第四章城市水文及水资源34
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城市生态环境学第一章引论?城市生态环境学研究的对象是城市,是城市居民与其生存环境之间的相互关系——城市生态环境。
?生态学家定义:城市是一个复杂的生态系统,是以人为本,人口、活动、设施、物质、科技、文化高度集中,并不断高速运转的开放性有机综合体。
?城市的定义(联合国):凡拥有10万人以上,居住、工商业、行政、文化娱乐等建筑物占50%以上的面积,具有发达的交通网络和车辆来往频繁的人类集聚区域。
?人口高度集中、物质高度集中、设施高度集中、活动高度集中、科技文化高度集中是城市区别于乡村的基本特征。
?人、物(生物、非生物)、空间(理化环境),是构成城市的三个基本因素,三位一体,以人为主体。
以人为主体是城市的根本性质。
?城市的主要机能:居住、工作、休息、交通。
?1970年4月22日为第一个“地球日”;9月16日国际保护臭氧层日;6月5 日世界环境日;7月11日世界人口日。
?环境总是相对于某个中心事物(或称主体)而言的,总是作为某个中心事物的相对面而存在的。
?环境对干扰具有的功能特性:整体性、有限性、隐显性、灾害放大性、持续反映性、不可逆性。
?生态:关于生物有机体与其周围外部世界之间相互关系的科学。
?生命有机体存在的周围空间,包括空气、阳光、水体、地质、地貌、动物、植物、微生物、土壤等,是客观存在的自然物或称自然条件。
?与生物体相互作用的资源环境或与生物体进行物质能量流动的因素,称为生态环境(有机体所处的环境或称生活环境)。
?城市生态环境学其学科性质具有交叉性、二重性和综合性。
?实现城市可持续发展,是城市生态环境研究的目的和任务。
?城市生态环境研究可以分为三个密切联系的方面:一是资源方面,二是环境方面,三是生态方面。
?环境问题是指地球环境对人类生存和发展产生不良影响的问题,是人类活动作用于地球环境所引起的环境质量变化以及这种变化反作用于人类,对人类的生存发展产生不良的影响的问题,或者说由自然力或人力引起的生态平衡破坏最后直接或间接影响人类生存和发展的问题。
水文学与水资源基础一、水文学部分1. 水循环- 概念:地球上的水在太阳辐射和重力作用下,通过蒸发、水汽输送、降水、下渗、径流等环节,不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。
- 主要环节:- 蒸发:包括水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸腾。
水面蒸发受温度、风速、湿度等因素影响。
例如,温度越高,水分子运动越剧烈,蒸发越快;风速越大,水汽被带走的速度越快,也会加速蒸发。
- 水汽输送:水汽随着大气环流从一个地区输送到另一个地区。
例如,季风就会将海洋上的水汽大量输送到陆地。
- 降水:包括雨、雪、雹等形式。
降水的形成需要水汽饱和、有凝结核以及水汽能够冷却凝结等条件。
地形对降水影响很大,迎风坡降水多,背风坡降水少。
- 下渗:降水到达地面后渗入土壤的过程。
土壤的质地、结构、植被覆盖等都会影响下渗量。
例如,疏松、多孔的土壤下渗能力强,植被覆盖良好可以增加下渗。
- 径流:分为地表径流和地下径流。
地表径流是降水沿地表流动形成的水流,其大小与降水强度、地形坡度、土壤透水性等有关。
地下径流是水在地下土壤孔隙和岩石裂隙中流动形成的水流。
2. 河流水文特征- 流量:单位时间内通过河流某一断面的水量,其大小取决于河流的补给类型(如雨水补给、冰雪融水补给等)、流域面积等因素。
例如,以雨水补给为主的河流,流量随降水量的季节变化而变化;以冰雪融水补给为主的河流,流量在夏季气温高时较大。
- 流速:与河流的落差、河道宽窄等有关。
落差大、河道窄的河段流速快。
流速影响河流的侵蚀、搬运和沉积作用。
- 水位:河流中某一地点的水面高程。
水位受流量、河道形态等因素影响,洪水期水位高,枯水期水位低。
- 含沙量:单位体积河水中所含泥沙的质量。
其大小与流域内的植被覆盖、土壤性质、降水强度等有关。
植被覆盖率低、土壤疏松、降水强度大的地区,河流含沙量往往较高。
- 结冰期:是否有结冰期以及结冰期的长短取决于河流所在地区的气温。
最冷月均温低于0℃的河流一般有结冰期,而且纬度越高,结冰期越长。
【专业知识】水利知识之水文水资源一、水文基础知识水文学主要研究地球上水的形成、循环、时空分布、化学和物理性质以及水与环境的相互关系,为人类防治水旱灾害,合理开发和有效利用水资源,不断改善人类生存和发展的环境条件提供科学依据。
水文学既是地球科学中一门独立的基础科学,并与气象学、地质学、地理学、生态学等有着密切的联系;又是一门应用科学,广泛地为水利、农业、林业、城市、交通等部门服务。
二、水文循环水文循环是指地球上的水分通过蒸发、水汽输送、降水、下渗、径流等过程不断转化、迁移的现象。
水文循环由一系列复杂的过程和路径组成,由海洋的、大陆的以及各种不同尺度的局部循环系统组成,它们互相联系,周而复始,形成庞大而复杂的动态系统。
水文要素是构成某一时间的水文情势的主要因素,是描述水文情势的主要物理量,包括各种水文变量和水文现象。
降水、蒸发和径流是水文循环的基本要素。
同时,把水位、流速、流量、水温、含沙量、冰凌和水质等列为水文要素。
水文要素通常由水文站网通过水文测验加以测定。
水文循环过程中某区域在任一时段内,输入的水量等于输出的水量与蓄水变量之和,即水量平衡。
水汽输送为大气中的水分被气流从一个地区输送到另一地区,或从低空输送到高空的现象,是水文循环的一个环节,可分为水平输送和垂直输送,前者是水汽输送的主要形式,后者是成云致雨的重要条件。
三、水资源及其特性地球上各种形态的天然水,包括大气中的水汽和水滴,海洋、湖泊、水库、河流、土壤、含水层和生物体中的液态水,冰川、积雪和永久冻土中的固态水,岩石中的结晶水。
人类大量利用的是大气降水、河流、湖泊和水库水、土壤水和地下淡水。
地球上水的储量很大,但97.5%是海水,只有2.5%的是淡水。
而2.5%的淡水中可供人类利用的淡水资源在数量上是有限的,不足世界淡水储量的1%,即相当全球水储量的0.007%.从我国水资源特点来看,主要有人均占有水量低、区域分布不均匀、与耕地和人口的分布不相匹配、年际变化大等特点。
水文水资源专业技术知识整理专题1:名词解释1.1水文类(1)实测径流系列:(2)天然径流系列:(3)可能蒸发:可能蒸发量是指在一定的气温和环流条件下的蒸发能力,实际蒸发量是测量得到的具体数据。
(4)最大可能蒸发量:指在下垫面足够湿润条件下,水分保持充分供应的蒸发量。
它表示一个地方自然条件下潜在的蒸发能力。
(5)参考作物蒸发:(6)超渗产流:地面径流产生的原因是同期的降水量大于同期植物截留量、填洼量、雨期蒸发量及下渗量等的总和,多余出来的水量产生了地面径流。
(7)蓄满产流:又称超蓄产流。
因降水使土壤包气带和饱水带基本饱和而产生径流的方式,是降雨径流的产流方式之一。
在降雨量较充沛的湿润、半湿润地区,地下潜水位较高,土壤前期含水量大,由于一次降雨量大,历时长,降水满足植物截留、入渗、填洼损失后,损失不再随降雨延续而显著增加,土壤基本饱和,从而广泛产生地表径流。
(8)释水系数:水头(水位)下降(或上升)一个单位时,从底面积为一个单位高度等于含水层厚度的柱体中所放(或贮存)的水量。
(9)给水度:一般指饱和水的土或岩石在重力作用下,流出来的水体积与土或岩石总体积的比值,称为土或岩石的给水度,又称重力给水度。
它是表征土或岩石给水能力的重要参数。
(10)持水度:饱和岩石经重力排水后所保持水的体积与岩石体积之比。
(11)容水度:岩石空隙能够容纳水量的体积与岩石体积之比。
(12)潜热:物质发生相变(物态变化),在温度不发生变化时吸收或放出的热量。
(13)感热:亦称显热,物体在加热或冷却过程中,温度升高或降低而不改变其原有相态所需吸收或放出的热量。
(14)导水系数:渗透系数与含水层厚度的乘积。
(15)可能最大降雨:现代气候条件下,一定历时内的最大降水量。
(16)净雨:指降雨量中扣除植物截留、下渗、填洼与蒸发等各种损失后所剩下的那部分量。
也叫做有效降雨。
净雨量就等于地面径流,因此又叫做地面径流深度。
在湿润地区,蓄满产流情况下;净雨就包括地面径流和地下径流两部分。
新疆维吾尔自治区考研水利工程学复习资料水文与水资源重要概念总结水利工程学是研究水资源的开发、利用和管理,以满足人类社会和经济发展的需要的学科。
而水文与水资源是水利工程学中的重要概念之一。
本文将对新疆维吾尔自治区考研水利工程学的水文与水资源相关概念进行总结。
一、水文的概念水文指的是研究地表水和地下水的分布、变化及其规律的科学。
在水利工程学中,水文是进行水资源管理、水文预报和水文计算的基础。
水文的主要内容包括以下几个方面:1.降水降水是指大气中水分凝结成颗粒并沉降到地面的现象。
降水是水文循环的重要过程之一,对水资源的形成和分布具有重要影响。
2.蒸发蒸发指的是水从地表或水体中转化为水蒸气的过程。
蒸发是水文循环中的重要环节,影响地表水和地下水的资源量。
3.径流径流是指在降水过程中,不能通过地面的水分流向地表水体或地下水体的过程。
径流是水文循环中的重要组成部分,对水资源的形成、分配和利用起着重要作用。
4.土壤水土壤水是指土壤中储存的水分,对植物生长和地下水的补给有着重要作用。
土壤水的含量和分布对水文过程和水资源的管理具有重要意义。
二、水资源的概念水资源是指可供人类社会利用的水的总量。
水资源的合理利用和管理对于维护社会经济的可持续发展和生态环境的平衡具有重要意义。
水资源的主要内容包括以下几个方面:1.水资源的分布水资源的分布不均匀,受到地理、气候和地质等因素的影响。
不同地区的水资源分布具有一定的差异,了解水资源分布对水利工程规划和水资源管理至关重要。
2.水资源的利用水资源的利用包括工业用水、农业用水、生活用水和生态用水等。
合理利用水资源是水利工程学的核心任务之一,也是保障社会经济可持续发展的重要保障。
3.水资源的管理水资源管理是指对水资源进行合理配置、科学利用和有效保护的一系列综合措施。
水资源管理包括水利工程建设、水资源调度和水环境保护等,旨在实现水资源的可持续利用。
4.水资源的保护水资源的保护是指对水环境进行保护,避免水污染和水资源的过度开发。
第四章兴利调节(综合利用水库)4.1 水库特性4.2 兴利调节分类4.3 设计保证率4.4 设计代表期4.5 兴利调节计算的原理和方法4.6 兴利调节计算的时历列表法4.7 兴利调节时历图解法4.8 多年调节计算的概率法本章思考题及课外延伸兴利调节:以水库的容积V 兴,控制和改变河川的时程分配,以满足(或适应)国民经济各用水部门的需要。
兴利调节的中心任务:研究天然来水——各部门用水——V 兴关系QtQ~tq~t+∆V-∆V蓄水期供水期§4.1 水库特性一。
水库面积特性和容积特性1.水库面积特性——指水库水位与水面面积的关系曲线020040060080010001200140010311032103310341035103610371038103910401041104210431044104510461047104810491050水位(米)面积(平方米)水库水位周口市沈丘县淮河槐店闸上, 2010周口市沈丘县淮河槐店闸上, 2010GPS定位水库面积遥感影象图上量测地形图上量测2.水库容积特性——指水库水位与容积的关系曲线是面积曲线的积分⎰=zz dzz F V 0)(02040608010012010311032103310341035103610371038103910401041104210431044104510461047104810491050水位(米)库容(亿立方米)(1)静库容曲线——设水库库面水平,水库水流流速u=0 时的z~V 关系曲线(2)动库容曲线——实际上,库面非水平,u 0,V = V 静+ V 附加——山谷水库,用于研究水库淹没,梯级衔接,水库移民V 静V 附加Z二。
水库的特征水位和特征库容特征水位——水库工程为完成不同任务在不同时期和各种水文情况下,需控制达到或允许消落的各种库水位。
特征库容——相应于水库特征水位以下或两特征水位之间的水库容积。
图6.2.1 特征水位与特征库容示意图1—死水位;2—防洪限制水位;3—正常蓄水位;4—防洪高水位; 5—设计洪水位;6—校核洪水位;7—坝顶高程;8—兴利库容; 9—死库容;10—防洪库容;11—调洪库容;12—重叠库容;13—总库容6 5 4 32 1131110 12897(1)死水位(Z 死)和死库容(V 死)在正常运用的情况下,允许水库消落的最低水位,称死水位。
水文与水资源学习第一篇:水文与水资源学习水文与水资源学》知识点01绪论1水文&水资源水文水资源水文与水资源的基本特征 2水文学&水资源学水文学水文学研究方法水资源学水资源学研究方法水文学与水资源学的关系3水文与水资源学的研究对象、任务与内容4水文学的发展水文学发展的驱动力水文学的发展可归纳为四个阶段 5水资源现状我国水资源特征中国水环境面临的三个严重问题世界水资源概况02 水循环及其要素1水分循环水圈水分循环定义水分循环内外因水分循环基本环节水分循环类型水分循环周期影响水循环的因素水循环的作用和意义2水量平衡水量平衡原理水量平衡的基本形式水量平衡必须具备列水量平衡方程需要注意非闭合流域、闭合流域多年平均径流系数α和多年平均蒸发系数α非闭合流域、闭合流域水量平衡方程、全球陆地水量平衡方程、全球海洋水量平衡方程、全球多年平均的水量平衡方程3河流与流域河流河流组成要素干流支流外流河内流河河流的分段特征水系及其几何特征河长河网密度河流的弯曲系数河道级别级序分叉比河流的断面形态(纵断面、横断面)河流的比降(纵比降、横比降)分水岭(线)流域流域的几何特征:流域面积、流域长度(L)、流域平均宽度(B)、流域的形状系数(Ke)、流域的不对称系数(Ka)流域的地形特征:流域平均高度、流域平均坡度流域自然地理特征:地理位置、地形特征、气候条件流域的影响因素4降水及其特征降水定义降水类型:按降水性质、按降水强度、按降水形态、按降水成因降水的基本要素:降水量、降水历时、降水时间、降水强度、降水面积为了充分反映降水随时间的变化规律和空间分部规律,常用降水过程线、降水累计曲线、等降水量线、降水特性综合曲线表示降水的特性。
影响降水的因素:地理位置、地形、气旋、台风路径、森林、水面、人类活动我国降水特征:地理特征(空间分布不均);时间特征(年内分配不均、年际变化大)降水观测:是水文观测的主要内容,降水量的精确测定是水文计算、水文模型研究、洪水预测预报的基础。