 275
12.4.3 有关水法律简介.......................................................................................... 276
12.4.4 《中华人民共和国水土保持法》................................................................ 276
12.4.5 《中华人民共和国水土保持法实施条例》（以下简称《条例》）............. 277
12.4..6 《中华人民共和国水污染防治法》............................................................ 277
12.4.7 《中华人民共和国防洪法》（以下简称《防洪法》） ................................ 278
12.4.8 《取水许可制度实施办法》（以下简称《办法》） .................................... 278
12.4.9 《水利产业政策》........................................................................................ 279

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