水文学整理重点

绪论

水文学：研究地球上水的科学就是水文学（Hydrology)。具体来说，水文学是研究地球上水的性质、分布、循环、运动和变化规律，以及与地理环境、人类社会之间相互关系的科学。各种不同的水体是水文学的主要研究对象；

水文循环是水文学的核心容；

人类活动的水文效应是现代水文学研究的重要容。

水文学体系

基础学科：研究的水体对象划分：（河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学、地下水文学等）

应用学科：工程水文学、农业水文学、土壤水文学、森林水文学、城市水文学

水文现象的主要特点：

（1）水文循环永无止境

（2）水文现象的周期性和随机性

（3）水文现象区域上的相似性和差异性

第一章

水文循环过程包括蒸发、降水、径流3个阶段和水分蒸发、水汽输送、凝结降水、水分下渗、径流5个环节。

水文循环概念：是指地球上各种形态的水,在太阳辐射和地心引力等作用下，以蒸发﹑水汽输送、凝结降水、下渗和径流等方式进行周而复始的运动过程。

水循环类型：

海陆间水循环：是指从海洋表面蒸发的水汽,被气流带到大陆上空,在适当的条件下,以降水的形式降落到地面后,其中一部分蒸发到空中,另一部分经过地表和地下径流又流到海洋,这种海陆间的水循环又称大循环。

海洋小循环：海上循环，就是海面上的水份蒸发成水汽，进入大气后在海洋上空凝结，形成降水，又降到海面的过程。

陆地小循环：是指陆面水分的一部分或者全部通过陆面、水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，在高空冷凝形成降水，仍落到陆地上，从而完成的水的循环过程。（可以再分为大陆外流区小

循环和流区小循环）

水文循环的作用与效应：表层结构、气候、地表形态、生态、水资源和水能资源。

土壤蒸发：土壤蒸发是发生在土壤孔隙中的水的蒸发现象，它与水面蒸发相比较，不仅蒸发面的性质不同，更重要的是供水条件的差异。

土壤蒸发是土壤失去水分的干化过程，据土壤供水条件差别及蒸发率的变化，分三个阶段：（1）定常蒸发率阶段

（2）蒸发率下降阶段

（3）蒸发率微弱阶段

形象因素：土壤孔隙性、地下水位、温度梯度等

水汽输送（我国水汽输送4个通道）

降水四要素：降水（总）量、降水历时与降水时间、降水强度、降水面积。

降水的影响因素：主要有地理位置、大气环流、天气系统、下垫面条件等

下垫面条件的影响：

地形：坡向与降水（迎风坡多雨）、高度与降水（地形的抬升增雨并非无限制的，当气流被抬升到一定的高度后，雨量达最大值。此后雨量就不再随地表高程的增加而继续增大，甚至反而减小。）

下渗

下渗动力：地表水沿岩土空隙下渗是在重力、分子力和毛管力综合作用下形成的。根据下渗过程作用力组合变化及运动特征可分成三个阶段：

①渗润阶段

②渗漏阶段

③渗透阶段

径流

据径流过程及途径不同，可将径流分为三种，即地面径流、地下径流及壤中流。

流域对降水的再分配作用表现

径流成分分配：它主要是在水分垂直运行中，通过下垫面而发生的，将降水分配成为不同的径流成分。有拦截、填洼、下渗

径流时程分配：它是通过水分侧向运行而体现出来的。形成出口断面的流量过程。

第二章

（一）河流的分段（黄河）

每一条河流都有与河口，而较大河流的流程通常按地质━━地理特征分成上、中、下游三段，即河流共分成五段。

河流分段依据主要有：

a、按河槽的纵比降划分；

b、按河槽的形态与组成物质划分；

c、按地貌形态划分；

d、按支流的汇集和河道的弯曲状况及流向

（二）河流特征参数

①河流落差：指河流上、下游两地的高程差。与河口的高程差，即为河流的总落差。某一河段两端的高程差，称之为河段落差。

②过水断面：是指某一时刻水面线与河底线包围的面积。

弯曲系数

侵蚀基准点：侵蚀基准面可以是能控制河流出口水面高程的各种水面，如海面、湖面、河面等，也可以是能限制河流向纵深方向发展的抗冲岩层的相应水面。这些水面与河流水面的交点称为河流的侵蚀基点

（三）水力半径R（R=F / P）过水断面面积F，湿周P（即过水断面上被水浸湿的河槽部分）（四）径流的特征值及其计算（流量、年径流总量、径流深度、径流模数、径流系数）。

某闭合流域面积为1000km2，多年平均流量为12m3/s，多年平均蒸发量为380mm。求各径流的特征值？该流域位于干旱地区、湿润地区还是其它地区？

（五）洪水波的推移和变形

（1）展开变形：波长不断加大，波高不断减小，洪峰流量减小。

（2）扭曲变形：洪水波前段长度不断减小，比降不断增大；波后段长度逐渐增大，比降逐渐平缓。

（六）河水环流运动的类型4种

纵轴环流：旋转轴呈水平状并基本上与主流方向平行。它多与主流结合在一起，形成螺旋流。横轴环流：旋转轴呈水平状，但与纵向主流垂直

斜轴环流：旋转轴与河流流向有一个夹角，实际是横轴环流的特例。

竖轴环流：旋转轴成铅直方向，与主流及河底垂直。是相对封闭的回旋流。

（七）输沙模数、侵蚀模数。

侵蚀模数：地表每平方公里面积上，每年侵蚀下来的泥沙数量。

地表（主要指土壤层）被侵蚀的泥沙量，这部泥沙虽从土壤表层移动，但有相当部分没有进入河槽，没有流出出口断面。

输沙模数：河流某断面以上单位面积上所输移的泥沙量，（t/km2·年）

从河口（或过水断面）流走的泥沙量，远远小于侵蚀量，是通过河水中的含沙量来计算的。

第三章

（一）含水介质：指既能透水，又饱含水的多孔介质。

（二）含水层：指贮存有地下水，并在自然状态或人为条件下，能够流出地下水的岩土体，如砂层、砂砾石层等。

（三）隔水层：含水但几乎不透水或透水能力很弱的岩体。如致密的火成岩、变质岩以及孔隙细小的页岩和黏土岩等均是良好的隔水层。

（四）容水性

1、定义：指岩土体容纳水量的性能，主要取决于岩土体的空隙量。

2、容水度：岩土体完全饱和时所能容纳的最大的水体积与岩土体体积的比值。容水度与孔隙度相当，但对膨胀性粘土，容水度大于孔隙度。

3、

相对含水量

4、影响因素：孔隙度

（五）持水性 1、定义：指在重力作用下，饱水岩土体能自由排出一定水量的性能 2、给水度：饱水岩土体在重力作用下，能自由排出的水的体积与岩土总体积之比。

3、影响因素：孔隙直径

（六）透水性

1、定义：指在一定条件下，岩土体允许水通过的能力。

用渗透系数“K ”表示，单位为（cm/h ，m/h ，或m/d ）。

2、影响因素：首先与空隙的直径大小和连通性有关，其次才是空隙的多少。

（七）容水性、持水性和透水性的联系和区别

1、给水性与持水性的区别；

（水分子的型式不一样；空隙直径大小对二者的影响相反 ）

2、容水性、给水性和持水性三者的关系； （容水度=给水度+持水度）

%100%100⨯=⨯=V

V W W n 岩石总体积容水体积%100%100⨯=⨯=n

W w V V K 总空隙体积实际含水体积%100%100⨯=⨯=V V V 岩石总体积排出水的体积μ