水文學第一章-緒論等

1、水文學與水文地質(zhì)學水文學參考書1.水文學與水文地質(zhì)學主編： 楊維 ， 機械工業(yè)出版社，2010.1 2.水文學（第四版） 主編：黃廷林 馬學尼，中國建筑工出版社， 2006.6； 3.水文地質(zhì)學， 主編：王大純，地質(zhì)出版社，2006.6； 4.供水水文地質(zhì)學， 主編：劉兆昌，中國建筑工業(yè)出版社，2001、6； 水文學課程簡介一 水文學的主要內(nèi)容水體的形成和演變水體形成的成因和物理規(guī)律研究成因及物理規(guī)律的方法學習目的掌握水文現(xiàn)象的基本規(guī)律和研究方法第一章 緒論第一節(jié) 水文學的內(nèi)容和任務(wù)水文學的定義水體：指以一定形態(tài)存在于自然界中的水的總稱。水文學：廣義地說就是研究地球和水的科學，包括它的性質(zhì)、分

2、布運動規(guī)律。 研究自然界各種水體（大氣水、地表水、地下水）的存在、分布、循環(huán)、物理化學性質(zhì)及其與環(huán)境因素的相互作用規(guī)律，預(yù)測、預(yù)報各水文現(xiàn)象（如降水、水位、流量、水質(zhì)等）的變化情勢。水文學研究對象：二 水文學的分類按地球圈層情況可分為水文氣象學地表水文學地下水文學按地球表面分布情況可分為海洋水文學陸地水文學根據(jù)任務(wù)和研究方法的不同，水文學研究以下方面工作水文測驗及資料整編水文信息采集技術(shù)水文水利計算 水文分析與計算預(yù)估未來較長時間內(nèi)的水文情勢。 水利計算根據(jù)水文計算預(yù)估的來水情況和用水情況，進行水量調(diào)節(jié)計算與經(jīng)濟論證。水文預(yù)報預(yù)報未來短時間內(nèi)或中長期（幾天或幾月）的水文情勢。第二節(jié) 水文學的發(fā)

3、展水文學簡史萌芽時期（公元1400年以前）奠基時期（公元14001900年）實踐時期（公元19001950年）現(xiàn)代化時期（1950年現(xiàn)在）現(xiàn)代化時期主要特點新理論、新方法： 雷達測雨 中子散射法測土壤含水 放射性示蹤測流 同位素測沙 資源衛(wèi)星及遙感圖像的應(yīng)用 數(shù)值分析與數(shù)值模擬跨流域、跨地區(qū)的水資源綜合調(diào)度利用中的水文問題全球尺度水文學問題雨洪預(yù)報模型技術(shù)水污染控制與水環(huán)境修復(fù)技術(shù)一、水文現(xiàn)象的基本特點1、時程變化上的周期性與隨機性2、地區(qū)上的相似性與特殊性二、第三節(jié) 水文現(xiàn)象的基本 特點及研究方法三、水文現(xiàn)象的研究方法 成因分析法：由觀測資料，從物理成因上研究水文變化規(guī)律，只定性分析，在定量

4、上不能滿足工程設(shè)計要求。 數(shù)理統(tǒng)計法： 運用概率統(tǒng)計理論對長期觀測的資料進行統(tǒng)計計, 以尋求其規(guī)律性。 地理綜合法：由地區(qū)經(jīng)驗公式和等值線圖分析，揭示水文現(xiàn)象的地區(qū)分布規(guī)律。第四節(jié) 地球上的水資源一 地球上水的分布廣義水資源地球上的所有的水狹義水資源可工人類利用的逐年可以更新的地表、地下動態(tài)水量二 水資源問題河川徑流的時空分布不均勻工業(yè)化帶來的水污染都市化及經(jīng)濟發(fā)展的不平衡三 解決方法在時間和空間上進行合理調(diào)配進行水污染防治合理的經(jīng)濟開發(fā)開展節(jié)約用水第五節(jié) 人類面臨的主要水問題 一、水的自然屬性（1）水資源的循環(huán)再生性 （2）空間不均勻性（3）時間不均勻性（4）水的流動性（5）水具有勢能、動能

5、、壓力能和化學能等二、水的社會屬性 、水是維持生命的不可替代的物質(zhì)、水的利害兩重性、人類開發(fā)利用水資源需要一定條件、可能成為社會不穩(wěn)定的一個因素三、主要水問題 （1）水、旱災(zāi)害是人類面臨的主要自然災(zāi)害（2）氣候變暖增加了解決水問題的難度（3）水污染加劇的勢頭還得不到有效的控制（4）不合理的工程措施和管理產(chǎn)生了負面影響在世界范圍內(nèi)每年因水、旱災(zāi)害造成的損失占各種自然災(zāi)害總損失的比例達 55% ，其中水災(zāi)為40% ，旱災(zāi)為15%我國每年因水、旱災(zāi)害造成的損失占各種自然災(zāi) 害總損失的比例要 害總損失的比例要大于 大于55%. 我國目前受旱耕地超過 0.2億 hm2，農(nóng)田灌溉年缺水達300億 m3；我

6、國620座城市中約有300座城市缺水，所缺水量58億 m3 ，缺水已成為我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要障礙之一。北京2012721大洪水-京港澳高速房山段入口北京2012721大洪水-房山周口店（洪水過后的情形）四、水文學的三大手段包括: (1)水文測驗學測定各種水文要素的數(shù)量及其在時間和空間上的變化，主要包括站網(wǎng)布設(shè)、測驗方法等 (2) 水文調(diào)查野外勘測和考察，旨在對水體形態(tài)和數(shù)量、集水面積內(nèi)的自然地理條件等作出科學的分析和訐價(3)水文實驗通過野外和室內(nèi)實驗，揭示水文循環(huán)過程各環(huán)節(jié)中水的運動、變化的某些規(guī)律，如水向土中下滲的規(guī)律，土壤水的運動規(guī)律、徑流形成規(guī)律、土壤和水面蒸發(fā)的規(guī)律，以及人類活動

7、的水文效應(yīng)等 五、自然界的水循環(huán)水文循環(huán)：是指發(fā)生于大氣水、地表水和地殼巖石空隙中地下水之間的水循環(huán)。大循環(huán)：是指海洋或大陸之間的水分交換。小循環(huán)：是指海洋或大陸內(nèi)部的水分交換。水文循環(huán)示意圖 水文循環(huán)：地球上的水在太陽輻射作用下，不斷地蒸發(fā)成水汽進入大氣，隨氣流輸送到各地；輸送中，遇到適當?shù)臈l件，凝結(jié)成云，重力作用下降落到地面，即降水；降水直接地、或以徑流的形式補給地球上的海洋、河流、湖泊、土壤、地下和生態(tài)水等，如此永不停止的循環(huán)運動。 地質(zhì)循環(huán) 地球淺層圈和深層圈之間的水的相互轉(zhuǎn)化過程稱為水的地質(zhì)循環(huán)。研究較少。 六、水文循環(huán)有關(guān)的氣象因素:（1）氣溫；（2）氣壓；（3）濕度，濕度包括：絕

8、對濕度、相對濕度、飽和水汽含量；（4）蒸發(fā)，蒸發(fā)包括：水面蒸發(fā)、土面蒸發(fā)、葉面蒸發(fā)，土面蒸發(fā)葉面蒸發(fā)騰發(fā)（蒸散）；（5）降水。 七、水文循環(huán)有關(guān)的水文因素:徑流分為：（1）地表徑流（2）地下徑流。在水文學中，常用流量、徑流總量、徑流深度、徑流模數(shù)和徑流系數(shù)等特征值說明地表徑流。參閱有關(guān)水文學方面的書籍。 八、我國水文循環(huán)概況我國水文循環(huán)時空分布不均，東多西少，南多北少。降水量1500mm 600800mm 50mm。6-9月為雨季,降水充沛,水循環(huán)強烈我國總徑流量為2.78萬億m3/a，長江及以南占75%。華北、西北占10%。地下水徑流量為7000億m3/a，長江及以南占60%，華北、西北占2

9、0%。全國冰川積雪總量為51322.2億m3（分布面積58641km2），冰雪融水為563.42億m3/a，是綠洲的補給源。地下水徑流滯緩，水質(zhì)佳，調(diào)節(jié)作用大，供水價值大。九、水文基本概念（重點）:徑流（runoff）：是指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流動的現(xiàn)象。為水流的重要環(huán)節(jié)和水均衡的基本因素。分為地表徑流和地下徑流。水系（hydrological net）：是指匯流于某一干流的全部河流所構(gòu)成的地表徑流系統(tǒng)。 水系也叫河系、河網(wǎng)。流域（watershed，basin）：是指一個水系的全部集水面積，亦即地表水、地下水的分水嶺所包圍的集水區(qū)域。分水線（分水嶺）（divide）：是指

10、相鄰兩個流域之間地形最高點的連線。十、河流、外流河與內(nèi)流河河流：自然界中脈絡(luò)相通的排泄降水徑流的天然輸水通道,其中分為各級支流及干流外流河：直接或間接流人海洋的河流叫外流河。外流河的流域稱為外流區(qū)。內(nèi)流河：不流人海洋，流人內(nèi)陸湖泊或中途消失的河流叫內(nèi)流河。內(nèi)流河的流域稱為內(nèi)流區(qū)。 十一、河流基本概念（重點）:流量:是指單位時間通過河流（渠、管）某一斷面的水量（水體積），單位m3/s。徑流總量:是某一時段T內(nèi)通過河渠某一斷面的總水量，單位m3，計算公式為W=QT。徑流模數(shù):是單位流域面積上的平均產(chǎn)水量，單位為l/sk m3 ，計算公式M=Q/F10 3 。徑流深度:是計算時段內(nèi)的總徑流量均勻分布

11、于測站以上整個流域面積上所得到的平均水層深度，單位為mm，計算公式Y(jié)=W/F10-3。徑流系數(shù)：是同一時段內(nèi)流域面積上的徑流深度Y（mm）與降水量X（mm）的比值，表示為=Y/X。十二、河流的基本特征河流長度彎曲系數(shù)河槽特征河流縱降比河流分段彎曲系數(shù)L:河流長度河源到河口之間的垂直距離河流橫斷面 復(fù)式斷面：發(fā)育有河漫灘、階地的橫斷面河流縱比降：任意河段首尾的高程差與長度的比值，（比降，坡度）平均縱比降：水系結(jié)構(gòu)7大江河：海河、遼河、黃河、淮河、松花江、長江、珠江.十三、流域分類（1）幾何特征 流域面積F ：在地形圖上繪出流域的分水線，用求積儀量出分水線包圍的面積，即流域面積流域長度 L F：從流域出口到流域最遠點的流域軸線長度平均寬度 ：B = F / LF 流域形狀系數(shù): K = B / LF 河網(wǎng)密度：（2）流域自然地理特征 地理位置：處的經(jīng)緯度氣候：溫度、濕度、降水、蒸發(fā)地形地貌：山區(qū)、山丘區(qū)、平原湖區(qū)土壤、地質(zhì)植被湖泊、沼澤人類活動措施 十四、降水與入滲降水：從空中降落到地表的液態(tài)水包括雨、雪、霰、雹、露