环境水文学Chapter9.ppt

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水文学原理(九地表水流)

i0
i
i i0 i
i较小
涨洪段（波前），i 是正的，落洪段（波后） i是负的.
7
1-2 Flood wave characteristics
3) 相应流量与相应水位
(Corresponding discharge (water levels, stages))
洪水波轮廓线（水面线）上某一位相的流量称为相应流量，某一位相水位称为相应水位. 峰值的位相最重要.相应于洪峰位相的流量或水位称为相应洪峰流量或相应洪峰水位.
8
1-2 Flood wave characteristics
4) 波速(Wave velocity)
洪水波的运动速度。相应流量或相应水位的传播速度。
9
1-3 Movement of flood wave
在某一固定断面，可以测得Q t 和 H t 过程。
为了比较洪水过程随河长的变化，可以在河段内设置上、下两个断面，进行 Q, H 观测，得 Q上（H上）-t 和 Q下（H下）-t。
13
Part 2 Kinematic wave and Diffusion wave
A
洪水运动的水力学描述 (Hydraulic description of flood wave movement)
B
洪水波的分类 (Classification of flood wave)
C
运动波及其特征 (Kinematic wave)
I(t) O(t)
t
10
1-3 Movement of flood wave
在某一固定断面，可以测得Q t 和 H t 过程。
为了比较洪水过程随河长的变化，可以在河段内设置上、下两个断面，进行 Q, H 观测，得 Q上（H上）-t 和 Q下（H下）-t。

09水文学3

水循环示意图
§2.1 地球上的水循环
二、水循环的基本环节及循环机制（原因）
•基本环节——
蒸发输送降水下渗径流
§2.1 地球上的水循环
二、水循环的基本环节及机制（原因） •循环机制——
外因：太阳辐射、地球引力（重力作用）
内因：水的三相转化（自然温压条件下）
§2.1 地球上的水分循环
§2.2 地球上的水量平衡
三、水量平衡方程：（3个）
（一）通用水量平衡方程（二）全球水量平衡方程（三）流域水量平衡方程
（P48~51）
三、水量平衡方程：
（一）通用水量平衡方程根据水量平衡原理（I-Q=ΔS），可列出任意研究区域的水量平衡方程式：
P+R上入+R下入-E- R上出- R下出 –q = S2-S1（ΔS）式中：
◆从水循环的意义和水的实际利用来分析，水资源是否“取之不尽、用之不竭”？ ◆人类对自然水循环过程的影响？
*人类对自然水循环的影响(径流)——
二元水循环——自然水循环、人类社会水循环
*“人类社会水循环”与“自然水循环”的关系 “人类社会的水循环”是指人在生产生活过程中不断地取水、用水和排水而产生的人为水循环过程。它依附于自然水循环而存在，是自然水循环的组成部分，或是一个环节、分支（如同蒸发、下渗等环节），它不是一个独立的水循环过程。水的“自然循环”和“社会循环”（二元水循环）是交织在一起的，水的社会循环依赖于自然循环而存在，同时又严重干扰自然界的水循环。处理不好，会产生一系列水问题与生态环境问题。从“天人合一”和“人与自然协调发展”的角度出发，应当将水循环研究纳入到 “天然-人工”这个更为完整的水循环体系中。
§2.2 地球上的水量平衡

水文学原理 ppt课件

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······
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、பைடு நூலகம்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
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。
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
应用范围
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。

水文学水文学的一般概念与水文测验PPT课件

水位－面积－流速关系延长法
水力学公式延长法
史蒂文森法
第45页/共50页
1）水位—面积－流速关系延长法当需要延长的水位变幅小于总水位变幅的20％时，可
按曲线相关分析的趋势外延。
先根据本年实测大断面，绘出H-A关系曲线
延长高水位的H-V曲线
根据任一高水位值，由上述两条的延长部分查出相应的A,V值，距Q=A·V算出延长的流量，就可将H-Q关系曲线延长
第3页/共50页
深泓线(溪线)：河道中各横断面最大水深点的连线。
中泓线：河道中各横断面水流最大流速点的连线。
第4页/共50页
2) 作用：河流特性的基本参数，可确定落差、比降和能量。 (2)弯曲系数 ( Tortuosity )
1) 定义：沿河流中泓线两点间的实际长度与其直线距离的比值。
观测水位设备
水尺
自记水位计
第25页/共50页
水位观测资料的整理
日、月、年平均水位计算
编制“逐日平均水位表”
绘制日平均水位过程线与日平均水位历时曲线
第26页/共50页
日平均水位法
1）算术平均法 2）面积包围法
H
1 n
n i 1
Hi
H
1 2 24
H 0 a
H1a b
H2 b c
Hn1m nH nn
Vmax h0.2H Vmid h0.6H
第37页/共50页
第38页/共50页
✓ 测流原理
实际工作中用实测断面面积和实测流速来推算
n
Q vi • Ai i 1
第39页/共50页
流速仪实测流速的方法
第40页/共50页
2.6 水位—流量关系曲线水位—流量关系曲线的绘制

环境水文学

湿地植物种植开发利用
湿地生态旅游业的发展
Part Five 湿地对环境的影响
净化环境：以物理的吸附作用、生物的降解作用和化学合成与分解；
蓄积水资源，提供水资源；
调节气候：吸附CO2、SO2等气体，固定碳，释放氧气消除城市热岛效应；
降低光污染，吸收噪音；
良好的生态系统，增加生物多样性，促进环境的稳定；筛选改良物种，保存了良好的基因特性；
溶解氧；潮汐波；生物量；碎屑；营养物循环
增加湖泊的深度和广度；减少点源、非点源污染；迁移富营养沉积物；消除过多草类；生物调控疏浚河道；切断污染源增加非点源污染净化带防止侵蚀沉积
禁止矿物开采；严禁滥伐控制不合理建设；减少废物堆积
河流、河缘湿地
红树林湿地
THANK YOU FOR WATCHING
湿地类型
低位沼泽
恢复的表现指标
恢复策略
减少营养物输入；恢复高地下水水文（水藻、水温、水周期）；位营养物（N、P）；草皮迁移；割草及清除灌丛动物（珍稀及濒危动物）；生物量；恢复对富含Ca、Fe地下水的排植被（盖度、优势种）泄
湖泊
富营养化；溶解氧；水质；沉积物毒性；鱼体化学品含量；外来物种河水水质；混浊度鱼类毒性；沉积物
Part Six 湿地恢复措施
① 提高地下水位来养护沼泽，改善水禽栖息地
② 增加湖泊的深度和广度以扩大湖容，增加鱼的产量，增强调蓄功能 ③ 迁移湖泊、河流中的富营养沉积物以及有毒物质以净化水质
④ 恢复泛滥平原的结构和功能以利于蓄纳洪水，提供野生生物栖息地以及户外娱乐区
Part Six典型的湿地类型及其恢复方式
带，带有静止或流动、或为

水文学与水文地质学(

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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。
7
（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。
39
2> 造成的后果：
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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
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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
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

自然地理--水环境ppt课件

• 读”某大洋某季节局部洋流分布示意图”,完成12- 13 题。 12.图示洋流环流系统最有可能出现的月份是( ) • A.4月 B.7月 C.11月 D.1月 13.甲海区洋流向东流的主要动力是( ) • A.东北信风 B.东北季风 • C.西南季风 D.东南信风
• 解析:第12题,从经纬度和海陆轮廓判断甲处海域是北印度洋,且此时海水呈顺时针方向流动,故是在北半球夏季。第13题,北印度洋洋流夏季受西南季风影响,呈顺时针方向流动,故C项正确。 • 答案:12.B 13.C
(4)世界洋流的分布(掌握主要洋流名称)
读“某海域等深线和表层年平均等温线分布
图”，完成9～10题。
9．甲处海底地形是 A．大陆架 A．日本暖流 10．乙处洋流可能是
( (
) C．海岭 ) D．海盆
B．大陆坡
B．阿拉斯加暖流
C．巴西暖流
D．东澳大利亚暖流
(5)对地理环境的影响: ①对气候的影响：促进高、低纬度间热量的输送和交换，调节
（2008）构建模式图，探究地理基本原理、过程、成因及规律，是学习地理的方法之一。读图2，回答 4．如果该图为海陆间水循环模式，S线代表地球表面，则 A．环节①参与地表淡水资源的补给 B．环节②是陆地自然带形成的基础 C．环节③使大洋表面海水的盐度降低 D．环节④的运动距离与下垫面无关
(二)河流水 1、主要补给(源)类型、特征、我国主要分布: 主要补给源:雨水、积雪融水、冰雪融水、湖泊水、地下水（1）雨水补给—最主要的补给形式: 雨风区最典型。（2）季节性积雪融水补给：春季补给，受积雪量和气温影响，我国主要分布在东北。
①南、北半球的中低纬度海域 --以副热带海区为中心的大洋环流: 北顺南逆；西暖东寒(以大洋为中心) ②北半球的中高纬度海域 --以副极地海区为中心的大洋环流: 逆时针；西寒东暖 ③南半球40°S～60°S的海域 --环绕地球的西风漂流: 自西向东；寒流

水环境规划 ppt课件

当然，案例中并未提及的措施也有可能被考虑并列举，但在之后的规划方案优选与评估中确定了以上措施更可行并且效益最佳。
PPT课件
32
沈阳市水环境规划的案例分析
类型：
➢ 依据研究对象的不同：《沈阳市水环境规划(2006~2015)》以实现水体功能要求为目标，属于水污染控制系统规划(或称水质管理规划) ➢ 依据研究尺度的不同：《沈阳市水环境规划(2006~2015)》属于城市层次的水环境规划
PPT课件
30
沈阳市水环境规划的案例分析
---水环境规划的基本步骤
互影响，应根据水量和质量
（7）控制路线的制定，包括浓度控制、总量
平衡关系，通过污染物的输控制或浓度控制与总量控制相结合。
入和输出来定量表达。
（8）允许排放量的确定。
PPT课件
13
（一）水环境容量概念
水环境规划基础
——水环境容量
水环境容量是指水体在特定的环境目标下所能容纳污染物的量。大小和水体特征、水质目标、污染物特性有关。
对生产过程，包括节约原材料和能源，革除有毒材料，减少所有排放物的排污量和毒性。
对产品来说，减少从原材料到最终处理的产品的整个生命周期对人类健康和环境的影响。
二、污水处理
建立污水处理厂。一、二、三级处理。建立生态工程，如：人工湿地等。
PPT课件
19
水环境规划的技术措施
三、提高或充分利用水体纳污容量
满足城市（区域）的用水要求（水量、水质） ---应符合全流域整体规划要求
（3）水污染控制设施规划
污水处理厂及其进出管道系统规划要求：技术上可行（治理效果好，合理布局）
经济上合理（厂内运行成本、输送成本）
PPT课件

《生态学水环境》PPT课件

水的特性和水分子之间形成由许多水分子缔合在一起的集合体有关。
➢ 4、特性之四：反常膨胀 4℃时密度最大，冰的密度比水小。
南极洲气候酷寒，内陆高原年均气温在零下56℃，然而水底的鱼却可愉快地生存
由于冰的密度小于水，厚厚的冰块浮在水面，很好地阻止了水与空气的热量交换，保证了水底温度在 4℃左右。
世界旅游胜地敦煌由于生态环境恶化，过度开采地下水，导致党河、疏勒河下游断流，沙化面积平均每年增加近2万亩。“沙进人退”趋势如不得到遏制，敦煌有可能成为人类历史上第二个楼兰古国，世界文化遗产莫高窟和国家级风景名胜区月牙泉也将不复存在。为此，酒泉市、敦煌市正紧急采取措施，以免重蹈楼兰覆辙。
按照年降水和年径流的多少，全国大致可划分为水资源条件不同的5 个地带：
➢多雨-丰水带 ➢湿润-多水带 ➢半湿润-过渡带 ➢半干旱-少水带 ➢干旱-干涸带
• 多年变化
丰枯变化规律根据全国53个有长系列年降水和年径流资料的测站的模比系数差积曲线分析，全国水资源丰枯变化规律大致可归纳为三种类型：
《生态学水环境》PPT课件
第一节概述
一、水的特性
➢ 1、特性之一：水是无色透明的
水➢ 是漂无浮色生透物明的。对于水生植物的光合作用及水➢ 中浮的游各生种物生物具有重要意义。 ➢ 自游生物 ➢ 底栖生物
➢ 2、特性之二：水的溶解和分散作用
各在物约质30被m分L水散中在，水分中别，加都入没半有药发匙生下质列的物变化。因此质，，水用能玻使璃大棒部搅分拌物，质比在较水它中们形的成溶一解种性分散体系。
• 各大洲的水资源
• 主要国家人均、亩均径流水量（1985）
• 水资源开发利用形势
水资源在不同地区、不同年份和不同季节的分配极不均衡。工农业不断发展，人口的急剧增加和生活水平的提高，不合理利用水和浪费水的现象则较为严重。许多国家与地区，不断增长的需水量与有限的水资源之间的矛盾日益突出。目前世界上60％的地区面临淡水不足的困境，40多个国家的水资源严重匮缺。有的国家大量排放污水造成的水资源污染，不仅更加加剧了水源不足的矛盾，而且使世界生态环境受到破坏，直接威胁着人类自身的健康和生存条件。

水文学基础PPT课件

2.1 岩石中的空隙 Interstices in rocks
岩石—包括坚硬岩石及松散土。空隙—岩、土中各种类型空洞的总称。空隙是地下水的赋存场所和运移通道。
孔隙（pore）: 松散岩石颗粒间的空隙空隙分为裂隙（fissure）: 坚硬岩石破裂产生的空隙
溶穴（cave）: 可溶性岩石被溶蚀后产生的空隙
13
第13页/共21页
2、孔隙度(porosity)及其影响因素
自然界中松散岩石的孔隙度（P17表2-1）。
岩石名称
砾石
砂
粉砂粘土
空隙度(%) 70
25—40
25—50
35—50
40—
这里与粒径的关系是：粒径愈小，孔隙度愈大！
• 与以上分析有矛盾！为什么？
• 为何粘性土的孔隙度超过最疏松排列的47.64%可达70%？
2) 张开性（裂隙宽度）
3) 裂隙率等
17
第17页/共21页
三、溶穴
2.1 岩石中的空隙
溶穴：可溶岩在地下水溶蚀作用下产生的空隙。溶孔、溶隙、溶穴、溶洞等
对可溶岩要描述岩溶发育特征（裂隙+溶洞） 1）岩溶发育方向 2）岩溶率--表示岩溶发育程度 3）溶洞（方向、规模等）
18
第18页/共21页
2.1 岩石中的空隙
14
第14页/共21页
3、粘性土的孔隙与孔隙度
• 粘土颗粒（指直径<0.005mm的颗粒）； • 粘性土颗粒细小，比表面积大，连结力强；颗粒表面带
电，
粘粒在悬浮、推移、互相接触时，易连结起来形成粘粒团，细小粘粒集合（团）构成颗粒集合体。颗粒集合体在重力作用下沉积下来，形成峰窝或絮状结构。
• 粘土孔隙结构孔隙—集合体与集合体、粘粒与粘粒之间的空隙; 如同海绵、峰窝，或呈絮状结构。

09环境概论第9讲-水污染

(primary and secondary treatment:
nitrates and phosphates)
Dissolving of nitrogen oxides (from internal combustion engines and furnaces)
Discharge of detergents
Priority pollutants(优先污染物)
重金属及其化合物(heavy metals)
Hg
Cd
水俣(yu)病事件1953-1956 年日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾和不知火海的鱼中毒，人食毒鱼后受害，1972 年日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者 283 人，其中 60 人死亡。
mining, construction, and poor land use)
9
10
Types of Water Pollution
Disease-Causing Agents（Monitoring for Sewage） Fecal coliform test 粪大肠菌群实验
11
Types of Water Pollution
( phosphates)
Natural runoff (nitrates and phosphates
Lake ecosystem nutrient overload and breakdown of chemical cycling
Inorganic fertilizer runoff (nitrates and phosphates)
目前我国的经济发展重心主要在长江等大型河流的沿岸和沿海地区长江沿线43个开发区分布图

生态水文学导论PPT课件

第9页/共20页
• 2．群落的垂直结构 • 成层现象 • 森林群落：通常可以划分为乔木层、灌木层、草本层和地被层等四个基本结构层次，同一层次中，又可按同化器官在空中排列的高度划分亚层 • 水生群落：漂浮生物、浮游生物、游泳生物、底栖生物、附底生物和底内生物等
• 3．群落的水平结构 • 群落的结构特征不仅表现在垂直方向上的分层现象，而且在水平方向上也表现出差异性。在一个群落中的某些地点，植物种类的分布是不均匀的。
• 非生物成分
• 非生物成分提指生态系统中的原料部分(温度、阳光、水、土壤、各种矿物质 )、媒质部第分17(页水/、共土20壤页、空气等 )和基质(岩石、泥、沙等 )，
第17页共20页生命系统不环境系统的相互作用以及生物对环境的长期适应结果使生态系统的结构和功能反映了一定的地区特性自然生态系统则丌同它所需要的能源是生产者对光能的巧妙转化消费者取食植物而动植物残体以及它们生活时的代谢排泄物通过分解者作用使结合在复杂有机物中矿质元索又归迓到环境土壤中重新供植物利用返个过程往复循环从而丌断地迕行着能量和物质的亝换转秱保证生态系统发生功能幵输出系统内生物过程所制造的产品或剩余的物质和能量当生态系统受到外来干扰而使稳定状态改变时系统靠自身内部的机制再迒回稳定协调状态的能力
• 4．群落的时间格局 • 气象因子有年变化和日变化，表显的变化，这就是群落的时间格局。
第10页/共20页
• 三、群落演替
• 1.群落演替的概念
• 克列门茨认为：群落演替是一个群落代替另外一个群落；所能看到的群落，都是处于运动发展过程中的某一瞬间；现有群落的外貌和结构也都是群落动态过程中某一阶段的具体表现；群落发展到最后，会形成与环境最为适应的顶极群落。
第14页/共20页

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June 11, 2009
Principle of Hydrology, BNU
7
Mean/Variance• Meanx1 nn i 1
xi
• Variance
•
Standard
s2 1
n 1
deviation
n i 1
( xi
x)2
s
• Coefficient of variation
cV
Principle of Hydrology, BNU
10
Normal Distribution
• Normal distribution
f (x)
1
e
(
x )2 2 2
2
• Standard normal distribution
f (z)
1
z2
e2
2
June 11, 2009
Principle of Hydrology, BNU
PX x1 or f (x)
June 11, 2009
Principle of Hydrology, BNU
5
Cumulative Distribution Function
• Definition (CDF)
– A graph of the probability that any outcome in X is less than or equal to a stated, limiting value x.
• Discrete variables
– Random variables that are restricted to specific, incremental values
June 11, 2009
Principle of Hydrology, BNU
4
Probability Distribution
June 11, 2009
Principle of Hydrology, BNU
9
Continuous Probability Distribution
• Normal distribution • Lognormal distribution • Gamma distribution
June 11, 2009
• Definition
– A graph of probability in which random variables, either continuous or discrete, are characterized by the distribution of probabilities attached to the specific values that the variable may take on.
– Runoff
–…
June 11, 2009
Principle of Hydrology, BNU
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Continuous/Discrete Random Variables
• Continuous variables
– Random variables that may take on all values in the range of occurrence, including figures differing only by an infinitesimal amount
F(x) PX x
June 11, 2009
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Statistics
• Mean • Variance/standard deviation • Coefficient of variation • Skewness/Cofficient of skewness
hydrology • Probability distribution applied to
hydrology • Frequency analysis • Pearson Type III method
June 11, 2009
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Random Variables
• Pearson III distribution has been widely used in the flood design in China
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Frequency Analysis
• Definition
– The frequency of a hydrologic event is the probability that some value of a discrete variable will occur or some value of continuous variable will be equaled or exceeded in any given year
• Definition
– A variable that demonstrates variability that is not sufficiently explained by analytical measures of physical processes
• Examples
– Precipitation
s x
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Coefficient of Skewness
Cs
n (n 1)(n 2)s3
n
( xi
i 1
x)3
• For symmetrical distribution: Cs=0 • For right skewness: Cs>0 • For left skewness: Cs<0
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Lognormal Distribution
f
(y)
1
x y
2
exp
(
y y 2 y 2
)2
y ln(x)
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Pearson III Distribution
f
(x)
( )
(x
a ) e 1 ( xa0 ) 0
Chapter 9 Statistical Methods
and Frequency Analysis
Prof. Zongxue XU
June 11, 2009
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Objectives
• Probability, frequency, return period • Probability theory applied to