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绪论一、水文学简史英文Hydrology,来源于拉丁语,“水的知识”。
经历了四个发展时期:1. 萌芽期(公元1600年之前)2. 奠基时期(公元1600-1900年)3. 实践时期(1900-1950年)4. 现代化时期(1950年- )一、水文现象的基本特点1.时程变化上的周期性与随机性2.空间变化上的相似性与特殊性二、水文现象的研究方法成因分析法以质量守恒、能量(动量)守恒等定理为基础,揭示水文现象运动变化的机理、规律。
数理统计法水文现象具有随机性,从而以概率理论为基础,研究水文现象特征值的统计规律。
地理综合法水文现象具有地区性,从而通过建立地区经验公式、绘制各种特征值等值线图,揭示水文特征值的地区规律。
水文循环水文循环的原因(外因、内因)水的不断蒸发、输送、凝结、降落、产流、汇流的往复循环过程大循环和小循环大循环:海洋→大气→大陆→海洋(纵向+横向)小循环:海洋→大气→海洋(海洋小循环)大陆→大气→大陆(内陆小循环)水文循环的规律1)海洋的蒸发量多于降水量;2)大陆的降水量多于蒸发量;3)大陆外流区输入水汽量与输出水量基本平衡;4)大陆内流区降水量与蒸发量基本相等。
水文循环的作用和意义1、调节气候;2、塑造了地球表面;3、形成了巨大的水利资源;4、形成一切水文现象。
水资源问题➢原因1)水资源量时空分布不均匀;2)水资源分布与人口、耕地分布不相适应;3)水环境污染;4)水资源浪费。
➢对策1)时间和空间上的合理调配;2)积极开展水污染防治;3)节约用水。
9流域和水系分水线:使雨水分别汇集到两条不同的河流,起着分水作用的地形,是流域的边界线。
流域:汇集地面水和地下水由分水线所包围的区域。
河网密度流域单元面积内干支流长度流域的地形起伏特征1. 河流的落差和比降2. 流域平均坡度3. 流域面积~高程曲线流域自然地理及下垫面情况1. 流域地理位置2. 流域的土壤岩石性质和地质构造3. 流域植被率4. 流域湖泊率、沼泽率降水水分以各种形式从大气到达地面统称降水。
水文常识(一)流域和水系流域是地表水与地下水分水线所包围的集水区或汇水区,因地下水分水线不易确定,习惯上将地表水的集水区称为流域。
河道干流的流域是由所属各级支流的流域所组成。
流域面积的确定,可根据地形图勾出流域分水线,然后求出分水线所包围的面积。
河流的流域面积可以计算到河流的任一河段,如水文站控制断面,水库坝址或任一支流的汇合口处。
流域里大大小小的河流,构成脉络相通的系统,称为河系或水系。
(二)河流的分段及其特点每条河流一般都可分为河源、上游、中游、下游、河口等五个分段。
(1)河源。
河流开始的地方,可以是溪涧、泉水、冰川、沼泽或湖泊等。
(2)上游。
直接连着河源,在河流的上段,它的特点是落差大,水流急,下切力强,河谷狭,流量小,河床中经常出现急滩和瀑布。
(3)中游。
中游一般特点是河道比降变缓,河床比较稳定,下切力量减弱而旁蚀力量增强,因此河槽逐渐拓宽和曲折,两岸有滩地出现。
(4)下游。
下游的特点是河床宽,纵比降小,流速慢,河道中淤积作用较显著,浅滩到处可见,河曲发育。
(5)河口。
河口是河流的终点,也是河流流入海洋、湖泊或其它河流的入口,泥沙淤积比较严重。
(三)河流的断面河流的断面分为纵断面及横断面。
(1)纵断面。
沿河流中线(也有取沿程各横断面上的河床最低点)的剖面,测出中线上(或河床最低点)地形变化转折点的高程,以河长为横座标,高程为纵座标,即可绘出河流的纵断面图。
纵断面图可以表示河流的纵坡及落差的沿程分布。
(2)横断面。
河槽中某处垂直于流向的断面,称为在该处河流的横断面。
它的下界为河底,上界为水面线,两侧为河槽边坡,有时还包括两岸的堤防。
横断面也称为过水断面,它是计算流量的重要参素。
(四)水尺与水位水尺是直接观读江河、湖泊、水库、灌渠水位的标尺。
水尺的历史悠久,直至现代仍在广泛使用。
河流或者其它水体的自由水面离某一基面零点以上的高程称为水位。
水位的单位是米,一般要求记至小数2位,即0.01m。
以水位为纵轴,时间为横轴,可绘出水位随时间的变化曲线,称为水位过程线。
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。
水文学知识点1. 水文学的定义水文学是研究水文现象、水文过程以及水文特征的学科,它涉及水资源的形成、分布、循环和利用等方面。
通过对水文学的研究,可以对水文过程进行分析和预测,为水资源的合理管理和利用提供科学依据。
2. 水文循环水文循环是指水在地球上不断循环的过程。
它包括了蒸发、降水、径流和地下水等环节。
蒸发是指水由液态转化为水蒸气,降水是指水蒸气在大气中冷却凝结成液态水或固态水,并以降水形式返回地表。
其中,一部分降水会形成地表径流,沿地表流入河流、湖泊和海洋等水体;另一部分降水则渗入地下,形成地下水。
3. 水文循环对水资源的意义水文循环是维持地球上水资源平衡的重要过程。
通过水文循环,水从海洋、湖泊和河流等水体蒸发升华进入大气,再通过降水形式返回地表和地下,使水资源得以循环利用。
水文循环不仅提供了人类生活所需的淡水资源,还维持了地球上各种生态系统的稳定。
4. 水文循环的影响因素水文循环受多种因素的影响,包括气候、地形地貌、土壤类型和植被覆盖等。
气候条件决定了水蒸气的蒸发量和降水量,气温越高蒸发量越大,降水量也会相应增加。
地形地貌对水的径流和地下水流动具有重要影响,高山地区容易形成降水集中的河流,而平原地区则更容易形成地下水。
土壤类型和植被覆盖也能影响水分的渗透和蒸发过程。
5. 水文学参数和指标水文学研究中使用了一些参数和指标来描述水文过程。
例如,降水强度指标可以描述降水的总量和强度,径流系数可以衡量降水中多少比例转化为地表径流,含水层厚度可以用来评估地下水资源的丰富程度等。
这些参数和指标对于水文学的研究和水资源管理具有重要意义。
6. 水文模型水文模型是通过数学和计算机技术对水文过程进行模拟和预测的工具。
水文模型能够通过输入地表和地下水系统的数据,模拟出水文过程的变化和发展规律,如洪水预测、干旱预警等。
水文模型在水文学研究和实际应用中起到了重要作用。
7. 水资源管理水文学的研究成果对于水资源管理具有重要指导意义。
第一章1、水文学:研究地球上的性质,分布,循环,运动变化规律及其地理环境,人类社会之间相互关系的科学。
2、水文现象:水循环过程中,水的存在和运动的各种形态。
3、水文现象的特点:①水循环永无止尽:任何一种水文现象的发生,都是全球水文现象整体中的一部分和永无止境的水循环过程中的短暂表现。
②水文现象在时间上的变化既具有周期性又具有随机性。
周期变化的原因主要是地球公转及自转,地球和月球的相对运动,以及太阳黑子的周期性运动所导致的昼夜,四季交替的影响所致。
各因子本身在时间上也不断变化,因而又具有随机性。
③水文现象在地区分布上既存在相似性,又存在特殊性。
4、传统的水文学研究方法主要有~成因分析法、数理统计法、地理综合法.成因分析法:以物理学原理为基础,研究水文现象的形成、演变过程,揭示水文现象的本质、成因,其与各因素之间的内在联系,以及其定性和定量的关系,通常是建立某种形式的确定性模型。
数理统计法以概率理论为基础,根据实测资料,运用数理统计方法,求得水文现象特征值的统计规律,或对主要水文现象与其影响因素之间进行相关分析,求出其经验关系。
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。
5、水温是一个很重要的物理特性,它影响到水中生物、水体自净和人类对水的利用。
6、海水温度的水平分布表面平均温度:太平洋〉印度洋〉大西洋;北半球高于南半球;南北纬0-30度之间印度洋水温最高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。
;南北纬50-60度之间大西洋水温相差悬殊。
大洋水温的垂直分布,从海面向海底呈不均匀递减的趋势-在南北纬4(T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〈庞大水体)I、表层扰动层 --- 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。
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。
绪论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、地理水文学第一章地球上水的性质与分布第一节地球上水的物理性质1、水分子聚合体包括:单水分子、双水分子、三水分子2、水的热学性质:水是所有固体和液体中热容量最大的物质之一,能吸收相当多的热量而不损害其稳定性水变成水汽或冰融成水都要吸收热量。
相反,水汽凝结和水结成冰都要放出热量,吸收和放出的热量相等,这叫水的潜热。
3、海水温度的分布海水温度的水平分布:三大洋表面年平均水温约为17.4摄氏度,其中太平洋最高,达19.1摄氏度,印度洋17.0摄氏度,大西洋16.9摄氏度(注意图)水温的垂直分布P10~11第二节地球上水的化学性质1、天然水中各种元素的离子、分子与化合物的总量称为矿化度。
2、各种溶解质在天然水中的累积和转化,是天然水的矿化过程。
3、天然水的矿化过程:溶滤作用、吸附性阳离子交替作用、氧化作用、还原作用、蒸发浓缩作用、混合作用。
4、海水的盐度: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,并形成鞍形第三节地球上水的分布与水资源1、水资源的含义;广义水资源:世界上一切水体,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、土壤水、地下水及大气中的水分,都是人类宝贵的财富,即水资源狭义水资源:在一定时期内,能被人类直接或间接开发利用的那一部分动态水体。
2、水资源的特性:水资源的循环再生性与其有限性、时空分布的不均匀性、利用的广泛性和不可替代性、利与害的两重性。
第二章地球上的水循环第一节水循环概述1、水循环是指地球上各种形态的水,在太阳辐射、地心引力作用下,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。
第二节水量平衡1、水量平衡是指任意选择的区域(或水体),在任意时段内,其收入与支出的水量之间差额必等于该时段区域(或水体)内蓄水的变化量,即水在循环过程中,从总体上说收支平衡。
水文学科知识点总结一、水文学的基本概念水文学是研究地表水和地下水的运动、分布和变化规律的学科。
地表水主要包括江河湖泊、水库和地表径流等;地下水主要指埋藏在地下的地下水层。
水文学研究的主要对象是水循环的各种过程,包括降水、蒸发、蒸腾、径流、地下水补给等。
水文学的研究内容还包括水文数据的采集、处理和分析方法,以及水文模型的建立和应用。
二、水文学的研究方法1. 野外调查法:利用现场观测和测量手段,对水文数据进行实地采集,并进行记录和分析。
这包括通过水位、流量、降雨量等观测点的设置,采用水文测验仪器和设备进行测量,进行降雨采集和水质分析等。
2. 实验室分析法:通过对野外采集的水样进行化学成分分析、微生物检测等实验室分析,获得更精确的水文数据。
3. 水文模型法:利用数学和计算机技术,建立水文模型,模拟水文过程的变化规律,预测洪水、干旱、水资源供需等水文问题。
4. 遥感和地理信息系统(GIS)技术:通过卫星遥感和地理信息系统技术,获取地表水和地下水的空间分布和变化情况,实现水文数据的快速获取和分析。
三、水文学的主要知识点1. 降水:降水是指大气中水汽凝结成液态或固态形式,落到地面的现象。
降水是水文循环的重要环节,影响着地表径流、地下水补给等过程。
2. 蒸发和蒸腾:蒸发是指地表和水体表面的水分被太阳热量蒸发腾发成水汽;蒸腾是指植物通过叶面蒸腾蒸发水分。
蒸发和蒸腾是水文循环的重要组成部分,对地表径流、地下水补给等过程有重要影响。
3. 地表径流:地表径流是指在地表形成的、由于降雨引起的径流。
它是水文循环中的一个重要环节,直接影响着江河湖泊的水量和水质。
4. 地下水:地下水是地下岩层中的水体,是一种重要的水资源。
地下水补给主要来源于渗漏的雨水和江河湖泊的水量,而地下水的开采和利用对地表水和生态环境有直接影响。
5. 洪水和干旱:洪水是指由于降雨引起的江河湖泊水位上升而引发的灾害;干旱是指长期缺乏降水导致的水资源短缺。
水文学、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。
水文学基本知识点完美版1. 水文学的定义水文学是研究水资源的形成、分布、运动和变化规律的学科,以及与水资源开发利用、水灾害防治相关的知识体系。
2. 水文学的重要性水文学对于社会的可持续发展和人类生存具有重要意义。
它能够提供关于水资源的基本特征和变化趋势的信息,为水资源的科学利用和管理提供依据,同时也为水灾害的预防和减轻提供支持。
3. 水循环的基本过程水文学的核心是研究水循环。
水循环包括蒸发、降水、径流、地下水补给等过程。
通过研究这些过程的物理机制和影响因素,可以了解水的运动规律和分布特征。
4. 降水量的测量方法降水量是水文学中的重要指标之一。
常用的降水量测量方法包括雨量计、激光雷达和卫星遥感等。
不同的方法适用于不同的地区和研究目的。
5. 地下水的形成和补给地下水是地表水向地下渗透后形成的水体。
它在水文循环中起到重要的储存和补给作用。
地下水的形成受到地质、土壤和气候等因素的影响。
6. 水资源开发与利用水文学不仅研究水资源的基本特征,还涉及水资源的合理开发利用。
通过水文学的研究,可以为水资源规划、水利工程设计和水政策制定提供科学依据。
7. 水灾害及防治水文学还研究水灾害的发生机理和防治策略。
洪水、干旱和山洪等水灾害对人类生命和财产造成严重影响,通过水文学的研究可以提前预警和制定相应的应对措施。
8. 水文学的应用领域水文学的研究成果在多个领域得到了应用,包括水资源规划管理、环境保护、农业灌溉和城市供水等。
水文学的发展将更好地支持可持续发展和环境保护的需求。
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*注意:本文档所列内容属于水文学基本常识,相关数据和具体实践应以实际情况和官方数据为准。
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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。
国际水文科学协会(LAHS)设立9个委员会,涉及到地表水、地下水、陆地侵蚀与泥沙、冰雪、水质、水资源系统、水文遥感及资料传输、大气-土壤-植被关系和水文示踪等各个分支,说明了水文科学主要研究的领域与应用的方面。
但是,水文现象具有复杂性,不仅表现为它在时间尺度和时间方向上的不可逆(不重复性),而且体现为空间上的变异性。
水文学需要在生产实际需求推动下,得到新的认识和发展。
水文科学的发展与体系在过去的几十年里,国际水文学科的发展十分活跃。
80年代以后,联全国教科文组织(UNESGO)、国际科学联盟理事会(IGSU)、国际水文学协会(IAHS)和世界气象组织(WMO)等实施了一系列国际水科学计划,如国际水文10年(IHD)、国际水文计划(IHP)、世界气候研究计划(WGRP)、全球能量和水循环试验项目(GEWEX)、国际地圈生物圈计划(IGBP)等。
90年代以后,可持续发展的观念被广泛接受,并成为各国政府21世纪行动纲领的重要承诺。
可持续水的管理及其水文学基础也成为国际水科学研究的热点之一。
可持续水资源系统管理是指在国家和地方水的政策制定,水资源的规划开发和管理中,寻求经济发展、环境保护和人类社会福利之间的最佳联系与协调。
1996年,联合国教科文组织国际水文计划工作组将可持续水资源管理定义为“支撑从现在到未来社会及其福利而不破坏它们赖以生存的水文循环和生态系统完整性的水的管理与使用”。
简言之,它是“使未来遗憾可能性达最小化的管理决策”。
从目前的国际学术讨论看,可持续水资源管理有3个基本目标,它们是环境的完整性、经济效率和衡平。
由于较频繁发生的区域性水旱灾害问题,我国的水文学历史悠久。
在20世纪50年代,专门的国家水文研究所等单位,业已提出不少小尺度水文物理过程的实验研究成果。