水文学原理(第四章 降水)复习过程
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《水文学原理》考试复习大纲
一、适用专业
适用于水利类专业。
二、参考书目
《水文学原理》(闵孝芮,水利电力出版社)
《水文学原理》(一)(河海大学胡方荣成都科学技术大学侯宇光合编1988,水利电力出版社)
《水文学原理》(二)(河海大学于维忠1988,水利电力出版社)
三、基本内容及要求
(一)绪论:
1.水文学的主要分支
2.水文学原理研究的主要内容
(二)水文循环:
1.水文循环概念
2.水量平衡原理
(≡)河流与水系:
1.水系与流域的基本概念
2.河流、水系及流域的特征参数
(四)降水
1.降雨特征
2.面降雨量计算
(五)土壤水与下渗
1.土壤水分的分类
2.土壤水分常数
3.下渗过程及经验下渗公式(霍顿公式)
(六)蒸发
1.蒸发与蒸发能力
2.影响蒸发的因素
(七)洪水预报
1.洪水波类型及特征
2.槽蓄原理
3.常用的洪水演进计算
4.水文预报与水文统计
(八)流域产汇流
1.径流形成过程
2.蓄满产流与超渗产流
3.线性集中式流域汇流计算
4.分布式水文模型
(九)其他
考生应掌握水资源方面的基础概念和简单计算,关注当前热点,并对我国特别是长江流域的水资源特点有基本的了解。
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。
第十章洪水波的分类、运动特征及波速河段蓄槽原理和蓄槽方程四种简单入流及其出流过程洪水波及圣维南方程组洪水波特征河长演算细点:洪水波变形洪水波运动方程河段蓄泄方程特征河长及其求算四种单位入流及其出流过程线任意入流过程的矩形离散化河段汇流系数求算河段特征河长洪水演算洪水波特征:洪水波两类变形特点圣维南方程组(连续与运动方程)洪水波的四种分类(运动方程中要素的取舍)及其实际对应的河道及水流情形山区大比降河床河流洪水运动特性及波速深大水库入库洪水惯性波的运动特性河段洪水演算:蓄泄方程,河床调蓄洪水的原理三种基本的槽蓄关系曲线特征河长假设与特征河长河段特点四种单位入流的数学表达式瞬时单位线的概念与表达式、积分意义四种单位入流的出流过程之间的关系任意连续入流的矩形入流逼近第十一章流域汇流过程地面径流成因公式流域汇流系统分析流域汇流计算:汇流计算途径汇流时间地面径流成因公式(卷积公式)、汇流曲线流域汇流系统特性(线性时不变系统)经验单位线(时段单位线)及流域汇流计算纳什利用流域汇流瞬时单位线进行流域汇流计算的思掌握内容等流时线概念(等流时快概念)用图形直观推导地面径流成因公式流域汇流曲线的种类:线性时不变流域汇流系统的特性(线性系统表达式)经验单位线(或称为时段单位线)瞬时单位线利用经验单位线推流计算(公式及计算过程)利用瞬时单位线进行流域汇流计算的思路(或思想)两种流域汇流计算途径的差异影响流域汇流的因素第九章流域产流掌握内容蓄水容量与田间含水量如何理解蓄水容量曲线概念流域内可以蓄满产流的包气带总面积和土壤含水量的关系蓄满产流的内在意义及蓄水容量曲线的特点抛物线形与指数线性蓄水容量曲线第八章产流机制包气带水量平衡要素构成及平衡方程产流机制的发展历程霍顿产流机制的核心论点四种径流成分的产流机制九种产流类型的组合两种产流模式第一章水量平衡与水循环水循环概念水循环的动力水文现象大循环及两种小循环概念水量平衡原理和通用水量平衡方程第二章径流表示与径流情势径流定义及其类型径流表示方法:流量、径流量、径流深、径流模数、径流系数净雨的定义(形成)及其含义一次降雨形成的典型流量过程线的径流成分来源及概念河川径流情势概念反映径流年内分配特征的两个指标及其意义反映径流年际变化的两个指标及其意义第三、四章重点——降水要素及计算降水要素及时空分布特征面降水量计算方法降雨资料的分析与插补——双累计曲线降水截留概念及植物对降雨的截留过程特点。
水文学原理》复习思考题D《水文学原理》思考题第一章绪论1. 水文学主要研究那些内容?水文学是研究地球上水的分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会活动之间的相互关系的学科。
(研究地球上的各种水体的形成、循环和分布,探讨水体的化学和物理性质以及它们队环境的反应,包括它们与生物的关系。
)2. 人类面临的主要水问题有哪些?如何解决?水资源缺水问题:水多了,水少了,水脏了;3. 什么是水文现象?水文现象有哪些基本规律和特性?水文现象;降水,蒸发径流以及河流的结冰封冻等基本规律;1确定性规律;2随机性规律特性;1时程变化的周期性与随机性对立统一;2地区分布的相似性与特殊性对立统一4. 水文学有哪些主要分支学科?1、按应用范畴分:工程水文学、农业水文学、城市水文学、森林水文学2、按研究方法分:水文统计法、随机水文法、地理水文学、实验水文学、同位素水文学,实验水文学,动力水文学,数值水文学,水文测验学;3、按研究对象分:河流水文学、河口水文学、海洋水文学、河口水文学、地下水文学冰川水文学、湿地水文学,环境水文学,生态水文学5. 水文学经历了哪些发展阶段?1萌芽时期;2奠基时期;3时间时期;4现代化时期6. 简述水文学研究的特点水文现象的基本特点1、成因上的自然性和认为性2、时程上的周期性和偶然性3、地域上的相似性和差异性4、运动的同在性和独立性第二章水文循环1. 水有哪些自然属性?社会属性?2. 水循环有哪些环节?降水,蒸散发,下渗,地面径流与地下径流。
2. 研究水文循环有哪几种尺度?1全球水文循环,2流域或区域水文循环,3水—土壤—植物系统水文循环3. 水循环的主要表现形式(水文现象)有哪些?降水,蒸发,径流和下渗4. 全球和流域(区域)水量平衡及方程式。
.全球水量平衡方程:如研究区域为地球上的全部海洋,所取计算时段为年,则某一年的(1)水量平衡方程为:P 洋+R=E 洋+△Ws 式中P 洋——海洋上某—年的降水量;R——大陆流入海洋的某年径流量;E 洋——海洋上某一年的蒸发量;△W ——海洋某一年的储水增量。
⽔⽂学重点复习绪论1.⽔⽂学: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.⽔循环的研究是⽔⽂学的核⼼内容。
3.⽔⽂学发展:(1)萌芽阶段(公元14世纪以前)开始了原始观测,⽔⽂现象的定性描述及经验积累。
世界上最早的⽔⽂观测出现在中国和埃及。
(2)形成阶段(公元15世纪初-19世纪末)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。
(3)兴起阶段(20世纪初-50年代)⽔⽂观测理论体系进⼀步成熟,应⽤⽔⽂学进⼀步发展。
(4)现代阶段(20世纪50年代以来)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:不同的流域、如果所处的地理位臵相似,由于纬度地带性的影响,⽔⽂现象也就具有⼀定的相似性。
但由于各流域的地质、地形等⾮地带性下垫⾯条件的差异,⽔⽂现象就会有巨⼤的差异。
第⼀章P9:闪动簇团模型1.海⽔的温度分布:①⽔平分布。
(三⼤洋表⾯平均⽔温均为17.4°C,太平洋(19.1)>印度洋(17.0)>⼤西洋(16.9)。
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。
)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,⽔温分布有明显差异,寒暖流交汇处,⽔温⽔平梯度较⼤,夏季⼤洋表⾯⽔温普遍⾼于冬季,⽔温⽔平梯度冬季⼤于夏季。
复习纲要第一章绪论1. 水循环(或水文循环)、水循环动力2. 水文现象基本的四种类型(水循环涉及的四个基本环节)3. 水文现象(或水文循环)的特点(周期性、随机性、相似性、特殊性)4. 水量平衡原理及其通用公式(符号详细解释)5. 水文学的基本研究方法(成因分析法、数理统计法、地理综合法)第二章流域与水系1. 径流的定义、类型2. 径流表示方法:流量、径流量、径流深、径流模数、径流系数3. 净雨(产流量)的定义及其含义与类型4. 典型流量过程线的径流成分来源分析及过程分析5. 简述径流的形成过程(产流过程与汇流过程的概念)C v 的意义)6. 河川径流情势(定义、年内变化特征的两个指标、年际变化的两个指标,第三四章降水及降水截留1. 降水及其表示方法2. 降水资料的合理性分析途径3. 双累积曲线法校正降水数据的适用条件4. 面平均降水量的计算方法及其优缺点5. 降水截留的概念第五章土壤水1. 土壤孔隙类型、重量含水量与体积含水量之间的关系、土壤基质2. 土壤水分存在形式及对应的受力状态分析3. 毛管水受到的毛细力是哪几种力综合作用而产生的?毛细上升水计算公式推导4. 5 个土壤水分常数5. 田间持水量(最大毛管悬着水量)、土壤蓄(贮)水量与土壤蓄水容量之间的区别6. 土壤水势(土水势)的概念,土壤水势的构成,为何要在土壤水分移动研究中引入这个概念?不饱和土壤水的水势为何未负值?什么是纯水,纯水的水势为何为零?7. 达西定律、饱和渗透系数、水分扩散系数8. 推导土壤水流连续方程9. 饱和土壤水与非饱和土壤水的区别?(含水量、土水势构成、水分运移的主要驱动力、运动描述、达西表述形式)10. 土壤水分特征曲线、土壤水吸力(或土壤张力)11. 饱和土壤水运动描述与不饱和土壤水运动描述12. 非饱和土壤水流的基本微分方程13. 非饱和土壤水分扩散方程(垂向理查兹方程)第六章蒸发1. 下垫面概念、类型2. 蒸发、蒸腾、蒸散发、流域潜在蒸散发能力3. 土壤蒸发与水面蒸发的差异4. 饱和土壤蒸发的三个过程及其特点5. 单层与双层模式计算流域蒸发(计算公式、前提与假设)6. 影响土壤蒸发或流域蒸发的因素分析第七章下渗1. 包气带、包气带土壤水分带特征、包气带单元体2. 下渗、下渗率、下渗能力(容量)、下渗能力(容量)曲线3. 下渗过程的三阶段(水分受力、对应的含水量、运动特征),下渗过程中土壤含水量的垂向分布规律,下渗结束后,土壤剖面内水分再分配(再分布)。