水文水资源复习资料

1、水文与水资源的基本特征：水文：泛指自然界中水的分布、运动和变化规律以及与环境的相互作用(指有关地球上各种形态水体的起源、存在、分布、循环、运动等的变化规律)。

特点：不重复性、地区性和周期性。

水资源的基本特征：水资源的循环性、有限性及分布不均匀性；利用的多样性。

2、我国水资源的特点：我国水资源的基本国情:总量比较大，人均低，仍为水资源贫乏的国家之一。

我国水资源特征:南方高于北方，主要体现在空间和时间分布差异上。

空间分布特点:三多三少水资源时间分布特征:降水年内分配不均匀，年际变化大，枯水年和丰水年连续发生。

3、水循环产生的原因及水循环的作用和意义：水循环产生的原因：内因：水的物理三态之间的相互转化；外因：太阳辐射和地心吸力的作用。

水循环的作用和意义：①提供水资源，使水资源成为“可再生资源”；②影响气候变化，调节地表气温和湿度；③形成各种形式的水体(江河、湖泊、沼泽等)以及与其相关的各种各种地貌现象；④形成多种水文现象4、大循环与小循环区别和联系：根据水循环的过程：大循环、小循环。

大循环：发生在海-陆之间的水分循环；小循环：发生在陆-陆之间、海-海之间的水分循环。

大循环：水分由海洋输送到大陆，又回到海洋的循环称为大循环或外循环。

在大循环中，空中水汽主要是由海洋上空向陆地输送，而陆地也向海洋输送少量水汽，但这部分量仅占海洋蒸发量的8%。

通常把海洋向陆地输送的净水汽量称为有效水汽输送量(海洋向陆地输送的水汽减去陆地向海洋输送的水汽)，它是陆地降水的主要来源。

小循环：海洋上蒸发的水汽，在海洋上空凝结后，以降水形式落到海洋中，或陆地上的水经蒸发凝结又降落到陆地上，这种局部的水循环称小循环或内循环。

这种局部水循环，对内陆局部地区的降水有重要作用，因内陆远离海洋，直接接受海洋水汽不多，需要通过内陆局部地区的水循环运动使水汽不断地向内陆输送，这是内陆地区的主要水汽来源。

5、降水的成因及分类：大气中的水汽以液态或固态形式到达地面，称为降水。

降水成因：由气象学可知，降雨形成的主要物理条件是：大气中必须含有足够的水汽；必须具有使大气中水汽凝结成液态水的动力冷却条件；大气中还应含有吸水性微粒—凝结核，以便形成足够大的液态水滴。

分类：1、按降水性质：连续性降水、阵性降水、间歇性降水、毛毛状降水2、按降水强度及过程特征：暴雨、暴雨型淫雨、淫雨3、按降水量大小：特大暴雨、大暴雨、暴雨、大雨、中雨、小雨4、按降水形态：雨、雪、霰、雹、露、霜5、按降水成因，动力冷却条件（根据气流上升冷却的原因不同）气旋雨，对流雨，地形雨，台风雨6、水面蒸发、土壤蒸发过程、流域蒸散发规律及主要影响因素：水面蒸发是最简单的蒸发方式，属于水分供应不受限制的蒸发面，因此蒸发主要受制于水面所接受的太阳辐射能量。

可概括为水分汽化和水分扩散两个过程。

影响水面蒸发的因素很多，可以归纳为两大类：一是气象因素，如风，温度、湿度、气压和降水等；二是自然地理因素和水体自身因素，如地形、高程、水质、水深等。

土壤蒸发过程土壤蒸发比水面蒸发要复杂一些，它与水面蒸发有一点是相同的，即水分子由土壤这一特殊蒸发面向大气中扩散，也有一部分水分子凝结而返回土壤表层。

土壤蒸发与水面蒸发不同点有二：一是水分的汽化过程中，除了要克服内聚力消耗能量外，还要克服土壤颗粒对水分的吸力；是当一些水分子从土壤表面逸出以后，后续水分子的补充必须经过土壤输送才能到达蒸发面。

壤蒸发取决于两个条件，一是土壤蒸发能力，二是土壤供水条件。

影响土壤蒸发的因素：土壤含水量；地下水位；土壤质地和结构；土壤颜色；土壤表面特征；植物；温度梯度。

流域蒸散发规律：在一个流域内，通常水面面积不大，约占流域总面积的1%左右，基岩裸露的比重一般也不大，蒸散发规律主要受土壤蒸发和植物散发的控制。

同一流域内，土壤蒸发和植物散发的基本规律是相似的，它们受到同样气象条件的影响，都与土壤含水量有着十分密切的联系，因而可通过分析在不同土壤含水量条件下的土壤蒸发和植物散发来研究流域的蒸散发规律。

对于流域蒸散发来说，第一个临界流域蓄水量Wa应该略小于田间持水量，而第二个临界流域蓄水量Wb应该比毛管断裂含水量小。

7、下渗物理过程及主要影响因素：下渗的物理过程(1)三个阶段(作用力及运动特征)：渗润阶段：分子力作用；当土壤含水量大于最大分子持水量时，这一阶段逐渐消失；渗漏阶段：毛管力、重力作用；直至水分达到饱和时，此阶段基本结束。

渗透阶段：重力作用渗润、渗漏阶段属于非饱和水流运动；渗透阶段属于饱和水流运动。

影响下渗的因素1、土壤特性的影响。

土壤机械组成、土壤含水量，土壤机械组成（土壤性质）的影响2、降水特性的影响。

降水特性包括降水强度、历时、降水的时空分布等。

它们直接影响土壤中水分的渗透和再分配，影响径流的大小及时空分布特性。

降水强度的大小直接影响下渗强度和下渗量。

3、流域植被、地形条件的影响。

林地地面有枯枝落叶覆盖，减轻了雨滴的溅击，土粒不致于分散而能长期保持土壤孔隙不被堵塞，所以，植被有助于保护土壤的孔隙结构和阻滞地表水流，增长下渗时间，由于植物根部的作用，使土壤更易透水。

地形及坡度情况决定了水体在坡面上的流速和集流时间。

对同类土壤，坡面的坡度大，水流在坡面流速大，汇流历时短，因而坡度大的下渗率要小。

4、人类活动的影响。

人类活动如水土保持、植树造林、平整土地、农田基本建设和都市化等，由于下垫面条件的改变，对下渗也造成影响。

8、天然条件下的下渗情况：天然条件下，一次降水过程的强度在时间和空间上的分布变化很大，是不稳定的，有时是不连续的，因而，实际下渗过程也是不稳定的和不连续的。

加之土壤的物理特性、植被、地面坡度以及初始土壤含水量的分布不同等等，流域内各点的下渗率是极为复杂的。

这些都与上述模型（下渗公式）的假定条件（前面所描述的均匀单元土柱在充分供水条件下）与实际下渗规律有较大出入。

因此，想寻求一个很理想的模式，实际上是不可能的。

通常用下渗率和下渗能力随时间的变化来表示土壤下渗的定量规律。

下渗的最初阶段(初渗f0)，下渗率具有较大的数值，并随着下渗水量的增加迅速递减，以后随着水量不断增加及下渗锋面的延伸，下渗率缓慢递减，当下渗锋面推进到—定深度时，下渗率趋于稳定，最后达到稳定下渗率f c，下渗率随时程的变化过程常用下渗曲线来表示。

在天然情况下，满足土壤下渗能力的必要条件，是任一时刻的雨强都大于或等于该时刻土壤的下渗能力，此时的下渗过程线就是下渗能力曲线f p(t)。

9、下渗后土壤水分再分布下渗的空间分布（在空间上和时间上都呈现不均匀性的变化）首先，下渗沿垂向(土壤剖面) 呈现非均质变化。

由于流域中土壤类型和同类土壤的物理特性的空间分布各处不同，它们沿垂向的变化(土壤剖面)也常呈现非均质结构（粗细土层往往相间存在），加之植被和土地利用等情况的不同，导致同类土壤下渗特性的变化，引起流域内的下渗特性差异较大。

其次，下渗过程与前期土壤含水量有关。

一次下渗过程与前期土壤含水量有关，而土壤含水量又与前期降水特性、土壤蒸发、植被散发等因素有关，它们决定了流域土壤含水量在空间分布上的不均匀性。

另外，就具体的一次降水的空间分布和时程分布特性，也导致下渗在空间分布的不均一性。

因而，一个实际流域的下渗变化特性受诸多因素的影响，在空间上和时间上都呈现不均匀性的变化。

此外，对于山区和山丘区，由于地下水位相差较大和空间分布不连续，也会造成下渗率空间变化的不均匀性分布。

10、径流形成过程及每个过程的关键环节和影响因素：雨降落到流域表面到水流汇集到河流出口断面的整个物理过程，称为径流形成过程。

径流形成过程是一个比较复杂的物理过程，从其发生到发展，根据各阶段的特点（水体的运动特征和发生场所），可将径流形成过程概括为三个阶段：流域蓄渗过程，坡面产流和漫流过程（坡面汇流过程），河槽集流过程（河网汇流过程）。

1、流域蓄渗过程：降水初期，除了一小部分降落在河槽水面上的降水，直接形成径流之外，其余大部分降水并不立即产生径流，而是在满足植物截留、枯枝落叶吸水、下渗、填洼等。

这个消耗过程就是蓄渗过程。

蓄渗过程也是流域的产流过程。

2、坡面汇流过程：当降水强度超过下渗率或降水满足了蓄渗过程中的损失量（我们把降水扣除损失量后的水量，称为净雨或有效雨量）后，流域坡面上便有水流向河网汇集，这一汇集过程称为坡面汇流过程，或称漫流过程。

地表径流、壤中流、地下径流的汇流过程，构成了坡地汇流的全部内容。

但它们并不一定同时存在于一次径流形成过程中。

坡地汇流过程起着对各种径流成分在时程上的第一次再分配作用。

3、河网汇流过程：坡地漫流的各种径流成分注入河网后，沿河槽向流域出口断面的水流汇集过程，称为河网汇流。

河网汇流过程的实质是洪水波的形成和传播过程，断面上水位及流量的变化过程，是洪水波通过该断面的直接反映。

影响径流的因素：影响径流的因素主要包括气候因素、流域下垫面因素和人类活动因素。

１、气候因素：气候因素是影响河川径流的最基本因素。

包括降水、蒸散发、气温、风、湿度等。

降水和蒸散发直接影响径流的形成和变化。

温度、风、湿度等则是通过降水和蒸发来影响径流的。

（1）降水：降水是形成径流的必要条件，是河川径流的水源。

降水是产生径流的重要因素，但不是决定径流过程的唯一因素。

（2）蒸散发：蒸发是影响径流的重要因素。

２、流域下垫面因素：流域地理位置；流域地形、地貌（包括地面高程、坡度、坡向、坡长等。

一方面通过影响气候（如降水、蒸发、气温等）间接影响径流；一方面直接影响汇流条件。

）；流域面积（一般随流域面积的增大，径流量增大，径流量的变化减小。

）；流域形状（流域长，汇流时间长，流量过程线平缓。

）；流域地质和土壤条件；流域植被状况；流域内湖泊、水库和沼泽状况３、人类活动对径流的影响：人类活动对径流的影响，主要是通过改变流域下垫面条件，直接或间接地影响径流的流量大小、水质好坏和径流过程线形状。

人类活动对径流有正反两方面的影响。

11、蓄满产流和超渗产流的区别和联系：①超渗地表径流产流机制----R s机制：超渗地表径流产流机制是指供水和下渗发生于地表（包气带上界面）的产流机制。

超渗地面径流产生的物理条件是降水强度大于地面下渗强度。

产流面积的变化：对于超渗地面径流的产流面积发展，则在空间上具有很大的随机性。

这是它与饱和地面径流面积发展的主要区别之处。

在一般情况下，地面径流产流面积的大小及发展取决于降水强度与下渗强度的相互关系。

凡是i>fp的地方便是产流区。

对一次具体的降水而言，产流面积的大小及发展与当时的降水特性、土壤类型、土壤湿润状况、甚至地面坡度密切有关。

超渗地表产流的基本特征：①降水强度大于下渗强度时，产生地表径流；②产流量与降水强度和下渗能力有关；③产流面积并不是随降水的持续而单纯增长，而是有增有减，它与雨强及下渗能力有关。