水文学
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1.水文学是研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系的科学。
2.研究对象:地球上的水.(1)水本身性质.(2)水与地理环境、人类的联系水文学的特点:一方面,具有自然属性,属于地球科学的范畴;另一方面,又具有社会属性,属于应用科学的范畴。
水文学:地球物理水文学、工程水文学、地理水文学地理水文研究的特点:宏观性:水体运动变化的自然规律、总体演化趋势综合性:与其它自然地理因素间的相互影响研究区域性:各水体的区域差异性水文现象的主要特点(水文现象:水循环过程中,水的存在和运动的各种形态。
)水循环永无止尽,水文现象在空间或时间上存在一定的因果关系。
水文现象在时间上既有周期性又有随机性。
水文现象在地区分布上既存在相似性,又存在特殊性。
水文效应:由于自然或认为因素,使地理环境发生改变,从而引起水循环要素、过程、水文情势发生变化,成为水文效应。
水资源的特性自然属性1,.可再生性2水循环过程具有无限性的特点,水资源具有可再生性。
但这种可更新的水量又是有限的。
3.时空分布的不均匀性4年内与年际变化大;地区分布不均衡社会属性1利用的广泛性和不可代替性2利与害的两重性世界水资源水资源是指全球水量中可为人类生存、发展所利用的水量,主要是指逐年可以得到更新的那部分淡水量。
.最能反映水资源数量和特征的是年降水量和河流的年径流量。
区域水资源总量:为当地降水形成的地表水和地下水的总和=地表水资源量+地下水资源量—重复量水循环基本过程:水循环是指地球上各种形态的水,在太阳辐射、地心引力等作用下,通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节,不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。
水循环机理:第一,水循环服从于质量守恒定律;第二,太阳辐射与重力作用,是水循环的基本动力;第三,水循环广及整个水圈,并深入大气圈、岩石圈及生物圈。
第四,全球水循环是闭合系统,但局部水循环却是开放系统。
第五,地球上的水分在交替循环过程中,总是溶解并携带者某些物质一起运动。
1.水文学:水文学是地球物理学和自然地理学的分支学科。
研究存在于大气层中、地球表面和地壳内部各种形态水在水量和水质上的运动、变化、分布,以及与环境及人类活动之间相互的联系和作用。
是关于地球上水的起源、存在、分布、循环、运动等变化规律,以及运用这些规律为人类服务的知识体系。
2.工程水文学:工程水文学是水文学的一个分支,是为工程规划设计、施工建设及运行管理提供水文依据的一门科学,主要内容分为水文分析计算和水文预报两方面。
水文学知识径流,水文学的基本原理和方法,包括水文资料的收集与统计,设计洪水,流域分析计算,水质及水质评价。
3.历史洪水:为防洪等工程设计而拟定的、符合指定防洪设计标准的、当地可能出现的洪水。
即防洪规划和防洪工程预计设防的最大洪水4.洪水总量:洪水总量简称“洪量”。
洪水在一定历时内从流域出口断面流出的总水量。
一般以计。
在降雨径流预报中常计算一次降雨所形成的一次洪水总量,可由本次洪水过程线的流量起涨时刻至退水段上终止时刻之间的面积来求得。
在水文计算中有时需要统计某一时段的最大洪水总量(如一天最大、三天最大洪水总量等),通过频率计算,求得各种事端最大的设计洪水总量,据此推求设计洪水过程线,作为水库调洪算的依据。
5.水文频率计算:水文频率分析根据某水文现象的统计特性,利用现有水文资料,分析水文变量设计值与出现频率(或重现期)之间的定量关系。
6.累积频率:在概率统计中,我们为了获取某事件发生的概率,会对其所在的所有事件在一定范围内进行统计,我们将这个所有事件称为样本,该事件发生的次数称为频数与样本总数的比值即为频率或概率。
累计频率则是两种或两种以上的事件发生的频率之和。
7.重现期:在一定年代的雨量记录资料统计期间内,大于或等于某暴雨强度的降雨出现一次的平均间隔时间为该暴雨发生频率的倒数。
设计雨水排水系统时,根据工业厂房生产工艺及建筑物的性质确定,一般采用1A。
通俗的来讲就是这么大的雨量,多少年出现一次,是道路排水设计的标准。
水文学原理第一章1. 水文循环现象:水在太阳能和大气运动的驱动下,不断地从水面、陆面和植物的茎叶面,通过蒸发或散发,以水汽的形式进入大气圈。
在适当的条件下,大气圈中的水汽可以凝结成水滴,小水滴合并成大水滴,当凝结的水滴大到能克服空气阻力时,就在地球引力的作用下,以降水的形式降落到地球表面。
我们把水的这种既无明确的“开端”,也无明确的“终了”的永无休止的循环运动过程称为水文循环。
2发生原因:内因:水在常温下能实现“三态”转化;外因:太阳辐射地心引力3影响水文循环的因素:气象因素:风向、温度、湿度等;自然地理条件:地形、地质、土壤、湿度等;人类活动:农业措施、水利措施等;地理位置4.科学意义:1.形成各种地貌,塑造地球表面;2众多物质循环中最重要的物质循环,地球上生命生生不息,能千秋万代延续下去;3.形成一切水文现象,调节气候;4提供巨大的水利资源,水资源和水能资源具有再生性。
第二章1.水量平衡原理:针对一定长度的时间段,针对某一空间尺度2全球水量平衡(陆地、海洋)3. 流域水量平衡4. 水土植被系统的水量平衡方程式第三章1. 流域山峰、山脊、鞍部的连接线称分水线流域: 地面分水线包围的区域地面分水线与地下分水线重合的流域称为闭合流域;地面分水线与地下分水线不重合的流域称为非闭合流域。
2.水系流域中大大小小河道交汇形成的树枝状或网状结构称为水系3.坡地: 流域中除水系以外的部分称为坡地4 Strahler分级(1)直接发源于河源的小河流为一级河流;(2)两条同级别的河流汇合而成的河流级别比原来高一级(ω*ω= ω+1 );(3)两条不同级别的河流汇合而成的河流的级别为两条河流中的较高(ω*n=n,n>ω);(4)整个河网中所有河流的级别的最大值取为整个河网的级别,也称流域级别。
5霍顿三大定律河数定律何长定律比降定律6.地形地貌与洪水关系第四章1降雨(水)基本要素降雨量(深):指一定时段内降落在某一点或某一面积上的总雨量,用深度表示,以mm计。
绪论水文学是研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系的科学。
水文现象:水循环过程中,水的存在和运动的各种形态,统称为水文现象。
水文现象的主要特点:1)水循环永无止尽;2)水文现象在时间变化上既有周期性又有随机性;3)水文现象在地区分布上既存在相似性,又存在特殊性。
水文学的研究方法:成因分析法,以物理学原理为基础;数理统计法,以概率理论为基础;地理综合法,按照水文现象地带性规律和非地带性的地域差异,用各种水文等值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。
(P5)水循环:指地球上各种形态的水体,在太阳辐射、地心引力等作用下,通过蒸发、水汽输送、凝结降水、入渗及径流等各环节,不断的发生相态转变、能量交换的周而复始的运动过程。
水循环机理:1)服从于质量守恒定律,整个循环过程保持着连续性,无头无尾,是物质与能量的传输、储存、转化过程且存在于每一环节;2)太阳辐射和重力作用,是水循环的基本动力。
水的三态转化为水循环提供了前提条件;环境因素(地理纬度、海陆因素、地貌形态等)在一定程度上影响着水循环的路径、规模和强度;3)水循环涉及到整个水圈,并深入大气圈、岩石圈和生物圈;4)全球水循环是闭合系统,但局部水循环是开放系统;5)地球上的水在交替循环过程中,总是溶解并携带某些物质一起运动。
水循环的基本类型(按不同途径与规模):大循环:发生于全球海洋与陆地之间的水分交换过程;特点是在循环过程中,水分通过蒸发与降水两大基本环节,在空中与海洋,空中与陆地之间进行垂向交换,与此同时,又以水汽输送和径流的形式进行横向交换。
小循环:发生于海洋或陆地与大气之间的水分交换过程。
又称内部循环,前者为海洋小循环,后者为陆地小循环。
海洋小循环包括海面的蒸发与降水;陆地小循环可分为大陆外流区小循环(存在于海洋之间的横向水分交换)和内流区小循环。
(P43)水体的更替周期:指水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需的时间。
水文与水资源工程专业认识简介水文与水资源工程是一门研究水文过程和管理水资源的学科。
它涉及到水文学的原理、方法和技术,以及水资源开发、利用和管理的相关工程措施。
本文将介绍水文与水资源工程专业的基本知识和职业发展方向。
专业知识1.水文学:水文学是水文与水资源工程专业的核心内容之一。
它主要研究水在地表和地下的分布、流动和变化规律,为水资源的合理开发和利用提供基础数据和科学依据。
2.水资源工程:水资源工程是水文与水资源工程专业的另一个重要组成部分。
它包括水资源调查评价、水资源规划设计、水资源利用与保护等内容,旨在实现对水资源的有效管理和可持续利用。
相关职业发展方向1.水资源调查评价专家:负责进行水资源的调查、监测和评价工作,为水资源规划和管理提供科学依据。
2.水资源规划设计工程师:参与水资源规划和设计,制定合理的水资源开发方案,并负责水资源工程的实施和监督。
3.水资源管理专员:负责协调、监控和管理水资源的使用和保护,保障水资源的可持续利用。
4.水文工程师:主要从事水文过程的研究和模拟,为水资源管理和工程设计提供技术支持。
5.水利工程师:参与水利工程的建设和维护,保障水资源的供给和灾害防治。
就业前景随着社会经济的发展和人口的增长,对水资源的需求不断增加。
水文与水资源工程专业的就业前景较为广阔,可在政府部门、水利工程公司、环境保护机构、科研院所等单位从事相关工作。
另外,随着环境保护意识的提高,水资源管理和保护的重要性也逐渐受到重视,相应的就业机会也在增加。
专业培养要求学习水文与水资源工程专业需要具备一定的数学、物理、地质等基础知识。
培养过程中,重点培养学生的水文学和水资源工程方面的专业知识和技能,注重实践能力的培养,同时培养良好的科研能力和团队合作精神。
总结水文与水资源工程专业涉及的知识广泛,涵盖了水文学和水资源工程的理论和实践内容。
该专业的毕业生可以在各个领域从事与水资源相关的工作,为水资源的合理开发和利用贡献自己的力量。
水文学一、名词解释水文现象:水循环过程中,水的存在和运动的各种形态。
水循环:水循环是指地球上各种形态的水,在太阳辐射、地心引力等作用下,通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节,不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。
海水盐度:单位质量海水中所溶解物质的质量,叫海水盐度。
它是海水物理、化学性的重要标志。
水循环过程中,水的存在和运动的各种形态。
水资源:指全球水量中可谓人类生存、发展所利用的水量,主要是指逐年可以得到更新的那部分淡水量。
水体更替周期:指水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需要的时间。
水量平衡:指任意选择的区域,在任意时段内,其收入的水量与支出的水量之间差额必等于该时段区域内蓄水的变化量,从总体上说收支平衡。
蒸发能力:通常,将处在特定的气象环境中,具有充分供水条件的可能达到的最大蒸发量,称为蒸发能力。
区域总蒸发:是指研究区域内所有蒸发面上各种蒸发、散发之综合。
水汽扩散:指由于物质、粒子群等的随机运动而扩展于给定空间的一种不可逆现象。
扩散现象不仅存在于大气之中,也存在于液体分子运动进程中。
水汽输送:指大气中水分因扩散而由一地向另一地运移,或由低空输送到高空的过程。
降水历时:指一场降水自始至终所经历的时间。
降水量:指一定时间内降落在某一面积上的总水量。
降水面积:即降水所笼罩的面积,以平方公里计。
下渗率:下渗又称入渗,是指水从地表渗入土壤和地下的运动过程。
下渗能力:又称下渗容量,指在充分供水条件下的下渗率。
稳定下渗率(fc):通常在下渗初期,下渗具有较大的数值,称为初渗,其后,下渗作用不断进行,下渗率不断递减。
当下渗到一定深度后,下渗率趋于常值,此时称为稳定下渗率。
产流机制:水在沿土层的垂向运行中,供水与下渗矛盾在一定介质条件下的发展机理和过程,称为产流机制。
流量:指单位时间内通过某断面的水量,常用单位为立方米每秒。
径流深:指将径流总量平铺在整个流域面积上所求得的水层深度,以毫米为单位。
水文学是研究地球上水的性质,分布,循环,运动变化规律及其与地理环境,人类社会之间相互关系的科学水文现象的特点:1.地区性。
地区的差异性,地区的相似性2.具有周期性3不重复性(随机性)表现在时间与数量上三大洋年均水温的分布特点:北半球高于南半球,在南北纬0~30之间以印度洋水温最高,在南北纬50-60之间大西洋水温相差悬殊。
原因:热赤道北移,南半球的热带水一部分流入北半球,北半球暖流势力强大,一直影响到高纬受大陆和海底地貌影响,北半球的冷水不能南流;印度洋热带海区三面受亚,非,澳大利亚大陆包围,并受暖流影响,水温较高世界大洋表面水温分布的总趋势:从低纬向高纬递减;在南北回归线之间的热带海区水温最高,大洋东西两侧水温有明显差异;在寒暖流交汇处等温线密集,水文水平梯度很大;夏季大洋表面水温高于冬季,而水温的水平梯度冬季大于夏季。
主要是由太阳辐射和洋流性质决定的海水的盐度:单位质量海水中所含溶解物质的质量。
水循环基本过程:指地球上各种形态的水在太阳辐射,地心引力等作用下,通过蒸发,水汽输送,凝结降水,下渗以及径流等环节,不断的发生相态转化和周而复始的过程水循环成因:1内因,水在常温条件下的三态变化 2 外因,太阳辐射,地心引力。
水循环的作用与效应:1.联系四大圈层,积极参与岩石圈中的化学元素的迁移过程,参与生物循环。
2.与全球气候,是大气能量的主要要传输储存和转化者;重新分配太阳辐射能,使不同纬度热量收支不平衡矛盾缓解;影响到天气过程3.与地貌特征及地壳运动,沧海桑田;生物效应,促进生态平衡 4.使淡水资源得以更新。
水量平衡:在任意选择的区域或水体,在任意时段内,其收入的水量与支出的水量之间差额等于该时段区域或水体内蓄水的变化量,在水循环过程中从总体上说收支平衡。
径流:流域的降水,有地面与地下汇入河网,流出流域出口断面的水流.流量:指单位时间内通过某一断面的水量。
径流总量:指T时段内通过某一断面的总水量。
水文学教材
水文学是研究地表和地下水资源的科学。
以下是一些常用的水文学教材:
1. "水文学导论" 作者:曹建德
这本教材系统介绍了水文学的基本概念、原理和方法,包括降水、蒸发、径流、地下水等方面的内容。
2. "水文学" 作者:何荣华
该教材以水文循环为主线,介绍了水文学的基本知识和水文观测与分析方法,同时涵盖了水文模型、水资源评价和水利规划等内容。
3. "水文学原理与方法" 作者:贾扬清
这本教材详细介绍了水文学的基本原理和常用分析方法,包括水文资料的获取与处理、频率分析、水文模型等内容。
4. "水文学教程" 作者:肖大忠
该教材以水文观测与实验为核心,介绍了水文学的基本概念和实践技术,包括水文观测方法、资料处理技术和水文信息系统等方面的内容。
5. "地下水水文学" 作者:黄涛
这本教材重点介绍了地下水水文学的理论和方法,包括地下水运动、渗流原理、地下水模型和地下水资源管理等方面的内容。
这些教材都是比较常用的水文学教材,适合水文学专业的学生和从事水文学研究或实践工作的人员参考使用。
同时,水文学是一个发展较快的学科,教材的内容可能会有所更新和调整,建议根据实际需要选择最新的版本。
水文学第五版课后答案第一章简介1.1 水文学概述答案:水文学是研究水文现象和水循环规律的科学。
它对于水资源合理利用、水灾防治和环境保护具有重要意义。
1.2 水文学的分类答案:根据研究对象的不同,水文学可以分为大气水文学、地表水水文学和地下水水文学三个分支。
大气水文学研究大气中的水循环过程,包括降水、蒸发和蒸腾等;地表水水文学研究地表水的循环规律,包括河流、湖泊和库容等;地下水水文学研究地下水的形成、水量和水质等问题。
1.3 水文学的研究方法答案:水文学的研究方法主要包括实地观测、实验室试验和数学模型等。
实地观测是通过在各地设置观测站,对水文要素进行实时监测和记录;实验室试验是通过在实验室中对水文过程进行人工模拟和观测;数学模型是利用数学方程来模拟和预测水文过程。
第二章降水2.1 降水的形成和类型答案:降水是大气中水汽凝结成液态或固态水珠,从大气中沉降到地面的过程。
常见的降水类型包括雨、雪、雹等。
2.2 降水量的测定答案:降水量是指在单位时间内降水的量。
常用的降水量测定方法有雨量计法、淋溶法和蒸发皿法等。
2.3 降水的时空分布特征答案:降水的时空分布特征受到地理环境和气候条件的影响。
在时间上,降水呈现出明显的季节变化和年际变化。
在空间上,降水呈现出地域差异和纬度带状分布的特征。
第三章蒸发和蒸腾3.1 蒸发的基本概念和形成机制答案:蒸发是水从液态转化为水蒸气的过程。
蒸发的主要形成机制包括蒸发能大小和水面蒸发速率的影响。
3.2 蒸腾的概念和影响因素答案:蒸腾是植物水分通过气孔从植物体内蒸发到大气中的过程。
蒸腾的影响因素包括植物类型、气候条件和土壤水分等。
3.3 蒸发和蒸腾量的测定方法答案:蒸发和蒸腾量的测定方法有重量法、能量平衡法和气孔阻抗法等。
第四章地表水循环4.1 地表水循环的概念和要素答案:地表水循环是指地球陆地表面的水在不同的储存体和运移路径之间循环的过程。
地表水循环的要素包括降水、蒸发、径流和蓄滞量等。
水文学复习资料整理绪论&第一章地球上水的性质与分布1·水文学:是研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系的科学。
2·地理水文:研究侧重于弄清地球上水体运动变化的自然规律、总体演化趋势;注意开展与其它自然地理因素之间相互影响的综合研究;区域因素决定了各水体的区域差异性。
地理水文研究具有宏观性、综合性及区域性三大特点。
3·水文学的发展阶段及其特征(一)萌芽时期(1400年以前)——定性描述阶段特点:开始了原始观测,水文现象的定性描述及经验积累(二)奠基时期(1400~1900年)——水文科学体系形成阶段特点:水文现象由概念性描述进入定量的表达,水文理论逐渐形成(三)应用水文学的兴起阶段(1900~1950年)特点:水文观测理论体系进一步成熟,应用水文学兴起。
(四)现代水文学时期(1950年后)特点:引进遥感、电算等新技术、新方法,重点开展水资源及人类活动水文效应的研究,分支学科不断派生,研究方法趋向综合。
4·水文现象的特点:(1)时间变化上的周期性和随机性;(2)地区分布上的相似性和特殊性。
5·随着水温的升降,水分子的变化一随着水温的升高,水分子聚合体不断减少,而单水分子不断增多,当水温高于100摄氏度呈气态时,水主要由单水分子组成二随着水温的降低,水分子聚合体不断增多,而单水分子不断减少,当水温到达0摄氏度结冰时,单水分子为零,而强力缔合结构的三水分子增多,因三水分子结构特性,使液态水变成固态冰时,体积膨胀10%若冰变成液态水时,体积减小10%。
三水温在3.98,摄氏度时,结合紧密的二水分子最多,所以此时水的密度最大,比重为1。
6·液态水“闪动簇团“理论的优点能更好地概括液态水的特异结构性能7·海水的热量收支受何因素的影响8·海水温度分布的特点1)三大洋海水温度的水平分布三大洋表面年平均水温约为17.4℃,其中太平洋最高,达19.1℃;印度洋17.0℃;大西洋16.9℃。
水利工程与水文学一、水利工程概述水利工程是一门综合性学科,主要研究与水相关的各种工程,如水库、灌溉系统、排水系统等。
水利工程的目的是利用水资源,满足人们的需求,并合理分配水资源。
二、水利工程的类型1. 水库工程:主要用于储存水资源,调节水量以及防洪。
2. 灌溉工程:用于给农田供水,促进农业生产。
3. 排水工程:主要用于排除城市或农村的污水,保障环境卫生。
4. 河道工程:主要用于保障河流的水利功能,如溢洪道等。
三、水文学概述水文学是一门研究水文过程及其规律的学科,主要研究水文计算、水文预测、水文分析等。
水文学是一门实践性较强的学科,需要对大量的实测数据进行分析和研究。
四、水文学的类型1. 水文观测:主要是对水文要素进行观测,如水位、流量等。
2. 水文统计:通过对水文数据的分析和推算,反映水文事件的发生规律。
3. 水文模型:根据水文数据和模型来进行水文预测和分析。
4. 水文应用:水文学在水资源管理、防洪减灾、农田灌溉等方面应用广泛。
五、水利工程与水文学的关系水利工程和水文学是密不可分的,水文学提供了水资源的基础数据,提供了水资源利用方案的依据,而水利工程则是将水文学所研究的技术转化为实际的水利工程项目,如利用水文学的洪水预测结果,设计防洪工程;利用气象和水文数据,设计灌溉工程等。
六、发展趋势目前,随着科技的发展和需求的不断增加,水利工程与水文学的研究也日益深入。
未来,水利工程将更加注重多功能性的发展,即一个项目除了单纯的水资源调节外,还将考虑对水生态保护、环境保护的贡献。
同时,随着气象和水文数据采集技术的提高,水文学将更加精准地进行水文计算、水文预测和水文分析,为水利工程的实施提供更多的科学依据。
七、总结水利工程与水文学的研究都是为了更好地利用和管理水资源。
两者密不可分,相互促进,随着科技的发展,也将不断地迎来新的挑战和机遇。
水文学书籍
以下是一些关于水文学的书籍推荐:
1. 《水文学导论》- 作者:郑兴东、李永勤
这本书是一本水文学的入门教材,涵盖了水文学的基本概念、理论和方法,适合初学者阅读。
2. 《水文学原理与应用》- 作者:朱占元、陈乃金
这本书介绍了水文学的基本原理和应用,包括水文数据分析、水文循环、水文模型等内容,适合进一步学习水文学的读者。
3. 《水文学与水资源规划与管理》- 作者:朱瑞民、李杰
这本书介绍了水文学与水资源规划与管理的关系,涵盖了水资源评价、水资源规划、水资源管理等方面的内容。
4. 《水文学与水资源保护》- 作者:赵博
这本书介绍了水文学在水资源保护方面的应用,包括水资源保护的原理、方法和技术等内容。
5. 《水文学与水资源研究方法》- 作者:朱占元、孙玉军
这本书介绍了水文学与水资源研究的方法和技术,包括水文数据采集、水文模型建立与应用等内容。
这些书籍可以帮助读者了解水文学的基本理论和应用,是学习和研究水文学的良好参考。
水文学复习资料整理绪论&第一章地球上水的性质与分布1·水文学:是研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系的科学。
2·地理水文:研究侧重于弄清地球上水体运动变化的自然规律、总体演化趋势;注意开展与其它自然地理因素之间相互影响的综合研究;区域因素决定了各水体的区域差异性。
地理水文研究具有宏观性、综合性及区域性三大特点。
3·水文学的发展阶段及其特征(一)萌芽时期(1400年以前)——定性描述阶段特点:开始了原始观测,水文现象的定性描述及经验积累(二)奠基时期(1400~1900年)——水文科学体系形成阶段特点:水文现象由概念性描述进入定量的表达,水文理论逐渐形成(三)应用水文学的兴起阶段(1900~1950年)特点:水文观测理论体系进一步成熟,应用水文学兴起。
(四)现代水文学时期(1950年后)特点:引进遥感、电算等新技术、新方法,重点开展水资源及人类活动水文效应的研究,分支学科不断派生,研究方法趋向综合。
4·水文现象的特点:(1)时间变化上的周期性和随机性;(2)地区分布上的相似性和特殊性。
5·随着水温的升降,水分子的变化一随着水温的升高,水分子聚合体不断减少,而单水分子不断增多,当水温高于100摄氏度呈气态时,水主要由单水分子组成二随着水温的降低,水分子聚合体不断增多,而单水分子不断减少,当水温到达0摄氏度结冰时,单水分子为零,而强力缔合结构的三水分子增多,因三水分子结构特性,使液态水变成固态冰时,体积膨胀10%若冰变成液态水时,体积减小10%。
三水温在3.98,摄氏度时,结合紧密的二水分子最多,所以此时水的密度最大,比重为1。
6·液态水“闪动簇团“理论的优点能更好地概括液态水的特异结构性能7·海水的热量收支受何因素的影响8·海水温度分布的特点1)三大洋海水温度的水平分布三大洋表面年平均水温约为17.4℃,其中太平洋最高,达19.1℃;印度洋17.0℃;大西洋16.9℃。
三大洋表面年平均水温的分布特点是:北半球高于南半球,在南北纬0°—30°之间以印度洋水温最高,在南北纬50°—60°之间大西洋水温相差悬殊。
形成上述特点的原因:热赤道北移,南半球的热带水一部分流入北半球,北半球暖流势力强大,一直影响到高纬,受大陆和海底地貌影响,北冰洋的冷水不能大量南流;南半球三大洋相连,并与南极大陆相接,因此冷却效果特别明显;印度洋热带海区三面受亚、非、澳大利亚大陆包围,并受暖流影响,所以水温最高。
2)世界大洋表面水温分布的总趋势水温从低纬向高纬递减;在南北回归线之间的热带海区水温最高;大洋东西两侧,水温分布有明显差异;在寒暖流交汇处等温线特别密集,水温水平梯度很大;夏季大洋表面水温普遍高于冬季,而水温的水平梯度则冬季大于夏季。
大洋表面水温分布的这些特点,主要是由太阳辐射和洋流性质所决定的。
3)海水温度的垂直分布从海面向海底呈不均匀递减的趋势。
在南北纬40°之间,海水垂直结构可分两层,即表层暖水对流层(一般深度达600—1000 米)和深层冷水平流层。
表层暖水对流层的最上一层(约0—100 米)受气候影响明显,紊动混合强烈,对流旺盛,水温垂直分布均匀,垂直梯度极小,故称为表层扰动层。
在此层下部与冷水之间形成9·湖泊水温分布的特点1、水温的分布导致湖水温度分布差异的原因,一是水气界面上增温与冷却作用,一是湖泊、水库水内部紊动、对流的混合作用。
水温的垂直分布常用水温垂直梯度表示:Q z = - C r D z ¶ t /¶ z当水温梯度成负值时,上层水温高,下层水温低,但不低于4℃,这种水温的垂直分布,称为正温层;当水温垂直梯度成正值时,水温不高于4℃。
这种水温的垂直分布,称为逆温层。
当湖温上下层一致,水温垂直梯度等于零时,呈同温状态。
当湖泊出现正温层时,在湖面以下一定深度常常形成温跃层。
10·天然水化学成分的主要组成天然水中各种物质按性质通常分为三大类:1)悬浮物质——粒径大于100 纳米(10-7 米)的物质颗粒,在水中呈悬浮状态,例如泥沙、粘土、藻类、细菌等不溶物质。
悬浮物的存在使天然水有颜色、变浑浊或产生异味。
有的细菌可致病。
2)胶体物质——粒径为100—1 纳米的多分子聚合体,为水中的胶体物质。
其中无机胶体主要是次生粘土矿物和各种含水氧化物;有机胶体主要是腐殖酸。
3)溶解物质——粒径小于1 纳米的物质,在水中成分子或离子的溶解状态,包括各种盐类、气体和某些有机化合物。
天然水中的八大离子:K+、Na+、Ca2+、Mg2+Cl-、HCO3-、SO42-、CO32 –微量元素:Fe、Mn、Cu、F、Ni、P、I 等重金属、稀有金属、卤素和放射性元素等;溶解的气体:O2、CO2、N2,特殊条件下也有H2S、CH4 等。
11·天然水的分类1)按水化学成分分类按照水中各种主要离子成分的相对含量等指标,以公式(库尔洛夫式)的形式来表示水的基本化学性质。
2)按矿化度分类天然水按矿化度分类表(g/l )3)按主要离子成分比例分类(1)地表水分类——阿列金分类法首先按占优势的阴离子将天然水分为三类:重碳酸盐类(C)、硫酸盐类(S)、氯化物类(Cl);其次,对每一类天然水按占多数的阳离子分为钙质(Ca)、镁质(Mg)、钠质(Na)三组;然后,在每一组内又按各种离子摩尔的比例关系,分为四个水型:Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型。
Ⅰ型:[HCO3-]>[Ca2++Mg2+]。
低矿化水Ⅱ型:[HCO3-]<[Ca2++Mg2+]<[HCO3-+SO42-)。
低矿化和中等矿化水Ⅲ型:[HCO3-+SO42-]<[Ca2++Mg2+]或[Cl-]>[Na+]。
高矿化度水Ⅳ型:[HCO3-]=0。
Ⅳ型水是酸性水,pH<4.5按照这个分类系统,共划出27个天然水类型。
例如,CCa Ⅱ表示重碳酸盐类、钙组、Ⅱ型水。
天然水化学分类表(阿列金分类法)(2)地下水化学分类(C.A.舒卡列夫分类法)舒卡列夫分类法是以地下水中最常见的6种离子,即HCO3-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+为基础,以含量相当于氢离子摩尔的百分数超过25%的离子进行组合,可以有49个编号的化学类型。
在实际应用中,很少用其编号,常使用类型的命名,即根据含量相当于氢离子摩尔的百分数超过25%的离子,按先阴离子后阳离子,由含量高到低的顺序依次排列,组成水的化学类型如HCO3•SO4~Na•Mg型水、HCO3~Na、Ca型水等舒卡列夫地下水化学分类表如HCO3•12·海水的化学特征.海水的盐度(1)定义:海水盐度是指单位质量海水中所含溶解物质的质量。
常用符号表示“S”。
海水盐度的测定方法:先测定海水的电导比,便可查出盐度。
海水的电导率K=f (S, T, P),当T、P不变时,S=g (K)。
电导比K15 :在温度为15℃、压强为一个标准大气压下,海水样品的电导率与氯化钾标准溶液(32.4356g/kg)的电导率之比。
(3)海洋表面盐度的分布2)海洋表面盐度的分布特征世界大洋的平均盐度是34.69×10-3 ,一般在33—37×10-3之间。
海洋表面盐度分布的总趋势是从亚热带海区向高、低纬递减,并形成鞍形。
赤道附近,普遍为低盐度海区;南北纬20°—30°的信风带海域,出现高盐度中心;西风带,盐度逐渐降低到34×10-3 以下;极地海域,盐度在33×10-3 以下。
13·湖水化学特征1.湖水的矿化度有差异按照矿化度,分为淡水湖(<1 克/升)、微咸水湖(1—24.7 克/升)、咸水湖(24.7—35 克/升)、盐湖(>35 克/升)湖水与海水在化学成分上的差异,主要体现在湖水主要离子之间,无一定比例关系2.湖中生物作用强烈3.湖水交替缓慢,深水湖有分层性随着水深的增加,溶解氧的含量降低,CO2 的含量增加第二章陆地表面水的组成与运动14.分析说明水循环基本过程,循环的动力与循环现象的本质。
A水循环:地球上各种形态的水,在太阳辐射地心引力等作用下,通过蒸发水汽输送,凝结降水下渗以及径流等环节,不断发生相态转换和周而复始运动的过程。
B水循环的基本过程:水汽蒸发、水气输送、凝结降水、水分入渗、地表地下径流。
C水循环机理:①水循环服从与质量守恒定律。
即整个循环过程保持着连续性,既无开始,也无结尾。
②太阳辐射与重力作用,是水循环的基本动力。
③水循环广及整个水圈,岩石圈及生物圈。
④全球水循环是闭合系统,但局部水循环却是开放系统。
⑤地球上的水分在交替循环过程中,总是溶解水携带着某些物质一起运动,诸如溶于中的各种化学元素,气体以及泥沙等固体杂质等。
15.试绘制陆地水文循环的层次结构p42图,说明水循环分类依据以及内在差别。
A大循环发生于全球海洋与陆地之间的水分交换过程,与广及全球,叫做大循环,又叫外循环。
特点是,在循环过程中,水分通过蒸发与降水两大环节,在空中与海洋,空中与陆地之间进行的垂直交换,同时,又以水气输送和径流的形式进行横向交换。
交换过程中,海面上的年蒸发量大于降水量,陆地上情况正好相反,降水大于蒸发;在横向交换的过程中,海洋上空间陆地输送的水汽要与陆地上空间海洋回送的水汽,两者之差称为海洋的有效水气输送。
正是这部分有效的水气输送,在陆地上转化为地表及地下径流,最后回流入海,在海陆之间维持水量的相对平衡。
B小循环,是指发生在海洋与大气之间,火陆地与大气之间的水分交换过程。
小循环又叫内部循环,前者有可叫海洋小循环,后者又叫陆地小循环。
陆地小循环的情况比较复杂,并且内部存在明显的差异。
从水汽来源看,有陆地自身蒸发的水汽,也有来自海洋输送的水汽,并且地区分布不均匀,一半规律是距海越远,水汽含量愈少,因而水循环强度具有子海洋想内陆深处逐步递减的趋势,如果地区内部的植被条件好,出水比较丰富,那么自身蒸发的水汽量比较多,有利于降水的形成,因而可促进地区小循环。
陆地小循环课进一步区分为大陆外流区小循环和内流区小循环,其外流区小循环除自身垂直水分交换外,还有多余的水量,以地表径流及地下水径流的方式输向海洋,高空中必然有等量的水分从海洋送向陆地,所以还存在与海洋之间的横向水分交换。
而陆地上的内流去,其多年降平均降水量等于蒸发量,自成一个独立的水循环系统,地面上并不直接和海洋相沟通,水分交换以垂直向为主,仅借助于大气循环运动,在高空与外界之间,进行一定量的水气输送和交换过程。
16.试述水量平衡与水循环的内在关系以及水量平衡的研究意义。
A水量平衡:所谓水量平衡,是指任意选择的区域(水体)在任意时段内,其收入的水量与支出的水量之间差额必等于该区域内的蓄水变化量。