《环境水文地质学》课程教学大纲Word格式.docx

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1.要求学生掌握《环境水文地质学》的基本概念；

2.认识水分循环的客观规律，了解其各项影响因素间的内在联系，为改造自然，开发水利资源提供理论依据。

（2）教学内容

第1.1节水文现像及水分循环

1.主要内容

1.1.1.概　　念

1.1.2.水分循环

研究水分循环的目的、水分循环图解

2.基本概念和知识点

基本概念：

水文现象、蒸发、截留蒸发、叶面散发、渗流、地面径流、地下径流

第1.2节水文水的任务及作用

1.2.1.概　　念

水文学、陆地水文学

1.2.2.陆地水文学包括

水文学及水文调查、河流动力学、水文学原理、水文地理学、水文预报、水文预报、水文分析与计算、工程水文学、城市水文学

1.2.3.本教材的目的

了解河川水文现象的基本规律；

掌握水文统计的基本原理与方法，能够独立地进行一般水文资料的收集、整理工作；

具有一定的水文分析计算技能；

学会使用水文资料，为我们的工程规划和设计提供依据。

水文学

第1.3节水文学与给排水工程的关系

水文学为给排水工程的规划、设计、施工及管理提供正确的水文资料及分析成果；

为充分开发与合理利用水利资源，减免水害提供了科学依据。

水文现像的特性

知识点：

了解水文学在工程中的应用

第1.4节水文现象的特性

1.4.1.水文现象时程变化的周期性与随机性的对立统一

每年的周期性变化、年年不会完全相同

1.4.2.水文现象地区分布的相似性与特殊性的对立统一

地理位置相近，气候因素与地理条件也相似，则水文现象在一定的范围内也相似。

地理位置与气候因素相似，地形地质等条件有差异，则水文变化规律也会有差异。

水文现像的研究方法

理解水文现象的四个特性

（3）实践环节与课后练习

课后要求学生复习本章节的概念。

（4）教学方法与手段

本章节的主要教学手段是多媒体教学。

第2章水文学的一般概念与水文测验

1.要求学生掌握河流和流域的基本概念；

2.要求学生掌握河川的表示方法；

3.要求学生掌握了解河川径流的形成过程及影响因素；

4.要求学生掌握河川水文资料的观测方法；

5.要求学生掌握水位与流量关系曲线的绘制和延长的方法。

第2.1节河流和流域

2.1.1.干流及支流

2.1.2.河长及弯曲系数

河长和弯曲系数的概念、河长的测量方法

2.1.3.河槽基本特征

河流的平面形态、河流的纵断面、河流的横断面、河流的比降

2.1.4.河流分段

河源、上游、中游、下游、河口

2.1.5.分水线及流域

分水线及流域的概念

干流、支流、河长和弯曲系数

了解河槽的基本特点、理解分水线与流域间的关系

第2.2节河川径流及其表示方法

2.2.1.河川径流的基本概念

2.2.2.河川径流量的表示

径流特征值间的关系

河川径流、河川径流量、地面径流、地下水、固体径流、流量Q、径流总量W、径流模数M、径流深度Y、径流系数α

理解各径流特征值所表达的意义

第2.3节河川径流形成过程及影响径流的因素

2.3.1.河川径流形成过程及其特征时期

降雨补给的河流的形成过程、我国河流的形成过程

2.3.2.影响径流的主要因素

流域的气象条件、流域的地理位置、流域的地形特征、流域形状和面积、流域的植被、流域内的土壤及地质构造、湖泊和沼泽、水利化措施

2.3.3.地下径流

2.3.4.固体径流

地下径流、固体径流

影响径流的主要因素

第2.4节流域水量平衡

2.4.1.流域的水文因素

降水、蒸发和径流

2.4.2.闭合流域

2.4.3.水量平衡方程

前提、原理、方程推导过程

水量平衡方程

第2.5节河川水文资料的观测方法

2.5.1.水位观测

水位、绝对基面、水位观测

2.5.2.流量测算

测算方式、测量设备、测量断面的选择及面积计算、测量与计算、

2.5.3.泥沙测算

悬移质输沙：

悬沙、悬移质输沙率、河流含沙量、含沙量的测验方法、悬移质输沙率的测量

推移质输沙：

底沙、推移质泥沙测验

2.5.4.冰凌观测

形成冰凌的地理位置、冰棱观测项目的分类

水位、绝对基面、悬移质输沙率、河流含沙量、推移质输沙率

掌握流量的测算方法

第2.6节水位与流量关系曲线

2.6.1.水位与流量关系曲线的绘制

根据实测数据绘制曲线、影响水位–––流速曲线的因素

2.6.2.水位与流量关系曲线的延长

根据水位–面积、水位–流速关系曲线作高、低水延长；

以断流水位为控制作低水位延长。

2.6.3.水位流量关系曲线的应用

水位与流量关系曲线的绘制及延长

第3章水文统计基本原理与方法

1.要求学生掌握水文统计的基本概念；

2.要求学生理解概率、频率、累计频率和重现期；

3.要求学生掌握概率运算定理；

4.了解水文标准大工程中的应用；

5.要求学生掌握水文现象经验频率曲线的基本特点及曲线的绘制方法；

6.要求学生掌握均值、均方差、变差系数和偏态系数对频率曲线形态的影响；

7.要求学生掌握皮尔逊Ⅲ型曲线和克里茨基-闵凯里曲线的应用范围；

8.要求学生掌握试错适线法和三点适线法；

9.要求学生掌握抽样误差的计算方法及分布特点；

10.要求学生掌握相关分析的基本方程、相关分析的误差和相关分析应注意的事项。

第3.1节概述

3.1.1.事　　件

3.1.2.总体、样本、样本容量

3.1.3.数理统计法对水文资料的要求

检查资料的可靠性、检查资料的一致性、检查资料的代表性

必然事件、不可能事件、随机事件、随机变量、总体、样本、样本容量

掌握水文资料的选取原则

第3.2节概率和频率

3.2.1.概率和频率

概率计算式、频率计算式

3.2.2.概率运算定理

概率相加定理、概率相乘定理

3.2.3.随机变量的概率分布

随机变量的概率分布、频率密度曲线、频率分布曲线

3.2.4.累积频率和重现期

累积频率与随机变量的关系、重现期的计算式

3.2.5.设计标准

累积频率和重现期

概率计算、频率计算、重现期的计算、频率密度曲线、频率分布曲线

第3.3节经验频率曲线

3.3.1.经验频率曲线

经验频率曲线概述

3.3.2.经验频率公式

频率公式P=m/n×

100%、我国目前使用的是数学期望公式P=m/（n+1）×

100%

3.3.3.经验频率曲线的绘制和应用

经验频率曲线的绘制过程：

排序、计算、坐标确定、曲线绘制

根据工程设计标准指定的频率，在曲线上查出所需的水文数据

3.3.4.经验频率曲线的外延

原因、通常采用理论曲线，而不用经验曲线进行外延

经验频率曲线的绘制及外延

第3.4节统计参数

3.4.1.均值

加权平均法、算术平均法、均值的应用

3.4.2.均方差和变差系数

均方差的计算式、变差系数的计算式

3.4.3.偏态系数

偏态系数的由来、偏态系数的定义、对频率分布的影响、经验算法

均值、均方差、变差系数和偏态系数

各统计参数的意义

第3.5节理论频率曲线

3.5.1.皮尔逊Ⅲ型曲线

曲线方程式、曲线方程中的参数与统计参数的关系、理论频率曲线的绘制、统计参数对皮尔逊Ⅲ曲线的影响

3.5.2.克里茨基-闵凯里曲线

皮尔逊Ⅲ曲线的局限性、克里茨基和闵凯里概率曲线特点及优点

统计参数与皮尔逊Ⅲ型曲线之间的关系；

皮尔逊Ⅲ曲线的局限性；

克里茨基和闵凯里概率曲线特点

第3.6节抽样误差

3.6.1.误差来源

3.6.2.抽样误差概述

3.6.3.抽样误差分布

3.6.4.抽样误差计算公式

绝对误差、相对误差

抽样误差的由来和计算

第3.7节现行水文频率计算方法––适线法

3.7.1.试错适线法

绘制经验频率曲线、计算统计参数x和Cv、假定Cs值、确定线型、绘理论频率曲线、判断与适线

3.7.2.三点适线法

试错适线法、目估定一条最佳配合线并定三点、求得x和Cv、将x、Cv代入（A）、（B）、（A）式整理得、求得x和Cv

3.7.3.频率分析实例

两种方法适线过程

第3.8节相关分析

3.8.1.相关分析的概念

相关分析、完全相关（函数关系）、零相关（不相关）、统计相关

3.8.2.直线回归方程

作图法、分析法（最小二乘法）

3.8.3.相关系数和回归系数

相关系数、回归系数

3.8.4.相关分析误差

回归线的误差、相关系数的误差

3.8.5.相关分析时应注意的问题

3.8.6.相关计算举例

理解统计相关；

分析法（最小二乘法）

第3.9节频率分析综合程序

要求学生自学。

课后要求学生复习本章节的概念、基本原理和计算过程，并完成4道作业题。

第4章年径流及洪、枯径流

1.要求学生掌握年径流量、多年平均径流量、洪水、枯水、设计洪水、洪峰流量、洪水过程线、洪水总量、水文比拟法等基本概念；

2.要求学生掌握设计年径流量的各种推求方法；

3.要求学生掌握设计年径流量年内分配的各种方法；

4.要求学生掌握根据标准确定设计洪水的频率或周期，并根据洪水资料推求设计洪峰流量（或水位）；

5.要求学生了解影响枯水径流的因素，掌握推求枯水径流量或水位的各种方法。

第4.1节概　　述

年径流量、多年平均径流量、洪水、枯水

第4.2节设计年径流量

4.2.1.年径流变化特点和分析方法

年径流特点、分析方法

4.2.2.具有长期实测资料时设计年径流量的推算

径流资料的审查（径流资料的审查、审查资料的一致性、审查资料的代表性）、频率计算、成果合理性分析（地理分布规律、等值线、影响Cv的因素、上下游的资料）

4.2.3.资料不足情况下设计年径流量的推算

利用径流资料展延系列（利用年径流资料展延系列、利用月径流或季径流资料展延系列）、利用降雨资料展延径流系列（长江流域及以南地区和北方地区情况不同）

4.2.4.缺少实测资料时设计年径流量的推算

参数等值线图法、水文比拟法

设计年径流量推算的各种方法，特别是参数等值线图法、水文比拟法

第4.3节设计年径流量的年内分配

4.3.1.径流的年内分配

研究目的、表示径流年内分配的方法（流量或水位过程线、流量或水位历时曲线）

4.3.2.有长期实测径流资料时设计年量年内分配的确定

代表年法、代表年的选取、给水工程的设计

4.3.3.缺乏实测径流资料时设计年量年内分配的确定

4.3.4.日流量（或水位）历时曲线的绘制和应用

代表年法、代表年的选取

第4.4节设计洪水流量和水位

4.4.1.洪水及设计洪水

洪水三要素（洪峰流量、洪水过程线、洪水总量）、设计洪水

4.4.2.推求设计洪水的方法

由流量资料推求设计洪水、由暴雨资料推求设计洪水、由经验公式推设计洪水（缺乏降雨资料）、由水文气象资料推求设计洪水（缺乏降雨资料）

4.4.3.设计标准

第一类防洪设计标准、第二类防洪设计标准

4.4.4.洪水资料审查

可靠性、一致性、代表性

4.4.5.洪水资料选择

特征数字、洪峰流量的选择、洪水量的选择

4.4.6.洪水资料的插补延长

上下游站或邻近流域站资料的移用（直接移用、修正移用、按面积内插）、利用洪峰、洪量关系插补延长、利用本流域暴雨径流关系插补延长、

4.4.7.特大洪水资料的处理

特大洪水及其重要性、连序系列与不连序系列、经验频率计算

4.4.8.设计洪峰流量（或水位）的计算

不连序系列参数的计算、设计洪水频率计算的适线、计算成果的合理性分析

洪峰流量、洪水过程线、洪水总量、设计洪水

对设计洪水的理解、洪水资料审查、特大洪水资料的处理、设计洪峰流量（或水位）的计算

第4.5节设计枯水流量和水位

4.5.1.影响枯水径流的因素

流量影响因素、枯水期长短影响因素

4.5.2.有长期实测资料时枯水径流的计算

资料的审查、年枯水径流频率分析、枯水径流的历时分析

4.5.3.资料短缺时枯水径流的计算

资料不足、参证站的选取、均值、CV和Cs的计算

4.5.4.缺乏资料地区枯水径流的计算

资料的移用、地区经验公式、等值线图、表的应用

影响枯水径流的因素、设计枯水的推算方法

课后要求学生复习本章节的概念、基本原理和计算过程，并完成5道作业题。

第5章降雨资料的收集与整理

1.使学生掌握用来分析降雨的三个要素：

降水量、降水历时线和降水强度。

2.使学生掌握点雨量资料的整理方法。

3.使学生掌握流域平均降雨量的计算方法。

4.使学生掌握暴雨强度公式的推求过程及应用。

第5.1节降水

5.1.1.降水的观测

降水量、雨量器

5.1.2.降水三要素

降水量、降水历时线和降水强度

第5.2节降水分布

5.2.1.流域平均降水量

算术平均法、加权平均法、等雨量线法

第5.3节点雨量资料整理

5.3.1.暴雨

5.3.2.资料整理的目的

5.3.3.编制暴雨强度、降雨历时和重现期关系表的要求

数据选取、要求不同历时、计算不同重现期的暴雨强度

第5.4节暴雨强度公式的推算

5.4.1.暴雨强度公式

5.4.2.公式

中参数的推求

图解法、最小二乘法

5.4.3.公式

中的参数推求

用试摆法求b值、

为试摆直线的截距、可通过直线上一点求得n

5.4.4.选修

5.4.5.无自记雨量计录地区暴雨强度公式的推荐

温度饱和差法、最大日降雨量法、

5.4.6.利用等值线图求暴雨强度

线形的确定、在无A等值线资料时求A

点雨量资料整理、暴雨强度公式的推算

第6章小流域暴雨洪峰流量的计算

1.使学生了解暴雨洪水形成过程，并掌握等流时线原理；

2.使学生掌握暴雨损失量的推求方法；

3.使学生了解水科院水文所和铁一院两所暴雨洪峰流量推理公式的推导过程和使用范围。

第6.1节小流域暴雨洪水计算的特点

6.1.1.面积界定

6.1.2.频率相同

6.1.3.给排水设计要求

6.1.4.我国目前的两种计算公式

推理公式、地区经验公式

第6.2节暴雨损失

6.2.1.损失分类

植物截留、蒸发、填洼、下渗

6.2.2.下渗曲线与下渗量积累曲线

下渗率、稳渗率、下渗曲线、下渗量累积曲线

6.2.3.初期损失与下渗率

一次暴雨两个损失段、平均下渗率、总净雨深

平均下渗率

第6.3节流域汇流

6.3.1.暴雨洪水形成过程

6.3.2.等流时线原理

等时线、共时径流面积、径流过程线、流域平均汇流速度

6.3.3.不同净雨历时情况下的径流过程

净雨历时小于流域汇流时间

、净雨历时等于流域汇流时间

6.3.4.暴雨洪峰流量公式

等流时线原理、暴雨洪峰流量公式

第6.4节暴雨洪峰流量的推理公式

6.4.1.水科院水文所公式

洪峰流量Qm基本计算公式、洪峰流量公式中参数的定量方法、设计洪峰流量Qm的计算

6.4.2.铁一院两所公式

洪峰流量的物理模型和计算公式、洪峰流量公式中参数的定量方法、设计洪峰流计算的简化公式

水科院水文所公式、铁一院两所公式

课后要求学生复习本章节的概念

五、各教学环节学时分配

教学环节

教学时数

课程内容

讲

课

习

题

讨

论

实验

其他教学环节

小

计

第一章

2

第二章

4

第三章

6

第四章

第五章

第六章

3

合计

27

六、推荐教材和教学参考资源

推荐教材和参考书：

[1]叶锦昭．《环境水文学》．广东教育出版社1993年

[2]南京大学、中山大学地理系编．《普通水文学》.人民教育出版社,1978年

[3]R.赫尔曼．《水文学导论》R.赫尔曼．高等教育出版社.

[4]天津、华中师范大学地理系编.《水文学与水资源概论》.华中师范大学出版社，1986

[5]叶锦昭、卢如秀．《世界水资源概论》.科学出版社，1993

[6]叶锦昭编译．《风暴增水分析计算》.广东教育出版社，1989

[7]徐世大、朱绍鎔、雷万清．《实用水文学》.台湾东华书局印行

[8]胡万荣、候宇光．《水文学原理》.水利电力出版社，1988

[9]叶守泽主编.《水文及水利计算》.水利水电出版社，1992

[10]吴明远、詹道江、叶守泽合编.《工程水文学》.水利水电出版社，1987

[11]成都科技大学、华东水利学院、武汉水利电力大学合编.《工程水文及水利计算》.水利出版社，1981

[12]雒文生主编.《河流水文学》.水利水电出版社，1992

[13]陈家琦等.《小流域暴雨洪水计算问题》.地质出版社，1989

七、其他说明

（一）本课程是环境工程专业的选修课，与高等数学、数理统计和环境评价等课程有密切的联系，教学过程要注意与上述课程的衔接与分工，避免不必要的重复或者脱节。

（二）在教学大纲规定的基本要求内，教师可根据学生实际水平、接受能力，因材施教。

在教学内容处理、教学环节安排等方面灵活掌握。

（三）建议使用多媒体手段、运用现代教育技术使工程课的特点更突出、生动，提高教学效果，教学水平和教学质量。

（四）本教学大纲参照兄弟院校环境工程专业《水文学教学大纲》而编制。

大纲修订人：

孙彦富修订日期：

2007.5.10

大纲审定人：

周康群周遗品郭琇审定日期：

2007.05

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