內容簡介
《實用水文統計/全國水文勘測技能培訓係列教材》是“全國水文勘測技能培訓係列教材”的分冊之一,係統介紹概率統計方麵的基本知識和水文應用。
《實用水文統計/全國水文勘測技能培訓係列教材》共分9章,內容包括緒論、事件與概率、隨機變量及其分布、隨機變量的數字特徵、極限定理和抽樣分布、水文頻率計算、統計推斷、迴歸分析和誤差理論基礎及應用。每章均有小結、思考與練習。
《實用水文統計/全國水文勘測技能培訓係列教材》力求體現職業培訓特點,原理簡明,深入淺齣,示例豐富,宜教宜學。
《實用水文統計/全國水文勘測技能培訓係列教材》可作為水文職工技術技能培訓用教材,也可供從事水利工作的技術人員及大中專院校相關專業師生參考。
內頁插圖
目錄
序
前言
第1章 緒論
1.1 水文現象與統計規律
1.2 水文統計學的産生與發展
1.3 水文統計在水文工作中的地位
本章小結
思考與練習
第2章 事件與概率
2.1 隨機試驗與事件
2.2 概率的定義與性質
2.3 條件概率和事件的獨立性
本章小結
思考與練習
第3章 隨機變量及其分布
3.1 隨機變量與分布函數
3.2 離散型隨機變量
3.3 連續型隨機變量
3.4 多元隨機變量及其分布
3.5 隨機變量函數的分布
本章小結
思考與練習
第4章 隨機變量的數字特徵
4.1 數學期望
4.2 方差與變差係數
4.3 偏態係數與峰度係數
4.4 矩
本章小結
思考與練習
第5章 極限定理和抽樣分布
5.1 極限定理
5.2 抽樣分布
5.3 幾種重要統計量的抽樣分布
5.4 順序統計量及分布
本章小結
思考與練習
第6章 水文頻率計算
6.1 概述
6.2 頻率麯綫
6.3 總體參數估計的適綫法
6.4 有特異值時的頻率計算
本章小結
思考與練習
第7章 統計推斷
7.1 概述
7.2 參數的點估計
7.3 參數的區間估計
7.4 假設檢驗
7.5 非參數的假設檢驗
7.6 抽樣誤差
本章小結
思考與練習
第8章 迴歸分析
8.1 基本概念
8.2 綫性迴歸數學模型
8.3 經驗綫性迴歸方程
8.4 迴歸分析的統計檢驗
8.5 非綫性迴歸
8.6 迴歸分析應用中的常見問題
本章小結
思考與練習
第9章 誤差理論基礎及應用
9.1 誤差的基本概念
9.2 隨機誤差
9.3 係統誤差
9.4 粗大誤差
9.5 誤差的傳播與綜閤
9.6 測量的不確定度
9.7 流量測驗不確定度計算實例
本章小結
思考與練習
附錄
參考文獻
前言/序言
《實用水文統計》是“全國水文勘測技能培訓係列教材”的分冊之一。本係列教材的編撰,以提高技術、技能為主旨,力圖反映最新科技的發展,貫徹執行新的技術標準,突齣新技術、新方法、新設備、新儀器的應用;理論以必需、夠用為度,突齣實踐與應用,適當拓展,具有一定的前瞻性;循序漸進,圖文並茂,示例豐富,宜教宜學。
本教材與以往相關的水文統計教材相比,在內容上有很大調整。考慮到培訓教材特點,將一般教材單獨成章的多元隨機變量及其分布並入第3章隨機變量及其分布,作為其中一節;水文頻率計算單獨成章,強化具體的水文應用;參數估計的數理統計方法和假設檢驗閤為統計推斷;增加瞭誤差理論基礎及應用的內容和應用實例。教材內容充分考慮當前水文職工的學曆和專業結構,淡化數學理論和公式推導,突齣水文統計方法在水文工作中的實際應用。教材增加瞭Excel軟件的水文應用,利用其統計函數和數據分析的功能,解決水文統計中樣本統計參數計算和迴歸分析計算等,計算簡便實用。
本分冊共分為9章。第1章緒論,第2章事件與概率,第3章隨機變量及其分布,第4章隨機變量的數字特徵,第5章極限定理和抽樣分布,第6章水文頻率計算,第7章統計推斷,第8章迴歸分析,第9章誤差理論基礎及應用。每章均有小結、思考與習題。
本分冊由揚州大學周建康主編,水利部水文局王曉平、揚州大學李帆任副主編,水利部水文局魏延玲、李靜參加編寫。揚州大學研究生郭佳香、趙詣、薛辰影參與瞭部分資料收集整理工作。本分冊由水利部長江水利委員會水文局陳鬆生擔任主審。
本分冊的編寫得到多方指導、支持與幫助。水利部水文局和揚州大學水利與能源動力工程學院予以精心組織;水利部水文局張建新處長、上海市水文總站宋政峰總工、江蘇省水文水資源勘測局馬倩、遼寜省水文局李裏對本書的編寫給予瞭詳細指導和建議;江蘇、上海、遼寜、陝西、貴州、甘肅、青海等省(直轄市)水文局(水文總站)提齣瞭許多寶貴建議;揚州水文局王永東局長、長江水利委員會水文局中遊局局長助理羅興提供瞭計算實例資料;揚州大學楊誠芳教授在教材編寫的各個環節均給予瞭具體指導;中國水利水電齣版社李亮分社長、劉佳宜編輯對分冊的編輯和齣版給予瞭大力支持。在此,一並錶示誠摯感謝。
在編寫中,本分冊的編撰參考和引用瞭一些專著、教材和技術文獻,在書中參考文獻中都盡量注明齣處,但難免有遺漏,在此謹嚮所有原作者錶示謝意。
由於編者水平所限,書中難免存在不妥之處,敬請專傢和廣大讀者批評指正。
《水文勘測實用技術手冊》 內容概要 本書是為滿足我國水文勘測領域一綫技術人員日益增長的專業技能提升需求而編寫的。全書力求將理論與實踐緊密結閤,以解決實際工作中遇到的常見問題為導嚮,覆蓋瞭水文勘測從基礎知識到關鍵技術、再到數據處理與應用的全過程。本書旨在成為水文勘測人員手中必備的工具書,幫助他們提高工作效率、保證數據質量、深化專業理解。 第一章 水文勘測基礎知識 本章係統迴顧和梳理瞭水文勘測的基本概念、理論依據及發展曆程。 1.1 水文學基礎: 詳細闡述瞭水循環的基本過程,包括降水、蒸發、下滲、徑流等要素的形成機製和相互關係。重點介紹瞭水文的基本要素,如水位、流量、降水量、蒸發量、産沙量等,並對其測量原則和意義進行瞭深入剖析。 1.2 水文測量基礎: 介紹瞭水文測量的基本原理,包括測量的精度要求、誤差來源及控製方法。詳細講解瞭各類水文測驗儀器的構造、性能、使用方法和維護保養要點,如水位計、流速儀、雨量計、蒸發皿、測沙設備等。強調瞭儀器校準和定期檢定的重要性。 1.3 水文站網與測站類型: 介紹瞭我國水文站的設置原則、分類及功能。詳細闡述瞭不同類型水文站(如地錶水、地下水、降水、蒸發、水質等)的測驗項目、測驗規程和管理要求。重點突齣瞭不同測站之間數據關聯和協同的重要性。 1.4 水文勘測的基本流程: 梳理瞭水文勘測工作的整體流程,包括勘測前的準備、現場測驗、數據記錄、數據整理與初步分析等環節。詳細講解瞭不同測驗任務所對應的具體操作步驟和注意事項。 第二章 地錶水文勘測技術 本章聚焦於地錶水文勘測的核心內容,從水量、水質、泥沙等多個維度進行深入講解。 2.1 水位觀測技術: 2.1.1 水位觀測的原理與方法: 詳細講解瞭基於浮子、虹吸、自記、遙測等不同原理的水位觀測方法,重點闡述瞭不同方法在各種地形、水流條件下的適用性。 2.1.2 潮位觀測: 專門針對沿海和河口地區,講解瞭潮位觀測的特殊性、觀測儀器(如潮位計、驗潮井)的使用以及潮位數據的處理與應用。 2.1.3 水位站的設置與維護: 介紹瞭水位站的選址原則、觀測設施的建設要求、以及日常的巡查、維護和保養工作,包括站房、水位標尺、觀測井、遙測設備等的檢查與維修。 2.2 流量測驗技術: 2.2.1 流量測驗的基本原理: 深入講解瞭流速麵積法、分層法、斜率麵積法等主流流量測驗方法的理論基礎,以及流量計算的公式與方法。 2.2.2 流速測量技術: 詳細介紹瞭各類流速儀(如鏇杯式流速儀、電磁流速儀、多普勒流速儀)的工作原理、使用方法、操作規程及注意事項。特彆強調瞭在不同流速、水深、水質條件下的選型和使用技巧。 2.2.3 斷麵選取與測驗: 詳細闡述瞭流量測驗斷麵的選取原則、標準和斷麵點的布設方法。講解瞭在不同水流形態(如均勻流、非均勻流)下,如何準確進行斷麵測量和數據采集。 2.2.4 特殊情況下的流量測驗: 針對洪水期、枯水期、淺灘、深潭、結冰期、洪水漫灘等復雜工況,提供瞭相應的流量測驗方法和技巧,並講解瞭如何保證數據的可靠性。 2.2.5 非常規流量測量方法: 簡要介紹瞭稀釋法、聲學多普勒法(ADV)等非常規流量測量技術,及其在特定場景下的應用。 2.3 産沙量測驗技術: 2.3.1 泥沙測驗的基本原理: 闡述瞭泥沙含量、含沙量、輸沙率等基本概念,以及泥沙測驗的意義。 2.3.2 懸移質泥沙測驗: 詳細講解瞭懸移質泥沙的采樣方法(如吊桶取樣、埋管取樣)、采樣設備的使用、以及實驗室分析(如烘乾法、稱量法)的步驟和注意事項。 2.3.3 推移質泥沙測驗: 介紹瞭推移質泥沙的觀測方法,如泥沙推移測量裝置、河床高程變化監測等。 2.3.4 日均含沙量與輸沙率計算: 講解瞭如何根據瞬時含沙量和流量數據,計算日均含沙量和輸沙率。 2.4 水質勘測技術: 2.4.1 水質參數的選取與測驗: 介紹瞭常規水質監測指標(如pH、溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數等)的測驗意義和方法。 2.4.2 水樣采集與保存: 詳細講解瞭不同類型水樣(如地錶水、地下水)的采集方法、采樣點位的選擇、采樣量、采樣器械的使用以及水樣的保存與運輸要求。 2.4.3 現場測驗技術: 介紹瞭現場使用的便攜式水質分析儀(如多參數水質計)的使用方法、校準和維護。 2.4.4 實驗室分析基礎: 簡要介紹瞭常見水質參數的實驗室分析原理和常用分析方法。 第三章 地下水文勘測技術 本章重點介紹地下水資源的勘測與監測技術。 3.1 地下水基本概念與形成: 闡述瞭地下水的定義、賦存形式(如潛水、承壓水)、地下水補給、排泄、徑流等基本概念。 3.2 地下水位觀測技術: 3.2.1 測井(井)的設置與維護: 介紹瞭地下水位觀測井的選址、鑽探、濾水管的安裝、防沉陷措施等。 3.2.2 地下水位觀測方法: 詳細講解瞭測繩法、自記水位計、壓力傳感器等觀測方法,以及在不同地質條件下的使用技巧。 3.2.3 地下水埋深與水位差測量: 講解瞭如何準確測量地下水埋深和不同測井點之間的水位差。 3.3 地下水流量與補給量勘測: 3.3.1 抽水試驗: 詳細介紹瞭抽水試驗的目的、不同類型的抽水試驗(如短時抽水試驗、長期抽水試驗),以及抽水試驗數據的采集與初步分析方法。 3.3.2 泉水流量測定: 介紹瞭泉水流量的觀測方法,如堰測法、流速麵積法等。 3.3.3 地下水流速測定: 簡要介紹瞭示蹤劑法等地下水流速測定方法。 3.4 地下水水質勘測: 3.4.1 地下水水質參數: 介紹瞭地下水常規水質監測指標,如硬度、溶解性總固體、重金屬等。 3.4.2 地下水采樣與分析: 講解瞭地下水采樣注意事項,以及與地錶水采樣在方法上的區彆。 第四章 降水與蒸發觀測技術 本章詳細介紹降水和蒸發兩大對地錶水文過程有重要影響的要素的觀測方法。 4.1 降水觀測技術: 4.1.1 雨量計類型與原理: 介紹瞭各類型雨量計(如翻鬥式雨量計、稱重式雨量計、雨量筒)的工作原理、優缺點和適用範圍。 4.1.2 雨量站的設置與管理: 講解瞭雨量站的選址要求、站房建設、雨量計的安裝、校準和日常維護。 4.1.3 人工與自動降水觀測: 詳細闡述瞭人工觀測(如定時量測、傾鬥記錄)和自動觀測(如遙測雨量站)的操作規程,以及數據處理與質量控製。 4.1.4 特殊降水觀測: 介紹瞭雪量、冰雹等特殊降水的觀測方法。 4.2 蒸發觀測技術: 4.2.1 蒸發皿類型與原理: 介紹瞭蒸發皿(如A3型、E-601型)的構造、工作原理以及影響蒸發量的因素。 4.2.2 蒸發站的設置與觀測: 講解瞭蒸發站的選址、觀測儀器(如蒸發皿、測量尺)的使用、觀測頻率以及數據記錄。 4.2.3 潛在蒸散發計算: 簡要介紹瞭基於蒸發皿數據計算潛在蒸散發的方法。 第五章 水文數據處理與應用基礎 本章旨在介紹水文勘測數據的整理、分析和應用方法。 5.1 數據記錄與整理: 5.1.1 水文測驗記錄錶規範: 詳細介紹瞭各類水文測驗記錄錶的填寫要求、格式規範,強調瞭數據的原始性和準確性。 5.1.2 數據錄入與初步檢查: 講解瞭數據錄入的常用軟件(如Excel、Access),以及對錄入數據的初步檢查,包括數據範圍、單位、邏輯關係等。 5.2 數據質量控製: 5.2.1 誤差分析與識彆: 介紹瞭水文數據常見的係統誤差和隨機誤差,以及識彆和剔除粗差的方法。 5.2.2 數據審核與校驗: 講解瞭多源數據(如不同測站、不同時間段)的交叉校驗方法,以及數據審核的流程和要點。 5.3 數據分析與圖錶繪製: 5.3.1 基本統計分析: 介紹瞭水文數據的描述性統計方法,如均值、方差、標準差、最大值、最小值等。 5.3.2 時間序列分析基礎: 簡要介紹瞭水文時間序列的平穩性、周期性等基本概念。 5.3.3 圖錶繪製: 講解瞭如何利用專業軟件(如Origin、Excel)繪製各種水文圖錶,如水位-流量關係麯綫、日流量過程綫、年徑流係列圖等。 5.4 水文數據的初步應用: 5.4.1 水文信息服務: 介紹瞭水文信息在防洪、抗旱、供水、航運、發電等方麵的初步應用。 5.4.2 水文預報基礎: 簡要介紹瞭水文預報的基本原理和方法。 第六章 水文勘測安全與職業道德 本章強調瞭水文勘測工作中安全生産的重要性以及從業人員應具備的職業素養。 6.1 野外作業安全: 6.1.1 風險識彆與評估: 詳細列舉瞭野外水文勘測作業中可能遇到的各種風險,如高空作業、水下作業、惡劣天氣、野生動物、交通安全等,並提供瞭相應的風險評估方法。 6.1.2 安全防護措施: 針對不同風險,詳細講解瞭必要的安全防護措施,包括個人防護裝備(如救生衣、安全帽、反光背心)、安全繩索、急救藥品等。 6.1.3 應急預案與處理: 強調瞭製定和演練應急預案的重要性,包括遇險求救、人員疏散、醫療救護等。 6.2 現場操作安全: 6.2.1 儀器設備操作安全: 講解瞭各類儀器設備的正確操作方法,避免因誤操作造成設備損壞或人身傷害。 6.2.2 車輛與交通安全: 強調瞭野外作業車輛的管理和駕駛安全。 6.3 職業道德與法律法規: 6.3.1 嚴謹求實的工作態度: 強調瞭數據真實、準確、可靠的重要性,樹立科學嚴謹的工作作風。 6.3.2 保密意識: 強調瞭水文數據的保密要求。 6.3.3 遵守行業規範與法律法規: 介紹瞭與水文勘測相關的法律法規和行業標準。 附錄 常用水文專業術語解釋 主要水文儀器技術參數參考 水文測驗相關國傢標準與行業標準列錶 本書內容力求詳實、實用,覆蓋水文勘測工作者日常可能遇到的各類問題。書中大量結閤實際案例,通過圖文並茂的方式,使讀者能夠清晰地理解和掌握各項技術要點。希望本書能夠成為推動我國水文勘測事業發展、提升從業人員專業技能的重要參考。