水文学与水文地质学课件教学配套课件杨维第一章绪论
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2024年水文地质学课件-(含)
水文地质学课件-(含附件)水文地质学课件一、引言水文地质学是研究地下水的科学，它涉及到地下水资源的形成、分布、运动、化学成分以及与岩石、土壤等地质体的相互作用。
水文地质学对于理解和管理地下水资源具有重要意义，特别是在干旱和半干旱地区。
本课件旨在介绍水文地质学的基本概念、原理和方法，以及其在实际应用中的重要性。
二、水文地质学的基本概念2.含水层和隔水层：含水层是指能够储存和传递地下水的岩石或土壤层，而隔水层则是指不能储存和传递地下水的岩石或土壤层。
含水层和隔水层的分布和性质对于地下水的流动和储存具有重要影响。
3.地下水流动：地下水流动是指地下水在岩石和土壤中的运动过程。
地下水的流动受到重力、压力差和地质构造等因素的影响，其流动速度较慢，通常以米/天或米/年为单位。
4.地下水循环：地下水循环是指地下水从地表水体、降水等水源进入地下，经过流动、储存和排泄等过程，最终返回地表水体的循环过程。
地下水循环对于维持水资源平衡和生态系统的健康具有重要意义。
三、水文地质学的研究方法1.地下水勘探：地下水勘探是指通过地质调查、地球物理勘探、钻探和试验等方法，了解地下水的分布、性质和储量等信息。
地下水勘探是水文地质学研究的基础，对于水资源开发和利用具有重要意义。
2.地下水模拟：地下水模拟是指利用数学模型和计算机技术，模拟地下水的流动、传输和化学反应等过程。
地下水模拟可以帮助预测地下水的动态变化，为水资源管理和决策提供科学依据。
3.地下水监测：地下水监测是指通过监测井、水位计、水质分析等手段，对地下水的水位、水质、水温等参数进行长期观测和分析。
地下水监测可以帮助了解地下水的现状和变化趋势，为水资源管理和保护提供依据。
四、水文地质学的应用1.水资源开发和管理：水文地质学可以为水资源开发和管理提供科学依据，包括确定水源的位置和储量、评估水资源的可持续性、优化水资源配置等。
2.环境保护和治理：水文地质学可以帮助解决环境污染问题，包括地下水污染的监测和治理、废物处置场的选择和管理等。
水文学与水文地质学(ppt 122页)
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§1—4 水文现象的特性
1、水文现象时程变化的
周期性 随机性
的对立统一
2、水文现象地区分布的
相似性 特殊性
的对立统一
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§1—5 水文学的研究方法
成因分析法
数理统计法
地理综合法
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第二章 水文学的一般
概念与水文测验
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长江南京附近八卦洲 分汊型河段
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顺直型河段
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2、河流横断面
有单式断面 和复式断面
（1）横断面 —— 与水流方向正交的断面
1>基本河槽 —— 枯水期水主流槽通或过枯的水部河分槽
2>洪水河槽 —— 洪水期被洪河水漫淹滩没或的河部滩分
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图2—3河流横断面图示
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可在适当比例
的地图上量得
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计算：
s z1 z2 l
其中：Ｚ１、Ｚ２ ——若为河面高程差，则 s 为 河面比降 ； 若为河底高程差，则 s 为 河底比降。
如果一条河流各段比降不同，一般 可用分段计算法，求得平均比降。
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（1）*纵比降计算式：
6—31式 （p186）
特点
断面变大， 流速骤减，极易形成沙洲
或三角洲。
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五、分水线及流域 1、有关概念：
流域 —— 指河流的集水区域。凡降落在该流域的 水最终都将汇入该条河流中。
分水线 —— 即流域四周的边界线。地势最高 点的连线。
水文地质学基础ppt课件
3.2.2 概念的相对性
定义中的模糊概念—“相当水量，微不足道，较大水力梯度”等
严格的“是与非”的逻辑思维，在很多情况下是相对的和模糊 的概念相对性的意义：
从实际应用角度来看划分的相对性——相当水量
满足需要就可以了。如在某处一口井出水量80m3/d，作为1万人的
供水，非含水层；作为饮料厂、装瓶生产则为含水层。又如一个小 泉水流量0.11/s≈8.6m3/d，大厂——非，村用——是。
地下水污染地下水污染地下水污染主要分布在城区附近和地表水污染严重的地区地下水污染主要分布在城区附近和地表水污染严重的地区心脑血管病是世界卫生组织总干事讲过只要采取预防措施就能减少一半的死亡也就是说一半的死亡完全是可以预防的1012020自然界的水循环自然界的水循环心脑血管病是世界卫生组织总干事讲过只要采取预防措施就能减少一半的死亡也就是说一半的死亡完全是可以预防的1012020自然界的水循环自然界的水循环心脑血管病是世界卫生组织总干事讲过只要采取预防措施就能减少一半的死亡也就是说一半的死亡完全是可以预防的1012020第二章岩土中的空隙和水a分选好的高孔隙度沉积b分选差的低孔隙度沉积c分选好的高孔隙度卵石沉积d分选好的矿物充填沉积e岩体溶解空隙f岩体裂隙21岩土中的空隙孔隙度是指某一体积岩石包括孔隙在内中孔隙体积所占的比例心脑血管病是世界卫生组织总干事讲过只要采取预防措施就能减少一半的死亡也就是说一半的死亡完全是可以预防的1012020心脑血管病是世界卫生组织总干事讲过只要采取预防措施就能减少一半的死亡也就是说一半的死亡完全是可以预防的1012020裂隙
全国60%的耕地 全部或部分使用地下水灌 溉
全国95％以上的农 村饮用地下水
95%
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8
农村饮用地下水 饮用其它水
水文地质学第一章ppt课件
地下水的运动
地下水在重力作用下由高处向低处运 动，同时受地质构造、地貌、气候等 因素的影响。
地下水的补给、径流与排泄
地下水的补给
主要通过大气降水、地表 水渗入等方式进行补给。
地下水的径流
地下水在补给区接受补给 后，沿一定路径向排泄区 运动。
地下水的排泄
地下水通过泉水、蒸发、 人工开采等方式排泄到地 表或大气中。
本课程的学习目标与要求
学习目标
掌握水文地质学的基本概念、原理和方法，具备分析和解决水文地质问题的能 力。
学习要求
认真听讲，积极思考，按时完成作业和实验报告，注重理论与实践相结合。
02
地球的水圈与水循环
地球的水圈组成与特点
水圈的组成
包括海洋、河流、湖泊、冰川、地下水等。
水圈的特点
连续而不均匀，不断循环运动，与大气圈、生物圈、岩石圈等相互作用。
透水性
01
指岩石允许水透过的能力，用渗透系数表示。
给水性
02
指岩石在重力作用下能释放出一定水量的性质，用给水度表示。
透水性与给水性的关系
03
透水性好的岩石，其给水性一般也较好，但两者并非完全对应。
岩石的持水性与释水性
持水性
指岩石在饱水状态下保持水分的能力。
释水性
指岩石在失水状态下释放水分的性质。
持水性与释水性的关系
利用卫星或航空遥感影像，解译 区域水文地质条件。
水文地质试验的类型与实施
抽水试验
通过抽水设备在钻孔中进行抽水，观测地下水位变化，计算水文 地质参数。
注水试验
向钻孔中注入水，观测注水量和地下水位变化，判断含水层富水 性。
压水试验
通过一定压力将水压入钻孔中，观测压水量和地下水位变化，评 估含水层渗透性。
地下水在重力作用下由高处向低处运 动，同时受地质构造、地貌、气候等 因素的影响。
地下水的补给、径流与排泄
地下水的补给
主要通过大气降水、地表 水渗入等方式进行补给。
地下水的径流
地下水在补给区接受补给 后，沿一定路径向排泄区 运动。
地下水的排泄
地下水通过泉水、蒸发、 人工开采等方式排泄到地 表或大气中。
本课程的学习目标与要求
学习目标
掌握水文地质学的基本概念、原理和方法，具备分析和解决水文地质问题的能 力。
学习要求
认真听讲，积极思考，按时完成作业和实验报告，注重理论与实践相结合。
02
地球的水圈与水循环
地球的水圈组成与特点
水圈的组成
包括海洋、河流、湖泊、冰川、地下水等。
水圈的特点
连续而不均匀，不断循环运动，与大气圈、生物圈、岩石圈等相互作用。
透水性
01
指岩石允许水透过的能力，用渗透系数表示。
给水性
02
指岩石在重力作用下能释放出一定水量的性质，用给水度表示。
透水性与给水性的关系
03
透水性好的岩石，其给水性一般也较好，但两者并非完全对应。
岩石的持水性与释水性
持水性
指岩石在饱水状态下保持水分的能力。
释水性
指岩石在失水状态下释放水分的性质。
持水性与释水性的关系
利用卫星或航空遥感影像，解译 区域水文地质条件。
水文地质试验的类型与实施
抽水试验
通过抽水设备在钻孔中进行抽水，观测地下水位变化，计算水文 地质参数。
注水试验
向钻孔中注入水，观测注水量和地下水位变化，判断含水层富水 性。
压水试验
通过一定压力将水压入钻孔中，观测压水量和地下水位变化，评 估含水层渗透性。
水文学课件：绪论
2010年56月，非 洲国家争 夺尼罗河， 埃及和苏 丹命脉遭 多国挑战
“石油战争”硝烟未散 亚洲“水战争”风波又
中国网 时间： 2009-08-26
印
印度存心卡三国
度
“脖子”—巴基斯
河
坦、孟加拉国、尼
流
泊尔,都和印度之间 有用水争端。
域
水
反污中国要“断
系 示
流” :印度媒体一 再炒作中国开发利 用西藏水资源，声
都市水文学 新技术：随机水文学、模糊水文学、遥感水文学、同位素水文
学…
3、水文学的体系
水文学的地理研究方向——地理水文学 (Geographical Hydrology) 把水体作为一个地理要素来研究，同时更注 意水体与其它地理要素特别是与人类活动的 关系。
特点：宏观性、综合性、区域性
4、水文学的研究方法
参考网站：
(1) 中国水文信息网： / (2) 中国可持续发展信息网水文水资源共享网站： / (3) 中国水网： (4) 中国水星： (5) 中国环保网： /
水文学
成都
水多
2015广西洪涝 2012北京暴雨洪涝 2011重庆洪涝灾害
湖 泊 水 污 染
水脏 2005年松花江水污染
黄河变红
黄河河水浑浊
水浑
绪
论
1、水文学的研究对象 2、水文现象的主要特点 3、水文学的体系 4、水文学的研究方法 5、教学内容的安排
1、水文学的研究对象
水文学(hydrology)---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。
意
称这可能成为比中
图
印领土争端更严重
的“战略问题”。
《水文地质学》ppt课件(2024)
01
02
03
04
水均衡法
通过计算区域水均衡要素，评 估地下水资源量。
解析法
利用数学物理方程描述地下水 运动，通过解析解计算资源量
。
数值法
建立地下水数值模型，模拟地 下水运动过程，评估资源量。
综合法
结合多种方法，综合考虑地质 、水文、气象等因素，进行综
合评价。
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地下水资源开发利用现状及问题
定义
研究地下水的分布、形成、运动 、化学和物理性质及其与周围环 境的相互关系的科学。
特点
综合性、区域性、实践性、预测 性。
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水文地质学研究意义
水资源评价与合理开发
为水资源评价提供科学依据，指导水资源的合 理开发和利用。
工程地质问题
研究地下水对工程建筑物的影响，预测和防治 工程地质问题。
环境地质问题
物探
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应用地球物理勘探方法，如电法、磁 法、重力法等，间接推断地下水的分
布和埋藏条件。
钻探
利用钻探设备向地下钻进，获取岩芯 、水样等资料，揭示地下水的赋存状 态。
化探
通过采集和分析地下水、地表水、土 壤和岩石等样品中的化学元素和化合 物，了解水文地球化学特征。
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水文地质图编制和成果表达
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地下水循环过程
01
02
03
地下水的补给
大气降水、地表水、凝结 水等通过包气带下渗，成 为地下水的补给来源。
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地下水的径流
在重力作用下，地下水由 高处向低处流动，形成地 下径流。
地下水的排泄
通过泉、人工开采、蒸发 等方式排泄到地表或大气 中。
水文学与水文地质学(ppt 122页)
(b)
(c)
(a)
直段横比降及水内环流现象
a)直段河道螺旋流：原因是横向与垂线流速不均匀。
b)退水时河道螺旋流：退水时，河中水位下降快，两岸退水慢，水流
一面向下游流动，一面向河道集中，且呈两螺旋流，横断面呈凹形水面。
c) 涨水时河道螺旋流：涨水时，河中央上涨较快，断面呈中高岸低的
“水2拱02”0/1/形15 ，且呈两螺旋流。
或三角洲。
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五、分水线及流域 1、有关概念：
流域 —— 指河流的集水区域。凡降落在该流域的 水最终都将汇入该条河流中。
分水线 —— 即流域四周的边界线。地势最高 点的连线。
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流域面积 ——流域分水线所包围的面积。
闭合流域 ——地面分水线与地下分水线所重合的流域。 非闭合流域 ——地面分水线与地下分水线
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（2）横比降 —— 指水面的横向比降。 1> 产生横比降的原因 ： 地球自转产生的偏转力； 河流弯道处所受离心力； 流速分布的不均匀性。
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F
F
地球自转偏力作用：地球由西向东自转，其自转偏力将
造成自北向南流动的河流右岸受冲刷；自南向北流动的
河流左岸受冲刷。
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凹岸水深大，水质好， 是取水口的最佳位置。
弯段横比降及水内环流现象
a)弯段河道螺旋流 b)重力与离心力作用 c)断面单环流现象
20d20)/1断/15面冲淤现象 e)平面河流呈蜿蜒曲折平面形态
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涨水时水流冲刷两岸，故常出现崩岸， 泥沙向河中搬运；退水时，河中受冲刷， 泥沙向两岸搬运而淤积。
地质大水文地质学课件第1章 绪论
这些地质灾害与地质环境问题严重地危及了人 民的生命财产安全，大大降低了我们的生活质量， 极大地增加了社会经济发展的成本。可见，地下水 与其周围的环境，是相互依存的、有着内在联系的 统一体，打破一个环节就会引起或正或负的反馈( 报复)。因此，与地下水有关的地质灾害与地质环 境问题都需要水文地质学知识来解决！
>>过量补充地下水→地下水位升高→土地的次生盐渍化、次 生沼泽化；
>>地下水位下降导致的粘土压密释水释放有害离子、化肥农 药的不适当使用、废弃物的无序排放──地下水恶化、污染；
>>地下水位的变动会破坏其与周围岩土构成的统一的力学平 衡，而产生某种效应──地面沉降与地裂缝、岩溶塌陷、地下 洞室垮塌或突水、滑坡、岩崩、水库诱发地震、渗透变形。
1.1.1 研究任务
水文地质学──是研究地下水的科学。 它的任务是研究与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活 动相互作用下地下水水量和水质的时空分布特征和迁移转化规律， 并研究如何运用这些特征和规律去兴利除害，为人类服务。
1.1.2 与其它学科的关系
(Ⅰ)是地质学的一门分支学科； (Ⅱ)必需具备气象学、水文学、水力学的基础知识； (Ⅲ)地球化学是水文地质学的基础学科； (Ⅳ)需要物理学、数学、信息科学等相关知识。
教学目的与任务：
本课程是地质学(地质调查)专业的专业选修 课，主要任务是为后续的专业课奠定有关现代水 文地质学的基本概念、基本原理。通过该课程的 学习，学生能够正确理解水文地质学的基本概念 、基本原理，在此基础上能够初步掌握解决水文 地质问题的分析方法与思路。
使用教材：
张人权、梁 杏，等编著.水文地质学基础(第六版)，北京：地 质出版社，2011.
第一章 绪 论
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(全套课件上158P)
第二节 水文循环的现象及尺度(Water Cycle and its scales)
水文循环现象 水文循环的意义 水文循环的尺度
1、水文循环现象(Water cycle)
水在太阳能和大气运动的驱动下，不断地从水面、陆面和植物的茎叶面，通过蒸发或散 发，以水汽的形式进入大气圈。在适当的条件下，大气圈中的水汽可以凝结成水滴，小水 滴合并成大水滴，当凝结的水滴大到能克服空气阻力时，就在地球引力的作用下，以降水 的形式降落到地球表面。我们把水的这种既无明确的“开端”，也无明确的“终了”的永无 止的循环运动过程称为水文循环 。
1、水文循环现象(Water cycle)
Precipitation over land Water surface evaporation infiltration
Moisture from oceans to land
Plant transpiration Soil evaporation
Precipitation over oceans
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
揭示水与生态的相互关系、污染物在 水中的迁移转化规律
研究在防灾、水资源利用、水环境保 护工程建设中必须的水文水利计算技 术
3、水文学的性质(Nature of Hydrology)
水文学是地球物理科学的一个分 支（自然科学）
第三阶段：二十世纪70年代 流域水文模型（Hydrological Mode) 水资源水文学 环境水文学
第四阶段：二十世纪80年代 全球尺度水文学（Global Scale Hydrology)
第五阶段：上世纪末本世纪初
生态水文学的兴起与发展
水文学与水文地质学(
2021/12/18
5
水文的四大表现形式：
降水 渗流
蒸发 径流
（1）降水 ——指 雨 、 雪 、 雾 、雹、 霰。
降水的形式
下雪前降落 的小冰粒
（2）蒸发
截流蒸发
指：
地面蒸发
叶面蒸发
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水面蒸发
海洋蒸发
水上升为水 汽的五种
形式。
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（3）渗流
包含
入渗 地表水经过土壤表面进入土壤的过程。
c) 涨水时河道螺旋流：涨水时，河中央上涨较快，断面呈中高岸低的
“水2拱02”1/12形/18，且呈两螺旋流。
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2> 造成的后果：
2021/12/18
在过水断面上形成一封闭 的环流，与纵向水流结合 形成漩涡流，从而将冲刷 凹岸，淤积凸岸，影响取
水口位置的选择。
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四、河流的分段 1、河流 —— 江、河、溪、沟统称河流。
流域面积小，径流相对剧烈 流域面积大，径流相对平缓
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（5）流域的植物被覆—— 由于植物被覆截留降水，从而将会延缓坡地漫流 的速度，增加渗流，减少蒸发。
（6）土壤及地质构造——
影响下渗，地下水对河流的补给，流域地表 的冲刷等。
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（7）湖泊和沼泽——
可以通过蓄水作用，调节径流变化，特别是蒸 发影响径流量的大小。
我国的河流大多以此为主。
（2）融雪径流Biblioteka 局部地区或地段的河流以此为主。
如：青海、 新疆
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二、影响径流的主要因素
1、各种自然地理因素对其的影响
（1）气候因素
水文学与水文地质学复习分解课件
03
水文统计方法
水文统计的基本概念
水文统计是水文学和 水文地质学中用来定 量描述和分析水文现 象的方法。
水文统计的应用范围 广泛，包括洪水分析 、水资源管理、水环 境评估等。
水文统计方法通常包 括数据收集、整理、 分析和解释等步骤。
水文频率曲线
水文频率曲线是一种用来描述 水文现象频率分布的图形。
分类：按建模对象和目的不同，水文模 型可分为流域水文模型、地下水模型、 河口模型等。
河口模型：针对河口水流、泥沙输运等 过程进行模拟，用于河口整治和航道建 设。
地下水模型：研究地下水的储藏、运动 和转化过程，预测地下水位变化。
特点
流域水文模型：以流域为研究对象，模 拟降雨、蒸发、径流等水文过程。
水文模型的应用与限制
地下水储存于岩石空隙中，主要存在形式有孔隙水、裂隙水和喀斯 特（岩溶）水。
地下水储存的动态变化
地下水位受气候、地质、人为等因素影响，表现出季节性变化和长 期变化。
地下水的分类与特点
1 2
地下水的分类
根据埋藏条件，地下水可分为上层滞水、潜水、 承压水；根据含水介质类型，可分为孔隙水、裂 隙水和喀斯特（岩溶）水。
详细描述
水文循环是地球上最重要的自然循环之一，它不仅影响着气候和生态系统的平衡，还为人类提供了大量的水资源 。水文循环受到许多因素的影响，如气候、地形、植被和土壤等。
水资源概述
总结词
水资源是指可以被人类利用的淡水资源，包括地表水和地下水。
详细描述
水资源是地球上最重要的资源之一，它对人类的生存和发展具有重要的作用。然而，由于全球气候变 化和人类活动的影响，水资源面临着许多问题，如短缺、污染和过度开采等。
防治措施
西建水文学课件01绪论
水文学主要研究陆地表面的河流、湖泊、沼泽、冰川等， 以后逐渐扩展到地下水、土壤水、大气水和海洋水。
1) 传统水文学按研究的水体来进行划分： ✓河流水文学 ✓湖泊水文学 ✓沼泽水文 ✓冰川水文学 ✓海洋水文学 ✓ 地下水水文学 ✓土壤水文学 ✓大气水文学
2) 由水文学采用的实验方法，派生出三个分支学科： ✓水文测验学 ✓水文调查 ✓水文实验
(2) 外部作用 主要指太阳辐射、地心引力，还有其它如周围星球的作用力。
(3) 运动形式 包括四种：降水、蒸发、渗流、径流等。
1) 降水(Precipitation)： 大气中水汽凝结后以液态水或固态水降落到地面的现象。
如雨、雪、露、霜、雹、霰等。 2) 蒸发(Evaporation)：
水分子从水面、冰雪面或其它含水物质表面以水汽形式逸 出的现象。包括截留蒸发、地面蒸发、叶面散发、水蒸发等。
3) 径流(Runoff)： 陆地上的降水汇流到河流、湖库、沼泽、海洋、
含水层或沙漠的水流。包括地面径流和地下径流。 4) 渗流(Seepage flow)：
水从地表渗入地下及在地下流动的现象。包括入渗 和渗透两种现象。
1.1.2 水文循环 (1) 定义
地球上或某一区域内，在太阳辐射和重力的作用， 水分通过蒸发、水汽输送、降水、入渗、径流等过程不断 变化、迁移的现象。 (2) 分类
2) 奠基时期(公元1400～1900年) 该时期，西欧的产业革命促进了水利事业的发展，在水文
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。 (2) 20世纪初至50年代，是应用水文学兴起阶段
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) 传统水文学按研究的水体来进行划分： ✓河流水文学 ✓湖泊水文学 ✓沼泽水文 ✓冰川水文学 ✓海洋水文学 ✓ 地下水水文学 ✓土壤水文学 ✓大气水文学
2) 由水文学采用的实验方法，派生出三个分支学科： ✓水文测验学 ✓水文调查 ✓水文实验
(2) 外部作用 主要指太阳辐射、地心引力，还有其它如周围星球的作用力。
(3) 运动形式 包括四种：降水、蒸发、渗流、径流等。
1) 降水(Precipitation)： 大气中水汽凝结后以液态水或固态水降落到地面的现象。
如雨、雪、露、霜、雹、霰等。 2) 蒸发(Evaporation)：
水分子从水面、冰雪面或其它含水物质表面以水汽形式逸 出的现象。包括截留蒸发、地面蒸发、叶面散发、水蒸发等。
3) 径流(Runoff)： 陆地上的降水汇流到河流、湖库、沼泽、海洋、
含水层或沙漠的水流。包括地面径流和地下径流。 4) 渗流(Seepage flow)：
水从地表渗入地下及在地下流动的现象。包括入渗 和渗透两种现象。
1.1.2 水文循环 (1) 定义
地球上或某一区域内，在太阳辐射和重力的作用， 水分通过蒸发、水汽输送、降水、入渗、径流等过程不断 变化、迁移的现象。 (2) 分类
2) 奠基时期(公元1400～1900年) 该时期，西欧的产业革命促进了水利事业的发展，在水文
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。 (2) 20世纪初至50年代，是应用水文学兴起阶段
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。
水文学与水文地质学复习PPT课件
一般要求高水部分不应超过当年实测流量所占水位变幅 的30%，低水部分延长不应超过10%。
10
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第3章 水文统计基本原理和方法
一、概率论及数理统计基本知识
• 水文现象的特性：必然性和偶然性。偶然现象的规律称为统计规律。 • 水文统计的基本方法和内容：
（1）根据已有的资料（样本），进行频率计算，推求指定频率的水文特征 值；（2）研究水文现象之间的统计关系，应用这种关系延长、插补水文特征值 和作水文预报；
n
K xi 1 K yi 1
r
i 1
i 1
n
n
xi x2 yi y2
n
n
K xi 1 2 K yi 1 2
i 1
i 1
i 1
i 1
水文上常采用幂函数、指数函数两种曲线，基本作法是将其转换为直 线，再进行直线回归分析。
21
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第4章 河川径流情势特征值分析与计算
（3）径流深Y 将计算时段内的径流总量平铺在整个流域面
积上所求得的水层深度，以mm为单位。 Y W
1000F
（4）径流模数M (L/s/km2） 流域出口断面流量与流域面积
的比值
M 1000Q
F
（5）径流系数α 某一时段的径流深度与相应的降雨量的比值
α= Y/ P 8
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4、水文测量与信息采集
第12页/共48页
② 实测水文系列由最小值组成时（研究枯水流量、 枯水位，发电，灌溉），设计频率标准>50% ，有
T 1 1 P
或：
T(X
xi )
1 P(X
xi )
1
1 P(X
xi )
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第3章 水文统计基本原理和方法
一、概率论及数理统计基本知识
• 水文现象的特性：必然性和偶然性。偶然现象的规律称为统计规律。 • 水文统计的基本方法和内容：
（1）根据已有的资料（样本），进行频率计算，推求指定频率的水文特征 值；（2）研究水文现象之间的统计关系，应用这种关系延长、插补水文特征值 和作水文预报；
n
K xi 1 K yi 1
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n
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xi x2 yi y2
n
n
K xi 1 2 K yi 1 2
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水文上常采用幂函数、指数函数两种曲线，基本作法是将其转换为直 线，再进行直线回归分析。
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第4章 河川径流情势特征值分析与计算
（3）径流深Y 将计算时段内的径流总量平铺在整个流域面
积上所求得的水层深度，以mm为单位。 Y W
1000F
（4）径流模数M (L/s/km2） 流域出口断面流量与流域面积
的比值
M 1000Q
F
（5）径流系数α 某一时段的径流深度与相应的降雨量的比值
α= Y/ P 8
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4、水文测量与信息采集
第12页/共48页
② 实测水文系列由最小值组成时（研究枯水流量、 枯水位，发电，灌溉），设计频率标准>50% ，有
T 1 1 P
或：
T(X
xi )
1 P(X
xi )
1
1 P(X
xi )
水文学课件 第1章绪论
1.5.2主要内容 主要内容
(1)水文循环及地表径流形成及调查、分析和计算 水文循环及地表径流形成及调查、 水文循环及地表径流形成及调查 的基本知识 (2)地表水形成、分布和运动规律 地表水形成、 地表水形成 (3)地下水资源及其基本特征及计算评价的方法 地下水资源及其基本特征及计算评价的方法 (4)各种水体的水质组成和评价 各种水体的水质组成和评价 (5)有关水资源开发利用以及科学管理的基本知识、 有关水资源开发利用以及科学管理的基本知识、 有关水资源开发利用以及科学管理的基本知识 内容和措施
(2)水源污染严重 水质型缺水”突出 水源污染严重,“水质型缺水 水源污染严重 水质型缺水”
据卫生学家估计,目前世界上有 人口患病是由水污染引起 据卫生学家估计 目前世界上有1/4人口患病是由水污染引起 目前世界上有 发展中国家每年 万人死于饮用不洁净的水,占所有发展 的.发展中国家每年有2500万人死于饮用不洁净的水 占所有发展 发展中国家每年有 中国家死亡人数的1/3. 中国家死亡人数的
沙颖河(5月 沙颖河 月)
2.2我国水资源概况 2.2我国水资源概况
2.2.1 我国水资源基本国情
1.5 水文与水资源学的任务与内容
1.5.1 主要任务
（1）使学生全面深入了解水资源形成、分布特征、 ）使学生全面深入了解水资源形成、分布特征、 开发利用状况, 开发利用状况 （2）系统学习地表水和地下水资源形成规律 掌握 ）系统学习地表水和地下水资源形成规律,掌握 水资源评价的基本方法以及管理水资源的基本知识
在水资源学发展的过程中,水文学的内容一直贯穿 在水资源学发展的过程中 水文学的内容一直贯穿 在水资源学的始终,是水资源学的基础 是水资源学的基础. 在水资源学的始终 是水资源学的基础 水文学通过模拟和预报自然界中水量和水质的变 化及发展动态,为开发利用水资源 为开发利用水资源,控制洪水和保护水 化及发展动态 为开发利用水资源 控制洪水和保护水 环境等方面的水利建设提供科学依据. 环境等方面的水利建设提供科学依据
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课堂表现
40%
测验与作业
50%
出勤（纪律）
10%
参考书
● 参考书： 1.工程水文学. 叶守泽主编. 水利电力出版社 2005 2.水文学. 黄廷林.马学尼编 中国建筑工业出版社 2002
3.工程水文学. 王燕生主编. 水利电力出版社 1992
4.水文学. 雒文生主编. 中国建筑工业出版社 5.水文学. 黄锡荃主编. 高等教育出版社 6.工程水文学. 魏永霞主编. 水利电力出版社
研究时段 古水文学、现代水文学
工程水文学
工程水文学 (Engineering hydrology)：
应用于实际工程的水文学。包括有关控制或利 用河川径流所建造的工程，其规划、设计、施工与 运行管理所需要的水文学的知识。
学习的主要任务
二、水文现象特点与研究方法 1.特点:
时程变化 — 周期性与随机性 地区分布 — 相似性与特殊性
各形式的水所占比例
▲ 存在于自然界中不同形式的水所占比例
海洋 13.5亿 97.4%
图中单位为：km3
陆地 3598万 <2.6%
大气 1.3万 <0.001%
地下水 820万
冰盖和冰 川
2750万
河川资源
航航运运
水水资资源源
河河川川 资资源源
淡淡水水 养养殖殖
水水能能 资资源源
我国的河川和海洋都蕴藏着丰富的资源，有待于我们去综合开发和 利用。所有的这些水资源的开发利用，都需要我们进行相应的工程建 设，水文学是我们利用地球丰富水资源的基础。
特
点
：随 机 性
周 期 性
相 似 性
特 殊 性
研究方法
2. 研究方法：
确定性规律 偶然性规律 区域性规律
成因法 概率与 数理统计 地理综合法
主要任务
b观测
c整理 分析
主要 任务
a收集
d掌握
二、水文现象特点及
三、水文学与专业关系
四. 本学科的科学研究方向
五、水文学发展简史（自学）
六、本课考核方式
2001 2002 2005
7.工程水文学. R. K. 林斯雷等著，刘光文等译.
水利出版社 1981
E-mail End
研究对象 应用范围
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
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）
水文与水文地质学 Hydrology & Hydrogeology
章节介绍
Hydrology
目录
第一章 绪论
第二章 水文学基本知识
第三章 水文统计基本原理与方法
第四章 河川径流情势特征值分析与计 算
第五章 小流域暴雨洪峰流量的计算
绪论
第一章 绪论 （Introduction） 一、水文学及其研究对象 二、水文现象特点与研究方法 三、水文学在专业中的应用
海洋或陆地的局部水文循环
※ 陆地小循环
水是再生资源
水是再生资源： 水体 更新周期(a)
水体
永久积雪
9700
沼泽水
海水
2500
土壤水
地下水
1400
河流
湖泊水
17
大气水
全球河流储水量： 2120 km3 年入海径流量： 47000 km3
更新周期(a)
5 1
?d
8d
水资源：全球水量中可为人类生存、发展所利用的水量，主要是 指逐年可以得到更新的那部分淡水量——年平大气
长江图
河流
Yangtze River
6300 // 5380km
黄河口
The mouth of Yellow River
沼泽图
黄河入海口湿地生态系统
沼泽图
沼泽(Swamp)
湖泊图
湖泊
冰川图
冰川 ( Iceberg )
地下水图
地下水
贵州安顺 地下暗河 (River of underground )
▲ 水文现象（hydrological phenomena）:
Evapotranspiration Precipitation Infiltration Runoff（Surface Runoff
Subsurface Runoff）
循环分类
分类：大循环（Long cycle）
海陆之间的水文循环
小循环（Short cycle）
泉水图
地下水
泉 Spring
水循环图
、冰雹、霰
霰图
霰: 一种白色不透明、近似球形米粒的固体颗粒。
由于天空气团上升、气层较不稳定的条件形成的一种天气 现象。
水循环定义
2. 水循环（Hydrological cycle）:
存在于地球上各种水体中的水，在太阳辐射与地 心引力的作用下，以蒸发、降水、入渗和径流方式进 行的往复交替的运动过程，称为水文循环或水循环。
葛洲坝
3. 研究对象：
河川径流（Rivers）
水污染图
水保护图
科学技术以前所未有的速度和 规模迅猛发展，增强了人类改造自 然的能力，但不能盲目乐观。
地球图
3月22日
6月5日
环境日图标
水文学分类
4. 水文学分类
分类依据
划分的分类与分支学科
研究方法
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
一、
Chapter 1 Introduction
一、水文学及研究对象 1. 水文学 (hydrology )：
研究水在自然界循环过程中所产生的各种现象及其 变化规律的科学。
或：研究自然界中水体形成、分布、循环和与环境相 互作用规律的一门科学。
自然界水
Introduction
地下水
大气
海洋
自然界 中的水