1.72, Groundwater Hydrology
Prof. Charles Harvey
Lecture Packet #1: Course Introduction （课程简介）, Water Balance Equation(水量平衡)
Hydrologic cycle with yearly flow volumes based on annual surface precipitation on earth, ~119,000 km 3/year.
3000 BC – Ecclesiastes 传道书1:7 (Solomon)
“All the rivers run into the sea; yet the sea is not full; unto （直到） the place from whence the rivers come, thither they return again.”
Greek Philosophers (Plato, Aristotle 柏拉图，亚里士多德) embraced the concept （接受这个概念）, but mechanisms were not understood.
17th Century – Pierre Perrault showed that rainfall （降雨） was sufficient to explain flow of the Seine.
地表径流
径流排泄
蒸腾和蒸发
渗透
地下水补给
地下水流动
低渗透地层
Latitude
The Earth’s Energy (Radiation) Cycle:
The
Space
Atmosphere
Ocean and Land
Circulation redistributes energy 20 0 -20
-60 4.0
3.0
T o tal Flux
2.0 Latent
1.0
Heat
0 Ocean
-1.0 Currents
Sensible
Heat
-2.0 -3.0
-4.0
En
er gy
Tra
nsf
er (10
22
cal /yr ) Ne t ra dia tio n flu x (10
1
cal cm 2 /yr
) 90 0
N 60 0
30 0
0 0 30
0 60
0 90 0 S
Spatial distribution of energy and temperature drives circulation – both
Polar front/subarctic low
Westerlies
Westerlies
Trade Winds
Trade Winds
Polar front/subarctic low
Coupled Earth Cycles
Estimates from river outflows indicate 17 x 109 Tons/Year of material is transported
into the Ocean. Another 2 or 3 x 109 Tons/Year is trapped in reservoirs. 80% of material transported is particulate 20% is dissolved
0.05 mm/yr (may have been accelerated by man, and actual rates may be much larger)
Soil Moisture
(16,500) Glaciers
(24,000,000)
Rivers
(2 ,120) Lakes & marshes (102,000)
46 ,000
43 ,800
Oceans
,338,000,000)
(1 Ground Water
(10,800,000)
458,000
2 ,700
,70044 Energy Cycle
Hydrologic Cycle
Material 物质 Cycle
Glaciers Fresh Water Atmosphere
Oceans
Relative volumes of water in glaciers, fresh water,
atmosphere and oceans.
is potable and available.
What are water needs for humans?
Primitive conditions – 3 to 5 gallons/day Urban use – 150 gallons/day
US Fresh Water Use – 1,340 gallons/day
Where does the water go? To make things…to clean things….
? A lot of water is used for agriculture o56% (76 BGD) is consumptive use o20% (28 BGD) is lost in conveyance o 24% (33 BGD) is return flow
? A lot of water is used for thermoelectric power generation o 87% of all industrial water use
? A small savings in either of these categories would free up significant quantities for public supplies
Analysis of human appropriation of renewable freshwater supply (RFSW) on land. Figure adapted from Postel et al., Science, (271) p. 758, Feb. 9, 1996
Postel et al.’s Calculations
1)Calculation of appropriated ET – indirect
?132 billion tons of biomass produced a year (Vitousek, 1992).
?30% used by people.
?Approximate people’s use of ET from the proportion of biomass – 30%.
?Subtract agricultural irrigation (2,000 km3/year) and assume half the water.
from parks and lawns is irrigation (80 km3/year).
2)Inaccessible runoff
?95 of the Amazon, Half of the Zaire-Congo and all of the Polar rivers 7774 .km3/year (did not consider other northern rivers – conservative?).
?Flood water. 11,100 km3/year of runoff is base flow (6).
?Capacity of man-made reservoirs is 5,500 km3/year. ?Accessible runoff = Baseflow + reservoir capacity = 12,500.
adjusted for accessible
3)Withdrawals (consumed)
?12,000 m3/ha average irrigation water application.
?240,000,000 ha of world irrigated area.
?2,880 km3/year.
?65% consumed = 1,870 km3/year.
?Industrial use: 975 km3/year, 9% consumed, 90 km3/year.
?Municipal use: 300 km3/year, 17% consumed, 50 km3/year.
?Reservoir losses – 5% loss, 275 km3/year.
?Total consumed = 2,285 km3/year.
4)Instream use
?28.3 L/s per 1,000 population, applied to 1990 population, 4,700 km3/year.
?Assuming 50% of waste gets treatment – 2,350 km3/year.
?Neglects dispersed pollution (agricultural) and flood waters.
Estimated water use in the United States, billion gallons per day (bgd), for domestic and commercial purposes. Adapted from Solley, Pierce, and Perlman, 1993.
Watershed Hydrologic Budgets
Delineation of a watershed (drainage basin, river basin, catchment)
? Area that topographically appears to contribute all the water that flows
through a given cross section of a stream. In other words, the area over which water flowing along the surface will eventually reach the stream, upstream of the cross-section.
? Horizontal projection of this area is the drainage area.
? The boundaries of a watershed are called a divide, and can be traced on a
topographic map by starting at the location of the stream cross-section then drawing a line away from the stream that intersects all contour lines at right angles. If you do this right, the lines drawn from both sides of the stream should intersect. Moving to either side
Water Balance Equation
?S
?t =P G + in ?(Q + ET +G out )
?S
At steady-state: = 0
?t
P G +in = +(Q ET + G out )
Hydrologic Production
Runoff, or Hydrologic Circulation
Q and P are the only quantities that we can try to measure directly. If steady
state
is assumed, these measurements can be used to calibrate models of evapotranspiration and groundwater flow.
P
ET
S
G i n o ut
Q
From and engineering point of view we are interested in understanding what controls Q.
Q = P + (G in ?G out )?ET
How much of Q is available to human use? How can we increase Q?
Lake Parabola
(A simple quadratic model of the cross section of a circular lake)
Discharge into Lake Parabola
If there is constant volume flux Q m 3/day into the lake, how does the depth depend
on time? (At time 0, the depth is H o m)
Since there is no outflow, the charge in storage must equal the inflow Mass-balance
(water balance) equation
dV H ( ) πd H ( 2
) πdH
Q = =
= H
dt 2c dt
c dt
This differential equation can be solved by separation of variables
T H
cQ
∫
π dt =H
∫
o
hdh
H 2
1
-2
-1
1
2
π 2
3
2 H
[m]
1
T [days]
Discharge into and Evaporation out of Lake Parabola
e = rate o
f evaporation [L/T]
dV H ( ) π =Q
?Ae =Q ? He dt c
πdH π
dH Qc H =Q ? He = ?e c dt c dt πH
cQ T H 2 o
+ 2
? = H 2
H =
2 c Q T H o 2 π
0 2 4 6 14
10 8 12 Q=10 [m 3 /day]
c=0.1 [1/m]
dH
Qc
Steady State Solution
=
?e
dt πH
Qc (10)(0 .1)
H = = = 10 .6 m πe π( 0 . 03)
Discharge, evaporation and seepage
dV H () Q eA ??kHA =Q ?e πH ?k πH 2
= dt c c
πH dh =Q ?e πH ?k π 2
dh Qc e ?kH
H
= ?
c
dt
c
c
dt πH
H 2
1
-2 -1 0 1 2
10 8
H [m] 6
Q=10 [m 3 /day]
4 c=0.1 [1/m] e=0.03 [m/day]
2
T [days]
dh Qc
Steady State Solution = ?e ?kHdt πH
Qc ?eH ?kH 2 = 0
π
Quadratic formula:
?e π± (e π) 2 ? 4ck Q π H ==-3.8 m, 2.8 m
2k π
Residence Time (steady state, complete mixing) Very useful concept for degradation and chemical reactions
0 R V = QT R
T R = V/Q Exactly
Complete mixing
Q
T R = V/Q
On Average
2.75 2.5 2.25 H [m] 2
Q=10 [m 3 /day]
1.75 c=0.1 [1/m] e=0.03 [m/day] 1.50 k=0.03 [1/day]
1.25
200
600
400
800
T [days]
For this problem:
Consider discharge and evaporation out of Lake Parabola. Assume no seepage.
Q = input = output = 10 [m3/day]
V H () =πH 2 = π10.62 = 1,765m3
2 c 2(0. 1)
1,765m3
T R =V Q / = 10m3 / day = 176 .5days
Consider yourself:
水文复习重点南昌工程学院 绝对经典 1.工程水文的研究内容： 设计年径流的推求，设计洪水的推求，流域产流与江流的推求，洪水预报。 方法：成因分析法，数理统计法，配线法，地区综合法。 2.河流的参数：水系，干流和支流；水系形态；河槽和河道断面；河段；河流长度；河道的纵比降；河网密度；河流弯曲系数。 3.流域的参数：流域面积；流域长度；流域形状系数；流域自然地理特征。 4.河川径流的组成：茎流，即地下水径流；通过土壤中通道，大的空隙和渗流层的快速表层流，即壤中流或表层流；饱和层坡面流，包括不透水地面和暂时饱和的土层或者在水道附近经常处于饱和状态的地面上产生的坡面流或称地表径流。 5.随机试验与随机变量的关系：一个随机试验对应着一个随机变量，随机变量的取值与随机试验的结果对应，当随机变量取不同值时表示不同的随机试验。 6.单位线推求步骤：1）选用流域实测暴雨资料。2）对实测的径流过程线进行地下径流分割，求出相对应的地面径流和地面径流深。3）根据流域上不同雨量站实测降雨过程求出流域面降雨过程，在通过流域产流分析计算，得到流域与实测地面径流过程对应的地面净雨过程。4）应用两个基本假定，推求流域的单位线。5）对得道的单位线进行必要的修正，使单位线的径流量与流域上10mm的净雨量相等并光滑无突变。6）取多次暴雨径流资料，分析得出多条单位线，取平均值作为设计依据。 方法：缩放发；分析法。 单位线的应用：求出需要时段长度的单位线以后，就可以依据单位线的倍比假定，先求出各时段净雨所产生的地面径流过程，再应用叠加假定求得流域出口总的设计地面径流过程。 7.设计洪水3要素：洪峰流量，洪水流量，洪水过程。 典型过程线的选择原则：1）选择峰量大的实测洪水过程线。2）曲型洪水过程应具有一定的代表性。3）从防洪后果考虑，应选择对工程安全较为不利的曲型。 8.曲型洪水过程线的放大：1）同比放大法2）同频放大法 9.经验频率曲线和理论频率曲线区别：1）理论频率曲线过每一个点，经验过点群中间2）经验基于资料而定，理论基于总体参数得道 10.水文资料的审查：1)资料的可靠性审查2）资料的一致性审查3）资料的代表性审查。 11.代表年的选择原则：1）选取年径流量与设计值相接近的年份2）选取对工程不利的年份。 12.参证流域的选择原则：1）参证流域应具有长期实测径流资料，且代表性较好。2）参证流域与设计流域必须属于同一气候区，且下垫面条件相似3）参证流域与设计流域面积不能相差太大，最好不超过15% 13.蓄满产流模式下产流计算方法：1）降雨径流相关图法2）流域蓄水容量曲线法。 14.超渗产流的基本原理：指一次降雨过程中的下渗水量，不易满足流域的缺水量，但当降雨强度不大于下渗强度时，会产生地面径流，这产流模式称为超渗产流。 15.直接法推求设计暴雨量：1）暴雨资料的收集、审查、插补与延长2）设计流域面雨量的插补展延3）暴雨资料的统计选择4）特大值的处理5）面雨量频率计算6）求设计暴雨过程7）设计面暴雨量计算成果的合理性检查。16.间接法推求设计暴雨量：1）设计点暴雨量的计算2）设计面暴雨量的计算。 17.由实测资料选择典型暴雨时，应遵循的原则：1）所选典型暴雨过程应是设计条件下比较容易发生的，从两方面考虑：1、从雨量上，应使典型暴雨的雨量接近设计暴雨的雨量2、要使选择典型暴雨的雨峰个数，主雨封位置和实际雨历时是大暴雨中常见的2）所选的曲型暴雨应是对设计的工程不利的，主要包括1、雨量化比较集中2、主雨封比较靠后。 18.小流域设计暴雨计算的特点：1)往往无暴雨资料，计算简便。2）用暴雨资料推求3）设计暴雨空间变化不大，以点雨量代替面雨量4）只需求设计洪峰流量（不需要计算3要素）5）考虑设计暴雨的降雨时段长度为小流域的汇流时间Z，设计暴雨的损失量按常数值考虑，其强度为M，而且不考虑地下净雨和地下径流。 19.流域平均降水量计算的计算方法： 1）算数平均法。1、P为流域平均降水量，Pi为各站同期降水量，n为测站数。2、此法适用于流域内地形起伏不大，雨量站网分布均匀且比较稠密的地区。 2）泰森多边形法。1、F为流域总面积fi为各多边形面积n为多边形个数。2、此法适用于雨量站分布不均匀的流域。3、步骤：a、将相邻雨量站用直线连接而成若干个多边形。b、对每个三角形各边做垂直平分线，这些线和流域边界线将流域分成若干个多边形，每个多边形内有一个雨量站。C、此雨量站测得的降水量代表多边形面积上的平均降水量。 3）等量降水量法。1、fi为各相邻等降水量线间的距离n为等降水线间的面积快数。2、此法需足够数量的雨量站才能绘出反映实际降水空间分布的等水量线、 20..经验频率曲线的绘制步骤：1）将逐年实测的年最大洪峰流量填入表中1、2栏。2）将年最大洪峰流量按大小递减次序重新排列，填入表中第4栏，第3栏为序号栏，自上而下1，2……3）按数学期望公式分别计算频率P=m/n+1*100%，填入第5栏。4）以第4栏的Qm为纵坐标，以第5栏的P为横坐标，在频率格纸上点绘经验频率点，然后徒手目估通过点群中间连成一条光滑曲线，既为该站的年最大洪峰流量经验频率曲线。5）根据工程设计标准指定的频率值，在曲线上查出所需的水文数据。
* *第四章习题 【思考题】 1、选择题水文现象是一种自然现象，它具有[D_] 。 a、不可能性； b、偶然性； c、必然性； d、既具有必然性，也具有偶然性。水文统计的任务是研究和分析水文 随机现象的[C] 。 a、必然变化特性； b、自然变化特性； c、统计变化特性； d、可能变化特性。 2 、是非题由随机现象的一部分试验资料去研究总体现象的数字特征和规律的学科 称为概率论？ (x) 偶然现象是指事物在发展、变化中可能出现也可能不出现的现象？(V) 3 、简答题什么是偶然现象？有何特点？ 何谓水文统计？它在工程水文中一般解决什么问题？
1、选择题 一棵骰子投掷一次，出现4点或5点的概率为［A］。 1 丄1 1 a、」； b、^ ； c、」； d、 一棵骰子投掷8次，2点出现3次，其概率为［C］。 I 1 孑丄 a、-' ； b、■-' ; c、?-'； d、'■ 2、是非题 在每次试验中一定会出现的事件叫做随机事件？（X）随机事件的概率介于0与1之间？（V） 3、简答题 概率和频率有什么区别和联系？ 两个事件之间存在什么关系？相应出现的概率为多少?
1、选择题 —阶原点矩就是［A］。 a、算术平均数； b、均方差 c、变差系数； d、偏态系数 偏态系数Cs > 0 ,说明随机变量x［B］。 a、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会多； b、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会少； c、出现大于均值的机会和出现小于均值的机会相等； d、出现小于均值的机会为0。 水文现象中，大洪水出现机会比中、小洪水出现机会小，其频率密度曲线为［C］。 a、负偏； b、对称； c、正偏； d、双曲函数曲线。 2、是非题 x、y两个系列的均值相同，它们的均方差分别为c x、c y，已知c x >c y，说明x系列较y系列的离散程度大。 【答案】Y 统计参数Cs是表示系列离散程度的一个物理量。 ［答案］N 3、简答题 分布函数与密度函数有什么区别和联系？ 不及制累积概率与超过制累积概率有什么区别和联系？
百科常识（一） 1.第一位女诗人是：蔡琰（文姬） 2. 第一位女词人是：李清照 3. 第一部词典是：尔雅 4. 第一部大百科全书是：永乐大典 5. 第一部诗歌总集是：诗经 6. 第一部文选：昭明文选 7. 第一部字典：说文解字 8. 第一部神话集：山海经 9. 第一部文言志人小说集：世说新语 10. 第一部文言志怪小说集：搜神记 11. 第一部语录体著作：论语 第一部纪传体通史：史记 12. 第一部编年体史书是：春秋 13. 第一部断代史：汉书 14. 第一部兵书：孙子兵法 15. 文章西汉两司马：司马迁．司马相如 16. 乐府双璧：木兰词孔雀东南飞，加上《秦妇吟》为乐府三绝 17. 史学双璧：史记资治通鉴 18. 二拍：初刻拍案惊奇二刻拍案惊奇（凌蒙初） 19. 大李杜：李白杜甫小李杜：李商隐杜牧 20. 中国现代文坛的双子星座：鲁迅郭沫若 21. 三不朽：立德立功立言 22. 三代：夏商周 23. ＜＜春秋＞＞三传：左传公羊传谷梁传 24. 三王：夏禹商汤周公 25. 三山：蓬莱方丈瀛洲 26. 三教：儒释道 27. 三公：周时，司马司徒司空／／西汉，丞相太尉御史大夫／／清明，太师太傅太保 28. 三曹：曹操曹丕曹植 29. 公安三袁：袁宗道袁宏道袁中道30. 江南三大古楼：湖南岳阳楼武昌黄鹤楼南昌滕王阁 31. 岁寒三友：松竹梅 32. 三辅：左冯翊右扶风京兆尹 33. 科考三元：乡试，会试，殿试和自的第一名（解元，会元，状元） 34. 殿试三鼎甲：状元榜眼探花 35. 中国三大国粹：京剧中医中国画 36. 三言：喻世明言警世通言醒世恒言（冯梦龙） 37. 儒家经典三礼：周礼仪礼礼记 38. 三吏：新安吏石壕吏潼关吏 39. 三别：新婚别垂老别无家别 40. 郭沫若“女神“三部曲：女神之再生湘果棠棣之花 41. 茅盾“蚀“三部曲：幻灭动摇追求 农村三部曲：春蚕秋收残冬 42. 巴金“爱情“三部曲：雷电雨 “激流“三部曲：家春秋 43. 第一部国别史：国语 44. 第一部记录谋臣策士门客言行的专集：国策战国策 45. 第一部专记个人言行的历史散文：晏子春秋 46. 第一位伟大的爱国诗人：屈原 47. 第一首长篇叙事诗：孔雀东南飞（357句，1785字） 48. 第一部文学批评专著：＜＜典论。论文＞＞（曹丕） 49. 第一位田园诗人：东晋，陶渊明 50. 第一部文学理论和评论专著：南北朝梁人刘勰的＜＜文心雕龙＞＞ 51. 第一部诗歌理论和评论专著：南北朝梁人钟嵘的＜＜诗品＞＞ 52. 第一部科普作品，以笔记体写成的综合性学术著作：北宋的沈括的＜＜梦溪笔谈＞＞ 53. 第一部日记体游记：明代的徐宏祖的＜徐霞客游记＞
东北农业大学网络教育学院 工程水文学网上作业题 第1章绪论 一、填空题 1、水资源通常是指地球上可供人类利用的淡水，包括（）和（）2个方面。 2、对人类最为实用的水资源，是陆地（）量、江河（）量和浅层地下（）量。 3、江河径流和浅层地下淡水的补给来源是（）。 4、降水量和江河径流量在各年之间和年内各月之间水量都不均衡，多水年和年内的多水期常造成（）灾害，少水年和年内的少水期常发生（）灾害。 5、从数量上看，降水量和江河径流量都处于动态变化之中，年内的多水期称汛期或（）期，年内的少水期称非汛期或（）期。 6、评价一个区域的水资源数量指标一般包括（）量、（）水资源量、（）水资源量、（）总量等。 7、常用统计时段内的（）年降水量和（）年降水量的比值表示降水量的年际变化，该比值称为极值比。 8、当采用极值比表示降水量的年际变化时，极值比大表示降水量的（）变化大，反之亦然。 9、广义的水文学包括（）水文学、（）水文学、水文气象学和（）水文学。 10、在学科分支方面，工程水文学属于（）水文学范畴。 11、工程水文学的主要内容为水文测验、水文（）和水文预报，由于水文测验和水文预报现已成为一门独立的学科，因此水文（）是工程水文学的主要内容。 12、水文分析计算可为水利水电工程的（）阶段、（）阶段和（）阶段提供水文数据。 13、在水利水电工程的（）阶段、（）阶段和（）阶段，一般都要进行水文计算。 14、自然界中的水文现象极其复杂，但仍具有一定的规律性，主要表现为（）性、（）性和（）性。 15、由于水文现象具有（）性，因此可将数理统计方法应用于水文分析计算。 16、按照要求不同，工程水文学的研究方法通常可以分为3类，即（）法、（）法和（）法。 二、名词解释 1、水资源 2、水文学 3、成因分析法 三、简答题 1、我国水资源具有哪些特点？ 2、按照年降雨量和年径流深的大小，可将我国划分成哪几个地带？ 3、我国水资源开发利用的主要问题是什么？ 4、我国水资源开发利用的对策是什么？ 四、论述题 1、实施水资源可持续利用发展战略有何意义？ 2、水文分析计算在水利工程建设和管理中的作用是什么？ 3、水文现象有哪些基本特性？ 4、水文分析计算经常采用哪些研究方法？其根据是什么
2012年水文学及水资源专业硕士研究生入学复试 《工程水文学》考试大纲 一、理解地球上的水量平衡原理。 在水文循环过程中，对任意区域、任一时段进入水量与输出水量之差额必等于其蓄水量的变 化量，这 根据水量平衡原理，可列出水量平衡方程。对某一区域，有 I?O=?S 式中：I、O——给定时段内输入、输出该区域的总水量； ?S——时段内区域蓄水量的变化量，可正可负。 二、水文现象有哪些基本规律和相应的研究方法？ 上可分为成因规律和统计规律两类，相应地，水文计算方法则分为成因分析法和数理统计法。也有将水文规律分为三类的，即成因规律、统计规律和地区综合规律，相应地，水文计算方法则分为成因分析法、数理统计法和地区综合法。 三、试述水文学的定义。工程水文学与水文学有何联系？主要包括哪两方面的内容？ 研究自然界各种水体的存在、循环和分布，物理与化学特性，以及水体对环境的影响和作用，包括对生物特别是对人类的影响。 水文学的一个重要分支，为工程规划设计、施工建设、运行管理提供水文依据的一门科学。 工程水文学是水文学的一个重要分支，随着水利水电工程建设的大规模开展，为满足工程规划设计、施工和运行管理的迫切需要，水文工作者针对提出的问题，进行大量的、深入的试验研究，使水文学发展到工程水文学阶段。 水文计算、水利计算、水文预报（水文分析与计算及水文预报）。 四、何谓年径流？它的表示方法和度量单位是什么？ 一年期间通过河流某一断面或流域出口断面的总水量。 径流可以用年径流总量W（m3）、年平均流量Q（m3/s）、年径流深R （mm）及年径流模数M（mm/s·km2）等表示。
五、水文循环的重要环节有哪些？水文循环的内因和外因是什么？ 蒸发、水汽输送、降水和径流。 2. 水循：水具有固、液、气三态互相转化的物理特性。 3. 水循：太阳辐射和地球的重力作用。 六、简述水文测站的类型并说明水文测站布设的基本内容。 ：基本站和专用站。 2. 布设 建站包括选择测验河段和布设观测断面。 水文测站一般应布设基线、水准点和各种断面，即基本水尺断面、流速仪测流断面、浮标测流断面及比降断面。 （1）基本水尺断面上设立基本水尺，用来进行经常地水位观测。 （2）测流断面应与基本水尺断面重合，且与断面平均流向垂直。若不能重合时，已不能相距过远。 （3）浮标测流断面有上、中、下三个断面，一般中断面应与测流仪测流断面重合。上、下断面之间的间距不宜太短，其距离应为断面最大流速的50~80倍。 （4）比降断面设立比降水尺，用来观测河流的水面比降和分析河床的糙率。 七、什么是流域？流域的分水线是什么？简述流域的类型。 地面水和地下水的区域称为流域，也就是分水线包围的区域。 邻流域的分界线，称为分水线。 分水线有地面、地下之分。 八、径流的形成过程如何？影响径流的主要因素是哪三个？ 是指降水所形成的，沿着流域地面和地下向河川、湖泊、水库、洼地等流动的水流。 流域内，自降雨开始到水流汇集到流域出口断面的整个物理过程，称为径流形成过程。径流形成过程是一个相当复杂的过程，为了便于分析，一般把它概括为产流过程和汇流过程两个阶段。
绪论 水文学：研究地球上水的科学就是水文学（Hydrology)。具体来说，水文学是研究地球上水的性质、分布、循环、运动和变化规律，以及与地理环境、人类社会之间相互关系的科学。各种不同的水体是水文学的主要研究对象； 水文循环是水文学的核心内容； 人类活动的水文效应是现代水文学研究的重要内容。 水文学体系 基础学科：研究的水体对象划分：（河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学、地下水文学等） 应用学科：工程水文学、农业水文学、土壤水文学、森林水文学、城市水文学 水文现象的主要特点： （1）水文循环永无止境 （2）水文现象的周期性和随机性 （3）水文现象区域上的相似性和差异性 第一章 水文循环过程包括蒸发、降水、径流3个阶段和水分蒸发、水汽输送、凝结降水、水分下渗、径流5个环节。 水文循环概念：是指地球上各种形态的水,在太阳辐射和地心引力等作用下，以蒸发﹑水汽输送、凝结降水、下渗和径流等方式进行周而复始的运动过程。 水循环类型： 海陆间水循环：是指从海洋表面蒸发的水汽,被气流带到大陆上空,在适当的条件下,以降水的形式降落到地面后,其中一部分蒸发到空中,另一部分经过地表和地下径流又流到海洋,这种海陆间的水循环又称大循环。 海洋小循环：海上内循环，就是海面上的水份蒸发成水汽，进入大气后在海洋上空凝结，形成降水，又降到海面的过程。 陆地小循环：是指陆面水分的一部分或者全部通过陆面、水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，在高空冷凝形成降水，仍落到陆地上，从而完成的水的循环过程。（可以再分为大陆外流区小 循环和内流区小循环）
水文循环的作用与效应：表层结构、气候、地表形态、生态、水资源和水能资源。 土壤蒸发：土壤蒸发是发生在土壤孔隙中的水的蒸发现象，它与水面蒸发相比较，不仅蒸发面的性质不同，更重要的是供水条件的差异。 土壤蒸发是土壤失去水分的干化过程，据土壤供水条件差别及蒸发率的变化，分三个阶段：（1）定常蒸发率阶段 （2）蒸发率下降阶段 （3）蒸发率微弱阶段 形象因素：土壤孔隙性、地下水位、温度梯度等 水汽输送（我国水汽输送4个通道） 降水四要素：降水（总）量、降水历时与降水时间、降水强度、降水面积。 降水的影响因素：主要有地理位置、大气环流、天气系统、下垫面条件等 下垫面条件的影响： 地形：坡向与降水（迎风坡多雨）、高度与降水（地形的抬升增雨并非无限制的，当气流被抬升到一定的高度后，雨量达最大值。此后雨量就不再随地表高程的增加而继续增大，甚至反而减小。） 下渗 下渗动力：地表水沿岩土空隙下渗是在重力、分子力和毛管力综合作用下形成的。根据下渗过程作用力组合变化及运动特征可分成三个阶段： ①渗润阶段 ②渗漏阶段 ③渗透阶段 径流 据径流过程及途径不同，可将径流分为三种，即地面径流、地下径流及壤中流。 流域对降水的再分配作用表现 径流成分分配：它主要是在水分垂直运行中，通过下垫面而发生的，将降水分配成为不同的径流成分。有拦截、填洼、下渗 径流时程分配：它是通过水分侧向运行而体现出来的。形成出口断面的流量过程。
麻省理工学院 麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology，缩写MIT)成立于1861年，位于美国马萨诸塞州波士顿附近的剑桥市，其吉祥物为海狸，代表动物界最擅长筑水坝的工程师。 麻省理工学院主校区占地168英亩(约0.68平方公里)，位于剑桥市查尔斯河北岸，与哈佛大学仅一河之隔。整个校园基本上是被麻省大道(Massachusetts Avenue)自北向南一分为二——西侧主要为学生宿舍及生活区，东侧主要为教学与研究实验区。离MIT校园最近的桥为哈佛桥(Harvard Bridge)——也称MIT桥(MIT Bridge)，是一座铁制梁桥，横跨查尔斯河。桥长为著名的364.4“smoot”多一点或少一点——1958年，麻省理工学院的学生奥利文·R·斯穆特(Oliver R.Smoot)想创造一个名为“smoot”的长度单位，于是他便异想天开地用自己的身体测量了哈佛桥的长度，一个“smoot”等于170.180厘米，也即当时斯穆特的身高。斯穆特测量的结果为“364.4plus or minus”。 MIT东北边沿是肯德尔广场，肯德尔-MIT红线车站便位于此。MIT周边环绕着许多高新技术公司，获公司总部位于此，获在此设有办公室、技术中心等。 MIT的建筑十分多样化，按时间可以分成波士顿校园时期、二战前剑桥校园期、冷战时期和后冷战时期四种，对应的建筑流派分别为新古典主义(neoclassical)、现代主义(modernist)、野兽派(brutalist)、和解构主义(deconstructivism)。麻省理工学院每一栋建筑都有标号，最为知名的建筑当属10号建筑，麻省理工的标志性建筑大圆顶(Great Dome)。 图书馆 麻省理工学院图书馆藏书二百九十万册，外加二百四十万册的缩微胶卷，年订期刊4.9万本。分藏五个分馆，分别是：贝克图书馆(Barker)，工程学;迪威图书馆(Dewey)，藏经
第一章 1.水循环是指地球上各种水体在太阳辐射和重力的作用下，通过蒸发、水汽输送、冷凝降落、下渗，形成径流的往复循环过程。外因：太阳辐射、地球重力以及地形地貌等下垫面因素。 内因：水具有固液气三态相互转化的物理性质 2.在太阳辐射下，不断地蒸发变成水汽进入大气，并随气流输送到各地，在一定的条件下形成降水回到地球表面，其中一部分被植物截留和土壤储蓄，通过蒸散发返回大气，另一部分以地表径流和地下径流的形式汇入江河湖库，最终回归大海。在水循环过程中，太阳辐射强度、大气环流机制和海陆分布决定了水汽的运行规律。 3. 水资源是水文循环使陆地一定区域内平均每年产生的淡水量，是陆地上由大气降水补给的各种地表和地下淡水水体的动态水。通常用多年平均年降水量和多年平均年径流量描述/ 地球表面可供人类利用的水称为水资源。 4.我国水资源分布的趋势是由东南向西北递减，空间分布十分悬殊。 5.河流的水资源之所以源源不断是由于自然界存在着永不停止的水文循环过程。使水具有再生性 6.工程水文学任务 三个阶段： （1）规划设计阶段，主要任务：确定工程的规模，根据工程的特性和规划设计要求，预测和预估未来工程使用期限的水文情势，提供用于确定工程规模的设计洪水或设计径流。（2）施工建设阶段，主要任务：将规划设计的工程付诸实施用于预估临时性水工建筑物设计洪水，并为施工期的防洪安全提供短期洪水预报。 （3）运用管理阶段，主要任务：在于使建成的工程充分发挥效能。通过水文预报，预报来水量大小和过程，以便进行合理调度，充分发挥工程效益；同时，还需不断进行水文复核修正原来预估的水文情势数据，改进调度方案或对工程实行扩建、改建，使得工程更好地为经济社会发展服务 7.工程水文学内容 （1）水文信息采集和处理 （2）降雨径流关系分析 揭示流域径流的形成规律，描述流域产汇流计算方法和数学模型。 （3）水文分析与计算 揭示水文现象的成因规律与统计规律，研究水文要素与地理因素之间的联系及时空分布特征，预估未来（很长时期内）水文情势的方法和途径 （4）水文预报：短期预报方法，预计水文变量在预见期内的大小和时刻变化。（预见期内） 8.水文现象既有必然性又有偶然性 9.三个规律：成因规律、统计规律、地理分布规律 10.研究方法：成因分析法、数理统计法、地理综合法 补11.水循环重要环节：降水、下渗、蒸散发、径流
MIT心律失常数据库包含两个系列的心电数据，第一系列即“100”系列，是在4000个24小时的Holter记录中随机挑选的，包含23个数据（100 ~109，111~119，121~124）；第二系列即“200”系列，是挑选的不太常见但临床上十分重要的心律失常数据，包含25个数据（200~203，205，20 7~210，212~215，217，219~223，228，230~234）。其中102，104，107，217为Paced beats，207含有部分VF信号，201~203，210，217，219，22 1~222含有AF信号。每个数据持续30分钟，并都有详细的注释。 MIT心律失常数据库每一个数据记录包括三个文件，“.hea”、“.dat”和“.atr”。 “.hea”为头文件，其由一行或多行ASCII码字符组成。以100.hea为例 第一行从左到右分别代表文件名，导联数，采样率，数据点数； 第二行从左到右分别代表文件名，存储格式，增益，AD分辨率，ADC零值，导联1第一个值，校验数，数据块大小（0=可以从任意数据块输出，即可以从中间读取任意一段），导联号
第三行代表导联2的信息，同第二行 以#开始的为注释行，一般说明患者的情况以及用药情况等。 “.dat”为数据文件，MIT-BIH数据库中的数据存储格式有Format8、Format16、Format80、Forma t212、Format310等8种，心律失常数据库统一采用212格式进行存储。 “212”格式是针对两个信号的数据库记录，这两个信号的数据交替存储，每三个字节存储两个数据。这两个数据分别采样自信号0和信号1，信号0的采样数据取自第一字节对(16位)的最低12位，信号1的采样数据由第一字节对的剩余4位（作为组成信号1采样数据的12位的高4位）和下一字节的8位（作为组成信号1采样数据的12位的低8位）共同组成。以100.dat为例。 按照“212”的格式，从第一字节读起，每三个字节（24 位）表示两个值，第一组为“E3 33 F3”,两个值则分别为0x3E3和0x3F3转换为十进制分别为995和1011，代表的信号幅度分别为4.975m v（995/200，值/增益）和5.055mv，这两个值分
麻省理工学院英语简介： 麻省理工学院素以世界顶尖的工程学和计算机科学而享誉世界，与斯坦福大学、加州大学伯克利分校一同被称为工程科技界的学术领袖。 下面为大家带来旅游英语麻省理工学院英语简介，欢迎大家阅读!麻省理工学院英语简介：Occupying 153.8 acres alongside the Charles，the Massachusetts Institute of Technology (MIT) provides an intellectual counterweight to the otherwise working-class character of East Cambridge. Originally established in Allston in 1865，MIT moved to this more auspicious campus across the river in 1916 and has since risen to international prominence as a major center for theoretical and practical research in the sciences. Both NASA and the Department of Defense pour funds into MIT in exchange for research and development assistance from the university's best minds.The campus buildings and geography reflect the quirky，nerdy character of the institute，emphasizing function and peppering it with a peculiar notion of form. Everything is obsessively numbered and coded：you can go to E15 (the Weisner Building) for a lecture in 4.103 (advanced computer-assisted design)，which，of course，gets you no closer towards a degree in 17 (political science)。 Behind the massive pillars that guard the entrance of the Rogers Building，at 77 Massachusetts Ave，you'll find a labyrinth of corridors
麻省理工学院学费 麻省理工学院，简称麻省理工（MIT），坐落于美国马萨诸塞州波士顿都市区剑桥市，是世界著名私立研究型大学。你知道麻省理工学院学费是多少吗？接下来，跟美行思远小编一起来看看吧！ 院校简介： 麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology），简称麻省理工（MIT），坐落于美国马萨诸塞州波士顿都市区剑桥市，是世界著名私立研究型大学。麻省理工学院创立于1861年，在第二次世界大战后，麻省理工学院借由美国国防科技研究需要而迅速崛起；在二战和冷战期间，麻省理工学院的研究人员对计算机、雷达以及惯性导航系统等科技发展作出了重要贡献。 麻省理工学院素以顶尖的工程学和计算机科学而著名，拥有林肯实验室（MIT Lincoln Lab）和麻省理工学院媒体实验室（MIT Media Lab），位列2016-17年世界大学学术排名（ARWU）工程学世界第一、计算机科学第二，2017-18年US News全美研究生院排名工程学第一、计算机科学第一，与斯坦福大学、加州大学伯克利分校一同被称为工程科技
界的学术领袖。截止至2017年，麻省理工学院的校友、教职工及研究人员中，共产生了91位诺贝尔奖得主（世界第6）、6位菲尔兹奖得主（世界第10）以及25位图灵奖得主（世界第2）。 麻省理工学院学费： 本科 2016-17学年麻省理工大学本科费用标准如下： 学费(/年)：$48,452 食宿(/年)：$14,210 研究生 除斯隆商学院外，2015-2016年度麻省理工其它学院的标准学费如下： 春季和秋季学期：$23,200 夏季学期：$15,460 按一年正常就读的春季和秋季学期计算，麻省理工学院的学费为$46,400，百利天下留学提醒大家需注意的是，美国多数学校每年学费增幅都在约在5%左右，麻省理工也不例外。 斯隆商学院 MBA：2015-16学年学费$65,750，加上食宿、书本等费用，学年费用总计为$98,014。 金融硕士：2015-16学年为期12个月项目学费标准$75,850，为期18个月项目学费
《工程水文学》课程教学大纲 一、课程中文名称：工程水文学 二、课程英文名称：Engineering Hydrology 三、课程编码：ZB0610320 四、课程性质：水利工程、水文水资源工程专业基础必修课 五、学时数、学分数、开课学期：48学时、3学分、第五学期 六、课程目的与要求： 《水文学》是水利工程专业的一门专业基础课。课程的主要目的是使学生认识水文现象的一般规律，了解水文测验技术和工程水文学的基本原理，掌握具有不同资料条件下进行水文分析和计算的方法，为学习后续专业课，以及将来从事专业工作和进行科学研究打下基础。 七、本课程与其它课程的联系： 先修课程：概率论、水力学 后续课程：水利计算 八、教学方法：传统教学方法 九、考核方法：闭卷考试 十、选用教材参考书目： 教材：任树梅、朱仲元：《工程水文学》，中国农业大学出版社。 参考书目：1、叶守泽：《水文水利计算》，中国水利电力出版社； 2、詹道江、徐向阳、陈元芳：《工程水文学》，中国水利电力出版社。 十一、教学进程安排表： 序号章节教学内容学时 理论实践合计 1 第一章绪论 2 2 2 第二章水循环和径流形成 4 4 3 第三章水文测验及水文资料收集 6 4 10 4 第四章水文统计的基本方法 6 6 5 第五章设计年径流分析计算8 6 6 第六章由流量资料推求设计洪水 6 8 7 第七章由暴雨资料推求设计洪水 6 8 8 第八章小流域设计洪水计算 6 4 合计44 4 48 十二、主要教学内容、重点和难点 第一章绪论 一、学习目的 通过本章的学习，了解工程水文学的研究对象及其在国民经济建设中的作用、了解水文现象的基本特征。本章计划1学时。 二、课程内容 1-1 水文计算的研究内容 了解水文学、工程水文学的基本概念。 1-2 水文计算在农田水利建设中的任务 了解水文计算在水利工程建设与运用不同阶段的任务。 1-3 水文现象的基本特点 了解水文现象的3个特点。
美国麻省理工大学介绍 麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology，缩写是：MIT)是美国一所综合性私立大学，有“世界理工大学之最”的美名。位于麻萨诸塞州的波士顿，查尔斯河(Charles River)将其与波士顿的后湾区(Back Bay)隔开。MIT无论是在美国还是全世界都有非常重要的影响力，培养了众多对世界产生重大影响的人士，是全球高科技和高等研究的先驱领导大学，也是世界理工科精英的所在地。MIT的自然及工程科学在世界上享有极佳的声誉，其管理学、经济学、哲学、政治学、语言学也同样优秀。麻省理工是世界上最富盛名的理工科大学，《纽约时报》笔下“全美最有声望的学校”。入选中国世界纪录协会世界综合实力最强的大学候选世界纪录。快速导航关系表 中文名麻省理工学院 简称MIT 创办时间1861年(辛酉年) 现任校长拉斐尔.莱夫 所属地区美国马萨诸塞州剑桥市 外文名Massachusetts Institute of Technology 校训Ments et Manus 类别私立大学 知名校友本.伯南克，钱学森，贝聿铭 主要奖项世界顶级工程院校，世界大学排名前五 校址77 Massachusettes Avenue， Rm 3-108 (77麻省大道，RM 3-108) 学校简介 概况 麻省理工学院麻省理工学院位于美国马萨诸塞州剑桥市，占地面积168英亩(68.0公顷)，吉祥物是海狸(Beaver)，NCAA运动队绰号是工程师(Engineers)，校训是“手脑并用创新世 界”(Mens et Manus)，英文翻译是：Mind and Hand。麻省理工学院在全球各大权威机构发起的排行榜中一贯名列前茅。在最新的USNEWS全球高校排行榜和QS世界大学排行榜中，MIT均名列世界第一位;在最新的上海交大ARWU世界大学学术排行榜中，名列全球第三位;在2013年USNEWS 美国大学综合排名中位居全美第6位。
工程水文学名词解释(1).txt10 有了执著，生命旅程上的寂寞可以铺成一片蓝天；有了执著， 孤单可以演绎成一排鸿雁；有了执著，欢乐可以绽放成满圆的鲜花。 1. 名词解释： 水循环：水圈中的各种水体通过这种不断蒸发、水汽输送、凝结、降落、下渗、地面和地下 径流的往复循环过程 , 称为水文循环, 也称为水循环。 大循环 : 海洋水面蒸发的水分，有部分随气流被输送到陆地上空，遇冷凝结，以雨、雪等形式 到达地表，其中一部分形成地表径流，或渗入地下形成地下径流，最终都流归海洋。 小循环 : 以海洋（大陆）蒸发的水汽，在海洋（大陆）上空成云致雨，直接降落到海洋 （大陆），这种局部循环 内陆循环：是指降落到大陆上的水，其中一部分（指外流区域）或全部（指内流区域） 通过陆面、水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，被气流带到上空，冷却凝结形成降水，仍 降落到大陆上，它既包括陆地外流区域的水循环，也包括陆地内流区的水循环 流域：由分水线所包围的河流或湖泊的地面集水区和地下集水区的总和 水系：地表径流对地表产生侵蚀以后所形成的河槽系统。由干流、各级支流及与河流 相通的湖泊、沼泽、水库等组成。 下渗能力：在充分供水的条件下，单位时间内渗入到单位面积土壤中的水量 蒸发：水由液态或固态转化为气态的相变过程 包气带水：是指埋藏于包气带中的地下水，包气带指岩石空隙未被地下水充满的地带， 多为吸着水或薄膜水，而重力水较少。如果下渗水多时，可出现较多的重力水。 土壤水分常数：在一定条件下的土壤特征性含水量。如田间持水量、凋萎含水量、毛 管破裂含水量、饱和含水量等。 田间持水量：在没有蒸发和蒸腾的条件下以及没有地下水毛管支持力的影响下，土壤 含有的最大毛管悬着水。 凋萎系数：经过长期干旱后，作物因吸水不足以补偿蒸腾消耗而发生叶片萎蔫时的土 壤含水量。为作物能利用水分的下限。 径流深：在某一时段内通过河流上指定断面的径流总量除以该断面以上的流域面积所得的值 径流模数：径流模数是单位流域面积上单位时间所产生的径流量 径流系数：是一定汇水面积地面径流量与降雨量的比值 水位：河流或其他水体的自由水面相对于某一基准面的高程。 流量：单位时间内流过某一横断面的水体体积。
《工程水文学》习题康艳巨娟丽编 专业班级： 学号： 姓名： 西北农林科技大学 2011年9月
前言 为了学生能全面、系统和有重点地掌握工程水文学的基本概念、原理和计算方法，提高学生分析解决问题的能力，编者编写了本习题集。本习题集中的习题主要来源于武汉大学水电学院编写的《工程水文学题库及题解》一书，同时还采用了河海大学水文水资源及环境工程学院的部分习题，本书第三章的习题引用了陕西省宝鸡水文局千阳水文站和益门镇水文站的实测资料，在此，一并向他们表示衷心地感谢！ 本课程作业的具体要求如下： 习题作业前，应阅读习题中涉及的有关基本理论和方法； 严肃、认真、仔细、按时完成作业，达到“分析正确，计算无误、图幅美观，字迹端正”，作业中的曲线图严格按照工程制图要求进行绘制，文字说明和计算数据书写应工整； 鼓励学生使用计算机，应用Excel进行数据处理； 要求统一用A4白纸书写作业； 作业经教师批改，认真改正错误之处； 作业要妥为保存，待课程学习结束后，作业装订成册，以留毕业参加实际工作参考使用； 切忌随手乱涂乱划，以作为期末考查的依据。 编者 2011年9月
目录 第一章绪论 (1) 第二章流域径流形成过程 (2) 第三章水文信息采集与处理 (7) 第四章流域产流与汇流计算 (12) 第五章水文预报 (22) 第六章水文统计 (25) 第七章设计年径流分析 (31) 第八章由流量资料推求设计洪水 (37) 第九章由暴雨资料推求设计洪水 (43)
第一章绪论 学习本章的意义：学习本章的目的，主要了解什么是工程水文学?它主要包括哪些内容?在国民经济建设，尤其在水利水电建设中有哪些重要作用?希望能结合某一工程实例进行学习。本章内容主要有：水文学与工程水文学，水资源，水文变化基本规律与计算方法。 本章内容：水文学与工程水文学的基本概念、主要内容及作用，水文变化基本规律及基本研究方法。 一、填空题 1.水文学是研究自然界各种水体的的变化规律，预测、预报 的变化情势的一门水利学科。 2.工程水文学的内容，根据在工程规划设计、施工、管理中的作用，基本可分为两个方法： 和。 3.水文现象变化的基本规律可分：、和。 4.根据水文现象变化的基本规律，水文计算的基本方法可分为、 和。 二、选择题 1．水文现象的发生[ ]。 a、完全是偶然性的 b、完全是必然性的 c、完全是随机性的 d、既有必然性也有随机性 2．水文分析与计算，是预计水文变量在[ ]的概率分布情况。 a、任一时期内 b、预见期内 c、未来很长很长的时期内 d、某一时刻 3．水文预报，是预计某一水文变量在[ ]的大小和时程变化。 a、任一时期内 b、预见期内 c、以前很长的时期内 d、某一时刻 4．水资源是一种[ ]。 a、取之不尽、用之不竭的资源 b、再生资源 c、非再生资源 d、无限的资源 5．水文现象的发生、发展，都具有偶然性，因此，它的发生和变化[ ]。 a、杂乱无章 b、具有统计规律 c、具有完全的确定性规律 d、没有任何规律 6．水文现象的发生、发展，都是有成因的，因此，其变化[ ]。 a、具有完全的确定性规律 b、具有完全的统计规律 c、具有成因规律 d、没有任何规律 三、简答题 1.工程水文学与水文学有何联系？主要包括哪两方面的内容？ 2.工程水文学在水利水电工程建设的各个阶段有何作用？
Good afternoon. The university I’d like to introduce to you all is MIT--- Massachusetts Institute of Technology. Hope you like it. 1. 地理位置 MIT is a comprehensive private university in the US. It is one of the most famous polytechnic universit ies over the world. It is located in Massachusetts, Cambridge, Charles River, with the Boston Back Bay.And it adjacents to Harvard. 名字由来 MIT's correct translation name shall be the Massachusetts state institute of technology, but because MIT was translated into Massachusetts province institute of technology as early as the qing dynasty, then the name went ahead with it. Mascot :beaver 格言 2. This is the school seal of MIT. “year 1861”refers to the date (April 10th, 1861) the MIT was incorporated by the Commonwealth of Massachusetts . “S cience and Arts” reflect s the ideal of cooperation between knowledge and practice. 图标意义 The school motto of MIT is "Mens et Manus", which translates from the Latin to "Mind and Hand." The motto reflects the educational ideals of MIT's founders who were promoting, above all, education for practical application. 3. Here are the three aspects I would talk today. 4. MIT campus covers an area of 168 acres. The central campus is consisted by a group of interconnected buildings. 5.It very odd that all the buildings in the campus are labeled by digitals.Do you know why? It’s said students there believe numbers are easier to be found. Maybe the MIT is the kingdom of engineers. 6. Let’s step into the campus, to see if there is anything interesting. 建筑物 This is Killian Hall, the symbol construction of MIT. It’s the place where important ceremonies and events are held, just like our Action Center MCMXVI 1916 Simmons building This is Simmons building, a ten-story dormitory for 350 undergraduate students and faculty. Astonished by its 6,000 operable windows, aren’t you?The whole building features by balconies and doorways. It includes a computer cluster, fitness center, music rooms and street-level dining. Media lab This is the Media lab.It was designed by IM Pei—the World-class