水文學
關注創建者：未必有時 創建時間：2021-02-21
水文學的實例教程
水文學和水力學的區別
“洪水風險圖導則”中推薦使用3種方法進行洪水風險分析，即水力學法、水文學法和歷史水災法。那到底“水文學”和“水力學”有什么區別？
水文學（hydrology）是地球物理學和自然地理學的分支學科。研究存在于大氣層中、地球表面和地殼內部各種形態水在水量和水質上的運動、變化、分布，以及與環境及人類活動之間相互的聯系和作用。
水力學是研究以水為代表的液體的宏觀機械運動規律，及其在工程技術中的應用。水力學包括水靜力學和水動力學。
洪水風險圖的內容要求
1、1：5萬基礎地理數據為測繪標準數據，按測繪標準分層；
2、水利工程類,包含了基礎地理（如若不具備5萬基礎地理數據時使用，地圖表達參考5萬數據模型）水利工程、防汛抗旱工程設施及搶險救災與避險轉移路線等要素內容；
3、洪水風險專題要素，包括潰口、淹沒范圍、淹沒水深、水深等深線、洪水流速、到達時間及淹沒歷時；
4、水利工程與洪水風險專題類圖形數據以一定方式分層（數據分層及編碼規范依據：地形圖圖式國標、防汛抗旱用圖圖式）。
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展開 應用領域
海洋
海岸
海港和碼頭
泥沙流移
生態學
河流和水庫
洪水
氣候變化
水質
水資源管理
水資源分配
收集系統
廢水處理
地表水和地下水
滲流
主要產品
MIKE 21 －海岸和海洋 2D 建模
MIKE 3 －海岸和海洋 3D 建模
MIKE 11 －無限河流建模
MIKE FLOOD －城市、海岸及河流洪水建模
MIKE SHE －- 綜合水文學
MIKE HYDRO Basin －綜合流域管理
LITPACK －海岸地貌活動和海岸線動力學
MIKE URBAN －城市水務建模
WEST －廢水處理廠的建模和模擬
FEFLOW －高級地下水建模
MIKE 21 FM軟件包
MIKE 21是一個專業的工程軟件包，用于模擬河流、湖泊、河口、海灣、海岸及海洋的水流、波浪、泥沙及環境。
MIKE 21為工程應用、海岸管理及規劃提供了完備、有效的設計環境。高級圖形用戶界面與高效的計算引擎的結合使得MIKE21在世界范圍內成為了一個專業河口海岸工程技術人員不可缺少的工具。ECO LAB/Oilspill環境/溢油模塊的加入使得MIKE 21還是一個有效的環境、溢油模擬及評價工具。
1. 水動力學模塊(HD)
該模塊模擬由于各種作用力的作用而產生的水位及水流變化。它包括了廣泛的水力現象，可用于任何忽略分層的二維自由表面流的模擬。HD模塊是MIKE 21軟件包中的基本模塊，它為泥沙傳輸和環境水文學提供了水動力學的計算基礎。
HD模塊模擬湖泊、河口和海岸地區的水位變化、和由于各種力的作用而產生的水流變化。
展開 水動力模型與水文模型是水利工程與水文學研究中不可或缺的兩大工具。水動力模型著重于流體運動的動力學機制，通過一系列方程組捕捉水流的時空變化，而概念性水文模型則側重于流域尺度的水文循環過程，利用物理概念與經驗關系進行近似模擬。兩者相互補充，共同構成了現代水文學與水資源管理領域的核心分析手段。積鼎科技結合了水文的產流機制和水動力的對流動的準確計算，創新研發CFDpro—水文水動力模型，這是一種充分適用于中小流域洪水四預的基于二維不規則網格的精細化產匯流模型。
CFDPro水文水動力模型：適用于中小流域洪水四預的精細化產匯流模型
經過多年研發和實踐打磨，積鼎科技結合了水文的產流機制和水動力的對流動的準確計算，創新研發CFDpro—水文水動力模型，這是一種充分適用于中小流域洪水四預的基于二維不規則網格的精細化產匯流模型。針對中小流域的暴雨洪水具有洪水反應快，洪水空間分布及推進反應真實等特點，能夠一次計算同時完成洪水預報和淹沒分析，可通過雨量站的實測數據和數值氣象預報的網格數據進行預報和演進計算。具體特征如下所述。
· 二維不規格網格空間劃分
在研究對象的集水范圍內，通過二維網格的形式對空間進行離散，網格的節點保存高程值。
圖1 研究區域影像圖
圖2 研究區域網格離散圖
· 針對不同土地特征的下墊面設置
下墊面根據降雨到產流的不同特征分為水體、水泥地、裸土、草地以及林地等多種土地特征。根據相關的土地利用性質影像圖資料就可方便快捷的進行自動映射到網格上，如下圖所示。
圖3 土地屬性網格圖
整個垂直空間的降雨截流、產流及下滲架構如下表
· 靈活精準的面雨量計算
面雨量的計算是根據監測雨量的點的位置關系進行空間距離權重插值。
展開 02
軟件介紹
TELEMAC-MASCARET是法國電力集團（EDF）的法國國立水利與環境實驗室開發的一款研究水動力學和水文學領域的高性能數值仿真開源軟件。基于有限元法，使用不規則三角網格，讓復雜的海岸線和河口的描繪更為精確。該軟件可以構建1D，2D和3D水動力學模型以解決波浪傳播, 波浪振動特性，水質污染，泥沙輸運和海床形態變化等問題，擁有豐富的用戶技術支持和廣泛的工業應用及驗證。
03
案例展示
從空間尺度上來說，河流的總長度一般遠大于河流的寬度。對于這樣的河流，法國電力集團（EDF）的水利工程中心常用一維水動力學模塊Mascaret來進行建模和研究。
展開 隨著WMS7版本發布，軟件現在通過HEC-1,TR-20,TR-55,Rational方法,NFF,MODRAT,HSPF支持水文學模型HEC-RAS,SMPDBK,CE QUAL W2,2維水文綜合（包括渠道水力，地下水交互）支持現在可以GAHA模擬的水力模型。所有的這些以地理信息數據處理為框架，它將會使分水嶺模型的建立和制圖更加簡單。
這個工程模型具有使用戶能夠選擇過去是結合在一起的模型，允許用戶僅選擇那血需要的分水嶺建模能力。同時WMS模塊可以在任何時候被購買和填加。這個軟件在運行時可以很好的和以后的軟件鏈接，在軟件中自動增加填加模型的能力。
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二、新增突變分析功能
數據管理模塊的時間序列分析板塊同步新增突變分析功能，集成曼 - 肯德爾檢驗（序貫）核心算法，區別于整體趨勢檢驗，可精準追蹤趨勢演變過程并識別突變點，廣泛適配氣候學、水文學、生態學等突變檢測場景。
此外，它還應用于<strong>天體物理學</strong>中的星系動力學、宇宙氣體動力學等領域，<strong>生物學</strong>中的血液動力學、神經傳導等方面，以及<strong>環境科學</strong>中的流體動力學、水文學、氣候學等領域。
水動力模型與水文模型是水利工程與水文學研究中不可或缺的兩大工具。水動力模型著重于流體運動的動力學機制，通過一系列方程組捕捉水流的時空變化，而概念性水文模型則側重于流域尺度的水文循環過程，利用物理概念與經驗關系進行近似模擬。兩者相互補充，共同構成了現代水文學與水資源管理領域的核心分析手段。
水文學和水力學的區別
“洪水風險圖導則”中推薦使用3種方法進行洪水風險分析，即水力學法、水文學法和歷史水災法。那到底“水文學”和“水力學”有什么區別？
水文學（hydrology）是地球物理學和自然地理學的分支學科。研究存在于大氣層中、地球表面和地殼內部各種形態水在水量和水質上的運動、變化、分布，以及與環境及人類活動之間相互的聯系和作用。
該項目涵蓋了衛星通信、地理信息系統、氣象學、水文學、計算工程和水力學。
EFFORS系統包含氣象、水文和水力等模塊，可對強降水、泄洪和洪水淹沒地區進行 24 小時預報。EFFORS系統的核心是一個shell程序，結果每小時更新一次，系統接近實時運行。
浙江省杭州市西湖區千島湖智谷大廈）
特邀授課老師
河海大學 時教授
軟件介紹
TELEMAC-MASCARET是法國電力集團（EDF）的法國國立水利與環境實驗室開發的一款研究水動力學和水文學領域的高性能數值仿真開源軟件
TELEMAC-MASCARET是法國電力集團（EDF）的法國國立水利與環境實驗室開發的一款研究水動力學和水文學領域的高性能數值仿真開源軟件。基于有限元法，使用不規則三角網格，讓復雜的海岸線和河口的描繪更為精確。
TELEMAC-MASCARET是法國電力集團（EDF）的法國國立水利與環境實驗室開發的一款研究水動力學和水文學領域的高性能數值仿真開源軟件。基于有限元法，使用不規則三角網格，讓復雜的海岸線和河口的描繪更為精確。該軟件可以構建1D，2D和3D水動力學模型以解決波浪傳播, 波浪振動特性，水質污染，泥沙輸運和海床形態變化等問題，擁有豐富的用戶技術支持和廣泛的工業應用及驗證。
TELEMAC-MASCARET是法國電力集團（EDF）的法國國立水利與環境實驗室開發的一款研究水動力學和水文學領域的高性能數值仿真開源軟件。基于有限元法，使用不規則三角網格，讓復雜的海岸線和河口的描繪更為精確。
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TELEMAC-MASCARET是法國電力集團（EDF）的法國國立水利與環境實驗室開發的一款研究水動力學和水文學領域的高性能數值仿真開源軟件。基于有限元法，使用不規則三角網格，讓復雜的海岸線和河口的描繪更為精確。
