水文学原理与应用

水文学的学科范畴和应用领域
水文学是研究地表水和地下水在大气圈、陆地圈和水圈之间循环运动规律的学科。

它涉及到水文地质、水文化学、水文地理学等多个学科领域，是一个综合性的学科。

水文学的研究范畴包括水文循环、水文过程、水文特征等内容，应用领域涵盖了水资源管理、气候变化、自然灾害预测等方面。

水文学的学科范畴主要包括水文循环、水文过程和水文特征。

水文循环是指大气圈、陆地圈和水圈之间水的循环运动，包括蒸发、降水、地表径流、地下径流等过程。

水文过程研究的是水在地表和地下的运动规律，包括渗流、透水、蒸散发等过程。

水文特征是指不同地区、不同时间段水文数据的统计特征，包括降水量、径流量、蒸散发量等指标。

水文学的应用领域主要包括水资源管理、气候变化、自然灾害预测等方面。

水资源管理是水文学最重要的应用领域之一，通过水文模型和水文数据分析，可以合理利用和保护水资源。

气候变化对水文过程产生重要影响，水文学可以帮助预测未来的气候变化对水资源的影响。

自然灾害预测是水文学的另一个重要应用领域，通过水文数据和水文模型，可以预测洪涝、干旱等自然灾害的发生。

总的来说，水文学是一个重要的学科，它不仅是研究水资源的科学基础，也是应对气候变化和自然灾害的重要手段。

通过水文学的研究，可以更好地认识和利用水资源，保护水资源，应对气候变化和
自然灾害，实现可持续发展。

希望未来水文学能够不断发展，为人类社会的发展和环境保护做出更大的贡献。

第六章流域产汇流分析本章要点本章的主要内容包括如下部分：1）介绍流域产流的机制，重点讨论蓄满产流与超渗产流；2）介绍流域产流计算的基本原理和方法；3）介绍流域汇流的基本概念和计算方法。

6.1 概述径流是自然水文循环过程中非常重要的一个环节，径流的产生和发展过程是水文学研究的重要内容。

河道任何一点的径流过程可以通过流量曲线的变化反映，而任意一点的径流过程都是流域上游径流过程综合之后得到的结果，是对整个流域降雨、融雪和其他水量输入的响应。

因此径流产生和发展过程并不是局部空间的水文现象，而是应该在流域尺度下进行研究。

径流的产生和形成是流域尺度上的综合问题，需要综合考虑其他水文过程，如降雨、入渗、饱和及非饱和土壤中的水流运动等。

尽管对这些水文过程单独加以研究已经有了相对成熟的方法，但是如何把这些理论加以综合得到解释流域产流机理的理论尚未取得令人满意的结果，其中一个很重要的原因是流域空间中的变异性太大，各个流域在很多方面都具有差异性。

研究径流的产生和发展过程，人为的可以把整个过程概化为产流阶段和汇流阶段两个阶段。

产流（流域蓄渗）指降雨经植物（树冠）截留、下渗和填洼等过程，形成地表和地下径流的过程。

产生的径流可以分为3种形式：地表径流（坡面流 Overland flow）、壤中流（Interflow / unsaturated flow）和地下径流（Groundwater flow）。

汇流则是指降落在流域上的雨水，从流域各处向流域出口断面汇集的过程。

汇流又可以分为山坡汇流和河网汇流两个阶段。

整个径流的产生和发展的过程可以用下图6-1示意：图6-1：径流产生及过程示意图本章主要研究的内容是地表径流的产流机理和汇流原理。

6.2 流域产流机理流域产流过程实质上就是流域中各种径流成分的生成过程，其实质就是水分经过流域下垫面（包括地面和包气带）作用之后对降水的再分配的过程。

因此不同的下垫面条件对应不同的流域产流机制（Streamflow Generation Mechanisms ），从而进一步影响到整个流域径流发展的过程也不相同。

《水文学原理及应用》-I教学计划教材：《流域水文学》讲义，杨大文主编。

（教师免费提供）讲义：《工程水文学》第三版，武汉大学叶守泽、河海大学詹道江合编。

（自备）英文参考书：Hydrology（节选）。

（复印发给有兴趣的同学）考核方式：课堂练习及课后作业（15％）、期中测验（20％）、期末考试（65％）教学安排：备注：（1）10月20日教学参观由吕华芳老师负责联系和落实参观地点、杨汉波带队；（2）第二周课后，许凯统计各班需要水文学英文书节选复印材料的名单；（3）第八周课后，由许凯落实第九周的期中测验时间和地点并通知选课同学。

《水文学原理及应用》-II教学计划课程简介：在水力学、水文学原理与应用（1）的基础上，进一步学习水在土壤及地下含水层的运动规律，形成关于陆地水循环完整知识体系，奠定水资源可持续利用专业基础。

本课程主要讲授水在土壤（非饱和含水层）、地下（饱和含水层）的赋存型式、循环特点和运动规律，地表地下水转化及地下水分析计算和评价方法，介绍地下水与地表水资源联合利用与保护的方法，学习地下水数值计算模型。

教学日历：第1讲：绪论（2月27日）1.1 地表水文与地下水文1.2 自然界的水分布及其循环与均衡1.3 地下水水文学的研究对象及发展历程1.4 国内外地下水开发利用及其保护概况第2讲：地下水的赋存及转化（3月05日）2.1 土壤水与地下水的赋存及形态2.2 地下水形成的地质环境2.3 地下水资源及其调控概念第3讲：土壤水的能态与运动（3月12日）3.1 土壤水的能态3.2 土水势3.3 土壤水吸力及水份特征曲线第4讲：土壤水份运动基本方程（3月19日）4.1 孔隙介质流体运动的达西定律4.2 土壤水运动基本方程4.3 土壤中溶质运移的基本方程4.4 土壤中热流运动的基本方程第5讲：土壤水份运动实验（3月26）5.1 土壤水份运动实验介绍5.2 土壤水份特征曲线实验（课外、必做）分组进行，每组5～6人，2周内完成5.3 土壤水份运动实验（课外、选做）根据学生兴趣爱好，选择不超过3组15人，自己设计实验方案，由助教与实验室人员具体组织实施，解释土壤水份运动的问题。

CM
A 小。 4
10
解：对A ψg= 10cm, ψp= 2cm, Φ=12cm
对B —B V= - 3×10-8 × （6-12）/10 =1.8 × 10-8m/s
B
三 非饱和土壤水运动的基本方程 l 非饱和水流的运动方程
V =−K(θ)dΦ ds
0
19
20
29
36
(H2O)2 41
58
59
50
51
(H2O)3 59
23
21
21
13
HH O
-+ -
+
O H O H H 液态水的闪动簇团模型
H HH
O
O H
H O
O
HO
H
H
OHO
H
HO
H H
H
H
H OH
H
O
H
H HO
H O
HH O
HH O H
H
HH O
OH
O
H
O H
HH
O
O H
H H OH
OH
海水密度的表示方法
水
水
量
量
湿润带
l 饱和带 l 水分传递带 l 湿润带 l 湿润锋
湿润锋
第二节 非饱和下渗理论
忽略重力作用的下渗 （一） 设D（θ）= D = 常数
f = (θ 0 − θ i )
D πt
（二） 设D为含水量θ的函数
f = 1 St 2 2
第三节 饱和下渗理论
一 基本假定 1. 水分分布带是完全饱和的。 2. 下渗锋面与下层土壤含水量具有明显
降水主要是降雨和降雪，其它形式 的降水还有露、霜、雹等。

水文学教案：了解水文学在水循环中的应用导语：水是人类生命和发展的重要资源，而水循环则是水资源利用的基础。

水文学是研究水文过程和水文循环规律的一门学科。

了解水文学在水循环中的应用，可以帮助我们更好地利用和保护水资源。

一、教学目标1.了解水文学的基本概念和研究内容；2.掌握水文循环的基本原理和流程；3.理解水文学在水资源利用和保护中的重要作用；4.学会利用水文学知识解决水资源管理和环境保护问题。

二、教学内容1.水文学的定义和发展历程2.水文学的研究内容和方法3.水文循环的基本原理和流程4.水文学在水资源利用和保护中的应用5.水文学解决水资源管理和环境保护问题的案例分析三、教学步骤第一步：导入引导学回答问题：水是人类生命和发展的重要资源，你们知道什么是水文学吗？水文学有哪些研究内容和方法？第二：讲授水文学的基本概念和发展历程1.解释水文学的概念和研究对象2.讲述水文学的发展历程和重要里程碑第三步：介绍水文循环的基本原理和流程1.解释水文循环的概念和基本原理2.分析水文循环的流程和特点第四步：探究水文学在水资源利用和保护中的应用1.介绍水文学在水资源利用和保护中的重要作用2.分析水文学在水资源管理和环境保护中的应用案例第五步：案例分析教学1.选取一个具体的案例，例如某个城市的水资源管理和保护问题2.运用水文学知识和方法，对这个问题进行分析和研究，提出解决方案第六步：总结回顾1.重申本节课的主要内容和教学目标2.给出一些思考题，引导学生进一步思考水资源管理和环境保护问题四、教学重点和难点教学重点：水文循环原理和流程，水文学在水资源利用和保护中的应用。

教学难点：运用水文学知识解决实际问题。

五、教学方法本节课采用讲授理论知识、案例分析和互动讨论的教学方法，通过具体案例的分析和研究，帮助学生更好地理解和应用水文学知识。

六、教学评价通过思考问题、讲述理论知识和案例分析，可以测评学生对水文学教学内容的掌握程度和实际应用能力。

降水的影响因素
• 气候类型和地形影响降水的分布和强度 • 大气环流和洋流影响降水的季节性和地 域性 • 人类活动如城市化、工业化等影响降水 质量
径流过程及其计算方法
径流计算方法
• 水文模型：通过数学模型模拟径流过程，如单位线法、流域模型等 • 水文统计：基于历史观测数据，运用统计方法计算径流量，如回归分析、时间序列分析等
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
01
地球水资源概述
• 地球上的水资源主要包括液态水、固态 水和气态水 • 水资源在地球表面的分布不均匀，具有 地域性和时间性
02
地球水资源分布特点
• 热带地区和沿海地区水资源丰富 • 温带地区和内陆地区水资源相对较少 • 山地地区和沙漠地区水资源分布不均
水循环过程及其关键环节
水循环过程
• 水资源在大气、陆地和海洋之间不断循环转化 • 水循环过程包括蒸发、降水、径流、渗透和地下水补给等关键环节
水文学在水资源调度中的应用
水文学在水资源调度中的具体应用
• 水库调度：根据水资源供需预测，制定水库蓄放水计划，保障水资源供应 • 河道调度：分析河道水情变化，指导河道防洪、排涝和水资源利用 • 水资源应急调度：制定水资源应急调度方案，应对极端气候事件和突发事件
水文学在水资源调度中的应用
• 预测水资源供需变化，指导水库、河道等水利设施运行 • 为水资源调度提供科学依据和技术支持
蒸发与蒸腾作用的影响因素
蒸发与蒸腾作用的影响因素
• 气象条件：温度、湿度、风速等影响蒸发和蒸腾作用的过程和强度 • 地形和土壤：地形和土壤类型影响蒸发和蒸腾作用的发生和分布 • 植物生理：植物生长状况、气孔结构等影响蒸腾作用的强度和速率

水文学在水利工程中的应用
水利工程规划
水文学为水利工程提供基础数据 ，如流域的径流量、水位、流速 等，帮助规划者评估工程对流域
水文环境的影响。
洪水预测与管理
水文学通过分析历史洪水数据， 预测未来洪水趋势，为洪水预警
和防洪减灾提供科学依据。
水资源评价与开发
水文学研究流域的水资源量、分 布和变化规律，为水资源评价、 开发利用和保护提供重要依据。
意义
水循环是地球上水圈和大气圈相互作用的产物，是地球上水的重要运动和循环过 程，对地球表面的气候、生态系统和人类生活等方面都有重要影响。
水循环的环节与过程
环节
水循环包括蒸发、降水、径流等环节 。
过程
水从海洋蒸发后形成水汽，通过气流 输送到陆地，在陆地形成降水，再通 过地表径流和地下水等方式回到海洋 ，完成一个循环。
水文学观测的现代技术
遥感技术
利用卫星或飞机搭载的 遥感设备，对大面积水 体进行快速、准确的观
测。
自动监测技术
利用传感器、数据采集 器等设备，对水体各项
参数进行实时监测。
GIS技术
利用地理信息系统，对 水文学数据进行空间分
析和管理。
数学模型
利用数学模型模拟水文 学过程，预测水文学变
化趋势。
水文学观测数据的处理与分析
河流、湖泊、地下水等水体类型与特征
河流
地下水
河流是流动的水体，由雨水、融雪等 补给，具有水位、流量、流速等特征 ，是水循环的重要环节。
地下水是储存在地下的水体，主要由 降水、地表水渗透形成，具有水位、 水质、储量等特征，是重要的水资源 之一。
湖泊
湖泊是静止的水体，主要由河流、地 下水等补给，具有水深、水质、湖岸 线长度等特征，对周边生态环境有重 要影响。

水文学原理•名词解释1、水文大循环和小循环：水文循环:地球上的水在太阳辐射和重力作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗及径流等环节，进行的周而复始的地理位置和物理形态的变换的运动过程。

水的三态转化特性是水文循环的内因，太阳辐射和重力作用是外因或动力。

1）水文大循环是发生于全球海洋与陆地之间的水分子交换过程。

由海洋上蒸发的水汽，被汽流带到大陆上空，遇冷凝结而形成降水.降水至地面后,一部分蒸发直接返回空中,其余部分都经地面和地下注入海洋。

2）水文小循环是指陆地上的水分经蒸发、凝结作用又降落到陆地上，或海洋面蒸发的水汽在空中凝结后，又以降水形式降落在海洋中。

前者可称为内陆小循环，后者称海洋小循环。

2、水量平衡：是指任意选择的区域（或水体），在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之差必等于该时段区域（或水体)内蓄水的变化量，即水在循环过程中,总体上水量是平衡的。

3、流域蒸发能力：是指充分供水条件下的流域日均总蒸发量。

4、田间持水量：土壤中所能保持的分子水和毛管悬着水的最大量5、凋萎系数：植物无法从土壤中吸收水而开始凋萎枯死时的土壤含水量6、水系: 在河流运动过程中，逐渐由小溪、小河集成大河，这样便构成脉胳相通的河流系统。

7、流域形状系数：是流域分水线的实际长度与流域同面积园的周长之比，R=A/L2R:形状系数, A：流域面积（km2）；L:流域长度(km)R值小，流域呈长形,流域水流变化缓和；反之，则水流变化剧烈.8、径流模数: 指流域出口断面流量与流域面积的比值。

M＝Q/F ，m3/s·km29、水质：水体质量的简称。

水分子H2O，化学成分复杂，水中有80多种化学元素.水中有8大离子：K+、Na+、Ca+、Mg+、Cl—、SO42—、HCO3—、CO32-10、最小值定律：植物生长取决于外界给它的所需养分中数量最少的一种.11、输沙率:单位时间内通过断面的泥沙含量.Q s=QP ,Q s－悬沙输沙率(kg/s）；Q－流量（m3/s）；P－断面平均含沙量（kg/m3）12、流域蓄水容量曲线:如果把全流域按蓄水容量大小划分成许多小块，然后把蓄水容量由小到大进行排列，并和其相应的面积（%)绘在一张图上，纵坐标是蓄水容量Wm’,横坐标是小于或等于蓄水容量Wm的各小块面积之和F0占全流域面积F的百分数（F0/F）、点绘的Wm’~F0/F关系曲线，称流域蓄水容量曲线。

流体的水文学和水力学水是地球上最重要的资源之一，对于我们生活和经济发展都具有重要的意义。

而要深入了解水的行为和性质，就需要借助于水文学和水力学这两个学科。

本文将介绍流体的水文学和水力学的基本概念、原理和应用。

一、水文学水文学是研究地表水和地下水的起源、分布、循环和动态特性的学科。

它主要关注的是水的入渗、蓄水、径流等方面的问题。

水文学的研究对象包括降水、河川、湖泊、地下水等，通过观测和实验，可以获取水文数据，揭示水的分布规律和动态变化。

在水文学中，常用的研究方法包括水文观测、水文分析和水文模型等。

水文观测是通过监测水文要素（如雨量、河流流量等）的变化，获取水文数据，并进行分析和研究。

水文分析则是基于观测数据，通过统计学和数学方法，揭示水文过程的规律和特征。

而水文模型则是通过建立数学模型，模拟水文过程，预测水文变化和水灾风险等。

水文学在实际应用中具有广泛的意义。

它可以用于水资源管理、水环境保护、水灾预测等方面。

通过水文学的研究，可以合理利用水资源，提高水的利用效率，减少水灾的危害。

二、水力学水力学是研究流体运动规律和力学性质的学科。

它主要关注的是液体（包括水）在管道、河流等流动过程中的运动和变化。

水力学的研究对象包括流体的流速、流量、压力等，通过观测、实验和数学模型等方法，可以揭示水的流动规律和力学特性。

在水力学中，常用的研究方法包括实验方法和数值模拟方法。

实验方法是通过建立实验设备、观测和测量，模拟并研究水的流动过程。

而数值模拟方法则是借助计算机和数学模型，对水的流动进行模拟和计算。

水力学的应用非常广泛。

它可以用于水力工程的设计与施工、水资源的合理利用、水环境的保护与治理等方面。

通过水力学的研究，可以优化水利工程的设计，提高水的利用效率，保护水环境，促进水资源的可持续发展。

总结：水文学和水力学是研究水的行为和性质的两个重要学科。

水文学主要研究地表水和地下水的起源、分布和循环规律，而水力学则主要研究液体在流动过程中的运动规律和力学特性。

《水文学原理及应用》教学大纲【课程简介】《水文学原理与应用》课程的授课对象主要是水利水电工程学科的本科生，其中《水文学原理与应用》(I)在大三的上学期开设，《水文学原理与应用》(II)在大三的下学期开设，《工程水文设计》在大四的上学期开设。

课程内容设置面向水文学与水资源、水利水电工程、土木工程、环境科学与工程及城市生态与人居环境等相关专业的本科学生，从水文循环出发，对水文学原理、水文分析和水文设计进行系统讲解，突出基本理论、结合生产实践、体现水文科学的发展前沿。

新世纪我国水利水电事业的不断发展，尤其是水资源开发利用和管理水平的不断提高，对合格水利工作者的要求也不断提高。

《水文学原理与应用》课程的目标是：要求学生掌握流域水文循环的基本原理、流域水文计算和工程水文设计的基本方法、以及能够应用所学知识进行实际的工程水文设计和计算；掌握有关土壤水和地下水循环的基本知识及分析方法，并应用于水资源规划和管理。

【课程主要内容】《水文学原理与应用》课程的重点是：系统介绍流域水文循环过程原理、水文分析计算方法及工程水文设计。

课程的难点在于：如何使原理、方法和应用有机结合，体现知识体系逻辑性和系统性，让学生更好地理解和掌握。

解决办法：加强对水文循环过程中的现象和原理的讲解，提高学生对客观自然界的认知能力。

在介绍水文学基本原理时，十分注意从原理到方法的自然过渡，注重科学与生产实践的结合。

《水文学原理与应用》（I）中主要从降水、蒸发、下渗、产流和汇流等过程来介绍流域中的水文现象及水文过程中的原理；从探讨流域水文过程的规律性，来讲解流域产汇流的分析及计算方法；从水文现象的随机性及其统计规律出发来讲解工程水文设计方法。

《水文学原理与应用》（II）中则着重介绍降雨下渗以后的土壤水分运动和地下水运动的现象和原理，将地表水和地下水相联系，全面反映出流域中的水循环过程。

通过认识土壤－作物－大气连续体中的水分运动规律，介绍农田水资源管理中的基本原理；通过认识土壤水和地下水的相互作用，介绍地下水资源管理中的基本原理。

水文学在水资源管理中的应用作为自然界中最重要的资源之一，水资源的管理一直是人们关注的话题。

随着人口的增加和经济的发展，对水资源的需求也越来越大，这就需要优化水资源的利用和管理。

水文学作为研究水文特征、水文过程和水资源变化的一个重要分支学科，对于水资源的管理和利用具有十分重要的作用。

一、水文学概述水文学是研究自然界中各种水文现象，包括降水、蒸发、径流、泥沙运动等，以及它们在时间和空间上的分布、变化规律、相互影响等的一门学科。

水文学的研究水平与水资源的可持续利用和水环境的保护息息相关。

在实际应用中，水文学主要用于水资源管理、水文预报、防洪险、土地利用规划、环境保护和地质勘探等方面。

二、水文学的应用领域1.水资源管理水资源的管理是水文学应用的重要领域。

水文学的基本任务之一就是理解和揭示水资源的分布、变化和利用状况。

通过对水文数据进行收集、分析和处理，水文学家可以了解自然和人类对水资源的需要、对水资源的利用情况和对水资源的威胁等情况，从而制定水资源计划和政策，最大限度地利用水资源。

2.水文预报水文预报是水文学的另一个应用领域。

水文预报的核心问题在于预测的准确性和及时性。

在洪水预测中，水文学家需要根据降雨和径流量等数据，采用概率分析、回归分析、灰色系统分析等方法，对未来的水文情况进行预测。

同时，需要结合实时地面气象、水文、遥感数据等不同来源的数据，进行监测和更新预测结果。

3.防洪减灾自然灾害，尤其是洪水灾害对社会经济造成的影响不容忽视。

水文学在防洪减灾方面有着十分重要的作用。

例如，通过建立水文模型和洪水模型，预测洪水的分布和水利活动的变化，然后设计相应的防洪措施，提高防洪、排涝和抢险的能力，以应对自然灾害。

4.土地利用规划水文学也可以用于土地利用规划中。

因为不同的土地利用方式会对水文过程造成影响，从而影响水资源的利用和水环境质量。

因此，在土地利用规划中，需要充分考虑土地利用方案对水文环境的影响，包括人为干扰对水文环境的影响，进而确定合理的土地利用方式。

③
图 4－2：河网分级方法（Stralher, 1966）
60
《水文学原理与应用》讲义，杨大文编，2007 年
河道分级方法（Shreve, 1966）： (1) 直接发源于河源的小河流为一级河流； (2) 两条同级别的河流回合而成的河流的级别比原来高一级； (3) 两条不同级别的河流回合而成的河流的级别为两条河流中较高者； (4) 流域级别为河网中最高级的河流级别。 Horton 定律被定量描述为三个地貌参数：分枝比（bifurcation ratio）、长度比（length
水文过程与地貌形成过程的动态关系如图 4－1 所示。地表被水流（包括表面流 和壤中流）侵蚀，水流从高处向凹处汇集从而形成河流。与山坡中的流动相比，水流 在河网中流速加快、水深变深。不同河流汇集形成具有高度规则性和空间组织的河网。 在河网上的任意一个点（断面），其地表水流汇入该点的所有空间面积称为汇流面积。 河道的几何尺寸取决于流量大小和泥沙颗粒的大小。流域地貌是流域地形、地质和气 候的反映。了解流域地貌将有利于抓着流域的水文特性。例如，河流的平均长度可作 为汇流时间的预报因子。流域的多年平均洪水流量与流域面积或河网密度相关 （Woltemade and Potter, 1994）。
62
《水文学原理与应用》讲义，杨大文编，2007 年
用不同的阈值而变化。但面积方程 A(x) 是唯一确定的（见图 4-5）。由图 4-4 可见， 虽然流域的宽度方程随河网生成阈值而变化，但是其保持了基本的形状。宽度方程的 变化对流域水文响应的影响可参考论文（Yang et al., 2001），这里就不做详细介绍。
③ 流域平均宽度，B（Width of watershed），B=A/L ④ 流域的形状系数流域的形状系数，K（Shape factor），K=B/L=A/L2

水文学原理课件
目录 Contents
• 水文学概述 • 水文循环与水体 • 水文要素及其测量 • 水文学研究方法 • 水文学应用 • 未来水文学研究展望
01
水文学概述
水文学的定义与研究对象
定义
水文学是研究地球上水的起源、 分布、循环、物理化学性质及水 与环境相互关系的科学。
研究对象
包括大气水、地表水、地下水、 冰川、湖泊、河流、水库、土壤 水、近海水域和生物体内的水等 。
水资源调查与评价
通过水文监测、水文实验、水文计算等手段，对水资源的数量、质量、
时空分布等进行全面调查和评价，为水资源管理提供科学依据。
02 03
水资源规划与配置
根据社会经济发展需求、生态环境保护要求以及水资源条件，制定水资 源开发利用和保护的规划，合理配置和调度水资源，以满足生产、生活 和生态用水的需求。
水权与水市场管理
通过建立水权制度，明确水资源产权关系，规范水资源的取用、转让和 交易行为，发挥市场机制在水资源配置中的作用，促进水资源的节约、 保护和高效利用。
水利工程设计与建设
水利工程规划
根据河流流域的水文、地形地貌、 气候等自然条件以及社会经济状 况，进行水利工程的规划设计， 以满足防洪、灌溉、发电、供水
流向
流向是指水流的方向，可 以通过流向仪进行测量。
水温、水质、水深的测量
水温
水温是指水体的温度，可 以通过温度计进行测量。
水质
水质是指水体的物理、化 学和生物特性，可以通过 水质监测仪进行测量。
水深
水深是指水体的深度，可 以通过水深测量仪进行测 量。
04
水文学研究方法
实地调查法
总结词
实地调查法是水文学研究中最基础的方法之一，通过实地考察和测量获取第一手 数据。

第七章 水文學的應用篇一、 水資源的分布二、 台灣水資源的來源與分布1.(1) 天空降雨為地表主要的輸入水資源。

(2) 台灣年帄均降雨量為2510㎜，為全球帄均值的3倍。

(3)台灣每人每年帄均『天賦降雨量』相當缺乏，僅為全球帄均值的22%→因地狹人稠2.(1) 時間分布不均→北部四季有雨，南部夏雨冬乾。

兩大雨季為5~6月梅雨雨季，7~9月颱風雨雨季。

(2) 空間分布不均→雨量由東北向西或西南部遷減。

山地多於帄地。

(3) 年帄均降雨量最少的兩個地區→_____群島及中部_________河口的南北兩側沿海。

(4) 年雨均降雨量最多的三個地區→ A. 北部→雪山山脈北坡及大屯山區。

B. 中部→玉山、阿里山山區。

C. 南部→大武山山區。

3. (1) 山地面積大，坡陡流急→地表逕流量大多流入海中。

(2) 降雨季節分布不均。

(3) 日照時數長，蒸發量大。

(4) 地狹人多。

三、台灣水資源的開發與利用1.(1)儲量：A.以屏東帄原和濁水溪沖積扇最豐富，其次是台北盆地。

B.東部以蘭陽帄原和台東縱谷帄原較豐。

(2)開發：A.以台北盆地開發最盛→因台北盆地人口稠密、工業發達。

B.台灣西南沿海地區因養殖漁業的需求，也大量抽取地下水。

C.為了農業及民生用水需求，濁水溪沖積扇、屏東帄原和蘭陽帄原也大量使用地下水。

2.(1)台灣水庫的功能→防洪、灌溉、發電、給水和娛樂。

A.北部和南部的水庫皆以給水、灌溉和防洪為主。

B.中部的水庫以發電最重要，主要集中在濁水溪流域和大甲溪流域。

(2)台灣的水庫總共有38座，其中以曾文水庫蓄水量最大。

(3)明潭抽蓄水力發電廠為亞洲最大，全球第四大的抽蓄水電廠。

3.(主要為河水)來灌溉。

四、水資源開發造成環境的衝擊1.河川性質改變→以興建水庫為例，除了經濟效益之外，將造成如下負面的影響：(1)河川上游地形陡峻，地質脆弱，河岸邊坡的開發豪雨之後，造成水庫淤積，水庫壽命減短。

(2)水庫攔沙，使河沙輸出量減少，造成河床降低，橋墩裸露，減少河口泥沙補給量，甚至海水入侵，海岸線後退，沿海土壤鹽鹼化，台灣西南部海岸線明顯後退即為一例。

水文学原理
水文学原理是指关于水的形成、运动和分布规律的科学研究。

它涉及到地球上的水循环、水的特性以及水对地球生态系统的作用等方面。

水文学原理是现代地学研究的重要分支之一，对于水资源的可持续利用和水灾的预防具有重要的理论和实践指导意义。

首先，水文学原理研究了地球上的水循环过程。

水循环是指地球上水从气态水蒸气转变为液态水和固态水的过程，然后再通过蒸发、降水、地表径流和地下径流等方式回到大气中的过程。

水文学原理通过研究水蒸气的生成和凝结、降水的分布特征以及地表和地下水的动态变化等问题，揭示了水循环的机制和规律。

其次，水文学原理研究了水的特性和水流的运动规律。

水是一种特殊的物质，具有独特的物理性质和化学性质。

水文学原理通过研究水的密度、粘度、溶解度等特性，揭示了水流的运动规律，包括水流的速度、流量、水位的变化等。

这些研究对于水资源的合理利用、水工程的设计和河流的治理等都具有重要的参考价值。

最后，水文学原理研究了水对地球生态系统的作用。

水是地球上最重要的生命之源，对维持生态系统的稳定和发展起着重要的作用。

水文学原理通过研究水对土壤、植被和动物的影响，揭示了水对地球生态系统的调节和影响机制。

这对于保护自然环境、维护生态平衡具有重要的理论和实践意义。

综上所述，水文学原理是对于水的形成、运动和分布规律进行科学研究的学科。

它通过研究水循环、水的特性和水对地球生态系统的作用等方面，揭示了水文学的基本原理和规律。

水文学原理对于水资源的管理和保护，以及水灾的预防和防治具有重要的理论和实践指导意义。

《水文学原理与应用》学习指南水对人类有着广泛而深刻的影响，为了满足防洪、供水、灌溉和发电等的需求，水文学在实践中诞生、发展和不断完善，形成了现代水文学。

水文学研究的主要目的是揭示地球上水的时空分布和变化规律，并服务于人类社会可持续发展，具有跨尺度、多学科交叉、综合手段等特点。

水文现象具有确定性和随机性，一方面，水文学中对水文学原理的认识和描述大多是基于质量守恒、能量守恒和动量守恒定律的确定性方法；另一方面，工程水文分析与设计是以基于概率论的数理统计方法为主。

针对水文学知识体系的这一特点，在《水文学原理与应用》课程的学习过程中，要特别注意对自然规律的认识和探讨，从不同时间和空间尺度理解水文循环的现象、过程和原理；从基本原理入手，掌握水文分析方法，注重科学与工程结合，经典与前沿结合。

《水文学原理与应用》（I）的知识模块分为三大部分，第一部分：流域水文过程原理；第二部分：流域产汇流分析和水文预报方法；第三部分：工程水文设计方法。

课程的难点在于：如何将流域水文过程原理、水文分析方法和工程水文应用等知识点有机结合，形成流域水文学的系统知识体系。

建议在教和学中，加强对水文循环过程中的现象和原理的讲解与理解，提高对客观自然界的认知能力。

教师在讲解水文学基本原理时，要十分注意从原理到方法的过渡，注重科学与生产实践的结合。

学生在学习过程中，首先要从流域水文过程形成流域水循环的完整概念；然后，学习如何构建描述水文过程的数学物理方法；最后，通过实例学习如何将这些方法应用于生产实践。

《水文学原理与应用》（II）的内容为地下水水文学，知识模块包括三大部分，第一部分：土壤水运动的基本原理；第二部分：地下水运动的基本原理；第三部分：农田水资源与地下水资源管理应用。

重点是土壤水分运动和地下水运动的现象和原理，理解地表水和地下水之间的联系；通过认识土壤－作物－大气连续体中的水分运动规律，理解农田水资源管理中的基本方法；通过认识地表与地下水的相互作用，理解地下水资源管理中的基本方法。

811水文学原理水文学是指研究水的组成、分布、循环以及影响水循环的各种因素的学科，是研究水的运动和变化规律以及普遍规律的学科。

水文学的实际应用范围很广，包括水资源的开发、防洪和灾害预测、环境保护、水污染控制、农业、能源等各个领域都与水文学有关。

水文学原理是水文学基本理论的集合，主要包括水文循环原理、地下水原理、水文数据采集和处理原理等方面。

下面对水文学原理做详细介绍。

1. 水文循环原理水文循环是指水从大气、地表、地下流动环节中分布和转移的过程。

水文循环原理是研究水从大气、地表、地下流动过程的基本规律。

水文循环由水的蒸发、降水和径流三个环节组成。

水蒸发主要是水从地表和植物蒸发成蒸气而升入空气中；水的降水主要是指雨水和雪水等的形成和降落；水的径流主要是指雨水沿地面流下来汇集成河流或湖泊。

2. 地下水原理地下水原理是指研究地下水的生成、运动和消失规律。

地下水主要来源于土壤中的降雨和地面水体的破裂过程，以及在地表和水下的裂隙、孔隙和蚀洞中储存着。

根据地下水与砂、砾质土壤、泥质土壤、岩石等不同的水力特性，可以分为不同类型的地下水。

例如，砂砾岩层中的地下水是自然含水层，可以大规模的开采和利用，而板岩和砂岩中的地下水是人工含水层，水资源受限。

地下水的运动速度非常慢，通常情况下需要数年才能从一处移动到另一处，故地下水的数据采集和处理非常重要。

3. 水文数据采集和处理原理在水文学的研究中，数据的采集和处理很重要，是进一步分析和应用水文学原理的基础。

水文数据主要包括降雨、蒸发、径流、地下水位、水质等几个主要方面，必须通过设立水文观测站、采用气象站网络等手段，以周期性地重复观测来获得数据。

获得的数据需要进行处理和分析，得出有用的参数和信息，例如总水量、总径流量、地下水位变化等。

数据处理方面包括数据排序、时间序列分析和相关性分析、回归分析等，可以方便的揭示出某些重要的规律。

总之，水文学原理的学习对于我们能够更好地理解环境和自然资源的变化，准确预测天气、干旱、洪涝等水文事件具有重要的意义。