水文学第一章-绪论等

1、水文学与水文地质学水文学参考书1.水文学与水文地质学主编： 杨维 ， 机械工业出版社，2010.1 2.水文学（第四版） 主编：黄廷林 马学尼，中国建筑工出版社， 2006.6； 3.水文地质学， 主编：王大纯，地质出版社，2006.6； 4.供水水文地质学， 主编：刘兆昌，中国建筑工业出版社，2001、6； 水文学课程简介一 水文学的主要内容水体的形成和演变水体形成的成因和物理规律研究成因及物理规律的方法学习目的掌握水文现象的基本规律和研究方法第一章 绪论第一节 水文学的内容和任务水文学的定义水体：指以一定形态存在于自然界中的水的总称。水文学：广义地说就是研究地球和水的科学，包括它的性质、分

2、布运动规律。 研究自然界各种水体（大气水、地表水、地下水）的存在、分布、循环、物理化学性质及其与环境因素的相互作用规律，预测、预报各水文现象（如降水、水位、流量、水质等）的变化情势。水文学研究对象：二 水文学的分类按地球圈层情况可分为水文气象学地表水文学地下水文学按地球表面分布情况可分为海洋水文学陆地水文学根据任务和研究方法的不同，水文学研究以下方面工作水文测验及资料整编水文信息采集技术水文水利计算 水文分析与计算预估未来较长时间内的水文情势。 水利计算根据水文计算预估的来水情况和用水情况，进行水量调节计算与经济论证。水文预报预报未来短时间内或中长期（几天或几月）的水文情势。第二节 水文学的发

3、展水文学简史萌芽时期（公元1400年以前）奠基时期（公元14001900年）实践时期（公元19001950年）现代化时期（1950年现在）现代化时期主要特点新理论、新方法： 雷达测雨 中子散射法测土壤含水 放射性示踪测流 同位素测沙 资源卫星及遥感图像的应用 数值分析与数值模拟跨流域、跨地区的水资源综合调度利用中的水文问题全球尺度水文学问题雨洪预报模型技术水污染控制与水环境修复技术一、水文现象的基本特点1、时程变化上的周期性与随机性2、地区上的相似性与特殊性二、第三节 水文现象的基本 特点及研究方法三、水文现象的研究方法 成因分析法：由观测资料，从物理成因上研究水文变化规律，只定性分析，在定量

4、上不能满足工程设计要求。 数理统计法： 运用概率统计理论对长期观测的资料进行统计计, 以寻求其规律性。 地理综合法：由地区经验公式和等值线图分析，揭示水文现象的地区分布规律。第四节 地球上的水资源一 地球上水的分布广义水资源地球上的所有的水狭义水资源可工人类利用的逐年可以更新的地表、地下动态水量二 水资源问题河川径流的时空分布不均匀工业化带来的水污染都市化及经济发展的不平衡三 解决方法在时间和空间上进行合理调配进行水污染防治合理的经济开发开展节约用水第五节 人类面临的主要水问题 一、水的自然属性（1）水资源的循环再生性 （2）空间不均匀性（3）时间不均匀性（4）水的流动性（5）水具有势能、动能

5、、压力能和化学能等二、水的社会属性 、水是维持生命的不可替代的物质、水的利害两重性、人类开发利用水资源需要一定条件、可能成为社会不稳定的一个因素三、主要水问题 （1）水、旱灾害是人类面临的主要自然灾害（2）气候变暖增加了解决水问题的难度（3）水污染加剧的势头还得不到有效的控制（4）不合理的工程措施和管理产生了负面影响在世界范围内每年因水、旱灾害造成的损失占各种自然灾害总损失的比例达 55% ，其中水灾为40% ，旱灾为15%我国每年因水、旱灾害造成的损失占各种自然灾 害总损失的比例要 害总损失的比例要大于 大于55%. 我国目前受旱耕地超过 0.2亿 hm2，农田灌溉年缺水达300亿 m3；我

6、国620座城市中约有300座城市缺水，所缺水量58亿 m3 ，缺水已成为我国工农业生产发展的重要障碍之一。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（洪水过后的情形）四、水文学的三大手段包括: (1)水文测验学测定各种水文要素的数量及其在时间和空间上的变化，主要包括站网布设、测验方法等 (2) 水文调查野外勘测和考察，旨在对水体形态和数量、集水面积内的自然地理条件等作出科学的分析和讦价(3)水文实验通过野外和室内实验，揭示水文循环过程各环节中水的运动、变化的某些规律，如水向土中下渗的规律，土壤水的运动规律、径流形成规律、土壤和水面蒸发的规律，以及人类活动

7、的水文效应等 五、自然界的水循环水文循环：是指发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中地下水之间的水循环。大循环：是指海洋或大陆之间的水分交换。小循环：是指海洋或大陆内部的水分交换。水文循环示意图 水文循环：地球上的水在太阳辐射作用下，不断地蒸发成水汽进入大气，随气流输送到各地；输送中，遇到适当的条件，凝结成云，重力作用下降落到地面，即降水；降水直接地、或以径流的形式补给地球上的海洋、河流、湖泊、土壤、地下和生态水等，如此永不停止的循环运动。 地质循环 地球浅层圈和深层圈之间的水的相互转化过程称为水的地质循环。研究较少。 六、水文循环有关的气象因素:（1）气温；（2）气压；（3）湿度，湿度包括：绝

8、对湿度、相对湿度、饱和水汽含量；（4）蒸发，蒸发包括：水面蒸发、土面蒸发、叶面蒸发，土面蒸发叶面蒸发腾发（蒸散）；（5）降水。 七、水文循环有关的水文因素:径流分为：（1）地表径流（2）地下径流。在水文学中，常用流量、径流总量、径流深度、径流模数和径流系数等特征值说明地表径流。参阅有关水文学方面的书籍。 八、我国水文循环概况我国水文循环时空分布不均，东多西少，南多北少。降水量1500mm 600800mm 50mm。6-9月为雨季,降水充沛,水循环强烈我国总径流量为2.78万亿m3/a，长江及以南占75%。华北、西北占10%。地下水径流量为7000亿m3/a，长江及以南占60%，华北、西北占2

9、0%。全国冰川积雪总量为51322.2亿m3（分布面积58641km2），冰雪融水为563.42亿m3/a，是绿洲的补给源。地下水径流滞缓，水质佳，调节作用大，供水价值大。九、水文基本概念（重点）:径流（runoff）：是指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的现象。为水流的重要环节和水均衡的基本因素。分为地表径流和地下径流。水系（hydrological net）：是指汇流于某一干流的全部河流所构成的地表径流系统。 水系也叫河系、河网。流域（watershed，basin）：是指一个水系的全部集水面积，亦即地表水、地下水的分水岭所包围的集水区域。分水线（分水岭）（divide）：是指

10、相邻两个流域之间地形最高点的连线。十、河流、外流河与内流河河流：自然界中脉络相通的排泄降水径流的天然输水通道,其中分为各级支流及干流外流河：直接或间接流人海洋的河流叫外流河。外流河的流域称为外流区。内流河：不流人海洋，流人内陆湖泊或中途消失的河流叫内流河。内流河的流域称为内流区。 十一、河流基本概念（重点）:流量:是指单位时间通过河流（渠、管）某一断面的水量（水体积），单位m3/s。径流总量:是某一时段T内通过河渠某一断面的总水量，单位m3，计算公式为W=QT。径流模数:是单位流域面积上的平均产水量，单位为l/sk m3 ，计算公式M=Q/F10 3 。径流深度:是计算时段内的总径流量均匀分布

11、于测站以上整个流域面积上所得到的平均水层深度，单位为mm，计算公式Y=W/F10-3。径流系数：是同一时段内流域面积上的径流深度Y（mm）与降水量X（mm）的比值，表示为=Y/X。十二、河流的基本特征河流长度弯曲系数河槽特征河流纵降比河流分段弯曲系数L:河流长度河源到河口之间的垂直距离河流横断面 复式断面：发育有河漫滩、阶地的横断面河流纵比降：任意河段首尾的高程差与长度的比值，（比降，坡度）平均纵比降：水系结构7大江河：海河、辽河、黄河、淮河、松花江、长江、珠江.十三、流域分类（1）几何特征 流域面积F ：在地形图上绘出流域的分水线，用求积仪量出分水线包围的面积，即流域面积流域长度 L F：从流域出口到流域最远点的流域轴线长度平均宽度 ：B = F / LF 流域形状系数: K = B / LF 河网密度：（2）流域自然地理特征 地理位置：处的经纬度气候：温度、湿度、降水、蒸发地形地貌：山区、山丘区、平原湖区土壤、地质植被湖泊、沼泽人类活动措施 十四、降水与入渗降水：从空中降落到地表的液态水包括雨、雪、霰、雹、露