水文学2012剖析

第一章绪论1.1-什么是水文学？水文学的发展阶段。

1.2-水文现象(水循环过程中，水的存在与运动的各种形态)及其特点。

1.3-河流水文学1.4-地理水文学1.5-水文学的研究方法第二章地球上水的性质及分布2.1-水的分子结构及其变化。

2.2-水的潜热、比热。

2.3-海水热量来源与支出。

2.4-世界大洋表面水温总体分布趋势、海水温度的垂直分布。

2.5-海水温度的日变化与年变化、盐度对海水冰点温度的影响。

2.6-河水温度分布特点及影响因素。

2.7-正温层/逆温层。

2.8-地下水水温变化特点。

2.9-海水密度分布特点及影响因素。

2.10-影响水色的因素。

2.11-透明度的测量及影响透明度的因素。

2.12-天然水中的物质种类与八大离子。

2.13-矿化度、矿化过程、矿化过程的类型与制约因素。

2.14-海水的盐类来源、海水盐度与绝对盐度、海水盐度水平分布与垂直分布。

第三章地球上的水循环3.1-水循环及其结构、水循环的动力。

3.2-水体的更替周期。

3.3-水循环作用与效应、动力。

3.4-水量平衡与水量平衡方程式、水量平衡研究意义。

3.5-土壤蒸发及其阶段。

3.6-蒸发能力。

3.7-影响蒸发的因素。

3.8-水汽输送及其影响因素。

3.9-我国水汽输送的基本特点。

3.10-降水量、降水强度、降水累积曲线。

3.11-影响降水的因素。

3.12-下渗及其阶段划分、影响因素。

3.13-下渗率f（下渗强度）、下渗能力fp（下渗容量）、稳定下渗率fc。

3.14-径流及一些描述径流的参数、径流形成过程与影响径流的因素。

第四章陆地表面水的运动4.1-流域产流的三种机制4.2-流域产流方式4.3-流域汇流过程及其影响因素4.4-水位与水位过程线、绝对基面、测站基面、流速、流量、年径流。

4.5-洪水及其影响因素。

4.6-枯水及其影响因素。

4.7-河水在运动过程中所受的作用力。

4.8-河水环流运动的类型。

4.9-河水含沙量与流域侵蚀模数。

4.10-河流悬移质的分布与变化。

第五章海洋结构与海水运动5.1-波浪及其成因分类。

5.2-波基面5.3-海啸成因分类。

5.4-潮汐及其分类。

5.5-潮流及其分类。

5.6-洋流及其成因分类5.7-世界典型洋流。

第六章地下水6.1-孔隙、孔隙度与影响因素。

6.2-容水性与容水度。

6.3-持水性与持水度。

6.4-给水性与给水度。

6.5-透水性及其表征参数。

6.6-地下水系统垂直分带。

6.7-潜水及其相关参数(潜水面、潜水位、潜水层厚度、潜水埋藏深度)。

6.8-承压水及其相关参数(承压水头、承压水位)。

1.1-什么是水文学？水文学的发展阶段。

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。

其核心研究内容：水循环。

其主要研究对象包括自然界的各种水体形态如江河、湖泊、海洋、地下水、冰川等。

水文学的发展经历了从萌芽到成熟、定性到定量、经验到理论的发展过程。

大体分为以下4个阶段：（1）14世纪以前：水文学现象的定性描述阶段。

其特点是原始的观测和水文现象的定性描述。

（2）从15世纪初到约19世纪末：水文学体系形成阶段。

其特点是水文现象由概念性描述进入定量表达，水文理论逐渐形成。

（3）从20世纪初到50年代：应用水文学兴起阶段。

这一阶段的特点是水文观测理论体系进一步成熟，应用水文学进一步发展。

（4）从20世纪50年代至今：现代水文学阶段。

其特点是引进遥感、计算机等技术；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。

1.2-水文现象(水循环过程中，水的存在与运动的各种形态)及其特点。

水文现象：水循环过程中，水的存在的各种形态与各种运动过程统称为水文现象。

水文现象的时空分布变化有以下特点：（1）无止尽性：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1.3-河流水文学河流水文学：研究河流中水流的变化规律、泥沙的运动状况、河水的温度情况及结冰现象、河水化学成分等。

1.4-地理水文学地理水文学：同时隶书于地理学和水文学的一门学科。

主要以自然地理学原理与现代自然地理学的新思想（包括水人平衡、景观地球化学、生物地理群落研究的新成就和地理系统分析的新概念）为基础，同时吸取地学相邻学科（包括地质学、气象学、地貌学、土壤学、地植物学及人文学等）的基本知识和技术方法，对各种水文现象和水文过程展开的研究(郭敬辉)。

具有宏观性、综合性和区域性三大特征。

当前地理水文学应以水、环境和人类社会作为学术研究的中心内容。

1.5-水文学的研究方法传统的水文学研究方法主要有成因分析法、数理统计法与地理综合法等三种。

新技术新方法也在不断地应用于水文学的研究中，如一些数理统计的新方法(模糊数学)、系统科学、信息科学（遥感、数字模拟技术）、地球化学（元素-同位素）等的新技术也开始在水文学的研究中发挥作用。

2.3-海水热量来源与支出。

海水热量直接来源的主要部分是太阳的短波辐射和大气的长波辐射。

洋流带来的热量对局部的海区有较大影响。

其它方式所提供的热量比较少。

如地热、放射性辐射释放的热量。

海水热量支出中海面辐射和蒸发最为重要。

局部海区由洋流带走的热量对水温变化也有较大影响；此外，海水的垂直紊动混合也可把热量从表层传到深处。

2.4-世界大洋表面水温总体分布趋势、海水温度的垂直分布。

海水表层温度分布具有高度纬度地带性，在南北回归线之间的热带海区水温最高，从赤道向南北两极逐渐降低。

大洋东西两侧，水温分布有明显差异(？？？)。

在寒暖流交汇处（南北纬40度左右）等温线特别密集，水温水平梯度很大。

夏季大洋表面水温普遍高于冬季，而水温的水平梯度（就某半球而言）则是冬季大于夏季。

大洋水温从海面向海底呈不均匀递减的趋势。

在南北纬40度之间，海水垂直结构可分两层：表层暖水对流层(深度600~ 1000m)和深层冷水平流层。

表层暖水对流层的最上层(0~100m)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，故称表层扰动层。

表层扰动层下部与冷水层之间形成一个温跃层,水温垂直递减率最大。

2.6-河水温度分布特点及影响因素。

一般河流水温的地区分布形势，大体与气温一致。

河流年平均水温都略微（1~2℃）高于当地的年平均气温，但在封冻期较长、冬季气温很低的地区，差值增大。

河流水温年变化主要受季节影响：春季河水热量收入比支出大，因而河水温度升高，最高水温出现在盛夏；秋冬河水热量收入比支出小，温度降低，最低水温多出现在冬季气温最低的时候。

河流水温变化主要受到太阳辐射、气温等地带性因素的控制。

河流水温还受到补给来源的影响：如高山冰雪补给的河流水温低；雨水补给的河流水温较高；地下水补给的河流水温变幅小。

2.7-正温层/逆温层。

当水温度随水深的增加而降低，上层水温高，下层水温低但不低于4℃时，这种水温的垂直分布称为正温层。

当水温度随水深的增加而升高，上层水温低，下层水温高但不高于4℃时，这种水温的垂直分布称为逆温层。

2.8-地下水水温变化特点。

地下水的埋藏深度不同，温度变化规律也不同，近地表的地下水的水温受气温的影响，具有周期性变化：一般，在日常温层以上，水温有明显的昼夜变化；在年常温层以上，水温具有季节性变化；在年常温层中，水温变化很小，一般不超过0.1℃；在年常温层下，水温则随着深度的增加而逐渐升高；在不同地区，地下水温差异很大。

如新火山地区可达100 ℃以上；而寒带、极地和高山、高原区，地下水温很低，可达-5 ℃。

2.9-海水密度分布特点及影响因素。

在水平面上，海水密度大致随纬度增高而增大，等密度线大致与纬度平行：赤道地区由于温度高，盐度低，表面海水密度很小（1.023）。

亚热带地区盐度很高，但温度也很高，密度仍不大（1.024）。

极地地区温度很低，密度最大（约1.027）在垂直方向上，海水密度向下递增：在南北纬20度之间100m左右水层中，密度最小；并且在50m以内垂直梯度极小，几乎没有变化；50~100m深度上密度垂直梯度最大，出现密度的突变层，它对声波有折射作用，潜艇在其下面航行或停留在其内不容易被发现。

约从1500m开始，密度垂直梯度很小，在深层，密度基本不变。

海水密度是盐度、温度和压力的函数。

凡是影响海水温度和盐度变化的地理因素都影响密度变化。

2.13-矿化度、矿化过程、矿化过程的类型与制约因素。

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。

各种溶解质在天然水中的累积和转化，称天然水的矿化过程。

天然水的矿化过程主要有6种：①溶滤作用-土壤和岩石中某些成分进入水中的过程。

按溶解性能可为两类：按矿物成分的比例全部溶于水中(如氯化物、硫酸盐、碳酸盐)、矿物中只有一部分元素进入水中(如硅酸盐、铝硅酸盐)。

②吸附性阳离子交替作用：天然水中离子从溶液转移到胶体上，是吸附过程。

胶体上原来吸附的离子转移到溶液中是解吸过程。

吸附与解吸的结果，表现为阳离子交换。

其特征有：一是离子交换是可逆反应，处于动态平衡；二是离子交换遵守质量作用定律。

③氧化作用。

③氧化作用。

⑤蒸发浓缩作用。

⑥混合作用：两种或几种矿化度不同，成分各异的天然水相遇，混合以后的矿化度和化学组成发生的变化。

矿化过程制约因素：(i)元素和化合物的物理化学性质（如可溶性、溶解度等）；(ii)各种环境因素，如酸碱性质、氧化还原状况、有机质的数量与组成等。

2.14-海水的盐类来源、海水盐度与绝对盐度、海水盐度水平分布与垂直分布。

海水盐类来源：(i) 由河流带来的。

河水含的碳酸盐最多，但当河水入海后，一部分碳酸盐沉淀下来，另一部分碳酸盐被大海中的动物所吸收，因此海水中的碳酸盐大大减少。

氮、磷、硅的化合物和有机质也大量被生物所吸收，故海水中这些物质的含量也减少。

硫酸盐近于平衡状态。

氯化物到大海中被消耗得最少，长期积累，其含量不断缓慢增多；(ii)海底火山活动使海洋中的氯化物和硫酸盐增多；(iii)大气中来源于海洋和陆地的物质经过干湿沉降，尤其是来自大气粉尘的Fe等物质为海洋微生物提供了重要的营养物质。

单位质量海水中所含溶解物质的质量，称海水盐度。

分为绝对盐度和使用盐度。

绝对盐度指海水中溶解物质的质量与海水质量的比值，实用盐度根据海水的电导率（或电导比）来确定，指在温度15℃，压强一个大气压下海水样品的电导率与质量比为32.4356×10-3的标准氯化钾(KCl)溶液电导率的比值。

实用盐度略小于绝对盐度。

绝对盐度和实用盐度之间呈线性关系。

海水盐度空间变化：在低纬度海区，降水、蒸发、洋流和海水紊动、对流混合等是影响海水盐度主要因素。

而在高纬度海区，除受降水、蒸发、洋流和海水紊动、对流混合等因素影响外，还受到结冰、融冰的影响。