水文学原理
水文学原理
CM
A 小。 4
10
解:对A ψg= 10cm, ψp= 2cm, Φ=12cm
对B —B V= - 3×10-8 × (6-12)/10 =1.8 × 10-8m/s
B
三 非饱和土壤水运动的基本方程 l 非饱和水流的运动方程
V =−K(θ)dΦ ds
0
19
20
29
36
(H2O)2 41
58
59
50
51
(H2O)3 59
23
21
21
13
HH O
-+ -
+
O H O H H 液态水的闪动簇团模型
H HH
O
O H
H O
O
HO
H
H
OHO
H
HO
H H
H
H
H OH
H
O
H
H HO
H O
HH O
HH O H
H
HH O
OH
O
H
O H
HH
O
O H
H H OH
OH
海水密度的表示方法
水
水
量
量
湿润带
l 饱和带 l 水分传递带 l 湿润带 l 湿润锋
湿润锋
第二节 非饱和下渗理论
忽略重力作用的下渗 (一) 设D(θ)= D = 常数
f = (θ 0 − θ i )
D πt
(二) 设D为含水量θ的函数
f = 1 St 2 2
第三节 饱和下渗理论
一 基本假定 1. 水分分布带是完全饱和的。 2. 下渗锋面与下层土壤含水量具有明显
降水主要是降雨和降雪,其它形式 的降水还有露、霜、雹等。
水文学原理
名词解释:1 下渗容量分配曲线:以地面下渗容量fp为纵坐标,以小于等于该地面下渗容量所占的流域面积比重为横坐标,则所得的曲线称为流域下渗容量分配曲线。
2 流域蓄水容量曲线:以包气带达到田间持水量时的土壤含水量w’m为纵坐标,以小于等于该W’m所占的流域面积比重a为横坐标,则所得到的曲线称为流域蓄水容量曲线。
3 最大流域汇流时间:流域中最长路径的水质点流到出口断面的时间。
4平均流域汇流时间:5 等流时线:是在流域上勾绘的一组等值线,每条等值线上各点的水质点,将同时到达出流断面。
两条等流时线间的面积称为等流时面积6 等流时面积:是在流域上勾绘的一组等值线,每条等值线上各点的水质点,将同时到达出流断面。
两条等流时线间的面积称为等流时面积7 流域面积:在地形图上定出流域(地面)分水线,然后量出它所包围的面积。
8 最大吸湿量:9 田间持水量:毛管悬着水达到最大时的土壤含水率称为田间持水量。
10 下渗容量:当土壤表面水分供应充足时,此时的下渗率称为下渗能力,下渗能力也称下渗容量。
11 下渗曲线:是干燥土壤在充分供水条件下流域下渗能力过程线。
12 特征河长:就是使下断面由水位引起的∆Q正好与由附加比降引起的∆Q抵消时的河长。
13 流域瞬时单位线:14 流域单位线:在给定的流域下,单位时段内均匀分布的单位地面(直接)净雨量,在流域出口断面形成的地面(直接)径流过程线,称为单位线。
15 径流系数:任意时段内径流深度R与同时段内降水深度P之比。
公式α=R/P简答:1、下渗过程中土壤水分剖面的变化如何?2、超渗地面径流的产流面积变化有何特点?(1)随着降雨历时的增加,产流面积有时增大,有时减小(2)产流面积的大小与降雨强度和初始土壤含水量有关;(3)一次降雨过程中,全流域超渗产流与局部流域超渗产流可能是交替出现的。
3、蓄满产流的产流面积变化有何特点?当W0=0时:(1)随着降雨量的不断增加,产流面积不断增大。
(2)产流面积的变化与降雨强度无关。
芮孝芳.水文学原理 -回复
芮孝芳.水文学原理-回复【芮孝芳.水文学原理】水文学是研究水文现象及其变化规律的科学学科。
水文学的研究对象是水文要素及其相互关系,包括水文周期、水文承载能力、水文运动、水文平衡、水文变异等内容。
本文将深入探讨水文学的原理,并逐步回答相关问题。
第一步:水文学的概念和研究内容是什么?水文学是研究水文现象及其变化规律的学科,主要包括以下内容:1. 水文要素:包括降水、蒸发、径流、地下水以及土壤水等。
2. 水文运动:研究水在地表和地下运动的过程,分为表流和地下水流两大类。
3. 水文平衡:研究降水和蒸发之间的关系,以及在水循环过程中的水量变化。
4. 水文变异:研究水文要素在时间和空间上的变化规律,包括水文循环的季节变化、气候变化对水文过程的影响等。
第二步:水文循环是什么?有哪些类型和过程?水文循环是指地球上水分在不同水体之间循环流动的现象。
主要类型有大气水循环、陆地水循环和海洋水循环。
1. 大气水循环:水汽从海洋、湖泊、河流、植被等表面蒸发,形成云,然后通过降水(雨、雪等)返回地面。
这个过程中,水汽在大气中的水平和垂直运动非常重要。
2. 陆地水循环:陆地水循环分为地表径流和地下径流两个部分。
地表径流指降水在地表形成的流水,湖泊、河流等水体接收并流入海洋;地下径流则指水在地下层的流动。
3. 海洋水循环:海洋表面的水在太阳能的推动下蒸发,升华成为水汽,然后随着气流运动到达陆地和海洋上空,形成云,最终又在陆地上或海洋上释放出来,完成循环。
第三步:水文循环的重要性和影响因素有哪些?1. 水资源供给:水文循环是水资源供给的基础,对农业、工业、饮用水等方面都具有重要影响。
通过研究水文循环的变化规律可以更好地预测水资源状况和合理利用水资源。
2. 自然灾害:水文循环是自然灾害(如洪涝、干旱等)的重要原因。
对水文循环进行研究可以更好地预警和应对灾害的发生。
3. 气候变化:水文循环是气候系统的一个重要组成部分,水汽的蒸发和降水过程对气候变化具有重要影响。
水文学原理
第四节线性运 动波演算法
5
第五节线性扩 散波演算法
第六节线性特征河长 连续演算法
第七节马斯京根演算 法
思考题 习题
第二节冰雪水文
第一节湖泊水文
第三节湿地水文
1
第四节森林水 文
2
第五节城市水 文
3
第六节河口水 文
4
第七节河流泥 沙
5
思考题
作者介绍
同名作者介绍
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第四节土壤水分运动 方程
第五节土壤含 水量的测定
思考题
1
第一节下渗的 物理过程
2
第二节下渗理 论
3
第三节下渗曲 线经验公式
4
第四节天然条 件下的下渗
5
第五节下渗实 验与分析
思考题
习题
第二节水面蒸发
第一节基本概念
第三节土壤蒸发
第五节流域蒸散发
第四节植物散发
思考题
1
第一节径流形 成过程
2
第二节径流的 表示方法
读书笔记
读书笔记
⭐⭐⭐⭐本科上水文学原理这门课的时候,还是双语教学,用的教材是英文的,叫《Physical hydrology》 (好像是)。
目录分析
第二节水文学发展 概况
第一节水文学概念 及其分类
第三节水文现象的 基本特点与研究方
法
第四节本课程 的性质与主要
内容
思考题
第一节河流 第二节流域
精彩摘录
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水文学原理
读书笔记模板
01 思维导图
水文学原理
水文学原理
水文学原理是指研究地表水运动的科学,是一门关于水的科学。
它的研究内容涉及到水的物理、化学、生物学等多方面,是研究陆地水文过程的一门学科。
水文学的研究内容包括水的物理特性、水的地质特性、水的化学特性、水的生物学特性以及水的运动特性等,是研究地表水运动的科学。
水文学原理涉及到多个学科,如水文学、地理学、地质学、水文地质学、水质学、水利学等。
它的研究内容涉及到水的物理特性、水的地质特性、水的化学特性、水的生物学特性以及水的运动特性等,是研究地表水运动的科学。
水文学的研究可以帮助我们更好地了解水的特征和运动,以便对水的运动和利用进行合理规划。
水文学研究的结果可以帮助水利工程设计者和决策者更好地了解水的运动特征,以便制定有效的水利设施管理措施。
水文学研究的结果还可以用于水资源管理和开发,以及水资源管理和水污染控制等领域。
水文学对水资源的管理和利用有着重要的作用,它不仅是水资源管理的基础,而且也是水利工程的基础。
水文学的原理是关于水的科学,它的研究内容涉及到水的物理、化学、生物学等多方面,是研究陆地水文过程的一门学科。
它的研究
结果可以用于水资源管理、水利工程设计以及水资源管理和水污染控制等领域,为水资源的管理和利用提供了重要的参考。
《水文学原理》课件
水文学在水利工程中的应用
水利工程规划
水文学为水利工程提供基础数据 ,如流域的径流量、水位、流速 等,帮助规划者评估工程对流域
水文环境的影响。
洪水预测与管理
水文学通过分析历史洪水数据, 预测未来洪水趋势,为洪水预警
和防洪减灾提供科学依据。
水资源评价与开发
水文学研究流域的水资源量、分 布和变化规律,为水资源评价、 开发利用和保护提供重要依据。
意义
水循环是地球上水圈和大气圈相互作用的产物,是地球上水的重要运动和循环过 程,对地球表面的气候、生态系统和人类生活等方面都有重要影响。
水循环的环节与过程
环节
水循环包括蒸发、降水、径流等环节 。
过程
水从海洋蒸发后形成水汽,通过气流 输送到陆地,在陆地形成降水,再通 过地表径流和地下水等方式回到海洋 ,完成一个循环。
水文学观测的现代技术
遥感技术
利用卫星或飞机搭载的 遥感设备,对大面积水 体进行快速、准确的观
测。
自动监测技术
利用传感器、数据采集 器等设备,对水体各项
参数进行实时监测。
GIS技术
利用地理信息系统,对 水文学数据进行空间分
析和管理。
数学模型
利用数学模型模拟水文 学过程,预测水文学变
化趋势。
水文学观测数据的处理与分析
河流、湖泊、地下水等水体类型与特征
河流
地下水
河流是流动的水体,由雨水、融雪等 补给,具有水位、流量、流速等特征 ,是水循环的重要环节。
地下水是储存在地下的水体,主要由 降水、地表水渗透形成,具有水位、 水质、储量等特征,是重要的水资源 之一。
湖泊
湖泊是静止的水体,主要由河流、地 下水等补给,具有水深、水质、湖岸 线长度等特征,对周边生态环境有重 要影响。
(完整word)水文学原理
水文学原理•名词解释1、水文大循环和小循环:水文循环:地球上的水在太阳辐射和重力作用下,通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗及径流等环节,进行的周而复始的地理位置和物理形态的变换的运动过程。
水的三态转化特性是水文循环的内因,太阳辐射和重力作用是外因或动力。
1)水文大循环是发生于全球海洋与陆地之间的水分子交换过程。
由海洋上蒸发的水汽,被汽流带到大陆上空,遇冷凝结而形成降水.降水至地面后,一部分蒸发直接返回空中,其余部分都经地面和地下注入海洋。
2)水文小循环是指陆地上的水分经蒸发、凝结作用又降落到陆地上,或海洋面蒸发的水汽在空中凝结后,又以降水形式降落在海洋中。
前者可称为内陆小循环,后者称海洋小循环。
2、水量平衡:是指任意选择的区域(或水体),在任意时段内,其收入的水量与支出的水量之差必等于该时段区域(或水体)内蓄水的变化量,即水在循环过程中,总体上水量是平衡的。
3、流域蒸发能力:是指充分供水条件下的流域日均总蒸发量。
4、田间持水量:土壤中所能保持的分子水和毛管悬着水的最大量5、凋萎系数:植物无法从土壤中吸收水而开始凋萎枯死时的土壤含水量6、水系: 在河流运动过程中,逐渐由小溪、小河集成大河,这样便构成脉胳相通的河流系统。
7、流域形状系数:是流域分水线的实际长度与流域同面积园的周长之比,R=A/L2R:形状系数, A:流域面积(km2);L:流域长度(km)R值小,流域呈长形,流域水流变化缓和;反之,则水流变化剧烈.8、径流模数: 指流域出口断面流量与流域面积的比值。
M=Q/F ,m3/s·km29、水质:水体质量的简称。
水分子H2O,化学成分复杂,水中有80多种化学元素.水中有8大离子:K+、Na+、Ca+、Mg+、Cl—、SO42—、HCO3—、CO32-10、最小值定律:植物生长取决于外界给它的所需养分中数量最少的一种.11、输沙率:单位时间内通过断面的泥沙含量.Q s=QP ,Q s-悬沙输沙率(kg/s);Q-流量(m3/s);P-断面平均含沙量(kg/m3)12、流域蓄水容量曲线:如果把全流域按蓄水容量大小划分成许多小块,然后把蓄水容量由小到大进行排列,并和其相应的面积(%)绘在一张图上,纵坐标是蓄水容量Wm’,横坐标是小于或等于蓄水容量Wm的各小块面积之和F0占全流域面积F的百分数(F0/F)、点绘的Wm’~F0/F关系曲线,称流域蓄水容量曲线。
水文学原理与应用
水文学原理与应用水文学是研究水文现象及其规律的一门科学。
它主要研究水文循环、水文过程、水文特性、水文数据的收集、分析和应用等方面的内容。
水文学与水力学、水资源学、环境水文学等学科紧密相关,是保障水资源合理利用和环境保护的重要基础。
一、水文学基本原理1、水文循环原理水文循环是指地球上水在不同形态之间不断转化的过程,包括蒸发、降水、地下水渗漏、径流、蒸散等。
水文循环对于水文学的研究至关重要。
2、水文过程原理水文学将水文过程分为几个不同的阶段,包括降雨、入渗、蓄水、径流、蒸发和蒸散等。
每个阶段的特征不同,需要采取不同的措施来管控。
3、水文特性原理水文特性是指水体在不同时间、空间和水量条件下表现出的性质和特点。
水文特性是不同水文参数(如水位、流量、速度等)的重要指标,反映了水体的变化趋势和状态。
二、水文学的应用领域1、水资源开发和利用水文学提供了水资源的定量分析和预测,能够为水资源的合理利用提供依据。
水文学在水库、水电站、灌区等方面具有广泛的应用。
2、水文灾害研究和预报水文学研究洪水、干旱、地质灾害等水文灾害,提供预报和预警服务,为灾害防治和抢险救援提供科学依据。
3、环境水文学研究水文学在环境保护领域具有重要的作用,能够协助制定环保标准和保护措施,提供水环境评估和监测数据,为环保科学评估提供依据。
三、水文学数据的收集和处理水文学需要大量准确的数据来支持研究,包括气象数据、水文数据、地形数据、水文观测数据等。
这些数据需要精确地测量和记录,再经过处理、分析和建模,才能揭示水文现象和规律。
四、水文模型在水文学中的应用水文模型是通过模拟水文过程、模拟流域水循环和水文特性,为水文学提供辅助决策和预测的工具。
研究人员可以依据实际情况,选择不同的水文模型来分析和预测水文数据和水文特性变化。
总之,水文学的研究和应用对于水资源的合理利用、水环境的保护以及灾害防治等方面都具有重要的作用。
未来将有更多的技术手段应用到水文学中,以支持水资源管理的科学化、系统化和精细化。
水文学原理整理
1、全球发生水文循环的主要原因:内因:水的“三态”变化;外因:地心引力、太阳辐射。
2、水文循环的影响因素:①气象因素;②自然地理条件;③地理位置;④人类活动。
3、我国水文的循环路径:①太平洋水文循环;②印度洋水文循环;③内陆水文循环;④北冰洋水文循环;⑤鄂霍次克海水文循环。
4、地球上的地理圈层:大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。
5、人类活动对水文循环和水量平衡的影响:1)水文循环中的两个重要环节:①空中水汽输送(间接影响);②地面径流(直接影响)。
人类活动不仅该表了水循环过程中的数量,也改变了水的质量,即水的物理化学性质。
2)水利工程影响。
3)跨流域的调水工程。
6、水系特征:①羽状水系:对应的暴雨洪水过程较平缓,洪水历时长。
②扇形水系:汇流时间短,洪水表现为陡涨陡落,洪水历时短。
③混合水系:介于两者之间。
7、降水要素:降水量;降水历时;降水强度;降水面积;暴雨中心。
8、降水表示方法:降水过程线;降水累计曲线;等雨量线;降水特性综合曲线(a.雨强-历时曲线;b.降雨深-面积关系曲线;c.降雨深与面积和历时关系曲线)。
9、降雨三要素:水汽、上升运动、冷却凝结。
10、影响降雨的因素:①地理位置;②气旋,台风路径等气象因子;③地形的影响;④森林对降雨的影响;⑤水体对降雨的影响;⑥人类活动对降雨的影响;11、流域面平均降雨量的计算:①算术平均法:流域内各雨量站同期的降雨量相加,再除以雨量站数量后得到的值。
适用流域面积不大,地形起伏较小,雨量站分布均匀。
②泰森多边形法(垂直平分法):适用于雨量站分布不均匀的地区所控制的面积在不同的降水过程中视作固定不变,且假设站与站之间的雨量呈线性变化,与实际不符。
③等雨量线法:根据各雨量站同时段观测的雨量绘制等雨量线,再确定出各相邻等雨量线之间的面积,利用公式算该时段的流域平均降雨量。
考虑了降水在空间上的分布情况,理论较充分。
缺点是对雨量站数量和代表性要求较高;每计算一个平均降雨量值必须绘制相应的等雨量线图,并计算相邻等雨量线的面积及其权重,工作量大。
水文学原理
水文学原理1、地球上的水主要受太阳辐射和地心引力两种作用而不停地运动,其表现形式可概括为四大类型,即降水、蒸发,渗流和径流,统称为水文现象。
2、水文学研究地球上各种水体数量的形成、运动、分布规律及相互之间的联系和转化,同时也研究各种水体的物理和化学性质。
3、水文学原理主要是研究河流、湖泊、冰川、地下水、河口等水体(其中主要是河流)的水文现象和水文规律,以水文循环为核心、河流水文规律为重点,阐明水文循环各要素和水文现象的物理机制和相互转化关系及其时空变化规律。
4、水文现象的基本特性:水文现象时程变化的周期性与随机性的对立统一;水文现象地区分布的相似性与特殊性的对立统一。
5、水文现象的研究方法:由水文现象的基本特征可知,对水文现象的分析研究,都要以实际观测资料为依据。
按不同目的要求,可把水文学常用的研究方法归结为成因分析法、数理统计法和地理综合法三类。
6、水文循环:自然界中水分不断蒸发、输送和凝结,形成降水、径流的循环往复过程。
7、水文循环的分类:根据水分循环过程的整体性和局部性,可把水分循环分为大循环和小循环。
大循环:由海洋蒸发的水汽降到大陆后又流归海洋的循环;小循环:海洋蒸发的水汽凝结后成为降水又直接降落在海洋上或者陆地上的降水在没有流归海洋之前,又蒸发到空气中去的这些局部循环。
8、一条河沿水流方向,自高到底可分为河源、上游、中游、下游和河口5段。
9、汇集地面径流和地下径流的区域称为流域,也就是分水线包围的区域。
当地面分水线与地下分水线相重合时,称为闭合流域,否则称为非闭合流域。
10、流域面积F:流域分水线包围区域的平面投影面积,记为F,以km2计。
11、流域长度L B 流域长度就是流域轴长。
以流域出口为中心向河源方向做一组不同半径的同心圆,每个圆与流域分水线相交形成割线,各割线中点的连线长度即为流域长度,以km计。
12、流域的平均宽度B:流域面积与流域长度之比,以km计。
表达式为:B=F/L B13、流域的形状系数χ:流域的平均宽度与长度之比。
水文学原理
水文学原理
水文学原理是指关于水的形成、运动和分布规律的科学研究。
它涉及到地球上的水循环、水的特性以及水对地球生态系统的作用等方面。
水文学原理是现代地学研究的重要分支之一,对于水资源的可持续利用和水灾的预防具有重要的理论和实践指导意义。
首先,水文学原理研究了地球上的水循环过程。
水循环是指地球上水从气态水蒸气转变为液态水和固态水的过程,然后再通过蒸发、降水、地表径流和地下径流等方式回到大气中的过程。
水文学原理通过研究水蒸气的生成和凝结、降水的分布特征以及地表和地下水的动态变化等问题,揭示了水循环的机制和规律。
其次,水文学原理研究了水的特性和水流的运动规律。
水是一种特殊的物质,具有独特的物理性质和化学性质。
水文学原理通过研究水的密度、粘度、溶解度等特性,揭示了水流的运动规律,包括水流的速度、流量、水位的变化等。
这些研究对于水资源的合理利用、水工程的设计和河流的治理等都具有重要的参考价值。
最后,水文学原理研究了水对地球生态系统的作用。
水是地球上最重要的生命之源,对维持生态系统的稳定和发展起着重要的作用。
水文学原理通过研究水对土壤、植被和动物的影响,揭示了水对地球生态系统的调节和影响机制。
这对于保护自然环境、维护生态平衡具有重要的理论和实践意义。
综上所述,水文学原理是对于水的形成、运动和分布规律进行科学研究的学科。
它通过研究水循环、水的特性和水对地球生态系统的作用等方面,揭示了水文学的基本原理和规律。
水文学原理对于水资源的管理和保护,以及水灾的预防和防治具有重要的理论和实践指导意义。
811水文学原理
811水文学原理水文学是指研究水的组成、分布、循环以及影响水循环的各种因素的学科,是研究水的运动和变化规律以及普遍规律的学科。
水文学的实际应用范围很广,包括水资源的开发、防洪和灾害预测、环境保护、水污染控制、农业、能源等各个领域都与水文学有关。
水文学原理是水文学基本理论的集合,主要包括水文循环原理、地下水原理、水文数据采集和处理原理等方面。
下面对水文学原理做详细介绍。
1. 水文循环原理水文循环是指水从大气、地表、地下流动环节中分布和转移的过程。
水文循环原理是研究水从大气、地表、地下流动过程的基本规律。
水文循环由水的蒸发、降水和径流三个环节组成。
水蒸发主要是水从地表和植物蒸发成蒸气而升入空气中;水的降水主要是指雨水和雪水等的形成和降落;水的径流主要是指雨水沿地面流下来汇集成河流或湖泊。
2. 地下水原理地下水原理是指研究地下水的生成、运动和消失规律。
地下水主要来源于土壤中的降雨和地面水体的破裂过程,以及在地表和水下的裂隙、孔隙和蚀洞中储存着。
根据地下水与砂、砾质土壤、泥质土壤、岩石等不同的水力特性,可以分为不同类型的地下水。
例如,砂砾岩层中的地下水是自然含水层,可以大规模的开采和利用,而板岩和砂岩中的地下水是人工含水层,水资源受限。
地下水的运动速度非常慢,通常情况下需要数年才能从一处移动到另一处,故地下水的数据采集和处理非常重要。
3. 水文数据采集和处理原理在水文学的研究中,数据的采集和处理很重要,是进一步分析和应用水文学原理的基础。
水文数据主要包括降雨、蒸发、径流、地下水位、水质等几个主要方面,必须通过设立水文观测站、采用气象站网络等手段,以周期性地重复观测来获得数据。
获得的数据需要进行处理和分析,得出有用的参数和信息,例如总水量、总径流量、地下水位变化等。
数据处理方面包括数据排序、时间序列分析和相关性分析、回归分析等,可以方便的揭示出某些重要的规律。
总之,水文学原理的学习对于我们能够更好地理解环境和自然资源的变化,准确预测天气、干旱、洪涝等水文事件具有重要的意义。
水文学原理
的物理机制与相互联系,以及时空分布规律。
第二节 水文学的发展
从研究内容、分析手段、科学范畴等方面的变化,国内的水文 学家将水文学的发展分为三个阶段: 水资源水文学。 地理水文学、工程水文学、
地理水文学阶段:大致在18世纪之前,其刚从地理学中派生
出来,属于自然科学的范畴,是水文学开始形成的阶段,在这一阶 段中,通过宏观分析和以水量平衡为目的水文实验,对全球和区域 水文分区等。
水体——自然界中水的存在形式.(如海洋、河流、湖泊、
沼泽、冰川、地下水及大汽水)
水体
大气
地下 山河
自然界 中的水
海洋 湖泊
冰川
沼泽
第一节 水文学的内容和任务
自然界中水的存在形式是多种多样的,所以根据研究水体的不 同可将水文学作如下的分类: 河川水文学 水文学按水 体不同分类 海洋水文学 水文气象学 湖泊水文学 地表水文学 陆地水文学 土壤水文学 河口水文学 地下水文学 冰川水文学
主要内容
第一章
第三章 第五章 第七章 第九章
绪论
降水 蒸发与散发 流域产流 流域汇流
第二章
第四章 第六章 第八章
河流与流域
土壤水与下渗 径流 河道水流
第一章 绪论
第一章
绪论
“水文”是“水文学”的简称,指自然界水的时空分布、 变化规律的一门边缘学科。“文”作自然界的现象讲,如 “天文”。
主要研究各种水的发生、现象、运动、变化,循环和分
水文学原理
水文学 Hydrology
水文学是水利水电工程专业,水文与水资源工程专业、土
பைடு நூலகம்
木工程专业、给水排水工程专业、道路与桥梁工程专业的必修
专业课。 专业课上所用到的许多原理和方法都是建立在这门课基础 之上的。内容相当多,主要有水文循环、水量平衡的基本概念; 降水、蒸发、下渗、土壤水、径流(河川径流:河流流域特征 及河流水情);流域的产、汇流理论。
水文学原理
水文学原理水文学是一门研究水源、水循环及水文系统及演变过程的科学。
它是地球系统科学的一个重要组成部分,是水资源可持续管理的基础学科。
水文学研究的内容包括了全球水分配和循环的变化;水的物理性质、化学组成和生物成分;水体的形态与型式;水体变化的模式;水体对下游养分的影响;水体对地表季节变化的反应;水体在植物生长和细菌生长中的作用;水文系统的维护维护计量等。
水文学的基本原理是指水循环系统的构成、性质、运行规律以及水文系统内部结构及其动态变化的一系列原理。
具体来说,水文学的主要原理可分成五大类,分别是水源代谢原理、水的物理性质原理、水的化学性质原理、水的生物特性原理以及水文硬体储存原理。
首先,水源代谢原理指的是在水文系统中,水的流动和改变是由水源中渗透出的水组成,而水源代谢过程则指水源中水分被调换和移动的过程。
通常,水源代谢过程也包括水的蒸发、沉积及其他水源形态的变化。
其次,水的物理性质原理是指水的流动、存储及其在环境中的传输特性,及其在水文系统中的表现特性。
具体来说,水的物理特性主要包括水的流量、浓度、温度、密度和黏度等。
再次,水的化学性质原理是指水中的化学成分以及水中污染物的性质和变化规律。
主要包括酸碱度,盐度,离子浓度,氧化还原条件,溶解气体等。
第四,水的生物特性原理指的是水文系统中水涵养生物的类型,数量,生态位及其影响因素等信息,以及水涵养的生物对水的变化的反应规律。
最后,水文硬体储存原理是指水文系统中水的储存状态及其变化规律,以及水的储存贮存特性,包括地下水、地表水、湿地水和人工储水系统等。
以上就是水文学的主要原理,它们可以帮助我们了解水文系统及其内部结构,以及水文行为的规律及变化,进而更好地利用水资源,科学管理水资源,保护水质。
水文学原理
水文学原理名词解释1、水文大循环和小循环:水文循环:地球上的水在太阳辐射和重力作用下,通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗及径流等环节,进行的周而复始的地理位置和物理形态的变换的运动过程。
水的三态转化特性是水文循环的内因,太阳辐射和重力作用是外因或动力。
1)水文大循环是发生于全球海洋与陆地之间的水分子交换过程。
由海洋上蒸发的水汽,被汽流带到大陆上空,遇冷凝结而形成降水。
降水至地面后,一部分蒸发直接返回空中,其余部分都经地面和地下注入海洋。
2)水文小循环是指陆地上的水分经蒸发、凝结作用又降落到陆地上,或海洋面蒸发的水汽在空中凝结后,又以降水形式降落在海洋中。
前者可称为内陆小循环,后者称海洋小循环。
2、水量平衡:是指任意选择的区域(或水体),在任意时段内,其收入的水量与支出的水量之差必等于该时段区域(或水体)内蓄水的变化量,即水在循环过程中,总体上水量是平衡的。
3、流域蒸发能力:是指充分供水条件下的流域日均总蒸发量。
4、田间持水量: 土壤中所能保持的分子水和毛管悬着水的最大量5、凋萎系数: 植物无法从土壤中吸收水而开始凋萎枯死时的土壤含水量6、水系: 在河流运动过程中,逐渐由小溪、小河集成大河,这样便构成脉胳相通的河流系统.7、流域形状系数:是流域分水线的实际长度与流域同面积园的周长之比,R=A/L2R:形状系数, A:流域面积(km2);L:流域长度(km)R值小,流域呈长形,流域水流变化缓和;反之,则水流变化剧烈。
8、径流模数: 指流域出口断面流量与流域面积的比值。
M=Q/F ,m3/s·km29、水质:水体质量的简称。
水分子H2O,化学成分复杂,水中有80多种化学元素。
水中有8大离子:K+、Na+、Ca+、Mg+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-10、最小值定律:植物生长取决于外界给它的所需养分中数量最少的一种。
11、输沙率:单位时间内通过断面的泥沙含量。
Q s=QP ,Q s-悬沙输沙率(kg/s);Q-流量(m3/s);P-断面平均含沙量(kg/m3)12、流域蓄水容量曲线:如果把全流域按蓄水容量大小划分成许多小块,然后把蓄水容量由小到大进行排列,并和其相应的面积(%)绘在一张图上,纵坐标是蓄水容量Wm’,横坐标是小于或等于蓄水容量Wm的各小块面积之和F0占全流域面积F的百分数(F0/F)、点绘的Wm’~F0/F关系曲线,称流域蓄水容量曲线。
水文学原理
水文学原理
水文学是一门研究水的运动、分布和变化规律的学科,它涉及到地表水、地下水、降水等各种水文要素的研究。
水文学原理是水文学研究的基础,对于深入理解水文学的本质和规律具有重要意义。
本文将从水文学原理的基本概念、水文循环、水文过程等方面展开介绍。
首先,水文学原理的基本概念是理解水文学的基础。
水文学原理是指在一定时
间和空间范围内,研究水文要素及其相互关系的基本规律和原理。
其中,水文要素包括降水、蒸发、地表径流、地下径流等,它们之间相互作用,构成了水文循环系统。
水文循环是水文学研究的核心内容之一,它描述了水在地球上的循环过程,包括蒸发、降水、径流等一系列过程。
水文循环的研究不仅可以帮助我们理解水资源的分布和变化规律,还可以为水资源的合理利用和保护提供科学依据。
其次,水文过程是水文学原理的具体体现。
水文过程是指水文要素在时间和空
间上的变化过程,包括降水过程、蒸发过程、径流过程等。
这些水文过程受到气候、地形、土壤等多种因素的影响,因此具有一定的复杂性和不确定性。
研究水文过程可以帮助我们更好地理解水的运动规律,为水资源管理和水灾防治提供科学依据。
总之,水文学原理是水文学研究的基础和核心,它对于我们理解水的运动、分
布和变化规律具有重要意义。
通过对水文学原理的深入研究,我们可以更好地认识水资源的特点和变化趋势,为水资源的合理利用和保护提供科学依据。
希望本文的介绍能够对水文学原理有所了解,并对相关领域的研究和实践有所帮助。
水文学原理课件
目录 Contents
• 水文学概述 • 水文循环与水体 • 水文要素及其测量 • 水文学研究方法 • 水文学应用 • 未来水文学研究展望
01
水文学概述
水文学的定义与研究对象
定义
水文学是研究地球上水的起源、 分布、循环、物理化学性质及水 与环境相互关系的科学。
研究对象
包括大气水、地表水、地下水、 冰川、湖泊、河流、水库、土壤 水、近海水域和生物体内的水等 。
水资源调查与评价
通过水文监测、水文实验、水文计算等手段,对水资源的数量、质量、
时空分布等进行全面调查和评价,为水资源管理提供科学依据。
02 03
水资源规划与配置
根据社会经济发展需求、生态环境保护要求以及水资源条件,制定水资 源开发利用和保护的规划,合理配置和调度水资源,以满足生产、生活 和生态用水的需求。
水权与水市场管理
通过建立水权制度,明确水资源产权关系,规范水资源的取用、转让和 交易行为,发挥市场机制在水资源配置中的作用,促进水资源的节约、 保护和高效利用。
水利工程设计与建设
水利工程规划
根据河流流域的水文、地形地貌、 气候等自然条件以及社会经济状 况,进行水利工程的规划设计, 以满足防洪、灌溉、发电、供水
流向
流向是指水流的方向,可 以通过流向仪进行测量。
水温、水质、水深的测量
水温
水温是指水体的温度,可 以通过温度计进行测量。
水质
水质是指水体的物理、化 学和生物特性,可以通过 水质监测仪进行测量。
水深
水深是指水体的深度,可 以通过水深测量仪进行测 量。
04
水文学研究方法
实地调查法
总结词
实地调查法是水文学研究中最基础的方法之一,通过实地考察和测量获取第一手 数据。
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Qn Qh Qe Q Qv Qe
Qe E w L
Bowen比:
R Qh Qe
Qe Qn Qv Q E w L w L(1 R)
E=f(S,ta)
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S:日照;ta:气温
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface) 20cm口径蒸发器
器测法
(Instrumental measurement)
器测法
(Instrumental measurement)
热量平衡法
理论途径
(Theoretical methods)
经验途径
(Empirical methods)
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(Energy balance method) 空气动力学法 (Aerodynamic method) 混合法 (Hybrid method) 水量平衡法 (Water balance method)
气象因素(Meteorological factors)
太阳辐射
(Solar radiation)
风速
(Wind velocity)
温度
(Temperature)
气压
(Air pressure)
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湿度
(Humidity)
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface)
Wanilyfor10hydro
20cm口径蒸发器
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface)
彭曼公式(Penman’s equation,1948)
E0 Qn Ea
水体吸收净 辐射热量引 起的蒸发 风速和饱和 差引起的蒸 发
Δ :温度-饱和水汽压曲线中
气温ta处的斜率;
γ :湿度计算常数,常取0.66;
Qn:以蒸发单位表示的净辐射; Ea:气温等于水温时的蒸发量。
1 影响水面蒸发的因素
(Factors influencing evaporation from open water surface)
水体因素(Water body related factors)
水质 (Water quality)
水面大小 (Water surface area)
水深 (Water depth)
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7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface) 混合法(Hybrid method)
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气象条件 (meteorological conditions)
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
1 影响水面蒸发的因素
(Factors influencing evaporation from open water surface)
E C ( e ws
u ea )(1 ) 10
华东水利学院(1966)经验公式 :
E 0.22 1 0.31u 2 200 ( e0 e200 )
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7-3 土壤蒸发(Soil evaporation)
1 土壤蒸发过程(Soil evaporation process)
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7-1 蒸发现象及其控制条件
(Evaporation phenomenon and its governing conditions) 2 蒸发分类(Classification of evaporation) 按蒸发面(Evaporative surface)的类型分: 水面蒸发(Evaporation from open water surface) 流域蒸散发 土壤蒸发(Soil evaporation) 植物散发(Plant transpiration) 冰雪蒸发(Evaporation from ice-snow surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface) 空气动力学途径(Aerodynamic method)
q E f (u ) z
Dulton Law:
E f (u , d )
E f (t0 , t a , u ) f (u , d ) E f (t a , u )
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水面形状 (Shape of water body)
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface)
1 1 2 2 3 3 4 4 5 5
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7-1 蒸发现象及其控制条件
(Evaporation phenomenon and its governing conditions) 1 基本概念(Basic concepts) 蒸发(Evaporation):水分子从物体表面向大气逸散的现象 称为蒸发 凝结(Condensation):水汽分子从空气中返回水面的现象。 蒸发潜热(Latent heat of evaporation):蒸发必须消耗能 量,单位水量蒸发到空气中所需的能量。 凝结潜热(Latent heat of condensation):凝结要释放能 量,单位水量从空气中凝结返回水面释放的能量。
S 2 S1 I t O t P E
E P I t Ot ( S 2 S1 )
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7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface) 经验途径(Empirical methods) Mayer(1942)经验公式:
80cm口径套盆蒸发器 E601蒸发器 20m2和100m2的大型蒸发池
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蒸发器观测的数值不能直接作为大水体的水面蒸发值,必须 乘以一折算系数。折算系数与蒸发器类型、自然环境、季节 变化等因素有关。实际工作中,应根据当地实测资料分析。
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
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7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface) 水量平衡法(Water balance method)
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7-1 蒸发现象及其控制条件
(Evaporation phenomenon and its governing conditions) 1 基本概念(Basic concepts) 蒸发率(Evaporation rate) : 单位时间内通过单位蒸发面逸 散到大气中的水分子数与从大气返回到蒸发面的水分子数 之差值(当为正值时),称蒸发率。一般用mm/d or mm/a 表示。 •蒸发能力(Evaporation capacity or potential evaporation):在充分供水条件下,单位时间通过单位蒸发 面逸散到大气中的水分子数与从空气中返回到蒸发面的水 分子数之差值(当为正值时)称为蒸发能力。
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E601蒸发皿
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface) 热量平衡途径(Energy balance method)
(1)供水条件(water supply conditions) (2)能量条件(energy conditions) (3)动力条件(dynamic conditions)
水汽分子扩散(molecular diffusion) 对流作用(convection) 平流作用(空气紊动)(turbulent diffusion)
第七章 蒸发与散发
(Evaporation & Transpiration)
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Part 7 Evaporation & Transpiration
蒸发现象及其控制条件 蒸发现象及其控制条件 ((Evaporation Evaporation phenomenon phenomenon and and its its governing governing conditions conditions)) 水面蒸发 水面蒸发 (Evaporation (Evaporation from from open open water water surface) surface) 土壤蒸发 土壤蒸发 (Soil (Soil evaporation) evaporation) 植物散发 植物散发 (Transpiration) (Transpiration) 流域蒸散发 流域蒸散发 (Watershed (Watershed evapotranspiration) evapotranspiration)