水文分析计算与水资源评价的目的

2023-08-23 理论教育版权反馈

【摘要】：水文现象呈现的必然性，导致水文过程具有确定性过程特性。施工阶段视工程施工期长短不同，既要求预测未来水文情势，确定临时工程建筑物的规模，又要求提供短期内的实时水情预报，保障施工安全。根据水文现象不同特性和各项工程措施差异，对水文情势预见期有不同要求。前者是水文分析计算的任务，后者是水文预报的任务。

（1）分析规律。水文现象及其变化过程在时间和空间上是连续的，和其他自然现象一样，基本规律可归纳为必然性（确定性），偶然性（随机性）和区域性。水文过程有其发生的客观原因和形成的具体条件，地球公转和自转的周期性变化，使气候有长期年际变化，在年内有季节之分，天气有雨季和干季以及河流有洪水期和枯水期之分。受大气环流、天气系统和下垫面的影响，降水产生径流，暴雨和融雪引发洪水。因此，在一定流域和地区，天气、降水和产汇流三种过程具有一定的成因规律和内在联系，遵循质量守恒和能量守恒原理。水文现象呈现的必然性，导致水文过程具有确定性过程特性。由于影响水文过程的因素众多、作用复杂，因素之间的必然性联系弱化，例如，长江某断面每年出现年最大洪水过程、洪峰流量和年最小枯水过程、枯水流量，但流量的大小和出现时间及过程线的形式各年不同，不会出现简单的重复。水文现象呈现出偶然性，导致水文过程具有随机过程特性，其水文物理成因规律不可能以严格的数学方程和直观的实体模型完全模拟来表达，但据长系列观测资料，河流某断面出现特大洪水和特小洪水的年份总是少于中等洪水的年份，且洪水的平均值趋于稳定，洪水大小及其出现的机会（频率）形成某种分布，此即为随机性规律，或称统计规律。此外，水文现象受气候因素和自然地理条件制约，呈现出区域性规律，例如，长江流域多年平均降雨量自东向西、自南向北递减，流域出现多处雨量中心；汛期在青藏高原以东约150万km2内出现暴雨，流域内多处出现常见的暴雨中心等水文气象区域分布特征。

（2）预估情势。水资源利用和水安全是社会经济发展的基础和保障。要实现在水资源开发中保护水资源，必须在流域综合规划和水资源综合利用规划的基础上，采取工程和非工程措施，以达到人与水和谐相处的理想境界。兴水利、治水患和保护水资源的各种措施，都需要水文专业提供水文资料，弄清水文基本规律，预估未来水文情势，在水工程规划、设计、施工和运行阶段，对水文工作的要求各不相同。一般而言，工程规划、设计阶段要求水文专业在物理成因分析基础上进行概率预测，提供未来营运期可能出现的水文情势，确定工程规模，以实现水安全、水资源合理利用、水文生态效应协调发展、投资和安全相得益彰。施工阶段视工程施工期长短不同，既要求预测未来水文情势，确定临时工程建筑物的规模，又要求提供短期内的实时水情预报，保障施工安全。营运阶段要求预估一定时期内可能出现的平均水文情势和水文气候特征及其变化幅度，编制优化调度方案，同时提供短时期或中时期内的实时水情预报和动态规律，拟定实时调度或预报调度措施，发挥工程最佳效益。

根据水文现象不同特性和各项工程措施差异，对水文情势预见期有不同要求。工程水文学将对预见期为几十年、几百年或更长的水文情势预估，采用以概率论和数理统计学为主的方法，预测水文要素出现的概率或可能最大情势；对预见期为几小时、几天或稍长时间的水文情势预报，采用以水文气象动态过程演变规律量化分析为主的方法，预报水文要素的时序变化过程。前者是水文分析计算的任务，后者是水文预报的任务。

水文分析计算与水资源评价的目的

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