现代水文学(新1版)第7章-水文数学分析方法

水文学教材pdf《水文学》一、水文学的基本概念1. 水文学定义：水文学是研究地表水循环及其对环境的影响，以及地表水资源的利用的学科。

2. 水文学内容：水文学涉及水资源清淤及有关工程、河流流量及其影响、水库积水、地下水流、降雨量及其分布、水土保持、水文监测、水质污染以及控制等内容。

3. 水文学的研究方法：水文学的研究基于地理和物理的原理，重点关注水的来源、形态变化及其分布，以及随水流变化的地质环境演变情况。

二、水文学在自然资源开发中的应用1. 供水：水文学可以帮助我们分析水文地质条件，以选择合适的供水地，并确定供水的质量和量。

2. 灌溉：水文学可以帮助我们确定施水时间和量、施水方式和阶段性及节水性等，以便提高作物产量及其质量。

3. 水利工程：水文学可以帮助我们提供有效的水利工程建设方案，为社会发展服务。

三、水文学的历史渊源1. 先秦时期：我国先秦时期就有关于天水流量的记载，如《诗经》《易经》《淮南子》等，开创了中国水文学。

2. 两汉时期：孙思邈的《治水论序》是两汉时期水文学的重要著作，从水体的整体性和流动性出发，理论上做出了比较科学的洪水治理构想。

3. 唐宋元明清时期：唐宋元明清时期出现了许多水利工程，也对水文学观点形成了重大影响，如张普水《芦沟集》，陆九渊《灌河集》等，直接开创了水文学发展的新篇章。

4. 近现代：近现代，著名水文学家牛顿及其派别和麦克斯韦等准确描述了水的循环过程，从数学上研究了其不稳定状态，为水文学发展奠定了坚实的基础。

四、水文学的发展趋势1. 将环境，技术和社会因素纳入水文学概念；2. 更为重视水资源可持续利用；3. 向空间和时间尺度上发展；4. 加强可操作信息数量获取；5. 加强生态学和水文学的结合；6. 开发具备多尺度模型；7. 水资源开发对社会经济的影响评价；8. 水资源开发的多目标优化；9. 水资源开发管理的智能化技术；10. 水文学产品开发与服务。

现代水文学与水资源学课后思考题PPT：第1章绪论08月30日2、如何看待我国治水文明与现代水科学之间的联系？答：我国古代社会以农业为经济基础，农业发展、商业与水运的繁杂都离不开水。

中华民族的发展史同时也是一部治水史。

中国古代水问题主要是洪水与干旱，古代治水围绕兴利和除害展开，经历了一个由“避”到“治”、由“堵”到“疏”、由“疏”到“导”的过程，同时也是一个由防水害到即防水害又兴水利、由被动治水到主动治水、由单一治水到全面治水的过程。

中国古代在长期的治水活动中形成了许多颇具特色的治水理念与朴素的辩证思想，包括古老的“天地人”三才系统观念、顺其自然理念和阴阳五行学说等，对现代水科学的发展奠定了基础，值得今人学习和思考。

现代水科学的发展离不开对古人治水理念和思想精髓的学习，以及与西方现代文明的有机结合。

现代水科学应该是顺其自然、因势利导的，同时又要辩证施治、进退有度，全面系统、长治久安，安全生态、完美结合，留有余地、适可而止。

在现代治水过程以及水科学的发展过程中，我们既要引进西方的先进技术与理念，更要传承古人“顺之水性”、“无为而治”等优秀的治水理念，要“迈步从头越”，学习古人治水的思想精髓。

3、如何理解现代水文学与水资源学区别与联系？答：水文学主要是研究地球上水的起源、存在、分布、循环运动规建，水资源学主要研究水资源的形成、演化、运动规建及水资源的合理开发利用的基础理论。

水文学与水资源受既有区别又有密切的联系。

水文学是水资源学的重要科学基础，水资源学是水文学服务于人类社会的重要应用。

水文学是水资源学的基础。

从水文学和水资源学的发展过程看：水文学具有悠久的发展历史，而水资源学是在水文学的基础上，为了研究和解决日益突出的水资源问题而逐步形成的一个知识体系。

因此，可近似的认为，水资源学是在水文学的基础上衍生出来的。

从研究内容上看：水文学是一门研究地球上各种水体的形成、运动规律以及相关问题的学科体系；水资源学主要研究水资源评价、配置、综合开发、利用、保护以及对水资源的规划与管理，按照水资源的定义，水资源是指可被人类利用的淡水资源，世界上大量的水中只有一小部分可以划归为水资源的范畴，水资源学对水资源的研究是建立在水文学对地球上各种水体的研究的基础之上的。

水资源管理中的水文模型水是人类生存和发展不可或缺的基本资源。

在现代化进程中，水资源的合理利用和管理越来越受到重视。

而水文模型是水资源管理中不可或缺的一环。

什么是水文模型？水文模型是基于水文学原理和方法，采用数学模型分析水文过程的一种方法。

它主要用于预测水文变化和模拟水文过程，为水资源管理、水文预报和水资源规划提供基础数据支持。

水文模型的分类根据模型输入数据和输出结果的不同，水文模型可以分为以下几种：1. 水文分布模型：以降雨量、蒸发量、渗透和流量为输入数据，推算出流域内的水文数据和水文情况的变化。

2. 水文过程模型：用于描述流域内的水文过程，包括降雨入渗、径流产生、径流暴涨等各个方面。

3. 水文预测模型：主要用于短期和中期的水文预测，以支持水资源管理和防洪减灾。

4. 水资源优化模型：以客观评价和分析流域水资源的各种利用方式，以及最优资源配置和利用方案。

为什么需要水文模型？水文模型在水资源管理中具有重要的应用价值。

在水库调度和防洪调度中，需要通过水文模型对水文过程进行模拟和预测，以确定最佳水库蓄水量和放水量，以及合理的防洪措施。

在水资源规划中，通过水文模型可以计算出流域的水文平衡和水文循环，以确定最优的水资源利用方案，提高水资源的利用效率。

在水资源评价和治理中，利用水文模型可以对流域的水文环境进行评价，指导流域的治理和保护。

水文模型的发展趋势随着数值模拟技术的不断改进和发展，水文模型也日益完善。

未来的水文模型将更加精细化和综合化，并与GIS、遥感技术、水传感器等技术相结合，开发各种辅助工具，提高水资源管理的效率和精度。

总的来说，水文模型是现代水资源管理不可或缺的工具，其应用范围正在不断扩大和深化，对于保障社会经济发展和生态环境保护具有重要意义。

水文学及水资源--前沿研究(转载)一水文学及水资源1 学科方向水文学及水资源学科包括水文学和水资源学两个方面，是研究水的性质、循环运动规律、水与环境相互关系以及水资源可持续利用的学科。

水文学是关于地球上水的起源、存在、分布、循环、运动等变化规律和运用这些规律为人类服务的知识体系，研究领域同时也包括水圈同大气圈、岩石圈和生物圈等自然圈层的关系。

水文学同属于地球科学和水利科学两个范畴，与科学探究和工程建设实践均密切相关。

作为地球科学的一部分，水文学可分为陆地水文学与海洋水文学两大部分，陆地水文学是水文学的主要组成部分。

水文学和大气科学共同关心水圈与大气圈的相互联系，逐渐形成水文气象学；水文学和地质学共同研究地下水形成、埋藏和运动规律，形成了地下水水文学。

作为水利科学的一部分，水文学通常指的是应用水文学，是运用水文学及有关学科的理论和方法和排水、环境保护等工程建设，为农业、林业提供水文数据、水文参数和水文预报服务的一门应用科学。

应用水文学因服务对象的不同，又分为工程水文学、农业水文学、森林水文学、城市水文学等分支学科。

随着现代量测技术和计算机技术的发展，以及人类活动对自然环境和生态系统影响的日益加剧，现代水文学的研究对象涵盖了水文循环的物理过程、伴随水文循环过程的生物化学过程，以及植物生态过程等，其发展趋势是：1）综合研究手段，即地面观测、卫星遥感、以及计算机模拟相结合；2）学科交叉，如大气科学与水文科学的结合，生态学与水文学的结合等；3）“自然－人工”二元水循环模式研究，即人类活动影响下的自然水循环系统与社会水循环系统之间的相互作用研究。

水资源学是对水资源的量与质进行评价，制定水资源综合开发利用和保护规划，解决水资源供需矛盾，并对水资源实行科学管理的知识体系。

在相当长的一段时间里，有关水资源的知识和经验常融合在其他学科如水文学、水利学中，没有形成水资源的专门学科。

20 世纪中期以来，水资源问题日益突出，专门以水资源为对象的研究和实践在很大范围内有了发展和提高，逐渐形成了与原有的有关水的学科内容有差别并自成体系的水资源学。

水文学（现代水文与水资源学）教案侯立春2009年8月水文学（现代水文与水资源学）本课程目的1.了解现代水文水资源的进展和国际前沿2.开拓现代水文水资源研究问题的思路3.学习基本的水文水资源分析、模拟与评价知识本课程教授方法课堂讲授与学术讲座基本的水文水资源分析与评价授课专题讨论: 水资源的利用与保护教学实践：绘图、识图能力培养；野外观察调查上饶市及周边地区水环境状况（水量、水质）并分析编写报告本课程学习主要参考书黄锡荃主编.水文学.高等教育出版社,1993.邓授林主编.水文学.高等教育出版社,1985.夏军著，水文非线性系统理论与方法，武汉大学出版社，2002年水利部.中国水资源评价.北京：水利电力出版社，1987.中国地理学会水文专业委员会全国水文学术会议论文集.绪论一、水文学的定义和研究对象与方向1．水文学的定义1962年美国联邦政府科技委员会提出水文学是一门关于地球上水的存在、循环、分布，它的物理、化学性质以及环境包括与生活有关事物的反应的学科。

1987年《中国大百科全书》定义水文科学是关于地球上水的起源、存在、分布、循环运动等变化规律和运用这些规律为人类服务的知识体系。

本教材定义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．水文学的研究对象3. 水文学研究方向显然，水文科学的内涵包括许多基础科学问题，具有自然属性，是地球科学的组成部分，其研究方向是地理水文学；另一方面，由于它在形成与发展过程中，直接为人类服务，并受人类活动的影响，具有社会属性，又属于应用科学的范畴，其研究方向是应用水文学或工程水文学。

二、水文科学的发展历程1．20世纪以前是水文科学的萌芽和奠基阶段远古时代，人们在治水工程中认识到水文工作的必要性。

例如，公元前约3000年埃及在尼罗河上设置水位观测设备，公元前约250年李冰在都江堰设置“石人”观测水位，隋代的石刻水则，宋代的水碑等都是为了掌握水情而设立的。

《水文统计学》自学指导书第一章事件与概率一、学习要点(一）内容:随机试验、基本事件、复合事件、基本空间，事件之间的关系,事件的运算，概率的定义，概率的性质，条件概率与概率乘法定理，事件的独立性，全概率公式，贝叶斯公式，（二）基本要求1、了解事件，条件概率、独立性的概念2、概率的定义与性质，条件概率与事件的独立性3、掌握全概率公式，贝叶斯公式(三）重点：事件之间的关系,条件概率与概率乘法定理，全概率公式，贝叶斯公式（四）难点：条件概率与概率乘法定理，全概率公式，贝叶斯公式二．复习题1 设甲、乙两射击手击中目标的概率分别是0。

7和0。

8,现各射击一次,求:①同时击中目标的概率。

②至少有一人击中目标的概率.③恰有一人击中目标的概率.2 一批水文数据由A1,A2，A3三人抄录,各人抄录的数据分别为总量0.5,0.25,0。

25。

各人的抄错率分别为2%,1％，0。

5％,现从这批数据中任取一个,求该数据恰为错误数据的概率.3 一批水文数据由A1,A2,A3三人抄录,各人抄录的数据分别为总量0。

5，0.25,0.25。

各人的抄错率分别为2%，1%，0.5％，现从这批数据中任取一个,该数据为错误的，试问该错误数据是由A1抄录的概率是多少？第二章随机变量及其分布一、学习要点随机变量和它的的两种基本类型，分布函数，离散型随机变量的概率分布，连续型随机变量与分布密度，几种重要的连续型随机变量的分布，随机变量函数的分布（二）基本要求1、理解随机变量的的两种基本类型2、掌握离散型随机变量和连续型随机变量的分布密度3、掌握离散型随机变量的分布和连续型随机变量函数的分布密度(三）重点:随机变量与分布函数，离散型、连续型随机变量，随机变量函数的概率分布（四）难点：几种重要的连续型随机变量的分布，随机变量函数的分布二．复习题1 一座小型水库,每年出现超标洪水的概率为1/50，假定各年是否出现超标洪水是相互独立的，求在建成后20年内恰有2年出现超标洪水的概率和出现超标洪水的年数在4年以上的概率。

前言水文学是地球科学的一个重要分支，它是一门研究地球上水的起源、存在、分布、循环和运动等变化规律，并运用这些规律为人类服务的知识体系。

水文学同其它学科一样，是人类长期实践过程中，经历起源、不断发展、再到成熟等阶段。

可以说，水文学是人类长期与水作斗争，不断地观测、研究水文现象及其规律性而逐步形成的一门科学。

由于客观世界的复杂性、广泛存在的不确定性以及人类认识上的局限性，水文学上仍有许多难点问题（如不确定性问题、非线性问题、水文尺度问题等）在理论上和实际应用上未能很好解决。

实际上，人类发现问题、认识问题再到解决问题，是一个变化发展的过程。

人们常说的“水文学已经发展到了成熟阶段”并非意味着“水文学十分完备、不需再发展”，实际上，它象其它发展中的学科一样，一直在不断发展之中。

特别是，随着现代科学技术的发展，以前没有发现的问题，现在发现了，以前没有解决的问题，现在在逐步解决，使得水文学不断发展、不断壮大。

近几十年来，尽管水文学在理论及应用上都有很大的发展，也增添了许多新的内容。

然而，缺乏一本及时反映现代水文学发展的专著。

也就是在这种形势下，本书应运而生。

传统的水文学只侧重研究自然界水文循环的水量方面，多采用水文现象观测、实验等手段，运用传统的数学、物理方法来研究，其应用多限于洪水预报、水文水利计算等工程技术问题。

随着社会经济的发展，人类对水的需求不断增大，对生活的环境质量要求也愈来愈高。

自然界发生的洪水和干旱等灾害以及人类经济活动造成的水污染和生态系统破坏，对社会经济发展和人类生命财产造成的损失与付出的代价也愈来愈大。

如何解决实际问题中出现的与水有关的各种矛盾？如何实现社会经济的可持续发展？这对传统水文学的发展提出了挑战。

它表现在：人的认识和理论研究方面；以及解决实际问题的应用方面。

现代水文学有别于传统水文学，主要表现在“现代”（Modren）二字上。

它应该是水文学上全新的概念、思路和方法的总结。

具体地说，是以现代新技术（如计算机技术、“3S”技术等）应用为支撑，在宏观和微观两个相对方向上进行深入研究。