水文学原理复习学习教案

1、会计学1水文学原理水文学原理(yunl)复习复习第一页，共99页。第1页/共98页第二页，共99页。第2页/共98页第三页，共99页。第3页/共98页第四页，共99页。第4页/共98页第五页，共99页。第5页/共98页第六页，共99页。功能，但评分容易受到评卷人的主观因素影响。第6页/共98页第七页，共99页。第7页/共98页第八页，共99页。选择题等。客观题也称固定应答型试题，以客观题为主体的试卷有足够的覆盖面，阅卷、评分完全避免阅卷人的主观因素的干扰，还可以(ky)通过机器阅卷，提高阅卷效率。第8页/共98页第九页，共99页。重点讲解概念及区别(qbi)，重点分析水循环过程涉及的环节，课前

2、介绍讲述内容，课堂详细展开课后强调每章节必须掌握的知识点第9页/共98页第十页，共99页。第10页/共98页第十一页，共99页。第11页/共98页第十二页，共99页。n计算过程n 原理、分几个步骤、哪些公式(gngsh)、图示第12页/共98页第十三页，共99页。第十一章 流域汇流第13页/共98页第十四页，共99页。蒸发蒸发(zhngf)蒸散发蒸散发(snf)蒸散发蒸散发t降水降水截留截留洼洼蓄蓄下渗下渗地表地表径流径流壤中流壤中流地下水流地下水流深层深层地下水地下水河道河道汇流汇流流量流量历时曲线历时曲线第14页/共98页第十五页，共99页。某某某时刻水电站、出山口等控制(kngzh)断面

3、流量的一部分某时刻(shk)的降雨量课程章节安排课程章节安排围绕这个问号围绕这个问号涉及的中间过程有关涉及的中间过程有关第15页/共98页第十六页，共99页。流域(liy)出口控制断面的流量过程流域内降雨量的时空过程汇流过程产流过程水量平衡计算（Rgt , Rst）线性系统建模（Qgt , Qst , Qt ）非线性系统建模Q= f（P, Qt1 ， Qtn）第16页/共98页第十七页，共99页。第17页/共98页第十八页，共99页。第18页/共98页第十九页，共99页。第19页/共98页第二十页，共99页。形式长久(chngji)保存在高寒地带。第20页/共98页第二十一页，共99页。第21

4、页/共98页第二十二页，共99页。第22页/共98页第二十三页，共99页。第23页/共98页第二十四页，共99页。多个特征河长河段串联后的平衡方程（线性时不变系统）蓄满产流模式的水量平衡方程线性水库的水量平衡方程第24页/共98页第二十五页，共99页。第二章 要求(yoqi)n了解影响流域径流形成的因素第25页/共98页第二十六页，共99页。两个指标及其意义反映径流年际变化的两个指标及其意义第26页/共98页第二十七页，共99页。蒸发损失后，用于产生(chnshng)地表径流与地下径流的那部分雨量，也称为产流量。净雨是流域径流的来源，而径流是流域净雨汇集的结果。第27页/共98页第二十八页，共

5、99页。第28页/共98页第二十九页，共99页。2、月、旬、季的径流量占全年(qun nin)径流量的百分比1、 径流年内分配不均匀(jnyn)系数C 值越大， 表明年内各月径流量相差悬殊， 径流年内分配越不均匀(jnyn)Qi 是某个月份的径流量 是12个月的月平均径流量QiiQQK第29页/共98页第三十页，共99页。径流(jngli)的年际变化：年径流变差系数年际极值比反映径流在多年期间的变化特性第30页/共98页第三十一页，共99页。最大降水截留容量影响降水截留量的因素第31页/共98页第三十二页，共99页。校正第32页/共98页第三十三页，共99页。第33页/共98页第三十四页，共9

6、9页。第34页/共98页第三十五页，共99页。非饱和土壤水分扩散方程（理查兹方程）土壤水分扩散系数第35页/共98页第三十六页，共99页。第36页/共98页第三十七页，共99页。分子吸附力：土壤颗粒表面附近的液态水受到土颗粒静电场的作用(zuyng)而受到的力，即粘附力，在水文学里称为分子吸附力。第37页/共98页第三十八页，共99页。土壤颗粒对水分的分子吸附力重 力渗透(shntu)压力粘滞力大气压力表面张力第38页/共98页第三十九页，共99页。吸湿(x sh)水（强结合水）薄膜水（弱结合水）毛 管 水重 力 水第39页/共98页第四十页，共99页。毛管水高度毛管水高度(god)第40页/

7、共98页第四十一页，共99页。第41页/共98页第四十二页，共99页。基质势 = 毛管势 + 吸附势溶质(rngzh)势（渗透式）重力势压力势第42页/共98页第四十三页，共99页。纯水的水势高，纯水可进入植物体内， 同样(tngyng)植物因为其水势低，土壤水势高而进入植物根系，对植物来说是根系吸收了土壤中的高势水第43页/共98页第四十四页，共99页。2、 饱和(boh)土壤水运动方程（达西定律）3、 非饱和土壤水运动(yndng)方程（不饱和土壤水力渗透系数）4、 非饱和土壤水基本(jbn)微分方程（土壤水分扩散）1、 土壤单元体水流连续方程（水量平衡方程）可忽略水密度的变化可忽略水密度

8、的变化第44页/共98页第四十五页，共99页。第45页/共98页第四十六页，共99页。n Green-Ampt公式的假设n阿列克谢夫下渗率公式推导第46页/共98页第四十七页，共99页。单位时间内，渗入单位面积(min j)土壤中的水量，用字母 f 表示，又称下渗强度。常用单位mm/min 或 mm/hr 土壤在充分供水条件下的下渗率，用字母 fp 表示，又称下渗容量。第47页/共98页第四十八页，共99页。下渗过程中，土壤水不断趋向饱和的进程中，土壤水分的受力状况在三个阶段不同，使得土壤水渗透速率在这三个阶段差异(chy)比较大渗 润 阶段(jidun)渗 透 阶段 渗 漏 阶段第48页/共

9、98页第四十九页，共99页。湿润湿润(shrn)(shrn)带带饱饱 和和 带带湿润湿润(shrn)锋面锋面过过 渡渡 带带水分传递带水分传递带第49页/共98页第五十页，共99页。第50页/共98页第五十一页，共99页。对上面的公式对上面的公式(gngsh)积分得到霍顿下渗率公式积分得到霍顿下渗率公式(gngsh)：对霍顿下渗率公式(gngsh)积分，可导出累积下渗量公式(gngsh)。第51页/共98页第五十二页，共99页。0 00 0s s推导下渗公式有四个假设第52页/共98页第五十三页，共99页。下渗水(shn shu)首先满足上部土壤饱和，湿润锋面向下不断推进，饱和层厚度增加。湿润

10、锋面处的不饱和土壤的土水势（基质势）是常数。下渗水流属于饱和土壤水运动，可用达西公式描述。第53页/共98页第五十四页，共99页。tt0tpDOCABEF求t0和 tpif0fcif0f0fc第54页/共98页第五十五页，共99页。单层模式计算流域蒸发公示第55页/共98页第五十六页，共99页。流域蒸散发(snf)能力（潜在蒸散发(snf) PET）是流域下垫面充分(chngfn)供水状况下的蒸发量 Ep水面蒸发折算法求Ep第56页/共98页第五十七页，共99页。蒸蒸发发(zhngf)速速率率田间田间(tin jin)含水量含水量毛管断裂毛管断裂(dun li)含水量含水量第57页/共98页第

11、五十八页，共99页。第58页/共98页第五十九页，共99页。n直接径流、基流第59页/共98页第六十页，共99页。n简述为何(wih)土壤水分达到田间持水量是 形成地下径流的n先决条件n论述四种径流成分的产流机制 （图示、公式和符号）第60页/共98页第六十一页，共99页。第61页/共98页第六十二页，共99页。第62页/共98页第六十三页，共99页。依据曲线解释产流量与可产流面积的关系蓄满产流教材中的算例（作业提交）流域超渗产流的意义流域超渗产流的计算过程（教材中的算例）第63页/共98页第六十四页，共99页。第64页/共98页第六十五页，共99页。 推导推导(tudo)产流计算产流计算公式

12、公式第65页/共98页第六十六页，共99页。P-E+A WmmP-E+A Wmm流域部分面积产流，公式流域部分面积产流，公式(gngsh)(gngsh)没有取舍没有取舍流域流域(liy)(liy)全面积产流，计算公式有取舍全面积产流，计算公式有取舍项项第66页/共98页第六十七页，共99页。最上端最上端(shn dun)曲线代表情况曲线代表情况最上端最上端(shn dun)曲线外包线斜率截曲线外包线斜率截距距介于最上端与最下端介于最上端与最下端之间的曲线代表情况之间的曲线代表情况最下端直线最下端直线代表情况代表情况第67页/共98页第六十八页，共99页。流模式公式，也可以不列出第68页/共98

13、页第六十九页，共99页。第69页/共98页第七十页，共99页。的水量可在水箱顶部表面形成地表径流；n以上的产流只是在流域内部分蓄满的包气带内发生，是流域部分蓄满产流。第70页/共98页第七十一页，共99页。第71页/共98页第七十二页，共99页。第72页/共98页第七十三页，共99页。大比降山区河床(hchung)河流洪水运动特性及波速深大水库入库洪水惯性波的运动特性第73页/共98页第七十四页，共99页。的关系瞬时单位线的概念与表达式、积分意义任意(rny)连续入流的矩形入流离散过程什么是线性时不变系统第74页/共98页第七十五页，共99页。QWQWQWWtWtWttttQQQ第75页/共9

14、8页第七十六页，共99页。第76页/共98页第七十七页，共99页。瞬时单位入流是单位入流对时间(shjin)t的一阶导数构造函数构造函数第77页/共98页第七十八页，共99页。洪水演算的研究对象：洪水演算关心(gunxn)的研究内容：河段上下断面的流量、水位随流程(lichng)与时间的变化。 水文学研究中依据一些假设或经验，利用上断面的流量过程来推求下断面的流量过程，涉及到的核心内容是两个断面间蓄水量的变化。已知上断面流量过程，推求下断面的流量进入河段上下游两断面间的水体（洪水波）， 第78页/共98页第七十九页，共99页。假设河段水面呈直线变化(binhu)，选择一个河段，若河段中断面的水

15、位不变，则不论比降如何变化(binhu)，上、中断面之间河段的槽蓄变化(binhu)量 恰好与中、下断面之间河段的槽蓄变化(binhu)量 互为相反数，则河段的槽蓄量在涨洪与退洪过程中均保持不变,即有关系：还可以确定：固定的中断面水位值， 对应一个唯一的流量值，满足单值一一对应特征河长河段的槽蓄量在洪水(hngshu)传播过程中不变第79页/共98页第八十页，共99页。 下面(xi mian)： 中断面以下断面在涨洪时，由于水面比降增加引起的流量变化？由于水深减小引起的流量变化？从而导出：特征河长的概念及其特点第80页/共98页第八十一页，共99页。涨 洪水面比降增加(zngji)，流量增加(

16、zngji)Q i = 定值 ？水位降低，流量减少Q h = 离中断面(dun min)距离 ？上面假设上面假设(jish)下下中断面以下断面在涨洪时的状中断面以下断面在涨洪时的状态态i为附加比降 第81页/共98页第八十二页，共99页。河床(hchung)比降i0 为定值假设(jish)水面线为直线，附加比降i为定值涨水时，比降增大引起的流量(liling)增加Qi为定值中断面以下的河段流量大于中断面水位对应的Q0 ，且为常值 。即中断面以下每个断面的流量增加量为定值第82页/共98页第八十三页，共99页。某个下断面离中断面越远，水深减小愈大， 则Q h 值愈负，则一定存在一个(y )下断面

17、，恰好使得：涨洪时，下断面的水深小于稳定流状态(zhungti)下的水深，导致下断面的流量减少Q h 涨水时，水深降低(jingd)引起的流量减少Q h满足这样关系的河段的长度，称特征河长。它恰好使得河段槽蓄量与河段下断面流量成单值对应关系。第83页/共98页第八十四页，共99页。假设河段水面呈直线变化，选择一个河段，若河段中断面的水位不变，则不论比降如何变化，上、中断面之间河段的槽蓄变化量 恰好与中、下断面之间河段的槽蓄变化量 互为相反数，则河段的槽蓄量在涨洪与退洪过程中均保持不变,即有关系：还可以(ky)确定：固定的中断面水位值， 对应一个唯一的流量值，满足单值一一对应特征河长河段的槽蓄量

18、在洪水(hngshu)传播过程中不变第84页/共98页第八十五页，共99页。长度 l 的河段在起始时刻蓄水量为零（空河槽）把整个河段划分为 n 个长度为特征河长的子河段，则每个子河段都具有特征何长河段的特性，而且这些子河段从上到下构成串联的线型水库(shuk)关系。Q(t) =？I(t)12nn-1Qn(t)= Q(t)Qn-1(t)Q2(t)Q1(t)I(t)12n-1n第85页/共98页第八十六页，共99页。12nn-1Qn= QQn-1Q2Q1I= I1第86页/共98页第八十七页，共99页。假设上断面有最简单的入流过程而且可以得到下断面在这种简单入流过程下的出流过程。就可以推而广之，得

19、到任意入流输入情形下的下断面流量响应(xingyng)输出。I 已知， 如何(rh)求Q ？第87页/共98页第八十八页，共99页。洪水(hngshu)演算槽蓄原理特征河长单位入流进入空河槽上断面(dun min)后，在下断面(dun min)出流过程瞬时单位线河道断面(dun min)任意连续流量过程的矩形离散化第88页/共98页第八十九页，共99页。(huli)曲线的含义；线性水库n线性时不变系统的特性；第89页/共98页第九十页，共99页。n利用纳希单位(dnwi)线进行流域汇流计算的思想；n求流域汇流单位(dnwi)线的方法及其步骤n地下径流线性水路汇流计算的思路第90页/共98页第九十一页，共99页。介绍介绍(jisho)(jisho)某个等流时块在某时刻