【正文】 三、水庫的水量損失水庫建成蓄水后，因改變河流天然狀況及庫內(nèi)外水力條件而引起額外的水量損失，主要包括蒸發(fā)損失和滲透損失，在寒冷地區(qū)還有可能有結(jié)冰損失。該水位至防洪限制水位間的水庫容積稱為防洪庫容。當(dāng)出現(xiàn)洪水時，才允許水庫水位超過該水位。正常蓄水位與死水位之間的深度，稱為消落深度或工作深度。死水位以下的水庫容積稱為死庫容。Δ表示。其繪制方法是：首先將水庫面積曲線中的水位分層，其次，自河底向上逐層計(jì)算各相鄰高程之間的容積。它包括水庫水位～面積關(guān)系曲線和水庫水位～容積關(guān)系曲線，簡稱為水庫面積曲線和水庫容積曲線，是最主要的水庫特性資料。并對方案的預(yù)報精度進(jìn)行評定和檢驗(yàn)。l 為在計(jì)算中不漏掉洪峰,選取的Δt最好等于河段傳播時間τ。聯(lián)解水量平衡方程式（924）和馬斯京根槽蓄曲線方程式（927）,可得馬斯京根流量演算方程: （928）式中： （929）4. 試算法確定x、K值對某一次洪水,假定不同的x值計(jì)算Q’,作出S～f(Q’)關(guān)系曲線,其中能使二者關(guān)系成為單一直線的x值即為此次洪水所求的x值,而該直線的斜率即為所求的K值。如圖923所示某次洪水過程線上的各個特征點(diǎn),例如上游2點(diǎn)洪峰水位經(jīng)過河段傳播時間τ,在下游站2’點(diǎn)的洪峰水位,就是同位相的水位。(2) 進(jìn)行作業(yè)預(yù)報:將現(xiàn)時發(fā)生的水文氣象信息，經(jīng)過預(yù)報方案算出即將發(fā)生的水文預(yù)報要素大小和出現(xiàn)時間，及時將信息發(fā)布出去，這個過程稱為作業(yè)預(yù)報。l 冰情預(yù)報：冰情預(yù)報是利用影響河流冰情的前期氣象因子,預(yù)報流凌開始、封凍與開凍日期,冰厚、冰壩及凌汛最高水位等。
圖774單位線受暴雨中心位置影響當(dāng)一個流域的凈雨強(qiáng)度和暴雨中心位置對單位線都有明顯影響時，則要對每一暴雨中心位置分析出不同凈雨強(qiáng)度的單位線，以便將來使用時能同時考慮這兩方面的影響。根據(jù)地面凈雨過程及對應(yīng)的地面徑流流量過程線,推算單位線的常用方法有直接分析法和試錯優(yōu)選法等。l 多時段凈雨在流域出口形成的地面徑流過程，等于它們各自在出口形成的地面徑流過程疊加。2. 等流時線在地面匯流分析中的應(yīng)用利用等流時線概念，分析圖762流域上不同凈雨情況下所形成的出口斷面地面徑流過程。圖753湟水西寧～民和區(qū)間初損關(guān)系曲線由于植被和土地利用具有季節(jié)性變化特點(diǎn)，初損量還受到季節(jié)的影響。表（741） 計(jì)算及劃分地面地下凈雨舉例時段序號時段長度△ti(h)(PiEi)(mm)Ri(mm)按fc劃分地面、地下凈雨(mm)△tifcRr,iRs,i(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)1521331341115212∑=119∑=620000007414086160合計(jì) 初損后損法計(jì)算地面凈雨過程初損后損法將下滲損失過程簡化為初損后損兩個階段。流域上只有蓄滿的地方才產(chǎn)流，故產(chǎn)流期的下滲為穩(wěn)滲率fc，其中下滲至潛水層的部分成為地下徑流，超滲的部分成為地面徑流。所以： （731）式中，P為流域平均降雨量（mm）；R為P產(chǎn)生的總徑流深（mm）；E為雨期蒸發(fā)（mm），如降雨時間短可忽略不計(jì)。實(shí)用中一般假定流域蒸散發(fā)量E與流域蓄水量W成正比，即 （724）式中，為第t日的流域蒸散發(fā)量（mm）；為第t日開始時的流域蓄水量（mm）； 為流域蓄水容量（mm）；為第t日的水面蒸發(fā)器蒸發(fā)量（mm），一般取E601型或80cm套盆式水面蒸發(fā)器的觀測值；為折算系數(shù)，對一定的蒸發(fā)器和一定的流域，將隨季節(jié)而變化，可參考附近地區(qū)的數(shù)值或通過優(yōu)選求得。當(dāng)把洪水劃分為兩次時，暴雨也要相應(yīng)地劃分為兩次，且兩兩對應(yīng)，前次暴雨Ⅰ對應(yīng)前面的洪水Ⅰ，后次暴雨Ⅱ?qū)?yīng)后面的洪水Ⅱ，切不可混淆。這里僅介紹目前使用比較普遍和比較成熟的計(jì)算方法及其原理。產(chǎn)流計(jì)算主要研究流域上降雨扣除植物截留、下滲、填洼等損失，轉(zhuǎn)化為凈雨過程的計(jì)算方法。 如果以量控制，其放大倍比為： （914）式中及——以量控制的放大系數(shù)； ——控制時段t的設(shè)計(jì)洪量； ——典型過程線在控制時段t的最大洪量。 [例9—2]某水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)P＝1％的洪峰和1天、3天、7天洪量，以及典型洪水過程線的洪峰和1天、3天、7天洪量列于表9—8。 一般按上述條件初步選取幾個典型，分別放大，并經(jīng)調(diào)洪計(jì)算，取其中偏于安全的作為設(shè)計(jì)洪水過程線的典型。 第三節(jié) 設(shè)計(jì)洪水過程線的推求 設(shè)計(jì)洪水過程線是指具有某一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水過程線。由于經(jīng)驗(yàn)頻率曲線是由有限的實(shí)測資料算出的，當(dāng)求稀遇設(shè)計(jì)洪水?dāng)?shù)值時，需要對頻率曲線進(jìn)行外延，而經(jīng)驗(yàn)頻率曲線往往不能滿足這一要求，為使設(shè)計(jì)工作規(guī)范化，便于各地設(shè)計(jì)洪水估計(jì)結(jié)果有可比性，世界上大多數(shù)國家根據(jù)當(dāng)?shù)亻L期洪水系列經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)擬合情況，選擇一種能較好地?cái)M合大多數(shù)系列的理論線型，以供本國或本地區(qū)有關(guān)工程設(shè)計(jì)使用。例如，圖9—l中最大1天洪量與3天、5天洪量不屬于同一次洪水。第二節(jié) 設(shè)計(jì)洪峰流量及設(shè)計(jì)洪量的推求 由流量資料推求設(shè)計(jì)洪峰及不同時段的設(shè)計(jì)洪量，可以使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，計(jì)算符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值，一般稱為洪水頻率計(jì)算。 設(shè)計(jì)時根據(jù)建筑物級別選定不同頻率作為防洪標(biāo)準(zhǔn)。）（3）偏態(tài)系數(shù)cs對頻率曲線的影響圖4－6—3表示cv=。（6）求指定頻率的水文變量設(shè)計(jì)值。一、目估適線法目估配線法的作法與步驟目估配線法又稱目估適線法，是以經(jīng)驗(yàn)頻率點(diǎn)據(jù)為基礎(chǔ)，給它們選配一條符合較好的理論頻率曲線，并以此來估計(jì)水文要素總體的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。為此，提出用理論頻率曲線來配合經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)，這就是水文頻率計(jì)算適線（配線）法。在水文計(jì)算中還有一種經(jīng)驗(yàn)頻率曲線, 是由實(shí)測資料繪制而成的, 它是水文頻率計(jì)算的基礎(chǔ), 具有一定的實(shí)用性。圖4—4—2 頻率格紙橫坐標(biāo)的分割（說明：先繪出曲線，再顯示出箭頭并閃動，最后繪出曲線。 均值 均值表示系列中變量的平均情況。叫制各種水文特征的等值線圖及各徑流特征的經(jīng)驗(yàn)公式叫依據(jù)的小河數(shù)據(jù)少,當(dāng)利用手冊及圖集估算小流域的徑流特征值時,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況。第七節(jié) 水文數(shù)據(jù)處理水文數(shù)據(jù)處理的工作內(nèi)容包括:收集校核原始數(shù)據(jù)?！纠?1】某水文站流域面積F=54500km2,多年平均降雨量F=1650mm,多年平均流量=1680m3/s。將徑流量平鋪在整個流域面積上所得的水層深度,記為R,以mm計(jì)。河槽調(diào)蓄作用:坡地水流進(jìn)入河網(wǎng)后,使河槽水量增加,水位升高,這就是河流洪水的漲水階段。流域的損失過程,如圖234所示。徑流的形成是相當(dāng)復(fù)雜的過程,為便于分析一般把它概括為產(chǎn)流過程和匯流過程兩個階段。 土壤蒸發(fā):蒸發(fā)面為土壤表面時稱為土壤蒸發(fā)。下滲不僅直接決定地面徑流量的大小,同時也影響土壤水分的增長,以及表層流與地下徑流的形成。圖211地形對氣流的影響示意圖(a)地形抬升F(b)喇叭口地形內(nèi)氣流輻合。凡日降水量達(dá)到和超過50mm的降水稱為暴雨。(3)流域的下墊面條件。扇形流域的形狀系數(shù)較大,狹長形流域則較小,所以流域形狀系數(shù)在一定程度上以定量的方式反映流域的形狀。圖25地面分水線與地下分水線示意圖流域是相對于某一出口斷面的,當(dāng)不指明斷面時,流域即指對河口斷面以上區(qū)域。圖23河道縱斷面示意圖任意河段兩端(水面或河底)的高差△h稱為落差,單位河長的落差稱為河道縱比降,簡稱比降,用小數(shù)或千分?jǐn)?shù)表示。(二) 河流基本特征自河源沿主河道至河口的距離稱為河流長度,簡稱河長,以km汁。左岸、右岸：面向下游,左邊的河岸稱為左岸,右邊的河岸稱為右岸。在短時段內(nèi), △SC和△S0可正可負(fù),但對多年平均情況,正負(fù)可以相互抵消,蓄水量的變化量趨于零。水量平衡原理是水文學(xué)的基本原理,水量平衡法是分析研究水文現(xiàn)象,建立水文要素之間定性或定量關(guān)系,了解其時空變化規(guī)律等的主要方法之一。這種海陸間的水分交換過程,稱為大循環(huán)或外循環(huán)。本大綱既是申報人參加考試的復(fù)習(xí)備考依據(jù)，也是專業(yè)技術(shù)資格考試命題的依據(jù)。在考試知識體系及知識點(diǎn)的知曉程度上，本大綱從對水利專業(yè)中級專業(yè)技術(shù)資格人員應(yīng)具備的學(xué)識和技能要求出發(fā)，在基本要求中提出了“掌握”、“熟悉”和“了解”共3個層次的不同要求，這3個層次的具體涵義為：掌握系指在理解準(zhǔn)確、透徹的基礎(chǔ)上，能熟練自如地運(yùn)用并分析解決實(shí)際問題；熟悉系指能說明其要點(diǎn)，并解決實(shí)際問題；了解系指概略知道其原理及應(yīng)用范疇。小循環(huán)或內(nèi)循環(huán)：在大循環(huán)運(yùn)動中,水一方面在地面和上空通過降水和蒸發(fā)進(jìn)行縱向交換,另一方面通過河流在海洋和陸地之間進(jìn)行橫向交換。根據(jù)水量平衡原理,可列出水量平衡方程。因此,對多年平均情況,有式(24)和式(25)：大陸： (24)海洋： (25)式中、大陸和海洋多年平均降水量。河流是水文循環(huán)的一條主要路徑。可在適當(dāng)比例尺的地形圖上量的。二、 水系及河流地貌定律三、流域(一)流域流域：匯集地面水和地下水的區(qū)域稱為流域,也就是分水線包圍的區(qū)域。(二)流域基本特征流域分水線包圍區(qū)域的平面投影面積,稱為流域面積,記為F,以km2計(jì)。將流域地形圖劃分為100個以上的正方格,依次定出每個方格交叉點(diǎn)上的高程以及與等高線正交方向的坡度,取其平均值即為流域的平均高度和平均坡度。下墊面指流域的地形、地質(zhì)構(gòu)造、土壤和巖石性質(zhì)、植被、湖泊、沼澤等情況,這些要素以及上述河道特征、流域特征都反映了每一水系形成過程的具體條件,并影響徑流的變化規(guī)律。暴雨又分為暴雨、大暴雨和特大暴雨三個等級。(c)馬蹄形地形內(nèi)氣流輻合鋒面:兩個溫濕特性不同的氣團(tuán)相遇時,在其接觸區(qū)由于性質(zhì)不同來不及混合而形成一個不連續(xù)面,稱為鋒面。因此,分析下滲的物理過程和規(guī)律,對認(rèn)識徑流形成的物理機(jī)制有重要的意義。陸面蒸發(fā): 因?yàn)橹参锸巧L在土壤中,植物散發(fā)與植物所生長的土壤上的蒸發(fā)總是同時存在的,通常將二者合稱為陸面蒸發(fā)實(shí)際的蒸發(fā)量:從水面躍出的水分子量與返回蒸發(fā)面的水分子量之差值,就是實(shí)際的蒸發(fā)量，蒸發(fā)量用相應(yīng)于水面上的水層深度來度量,記為E,以mm計(jì)。（一）產(chǎn)流過程降落到流域內(nèi)的雨水,一部分會損失掉,剩下的部分形成徑流。實(shí)測的總徑流過程劃分為地面徑流和地下徑流,凈雨也只劃分為地面凈雨和地下凈雨。在漲水段,由于河槽貯蓄一部分水量,所以對任一河段,下斷面流量總小于上斷面流量。按式(232)計(jì)算: (232)式中W時段T內(nèi)徑流量,d。根據(jù)這些資料可算得:(1)多年平均徑流量=T=168036586400=530億m3。編制實(shí)測成果表；確定關(guān)系曲線,推求逐時、逐日值。二要的修正。設(shè)某水文變量的觀測系列（樣本）為x1，x2，…… ,xn ， 則其均值為 （4－3—6） 令稱模比系數(shù)，則 （4－3—7）均方差均方差是反映系列中各變量集中或離散的程度。）三、皮爾遜Ⅲ（P－Ⅲ）型曲線 皮爾遜Ⅲ型曲線的概率密度函數(shù)皮爾遜Ⅲ型曲線是一條一端有限一端無限的不對稱單峰、正偏曲線（見圖4—4—3），數(shù)學(xué)上常稱伽瑪分布， 顯然，三個參數(shù)確定以后，該密度函數(shù)隨之可以確定。經(jīng)驗(yàn)頻率曲線的繪制根據(jù)實(shí)測水文資料，按從大到小的順序排列，如圖4—4—4所示，然后用經(jīng)驗(yàn)頻率公式計(jì)算系列中各項(xiàng)的頻率，稱為經(jīng)驗(yàn)頻率。五、頻率與重現(xiàn)期的關(guān)系頻率曲線繪制后，就可在頻率曲線上求出指定頻率p的設(shè)計(jì)值xp。具體步驟如下： （1）將實(shí)測資料由大到小排列，計(jì)算各項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率，在頻率格紙上點(diǎn)繪經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)（縱坐標(biāo)為變量的取值，橫坐標(biāo)為對應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)頻率） （2）選定水文頻率分布線型（一般選用皮爾遜Ⅲ型）。2．統(tǒng)計(jì)參數(shù)對頻率曲線的影響為了避免配線時調(diào)整參數(shù)的盲目性，必須了解皮爾遜Ⅲ型分布的統(tǒng)計(jì)參數(shù)對頻率曲線的影響。從圖中可以看出，正偏情況下，cs愈大，均值（即圖中k=1）對應(yīng)的頻率愈小，頻率曲線的中部愈向左偏，且上段愈陡，下段愈平緩。這樣，把洪水作為隨機(jī)現(xiàn)象，以概率形式估算未來的設(shè)計(jì)值，同時以不同頻率來處理安全和經(jīng)濟(jì)的關(guān)系。 一、資料審查 資料的可靠性之外，還要審查資料的一致性和代表性。 三、特大洪水的處理 特大洪水一般指的是歷史洪水，但是在實(shí)測洪水系列中，若有大于歷史洪水或數(shù)值相當(dāng)大的洪水，也作為特大洪水。 五、頻率曲線參數(shù)估計(jì) 在洪水頻率計(jì)算中，我國規(guī)范統(tǒng)一規(guī)定采用適線法。但是，洪水過程線的形狀干變?nèi)f化，且洪水每年發(fā)生的時間也不相同，是一種隨機(jī)過程，目前尚無完善的方法直接從洪水過程線的統(tǒng)計(jì)規(guī)律求出一定頻率的過程線。 二、放大方法 目前采用的典型放大方法有峰量同頻率控制方法(簡稱同頻率放大法)和按峰或量同倍比控制方法(簡稱同倍比放大法)。要求用分時段同頻率放大法，推求P＝1％的設(shè)計(jì)洪水過程線。 采用同倍比放大時，若放大后洪峰或某時段洪量超過或低于