水文学课件-第1章绪论

水文与水资源学

授课教师：周俊菊授课时间：2005.08-2006.01第一章绪论内容简介世界与中国水资源概况研究对象研究方法研究目的

（1）水文：自然界中水的分布、运动和变化规律以及与环境的相互作用.

海洋水文学：主要研究海温、洋流、风浪、潮汐等（3）根据水体分布情况，水文学可分为1.1水文学的研究对象及其发展1.1.1水文学的研究对象

水文气象学：主要研究降水、蒸发、温度、湿度、风、气压

陆地水文学：主要研究地表水、地下水，又可分为河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学、地下水文学、森林水文学等（2）水文学:研究水文规律的学科1.1.2水文学发展简介四、现代水文学时期（1950年后）

随着计算机、遥感等高新技术的应用，使水文学发展进入了一个新时代，流域数学模型、水资源学、水环境学、随机水文学相继形成。一、萌芽时期（1400年以前）

水文现象定性描述阶段.这一时期中国的水文知识居于世界领先地位，如2000年前建成的都江堰，至今仍在发挥巨大作用，其中就体现着成功的水文知识；又如527年的《水经注》，是早于欧洲1000多年的水文地理巨著；公元前239年的《吕氏春秋》最先提出水文循环的概念。二、奠基时期（1400～1900年）

水文现象由概念性描述进入定量表达.该时期，西欧的产业革命促进了水利事业的发展，在水文观测方面，发明制造了雨量器、蒸发器、流速仪等，系统的水文测验为水文定量计算及预报奠定了坚实基础。三、应用水文学的形成（1900～1950年）

进入20世纪，大规模的水利水电建设蓬勃发展，需要科学的水文计算和水文预报，使应用水文学迅速发展起来。这一时期我国则比较落后。1.2水资源学1.2.1水资源

广义：水资源是指能够直接或间接使用的各种水和水中物质，对人类活动具有使用价值和经济价值的水

狭义：水资源是指在一定经济技术条件下，人类可以直接利用的淡水。

水资源包含水量和水质两个方面,是人类生产、生活及生命生存不可替代的自然资源和环境资源，是在一定的经济技术条件下能够为社会直接利用或待利用，参与自然界水分循环，影响国民经济的淡水。（姜文来等，水资源管理学导论，2005，化学工业出版社）

研究地球水资源的形成、分布、运动和演变规律及应用这些规律解决人类对水的需求和由此引起的环境问题的科学(中国资源科学百科全书)1.2.2水资源学1.3水文学和水资源学的关系

IHP-Ⅰ(1975-1980年),IHP-Ⅱ(1981-1983),IHP-Ⅲ(1984-1989),IHP-Ⅳ(1990-1995),IHP-Ⅵ(1996-2000)（1）水文学是水资源学的基础

在水资源学发展的过程中,水文学的内容一直贯穿在水资源学的始终,是水资源学的基础.

水文学通过模拟和预报自然界中水量和水质的变化及发展动态,为开发利用水资源,控制洪水和保护水环境等方面的水利建设提供科学依据.（2）水资源学是水文学的发展和深化1.4水文与水资源学的基本特征及研究方法1.4.1水文与水资源学的基本特征(4)利用的多样性

(1)时程变化的必然性和偶然性

必然性：水文与水资源的基本规律是一定条件下的必然现象

偶然性：不能作出解释或难以预测的部分(2)地区变化的相似性和特殊性

相似性：气候及地理条件相似的流域，其水文与水资源现象则具有一定的相似性

特殊性：不同下垫面条件产生不同的水文和水资源的变化规律

(3)水资源的循环性、有限性及分布的不均一性1.4.2水文与水资源学的研究方法

按照水文现象地带规律和非地带性的地域差异,用各种水文等直线图表示水文特征的分布规律,或建立地区经验公式,以揭示地区水文特征1.4.2.1水文研究的基本方法:(1)成因分析法

根据水文变化的成因规律，由其影响因素预报、预测水文情势的方法。如降雨径流预报法、河流洪水演算法等。(2)数理统计法

根据水文现象的统计规律，对水文观测资料统计分析，进行水文情势预测、预报的方法。如设计年径流计算、设计洪水计算、地区经验公式等。

(3)地理综合法1.4.2.2水资源利用和管理理论和方法方面的研究进展(1)水资源模拟与模型化(2)水资源系统分析(3)水资源信息管理系统(4)水环境研究水环境(waterenvironment)是指围绕人群空间及可直接或间接影响人类生活和发展的水体，其正常功能的各种自然因素和有关的社会因素的总体。[中华人民共和国国家标准GB/T50095-98]1.5水文与水资源学的任务与内容

（2）系统学习地表水和地下水资源形成规律,掌握水资源评价的基本方法以及管理水资源的基本知识1.5.1主要任务

（1）使学生全面深入了解水资源形成、分布特征、开发利用状况,(5)有关水资源开发利用以及科学管理的基本知识、内容和措施1.5.2主要内容(1)水文循环及地表径流形成及调查、分析和计算的基本知识(2)地表水形成、分布和运动规律

(3)地下水资源及其基本特征及计算评价的方法(4)各种水体的水质组成和评价?能否说水资源学已经代替了水文学？为什么？[思考题1-1]1.6世界和中国水资源概况1.6.1世界水资源概况

资料来源:德国环境部地球上的淡水总量约为3.8亿亿吨，是地球总水量的2.8%,而地球可供陆地生命使用的淡水量不到淡水总水量的0.3%

目前全球人均供水量比1970年减少了1/3，这是因为在这期间地球上又增加了18亿人口。世界银行1995年的调查报告指出：占世界人口40%的80个国家正面临着水危机，发展中国家约有10亿人喝不到清洁的水，17亿人没有良好的卫生设施。联合国预计，到2025年，世界将近一半的人口会生活在缺水的地区.世界银行的官员预测，在未来的5年内“水将像石油一样在全世界运转”。

据卫生学家估计,目前世界上有1/4人口患病是由水污染引起的.发展中国家每年有2500万人死于饮用不洁净的水,占所有发展中国家死亡人数的1/3.(1)水量短缺严重,供需矛盾尖锐(2)水源污染严重,“水质型缺水”突出河南民谣“河流污染”——

50年代淘米洗菜，

60年代洗衣灌溉，

70年代水质变坏，

80年代鱼虾绝代，

90年代身心受害。广东民谣“水源污染”——

50年代淘米洗菜，

60年代水质不坏，

70年代也还可爱，

80年代鱼虾绝代，

90年代不洗马桶盖。沙颖河(5月)水污染造成肿瘤村惊人的“人间罪恶”恐怖的沙颖河地下水受到严重污染2.2我国水资源概况2.2.1我国水资源基本国情

图1-2世界部分国家年径流量、每公顷平均水量和耕地面积的对比(1)水资源总量相对比较丰富:全国河川年平均总径流量约2700km3,仅次于巴西、前苏联、加拿大、美国、印度尼西亚，居第6位(2)人均和每公顷平均水资源量比较贫乏:我国人均淡水资源仅为世界人均量的1／4，居界第109位，13个贫水国之一。2.2.2我国水资源特征(1)水资源空间分布特点根据降水量空间的丰度和径流深度将全国地域分为5个不同水量级的径流带①降水、河流分布的不均匀性。表1-1我国径流带、径流深区域分布径流带年径流量

(mm)径流深(mm)

地区丰水带>1600>900

福建省和广东省的大部分地区、台湾省的大部分地区、江西省和湖南省的山地、广西壮族自治区南部、云南省南部、西藏自治区的东南部多水带800-1600200-900

广西壮族自治区、四川省、贵州省、云南省、秦岭-淮河以南的长江中游地区过渡带400-80050-200

黄、淮海平原、山西省和陕西省的大部、四川省西北部和西藏自治区东部少水带200-40010-50

东北西部、内蒙古自治区、宁夏回族自治区、甘肃省、新疆维吾尔自治区西部和北部、西藏自治区西部缺水带<200<10

内蒙古自治区西部地区和准噶尔、塔里木、柴达木三大盆地以及甘肃省北部的沙漠区②地下水天然资源分布的不均匀性a.地下水资源在数量上的空间分布状况我国地下水资源量的分布特点是南多