水文学原理ppt课件
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水文学原理 ppt课件
量或一次降雨的降雨量点绘在各自测站的位置上，然后按降雨 量相同的原则连成光滑曲线。
第一节 降水要素及其时空变化表示方法
第一节 降水要素及其时空变化表示方法
4、降雨空间变化的表示
a 等雨量线的做法类似于地形图等高线的做法。 b 等雨量线所表示的降水分布与实际降水分布的符合程度取决于：
（1）雨量站位置 （2）雨量站数目
分别对不同历时的等雨 量线图点绘降雨深与面 积关系曲线，得到一组 以历时为参变数的降雨 深与面积关系线。
第二节 降雨的分类及影响降雨的因素
影响降雨的因素 降雨分类 降水成因
第二节 降雨的分类及影响降雨的因素
1、降水成因
水汽、上升运动和冷却凝结（凝结核）是形成降水的三个因素。
降雨
聚集
凝结核
冷却 大气中水汽
第四章 降 水 (Precipitation)
本章主要内容
降水要素及其时空变化表示方法
(Precipitation elements & Temporal and spatial variation)
降雨类型及其影响因素
(Types of rainfall and Affecting factors)
时间 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
累积降雨 0
11.5 60.0 77.0 78.5 80.7
时段降雨 0
11.5 48.5 17.0 1.5 2.2
历时
1 2 3 4 5 6
累积降雨
48.5 65.5 77.0 78.5 80.7 80.7
雨强
48.5 32.8 25.7 19.6 16.1 13.4
区域（流域）平均降雨量计算方法
第一节 降水要素及其时空变化表示方法
第一节 降水要素及其时空变化表示方法
4、降雨空间变化的表示
a 等雨量线的做法类似于地形图等高线的做法。 b 等雨量线所表示的降水分布与实际降水分布的符合程度取决于：
（1）雨量站位置 （2）雨量站数目
分别对不同历时的等雨 量线图点绘降雨深与面 积关系曲线，得到一组 以历时为参变数的降雨 深与面积关系线。
第二节 降雨的分类及影响降雨的因素
影响降雨的因素 降雨分类 降水成因
第二节 降雨的分类及影响降雨的因素
1、降水成因
水汽、上升运动和冷却凝结（凝结核）是形成降水的三个因素。
降雨
聚集
凝结核
冷却 大气中水汽
第四章 降 水 (Precipitation)
本章主要内容
降水要素及其时空变化表示方法
(Precipitation elements & Temporal and spatial variation)
降雨类型及其影响因素
(Types of rainfall and Affecting factors)
时间 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
累积降雨 0
11.5 60.0 77.0 78.5 80.7
时段降雨 0
11.5 48.5 17.0 1.5 2.2
历时
1 2 3 4 5 6
累积降雨
48.5 65.5 77.0 78.5 80.7 80.7
雨强
48.5 32.8 25.7 19.6 16.1 13.4
区域（流域）平均降雨量计算方法
《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。
水文学基础知识ppt课件
❖ 地形作用一般使山的迎风面的降水 量大，而背风面降水量减少。
19
第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
3）锋面雨:
由于不同性质的气团相遇所形成的雨称 为锋面雨。
• 气团：
物理属性（物理属性主要是温度、湿度、 大气静力稳定度等物理量）在水平方向差异很 小的空气质点群体。其水平范围可达几百万平 方公里，铅直厚度可达几公里至十几公里。
14
第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
（3）降雨的分类及其特性
按气流上升运动的原因，常把降雨分成四种 类型：
• 对流雨 • 地形雨 • 锋面雨 • 气旋雨
15
第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
4
第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
水循环示意图
5
第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
水循环的外因： 太阳辐射能和地球引力的存在
急行冷锋：
冷锋运移速度较快，使得暖湿气团产生剧烈的上升 运动，锋面坡度较陡，介于1/40~1/80（41～820）。
急行冷锋雨 特点：
• 降雨在锋线附近， 降雨强度大
• 历时短、雨区窄
急行冷锋雨示意图
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第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
3）锋面雨:
由于不同性质的气团相遇所形成的雨称 为锋面雨。
• 气团：
物理属性（物理属性主要是温度、湿度、 大气静力稳定度等物理量）在水平方向差异很 小的空气质点群体。其水平范围可达几百万平 方公里，铅直厚度可达几公里至十几公里。
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第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
（3）降雨的分类及其特性
按气流上升运动的原因，常把降雨分成四种 类型：
• 对流雨 • 地形雨 • 锋面雨 • 气旋雨
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第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
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第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
水循环示意图
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第一讲
水文水资源基础 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
水循环的外因： 太阳辐射能和地球引力的存在
急行冷锋：
冷锋运移速度较快，使得暖湿气团产生剧烈的上升 运动，锋面坡度较陡，介于1/40~1/80（41～820）。
急行冷锋雨 特点：
• 降雨在锋线附近， 降雨强度大
• 历时短、雨区窄
急行冷锋雨示意图
水文学原理(全套课件上158P)
第三节 水文学的分支学科 (Major Branch Subjects of Hydrology) 1 、按理论或应用可分为：
2、按水体可分为：
3、按应用的对象可分为：
4、按水文学的研究方法分类：
第四节 水文学的研究方法
(Methodologies on Hydrology)
多学科交叉的研究途径 (Interdisciplinary appoach)
第一阶段：十九世纪
1856年，Darcy定律－渗流运动定律
1871年，圣维南(St. Venant)方程组 （明渠缓变不稳定流运动规律）
第二阶段：二十世纪初至五六十年代
1914年，Hazen，水文频率计算 1932年，Sherman，提出了单位线 1935年，Horton，产流量计算 1938年，MaCarthy ，提出Muskingum法
水文学是地球物理科学的一个分支 水文学又是水利工程科学的重要组成部分
水文学又具有社会科学性 水文学是水利工程科学的重要组 成部分（技术科学）
水文学是水资源开发利用的理论 基础（社会科学）
第二节 水文学发展的动力
(Driving force for the Development of hydrology)
研究地球系统中水的运动、循环和时空 分布规律，水的自然和社会属性、经济属性 ，水与生态环境相互关系（作用）以及在水 旱灾害防治、水资源合理开发利用和水环境 保护中的应用的科学称为水文学。
2、水文学的研究内容(Research fields of Hydrology)
揭示地球系统中水的运动规律、水的 循环机理和水的时空分布特点
实验途径(Experimental approach) 流域水文模拟(Hydrological Modelling) 确定性与随机性研究方法的结合 (Combination of deterministic and stochastic approaches)
水文学原理课件(第一章)
第一章绪论(Introduction)本章主要内容1水文学的研究对象2水文学的发展动力3水文学的分支学科4本课程内容及学习方法水是人类生活必需品，同样也是社会生产资料人类社会因水而得以延续，无水就会消亡；水是地球系统中的水圈、大气圈、岩石圈、生物圈和人类圈相互联系的桥梁，是多种物质交换的载体。
大气圈洪水与干旱水圈岩石圈人类圈生物圈地质灾害水资源生态环境AerosphereBiospherelithosphere AnthroposphereHydrosphere水问题的出现(60年代初)人口的快速增长起因工、农业的迅速发展人类活动的加剧引发的水问题水资源的量和质都不能满足需求水多、水少、水脏以及由水而引发的地质灾害问题水资源的短缺是人类今天面对的重要问题之一，它影响着数以百万计人的生计水问题已成为世界关注的问题水资源短缺及水环境恶化是全球性的大问题，据世行预测，按现有的耗水模式及速率，至2025年全球2/3的人将生活在水资源短缺之中。
世行为解决水资源、环境问题而投放到发展中国家的资金为每年700-800亿美元，全球需求量在未来15年内将增加2倍.✓联合国(UN) ---IHD(65-74)/IHP✓相关的国际或地区性的组织IAEA/UNDP/UNESCO✓非政府组织的广泛的关注Four major water issues in ChinaFloodsDroughtsSoil and water losses Water pollutionmorelessturbiddirty洪涝灾害频繁水多南京市(Nanjing)Floods水少水资源短缺突出Droughts2000年以来中国旱情实况时间涉及省市旱情2011长江中下游地区湖南、湖北、江西、江苏、安徽等地发生严重干旱2010西南五省旱灾云南、贵州、广西、重庆、四川5省（区、市）耕地受旱面积1.01亿亩，占全国的84%，作物受旱7907万亩，2088万人、1368万头大牲畜因旱饮水困难(分别占全国的80%、74%).2009我国多省遭遇严重干旱连续3个多月，华北、黄淮、西北、江淮等地15个省、市未见有效降水。
水文学原理课件
尼 罗 河 三 角 洲
这些特征是从上向下逐渐变化的。 上游的特点是：河谷呈“V”字形，河床多为基岩 或砾石；比降大；流速大；下切力强；流量小; 水位变幅大。 中游的特点是：河谷呈“U”字形；河床多为粗 砂；比降较缓；下切力不大而侧蚀显著；流量 较大；水位变幅较小。 下游的特点是：河谷宽广,呈“︶”形,河床多为细 砂或淤泥；比降很小；流速也很小；水流无侵 蚀力，淤积显著；流量大；水位变幅较小。
• • • • • • • u2为收入超过支出时的增量； w1为进入流域的地下径流量； z1为地表及土壤中凝结的水量； w2为由地下径流方式流出的水量； z2为雪面、土面、叶面、水面蒸发量; u1为支出超过收入时的减量； y为以地表径流方式流出的水量。
以上所有数值都用水深表示，则一条河流任意时段的水量 平衡方程式可写为： x=y+(z2-z1)+(w2-w1)+(u2-u1) 令 z=z2-z1; u=u2-u1; w=w2-w1。 u、w可正可负，则平 衡方程变为：x=y+z + u + w 当其它条件相同时，流域面积越大，w就越小，因此， 当计算大流域时，w可忽略，即公式变为： x=y+z + u 当计算一年的时： x=y+z + u年 ； 当计算多年水量平衡时： xo=yo+zo; xo为多年平均降水量， yo为正常径流量zo为正常蒸发量。 • 对于内陆流域，多年水量平衡式为: xo=zo, 即多年 平均降水量等于多年平均蒸发量。
三、河川径流
• （一）径流的形成和集流过程 径流的形成是一个连续的过程，但是可 以划分为几个不同的特征阶段。了解这些 阶段的特点，对于水文分析是重要的。
• 1.停蓄阶段 • 降水落到流域内一部分被植物截留，另一部分 被土壤吸收，然后经过下渗，进入土壤和岩石 孔隙中，形成地下水。所以降水初期不能立即 产生径流。降水进行到大于上述消耗时，便在 一些分散洼地停蓄起来。这种现象称为填洼。 停蓄于洼地的水也不能立即变为径流，所以这
水文学原理--蒸散发 ppt课件
以上两个过程是同时进行的。
一、基本概念
1 水汽压(e)：大气中水汽所具有的压力。
2 饱和水汽含量：在一定温度下，空气中所容纳的水汽含量Байду номын сангаас的最大值； （es：饱和水汽压）：
分子物理学判据 饱和水汽压判据
蒸发
n<ns
e<es
动态平衡
n=ns
e=es
凝结
n>ns
e>es
设ns为单位时间内逸出水面的分子数，n为单位时 间内落回水中的水汽分子数。
8
6
水面蒸发 按蒸发面的性质 土壤蒸发
植物蒸散 按供水情况非 充充 分分 供供 水水 条条 件件 下下 的的 蒸发蒸 发
第二节 水面蒸发
在水的表层，动能较大的分子，有可能克服 周围水分子对它的吸引而逸出水面，成为水汽分 子，进入液面上方的空间。
接近水面的水汽分子，也有可能受水面水分 子的吸引或相互碰撞，运动方向不断改变，部分 分子进入水中成为液体水分子。
（三） 水面蒸发量的确定方法
1.器测法
EKE器
15
20m2水面蒸发池
16
关于蒸发器折算系数φ 由于蒸发器受体积和水面面积的影响，其受热条件与大面
积水面有显著差异。因此，蒸发器所观测的数据不能直接 用作大水体的水面蒸发值。 总体规律是：蒸发器面积（直径）越大，所观测数据越接 近于天然大面积水体。据研究，当蒸发池的直径大于 3.5m时，其蒸发量与天然大水体接近。
水文学
第六章 蒸散发
内 容： ✓ 5.1 基本概念 ✓ 5.2 水面蒸发 ✓ 5.3 土壤蒸发 ✓ 5.4 植物散发 ✓ 5.5 流域蒸散发
第一节 基本概念
1 定义 蒸散发是发生在具有水分子的物体表面上的
一、基本概念
1 水汽压(e)：大气中水汽所具有的压力。
2 饱和水汽含量：在一定温度下，空气中所容纳的水汽含量Байду номын сангаас的最大值； （es：饱和水汽压）：
分子物理学判据 饱和水汽压判据
蒸发
n<ns
e<es
动态平衡
n=ns
e=es
凝结
n>ns
e>es
设ns为单位时间内逸出水面的分子数，n为单位时 间内落回水中的水汽分子数。
8
6
水面蒸发 按蒸发面的性质 土壤蒸发
植物蒸散 按供水情况非 充充 分分 供供 水水 条条 件件 下下 的的 蒸发蒸 发
第二节 水面蒸发
在水的表层，动能较大的分子，有可能克服 周围水分子对它的吸引而逸出水面，成为水汽分 子，进入液面上方的空间。
接近水面的水汽分子，也有可能受水面水分 子的吸引或相互碰撞，运动方向不断改变，部分 分子进入水中成为液体水分子。
（三） 水面蒸发量的确定方法
1.器测法
EKE器
15
20m2水面蒸发池
16
关于蒸发器折算系数φ 由于蒸发器受体积和水面面积的影响，其受热条件与大面
积水面有显著差异。因此，蒸发器所观测的数据不能直接 用作大水体的水面蒸发值。 总体规律是：蒸发器面积（直径）越大，所观测数据越接 近于天然大面积水体。据研究，当蒸发池的直径大于 3.5m时，其蒸发量与天然大水体接近。
水文学
第六章 蒸散发
内 容： ✓ 5.1 基本概念 ✓ 5.2 水面蒸发 ✓ 5.3 土壤蒸发 ✓ 5.4 植物散发 ✓ 5.5 流域蒸散发
第一节 基本概念
1 定义 蒸散发是发生在具有水分子的物体表面上的
水文学原理课件
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。
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。
水文学原理
3) Q(t), I(t) and u(0,t)三者矩之间的关系
原点矩：M1(Q) = M1(u) + M1(I ) 式中下“1”表示原点矩的阶数 中心矩：N (Q = N (u) + N (I) 式中下“2”表示中心矩的阶数 )
2 2 2
⎧ τ = M 1 (Q ) − M 1 ( I ) ⎪ ⇒ τ = M 1 (u ) ⎨ ⎪ M 1 (u ) = M 1 (Q ) − M 1 ( I ) ⎩
L ：拉普拉斯变换
令：A( p) = am D m +1 + am −1 D m + ⋅⋅⋅ + a0 D − 1 B( p) = bn D n +1 + bn −1 D n + ⋅⋅⋅ + b0 D + 1
A( p) L[u (0, t )] = − L[δ (t )] Q L 则有 B( p)
再取上式的逆拉普拉斯变换，得
• 状态路径 (State paths)：由各状态按流域汇流的物理顺序组成 的集合。
状态：水滴在流域上所处的空间位置，指某级坡面或某级河流。 对一个Ω=3级的流域，水滴可能取的路径为：
S1 : r1 → C1 → C2 → C3 → C4 S 2 : r1 → C1 → C3 → C4 S3 : r2 → C2 → C3 → C4 S 4 : r3 → C3 → C4
18
2-3 流域瞬时单位线和卷积公式
(Watershed instantaneous unit hydrograph and Convolution formula)
2)卷积公式(Convolution formula)
当I (t ) = δ (t ), Q(t ) = u (0, t )
水文学原理(水文水资源绪论及第一章)PPT课件
%
淡水亿 km3
%
96.54
0
0
地表水
0.242541
1.75
0.2417
69.0
地下水
0.23700
1.71
0.1083
30.916
土壤水
0.000165
0.001
0.000165
0.047
大气水
0.000129
0.0009
0.000129
0.037
生物水
0.0000112
0.00001
0.0000112
承压水
大气降水
水汽水平运动
地面 蒸发 根系吸收
蒸腾 内陆
海陆间
海上
滴落 地表径流
根系吸收 地下径流
蒸腾
滴落 根系吸收
水面蒸发 海洋
2.水文学的研究内容：
水文学作为地球物理科学的一个分 支，主要研究地球系统中水的存在、分 布、运动和循环变化规律，水的物理性 质、化学性质，以及水圈与大气圈、岩 石圈和生物圈的相互关系。
各省会城月市份 分月降雨量
400 350 300 250 200 150 100
50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月份
降雨量（mm）
北 京 天 津 石家庄 太 原 呼和浩特 哈尔滨 长 春 沈 阳
上 海 南 京 合 肥 杭 州 福 州 南 昌 武 汉 长 沙 南 宁
香 港 澳 门 台 北
年径流量（亿m3） 牋巴西 牋俄联邦 牋加拿大 牋美国 牋印度尼西亚
中国 牋印度 牋日本
各主要国家的年径流总量
60000 50000 40000 30000 20000 10000
水 文 学 原 理(三流域和水系)ppt课件
级； ❖不同级的两条河流交汇形成的河流的级等于两者
中较高者。
20
§2 水系的地貌特征
11
11
2 2
11
2
2
1
2
1
1
3
3
1
3
14
4
1
4
21
Strahler分级法
§2 水系的地貌特征 ❖ 河数定律
22
§2 水系的地貌特征
河数定律
Rb
N N 1
,
1,2,, 1
N Rb , 1,2,,
自然水系的分叉比：Rb = 3 ~ 5
18
霍顿(Horton)分级法 ❖将最小的不分叉的河流称为1级河流，只接纳1级
河流汇入的河流称为2级河流；只接纳1，2两级河 流汇入的河流称为3级河流，其余类推，直至将水 系中所有的河流命名完毕。
19
斯特拉勒(Strahler)分级法 ❖ 定义从河源出发的河流为1级河流； ❖同级的两条河流交汇形成的河流的级比原来增加1
23
§2 水系的地貌特征 河流长度
沙
0 0 00 0 00 0 0 0 0 00 0 00 0 0
沙
老
长
青
沙
0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
海
0 0 00 0 00 0 0
洪北 沙
------1 1 1---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0 ------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
仍能保持不变的一些特征。 ❖水系的拓扑学特征主要表现为水系分叉、河流分
中较高者。
20
§2 水系的地貌特征
11
11
2 2
11
2
2
1
2
1
1
3
3
1
3
14
4
1
4
21
Strahler分级法
§2 水系的地貌特征 ❖ 河数定律
22
§2 水系的地貌特征
河数定律
Rb
N N 1
,
1,2,, 1
N Rb , 1,2,,
自然水系的分叉比：Rb = 3 ~ 5
18
霍顿(Horton)分级法 ❖将最小的不分叉的河流称为1级河流，只接纳1级
河流汇入的河流称为2级河流；只接纳1，2两级河 流汇入的河流称为3级河流，其余类推，直至将水 系中所有的河流命名完毕。
19
斯特拉勒(Strahler)分级法 ❖ 定义从河源出发的河流为1级河流； ❖同级的两条河流交汇形成的河流的级比原来增加1
23
§2 水系的地貌特征 河流长度
沙
0 0 00 0 00 0 0 0 0 00 0 00 0 0
沙
老
长
青
沙
0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
海
0 0 00 0 00 0 0
洪北 沙
------1 1 1---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0 ------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
仍能保持不变的一些特征。 ❖水系的拓扑学特征主要表现为水系分叉、河流分
水文学原理课堂PPT
土壤水 0.05%
大气水 0.04%
河 水 0.006%
第三节 地球系统中的水及水平衡（续）
水资源问题 原因 水资源量时空分布不均匀； 水资源分布与人口、耕地分布不相适应； 水环境污染； 水资源浪费。
对策 时间和空间上的合理调配； 积极开展水污染防治； 节约用水。
三、主要参考书 山坡水文学，刘新仁译 径流形成原理，芮孝芳编著 土壤和水—物理原理和过程，D·希勒尔著 华孟译 普通水文学，邓绶林编著 工程水文学，（美）林斯莱著 城市水文学，朱元甡、金光炎著
第一章 绪论
第一节 水文学的内容和任务 一、水文学的定义 研究水的科学，核心——水文循环。
广义水文学 按分布划分
二、按降雨强度及过程特征分类
暴雨——历时短、强度大、笼罩面积不大。 气象方面规定：日降雨量> 50mm ——暴雨； 日降雨量>100mm ——大暴雨； 日降雨量>200mm ——特大暴雨。 主要影响小流域洪水。 暴雨型霪雨——历时较长、强度变化大。 影响区域洪水。 霪雨——历时很长、强度小、笼罩面积大。 影响大流域洪水。
第一章 绪 论
第二章 水文循环
第四章 降 水
第五章 土 壤 水
第六章 下 渗
第七章 蒸发与散发
第八章 产流机制
第十章 地表水流
第十一章 洪水演算
第十二章 流域产流
第十三章 流域汇流
第三章 流域和水系
课程介绍
一、水文学原理的主要内容 1. 各种水体的形成、演变； 2. 水体形成的成因、演变的规律； 3. 研究水体形成成因、演变规律的方法。 二、学习目的 1.掌握水文现象的基本规律和研究方法； 2.本课程为专业基础课，为后继课程的学习做准备。
第二章 水文循环
大气水 0.04%
河 水 0.006%
第三节 地球系统中的水及水平衡（续）
水资源问题 原因 水资源量时空分布不均匀； 水资源分布与人口、耕地分布不相适应； 水环境污染； 水资源浪费。
对策 时间和空间上的合理调配； 积极开展水污染防治； 节约用水。
三、主要参考书 山坡水文学，刘新仁译 径流形成原理，芮孝芳编著 土壤和水—物理原理和过程，D·希勒尔著 华孟译 普通水文学，邓绶林编著 工程水文学，（美）林斯莱著 城市水文学，朱元甡、金光炎著
第一章 绪论
第一节 水文学的内容和任务 一、水文学的定义 研究水的科学，核心——水文循环。
广义水文学 按分布划分
二、按降雨强度及过程特征分类
暴雨——历时短、强度大、笼罩面积不大。 气象方面规定：日降雨量> 50mm ——暴雨； 日降雨量>100mm ——大暴雨； 日降雨量>200mm ——特大暴雨。 主要影响小流域洪水。 暴雨型霪雨——历时较长、强度变化大。 影响区域洪水。 霪雨——历时很长、强度小、笼罩面积大。 影响大流域洪水。
第一章 绪 论
第二章 水文循环
第四章 降 水
第五章 土 壤 水
第六章 下 渗
第七章 蒸发与散发
第八章 产流机制
第十章 地表水流
第十一章 洪水演算
第十二章 流域产流
第十三章 流域汇流
第三章 流域和水系
课程介绍
一、水文学原理的主要内容 1. 各种水体的形成、演变； 2. 水体形成的成因、演变的规律； 3. 研究水体形成成因、演变规律的方法。 二、学习目的 1.掌握水文现象的基本规律和研究方法； 2.本课程为专业基础课，为后继课程的学习做准备。
第二章 水文循环
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水文观测方面，发明制造了雨量器、蒸发器、流速仪
等，系统的水文测验为水文定量计 算及预报奠定了坚
实基础。
.
五、发展史
• 3、应用水文学发展阶段（1900-1950年） • 进入20世纪，大规模的水利水电建设蓬勃发展，需要科学
的水文计算和水文预报，使应用水文学迅速发展起来。 • ① 美国1900年J.A.塞登提出著名的塞登定律； • ② 1924年H.A.福斯特建立了P-Ⅲ水文频率曲线计算
方法； • ③ 1932年L.R.K.谢尔曼提出单位线法 • ④ 1935年G.T.麦卡锡建立了马斯京根河道洪水演算法。 • 这一时期我国水文学发展则比较落后。 • 4、现代水文学发展阶段（1950年-至今） • 随着计算机、遥感、遥测等高新技术的应用，使水文学发
展进入了一个新时代，流域数学模型、水资源学、水环境 学、随机水文学相继形成。
• 1（、2）给水量水不工足时程
以丰补欠，进行水量引取、蓄放和调节
密云. 水库
四、研究意义
• 2、 排水工程 • （1）雨水排泄 • （2）洪水防御
2006年7月韶关铁路成为河道
水中熄火的车辆
2006年7月韶关体育馆陷入汪洋
.
四、研究意义
.
五、发展史
• 水文学经历了由萌芽到成熟、由定性到定量、由经验到理 论的发展过程。
海洋水文学 水文气象学
陆地水文学
地表水水文学 土壤水水文学
地下水水文学
河川水文学 湖泊水文学 冰川水文学 河口水文学
按应用分 环境水文学、农业水. 文学、城市水文学······
第八章 产流机制
第三章 流域和水系 第十章 地表水流
第四章 降 水
第十一章 洪水演算
第五章 土 壤 水 第六章 下 渗
第十二章 流域产流 . 第十三章 流域汇流
三、研究方法
• 1、水文现象的特点
• 水文现象：水在循环过程中的存在和运动形态。
• 水文现象时程变化的周期性与随机性的对立统一
–
（1） 周期性的体现
• 4、明天有小雨。
.
水文学
研究对象 研究内容 研究方法 研究意义 发展史
.
一、水文学及其研究对象
• 1、水文学
International association of hydrological sciences
– 国际水文科学协会（IAHS）：研究地球上水文循环和大陆上各种水，
如地下水和地下水，雪和冰川及其物理的、化学的和生物学的变化过
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、生态水文学等
工作方式 水文测验学、水文调查学、水文实验学
研究地域 区域水文学、全球尺度水文学（大尺度水文学）
研究时段 古水文学、现代水文学.
第一章 绪论
第一节 水文学的内容和任务
一、水文学的定义
研究水的科学，核心——水文循环。
广义水文学 按分布划分
–
（2） 随机性的体现
–
（3） 二者对立统一
• 水文现象地区分布的相似性与特殊性的对立统一
–
（1） 相似性的体现
–
（2） 特殊性的体现
–
（3） 二者对立统一
• 小结：
– （1） 由水文现象具有时程上的随机性和地区上的特殊性，需要 对各个不同流域的各种水文现象进行年复一年的长期观测，积累 资料，进行统计，分析其变化规律。
水文学原理
.
课程介绍
一、水文学原理的主要内容
1. 各种水体的形成、演变； 2. 水体形成的成因、演变的规律； 3. 研究水体形成成因、演变规律的方法。
二、学习目的
1.掌握水文现象的基本规律和研究方法； 2.本课程为专业基础课，为后继课程的学习做准备。
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三、主要参考书
1. 山坡水文学，刘新仁译 2. 径流形成原理，芮孝芳编著 3. 土壤和水—物理原理和过程，D·希勒尔著 华孟译 4. 普通水文学，邓绶林编著 5. 工程水文学，（美）林斯莱著 6. 城市水文学，朱元甡、金光炎著
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水文学知识实例
• 1、黑龙江 全长4485公里，流域面积是89万平方公 里(只算国内)，仅次长江、黄河占第三位。年径流总 量达2720亿立方米，仅次于长江、黄河占第三位。
• 2、1998年长江流域特大洪水为百年一遇大洪水。
• 3、自从2010年9月23日以来，山东大部分地区近140 天基本无有效降水，发生了严重的秋冬春三季连旱。 分析显示，如果到2月底仍然没有大范围有效降水， 全省气象干旱将达到200年一遇，部分市将达到500 年一遇。
• 1、水文知识的萌芽阶段(公元1400年以前)
– 这一时期中国的水文知识居于世界领先地位，如：
– ① 公元前239年的《吕氏春秋》 ；
– ② 2000年前建成的都江堰；
– ③ 公元527年的《水经注》
• 2、水文科学基础形成阶段（1400-1900年）
– 该时期，西欧的产业革命促进了水利事业的发展，在
程；各类形态的水与气候及其他物理的和地理的因素间的关系，以及
它们之间的相互作用；研究侵蚀和泥沙同水文循环的关系；检验在水
资源管理和利用中的水文问题；以及在人类活动影响下水的变化。
– 中国大百科全书：水文科学是地球上水的起源、存在、分布、循环、 运动等变化规律和运用这些规律为人类服务的知识体系，水圈同大气 圈、岩石圈和生物圈等自然圈层的关系也是水文科学的研究领域。
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一、水文学及其研究对象
• 2、研究对象
– 水文学是研究自然界中各种水体的形成、分布、循环 和与环境相互作用规律的一门科学。
– 水在地球上的分布：
–
形态：汽态、液态、固态
–
空间：空中、地面、地下和生物中
–
水圈：大气水、海洋水、陆地水和生物水
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二、水文学研究内容
第一章 绪 论
第七章 蒸发与散发
第二章 水文循环
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五、发展史
• 水文学的分类
分类依据
划分的分类与分支学科
研究方法 研究对象 应用范围
动力水文学、系统水文学、计算水文学、水文统计学、 随机水文学、地理水文学、同位素水文学、数字水文学 等
河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学、 河口海岸水文学、水文气象学、地下水文学、海洋水文 学和水资源学等
– （2） 由水文现象具有地区上. 的相似性，可有目的选择代表性的 河流进行观测，并移用其成果于相似地区。
三、研究方法
• 2、研究方法
确定性规律
成因分析法
偶然性规律Biblioteka 数理统计法区域性规律
地理综合法
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四、研究意义
• 1、给水工程
主要与取水工程有关： (1) 水量丰沛时： 了解水位、泥沙及冰凌情况
.
四、研究意义