水文学
第一章现代水文学导论
第一章 现代水文学导论
主要内容
1.1
水文学的概念及发展阶段
1.2
水文学面临的机遇与挑战
1.3
现代水文学的特点及框架
Zuo Qiting
1.1 水文学的概念及发展阶段
❖1.1.1水文学的概念
水文学是一门研究地球上各种水体的形成、运 动规律以及相关问题的学科体系。
▪ 水文学的特点：一方面，具有自然属性，属 于地球科学的范畴；另一方面，又具有社会 属性，属于应用科学的范畴。
Zuo Qiting
1.1 水文学的概念及发展阶段
1.1.2 水文学的发展阶段
• 萌芽阶段
公元16世纪以前
• 形成阶段
公元17世纪初～19世纪末
• 元20世纪60年代～今
Zuo Qiting
1.2 水文学面临的机遇与挑战
1.2.1 水文学在理论和应用中面临的机遇和挑战
第三篇 应用实践
第11章 水文学与水资源 第12章 水文学与生态环境 第13章 水文学与可持续发展
Zuo Qiting
ZHENGZHOU UNIVERSITY
Zuo Qiting
Zuo Qiting
1.2 水文学面临的机遇与挑战
水文学知识点
水文学知识点1. 水文学的定义水文学是研究水文现象、水文过程以及水文特征的学科，它涉及水资源的形成、分布、循环和利用等方面。
通过对水文学的研究，可以对水文过程进行分析和预测，为水资源的合理管理和利用提供科学依据。
2. 水文循环水文循环是指水在地球上不断循环的过程。
它包括了蒸发、降水、径流和地下水等环节。
蒸发是指水由液态转化为水蒸气，降水是指水蒸气在大气中冷却凝结成液态水或固态水，并以降水形式返回地表。
其中，一部分降水会形成地表径流，沿地表流入河流、湖泊和海洋等水体；另一部分降水则渗入地下，形成地下水。
3. 水文循环对水资源的意义水文循环是维持地球上水资源平衡的重要过程。
通过水文循环，水从海洋、湖泊和河流等水体蒸发升华进入大气，再通过降水形式返回地表和地下，使水资源得以循环利用。
水文循环不仅提供了人类生活所需的淡水资源，还维持了地球上各种生态系统的稳定。
4. 水文循环的影响因素水文循环受多种因素的影响，包括气候、地形地貌、土壤类型和植被覆盖等。
气候条件决定了水蒸气的蒸发量和降水量，气温越高蒸发量越大，降水量也会相应增加。
地形地貌对水的径流和地下水流动具有重要影响，高山地区容易形成降水集中的河流，而平原地区则更容易形成地下水。
土壤类型和植被覆盖也能影响水分的渗透和蒸发过程。
5. 水文学参数和指标水文学研究中使用了一些参数和指标来描述水文过程。
例如，降水强度指标可以描述降水的总量和强度，径流系数可以衡量降水中多少比例转化为地表径流，含水层厚度可以用来评估地下水资源的丰富程度等。
这些参数和指标对于水文学的研究和水资源管理具有重要意义。
6. 水文模型水文模型是通过数学和计算机技术对水文过程进行模拟和预测的工具。
水文模型能够通过输入地表和地下水系统的数据，模拟出水文过程的变化和发展规律，如洪水预测、干旱预警等。
水文模型在水文学研究和实际应用中起到了重要作用。
7. 水资源管理水文学的研究成果对于水资源管理具有重要指导意义。
水文学知识点总结
水文学知识点总结水文学是一门关于水在宇宙中的形成、运动、分布和变化的学问。
它从宏观的角度研究水的整体特性，以期了解水的起源、流量、运动和利用，以及水对生态、社会和经济的影响。
本文对水文学的基本理论和基本概念进行了总结。
一、水循环水循环是指水从地表流入河流、湖泊、海洋，随着热量和气压变化而产生水蒸发，随后由云彩运输到另一个地方并以降水的形式回到地表，从而形成一种地球表面水体的循环系统。
水蒸发产生的水汽，可以形成雾霭、浓云和雨云，在大气中传播。
二、水文地理水文地理是研究地球上的水资源而产生的一门科学，它从宏观的角度研究地球表面的水在空间上的分布特征以及水的变化规律，以期了解水资源的分布、变化和评价。
水文地理的研究包括了水资源的调查，水土的分析，水系的划分，水系的特征，水系的运动，水系的改造，水系的旱涝等。
三、水文气象学水文气象学是研究水文过程中气象要素变化的科学，主要研究降水、陆地交换热量、相对湿度和大气水汽等气象要素。
在水文气象学中，重点关注天气过程中的气象要素变化，以及这些变化对水文过程的影响。
四、水质学水质学是研究了解水质、水质变化和影响水质的原因，并实施相应改善措施的一门学问。
水质学讲究对水质的实时监测和长期跟踪，并将观测结果进行分析，掌握水质变化的规律。
在水质学中，有关水质的指标包括溶解氧、pH、水温、锰、硫和氨等。
五、水资源管理水资源管理是指有效地利用水资源，最大限度地满足社会经济发展的水资源调控和管理活动。
水资源管理的重点包括有效的利用水资源，保护水资源，实施水资源规划，实现水资源公平，建立水资源收费制度，保护生态环境等。
总而言之，水文学涉及一系列与地球水系和水资源有关的学科和问题，为深入了解它们提供了基础理论。
本文对其相关理论和概念进行了总结，以便帮助读者更好地理解水文学。
工程水文学
全球陆地上多年平均年降水量约为 800mm，中国为628mm，其中转换为江 河年径流量的水量折合水深284mm。我 国水资源量仅次于巴西、前苏联、加拿 大、美国及印尼，居世界第六位。但因 为人口众多，只有世界人均占有量的1/4。 耕地平均分摊水量为世界平均数的3/4。
中国降水量的地区分布不均匀，南部和东 南平均年降水量大于1600mm；华北和东北 为400~800mm；西北大部分地区 200~400mm；沙漠边缘地区少于100mm； 新疆塔里木盆地和青海柴达木盆地小于 25mm。
第一章 绪论
一、水文学 二、水资源 三、工程水文学
一、水文学
大气中的水汽，地上的江河、湖沼、海 洋和地下水等，统称为水体。水文学研究各 种水体的存在、循环和分布规律，水体的物 理与化学特性，以及水体对环境的作用，包 括对生物特别是对人类的影响。来自 水体海洋水体
水库
二、水资源
地球表层可供入人类利用的水称为水资 源。水资源的特征包括水量、水质、水能、 水域。按水量角度，实用水资源通常指逐年 可以得到恢复和更新的淡水，主要是江河湖 库和浅层地下水水量 ，大气降水是补给源。
地区研究受其影响的某些水文特征值的地区变化规律， 绘制成等值线或建立地区经验公式，利用它们可以求 出资料短缺地区的水文特征值。
3. 水文现象的地区性规律 气候因素的地区性规律对水文现象的影响。例如我国
河川径流量的分布受降雨量分布的影响，呈现出自东 南沿海向西北内陆逐渐减少的地区性规律。它综合反 映了确定性和随机性规律。
二、水文研究的基本方法
1. 成因分析法 利用水文现象的确定性规律来解决水文问题。 通过观测资料和实验资料研究，建立水文现象与其影
响因素之间的定量关系。在水文现象基本分析和水文 预报中应用广泛。
水文学教材pdf
水文学教材pdf《水文学》一、水文学的基本概念1. 水文学定义：水文学是研究地表水循环及其对环境的影响，以及地表水资源的利用的学科。
2. 水文学内容：水文学涉及水资源清淤及有关工程、河流流量及其影响、水库积水、地下水流、降雨量及其分布、水土保持、水文监测、水质污染以及控制等内容。
3. 水文学的研究方法：水文学的研究基于地理和物理的原理，重点关注水的来源、形态变化及其分布，以及随水流变化的地质环境演变情况。
二、水文学在自然资源开发中的应用1. 供水：水文学可以帮助我们分析水文地质条件，以选择合适的供水地，并确定供水的质量和量。
2. 灌溉：水文学可以帮助我们确定施水时间和量、施水方式和阶段性及节水性等，以便提高作物产量及其质量。
3. 水利工程：水文学可以帮助我们提供有效的水利工程建设方案，为社会发展服务。
三、水文学的历史渊源1. 先秦时期：我国先秦时期就有关于天水流量的记载，如《诗经》《易经》《淮南子》等，开创了中国水文学。
2. 两汉时期：孙思邈的《治水论序》是两汉时期水文学的重要著作，从水体的整体性和流动性出发，理论上做出了比较科学的洪水治理构想。
3. 唐宋元明清时期：唐宋元明清时期出现了许多水利工程，也对水文学观点形成了重大影响，如张普水《芦沟集》，陆九渊《灌河集》等，直接开创了水文学发展的新篇章。
4. 近现代：近现代，著名水文学家牛顿及其派别和麦克斯韦等准确描述了水的循环过程，从数学上研究了其不稳定状态，为水文学发展奠定了坚实的基础。
四、水文学的发展趋势1. 将环境，技术和社会因素纳入水文学概念；2. 更为重视水资源可持续利用；3. 向空间和时间尺度上发展；4. 加强可操作信息数量获取；5. 加强生态学和水文学的结合；6. 开发具备多尺度模型；7. 水资源开发对社会经济的影响评价；8. 水资源开发的多目标优化；9. 水资源开发管理的智能化技术；10. 水文学产品开发与服务。
水文学科普
水文气象：研究降水、蒸发、蒸腾、地表径流、地下径流等水文过程与气象过程之间的相互作用关系。
水文循环：研究水在地球表层循环的过程，包括降水、蒸发、蒸腾、地表径流、地下径流等过程。
水文灾害：研究洪水、干旱、地质灾害等与水文环境有关的自然灾害，以及人类活动引发的水文灾害。
水资源：研究水的质量、数量、分布、利用与保护，以及水资源管理、水利工程建设和水环境保护等问题。
水文学是研究地球表层水文循环过程、水文地质过程、水文气象过程及其相互关系的一门学科。它是地球科学、环境科学、水利工程、气象学等多学科交水利工程建设和生态环境保护等具有重要意义。
水文学的研究内容主要包括：
水文地质：研究地下水的形成、分布、流动及其与地质环境的相互关系，包括岩石渗透性、水文地质特征、地下水动力学等。
水文学概论
水文学概论
水文学是指研究水的科学，主要包括水的形状，水的运动，水体含水量和水体成分等。
它是研究大气和地表之间水循环以及其他环境问题的一门学科，许多水文学研究都是以水库、湖泊、河流、河岸及流域等为主要研究对象。
水文学是基础性科学，涉及多学科，有
地质学、气象学、地理学、生物学、测量学等学科的元素，是一门多学科综合学科。
水文学涵盖广泛的科学领域，包括气象学、水文地质学（水文河流地质学）、流域水
文学、水土保持学、工程水文学、林业水文学、水文化学等。
水文学覆盖了水环境安全、
可持续发展、水资源开发利用、水资源规划管理、水资源污染治理、水利水电工程抗旱防
涝等一系列领域，广泛地应用于水利建设、水质改善等行业中。
水文学的核心任务是探讨和利用水资源，在水资源调查预测和开发利用方面有着广泛
的应用。
它研究和分析的基本水资源数据包括气象、水量、水位、水质和水文等各项指标，它通过促进水利设施的发展、完善水文地质预测和水质评估等，可以更安全可靠地管理水
资源和提高水资源开发与利用效率。
水文学是一门较新的学科，它在仅仅几个世纪之内就发展了起来。
它曾经给人类社会
充满希望，比如发展丰沛的水资源，改善水体、河岸等环境问题；如今，水文学也已经更
加关注与环境保护和恢复的问题，并着力解决水土流失、水污染等问题。
希望水文学会运
用真知灼见走向可持续发展的美好未来。
水文学重点
绪论水文学是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。
水文现象：水循环过程中，水的存在和运动的各种形态，统称为水文现象。
水文现象的主要特点：1）水循环永无止尽；2）水文现象在时间变化上既有周期性又有随机性；3）水文现象在地区分布上既存在相似性，又存在特殊性。
水文学的研究方法：成因分析法，以物理学原理为基础；数理统计法，以概率理论为基础；地理综合法，按照水文现象地带性规律和非地带性的地域差异，用各种水文等值线图表示水文特征的分布规律，或建立地区经验公式，以揭示地区水文特征。
（P5）水循环：指地球上各种形态的水体，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、入渗及径流等各环节，不断的发生相态转变、能量交换的周而复始的运动过程。
水循环机理：1）服从于质量守恒定律，整个循环过程保持着连续性，无头无尾，是物质与能量的传输、储存、转化过程且存在于每一环节；2）太阳辐射和重力作用，是水循环的基本动力。
水的三态转化为水循环提供了前提条件；环境因素（地理纬度、海陆因素、地貌形态等）在一定程度上影响着水循环的路径、规模和强度；3）水循环涉及到整个水圈，并深入大气圈、岩石圈和生物圈；4）全球水循环是闭合系统，但局部水循环是开放系统；5）地球上的水在交替循环过程中，总是溶解并携带某些物质一起运动。
水循环的基本类型（按不同途径与规模）：大循环：发生于全球海洋与陆地之间的水分交换过程；特点是在循环过程中，水分通过蒸发与降水两大基本环节，在空中与海洋，空中与陆地之间进行垂向交换，与此同时，又以水汽输送和径流的形式进行横向交换。
小循环：发生于海洋或陆地与大气之间的水分交换过程。
又称内部循环，前者为海洋小循环，后者为陆地小循环。
海洋小循环包括海面的蒸发与降水；陆地小循环可分为大陆外流区小循环（存在于海洋之间的横向水分交换）和内流区小循环。
（P43）水体的更替周期：指水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需的时间。
水文学
水文学是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水文现象的特点：1.地区性。
地区的差异性，地区的相似性2.具有周期性3不重复性（随机性）表现在时间与数量上三大洋年均水温的分布特点：北半球高于南半球，在南北纬0~30之间以印度洋水温最高，在南北纬50-60之间大西洋水温相差悬殊。
原因：热赤道北移，南半球的热带水一部分流入北半球，北半球暖流势力强大，一直影响到高纬受大陆和海底地貌影响，北半球的冷水不能南流；印度洋热带海区三面受亚，非，澳大利亚大陆包围，并受暖流影响，水温较高世界大洋表面水温分布的总趋势：从低纬向高纬递减；在南北回归线之间的热带海区水温最高，大洋东西两侧水温有明显差异；在寒暖流交汇处等温线密集，水文水平梯度很大；夏季大洋表面水温高于冬季，而水温的水平梯度冬季大于夏季。
主要是由太阳辐射和洋流性质决定的海水的盐度：单位质量海水中所含溶解物质的质量。
水循环基本过程：指地球上各种形态的水在太阳辐射，地心引力等作用下，通过蒸发，水汽输送，凝结降水，下渗以及径流等环节，不断的发生相态转化和周而复始的过程水循环成因：1内因，水在常温条件下的三态变化 2 外因，太阳辐射，地心引力。
水循环的作用与效应：1.联系四大圈层，积极参与岩石圈中的化学元素的迁移过程，参与生物循环。
2.与全球气候，是大气能量的主要要传输储存和转化者；重新分配太阳辐射能，使不同纬度热量收支不平衡矛盾缓解；影响到天气过程3.与地貌特征及地壳运动，沧海桑田；生物效应，促进生态平衡 4.使淡水资源得以更新。
水量平衡：在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间差额等于该时段区域或水体内蓄水的变化量，在水循环过程中从总体上说收支平衡。
径流：流域的降水，有地面与地下汇入河网，流出流域出口断面的水流.流量：指单位时间内通过某一断面的水量。
径流总量：指T时段内通过某一断面的总水量。
水文学
名词概念1透明度：是表示各种水体能见程度的一个量度。
也是各种水体浑浊程度的一种标志。
P182水环境容量：是一定水体在规定水质目标下所能容纳污染物的量。
P2863流量：指单位时间内流经某一过水断面的水量。
P1114水循环：地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断发生的相态转换和周而复始运动的过程。
P41 5给水性：指饱水岩土在重力作用下能自由排出水的性能。
P2277径流深度：指径流总量平铺在整个流域面积上所求得的水层深度，以毫米为单位。
P82 8径流模数：是流域出口断面流量与流域面积的比值。
P829湖泊荡漾：湖泊整体或局部水域，由于风力、气压突变、地震等影响，发生周期性的摆动称荡漾。
P153思考题1水资源的特性 P30-31①水资源的循环再生性与其有限性②时空分布的不均匀性③使用的广泛性与不可替代性④利与害的两重性2简述水循环的机理P41-42第一，水循环服从于质量守恒定律；第二，太阳辐射与重力作用，是水循环的基本动力；第三，水循环广及整个水圈，并深入大气圈、岩石圈及生物圈；第四，全球水循环是闭合系统，但局部水循环却是开发系统；第五，地球上的水分在交替循环过程中，总是溶解并携带着某些物质一起运动。
3简述湖泊演化的基本规律 P162湖泊由深变浅，由大变小，湖岸由凹凸变为平坦，这就会使深水植物逐渐演化为浅水植物，沿岸的植物逐渐向湖心发展。
由于泥沙不断填充，水中生物的死亡和堆积，最后湖泊会转变为沼泽。
干燥地区盐分积累，淡水湖变咸水湖，之后水分减少变干，成为盐沼，至此湖泊完全消失。
4简述超渗产流方式与饱和产流方式的区别 P84①渗地面径流降雨强度大于上层土壤下渗率，饱和地面径流降雨强度大于下层土壤下渗率。
②超渗产流：地下水位比较深，降水不能直接达到地下水位；饱和产流：地下水位较浅，且多种径流可同时存在。
B超渗产流：主要决定于降水强度，而与降水量大小关系不大；饱和产流：与降水量大小有关，而与降水强度无关。
水文学名词解释
水文学名词解释
水文学是一门研究多种有关水的地理学、物理学、化学、生物学以及不同水域之间的相关知识科学。
它有利于认识水文系统，预测水文现象，制定水资源开发规划，管理水资源，以及防止水资源灾害和环境污染等。
首先，水文学就是研究水的科学。
它旨在收集、分析和预测水的特征，以理解水的形成原理和分布规律，及其对环境的影响。
它也涉及水的质量、量及其变化情况，以及水的各种携带物的营养物质的表观状态和运输变化的机理。
其次，水文学是 watershed hydrology 的分支。
它主要研究河流水文过程，包括水文过程及其影响因素，以及河流水文演变和管理等研究。
特别地，它着重研究河流水深、水位、水流速等特征，水量、地貌、土壤特性及气候条件等影响水文现象的因素。
此外，水文学还涉及水资源系统的划分和区域水资源的管理，以及水资源开发和保护。
它着重研究各种不同水域之间的关系，包括河流、湖泊、咸淡水湖及人工水体等，同时关注水文景观的形成和演变，以及水资源开发与管理过程中面临的问题。
凡此种种，可以看出水文学是一项重要的科学知识，具有重要的现实意义。
它不仅关系到水资源和水环境的安全可持续发展，还重要的贯穿和枢纽人类赖以生存的每一个角落，因此它的发展有着至关重要的意义。
1.1.1水文学概论
contents
0
水存在的形式
1
0 2
水文学的定义
0 3
水文学的研究内容0 4源自水文学的分类0 5
水文现象的研究方法
水存在的形式
水存在的形式
水文学的定义
水文学定义
研究自然界各种水体的存在、运动、循环和分布、物理和化学特 性以及水体对环境的影响和作用，包括对生物特别是对人类的影响， 广义上讲就是一门研究自然界各种水体的运动、变化和分布规律的科 学。
水文学研究内容
水文学研究内容
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
探讨水的自然和社会属性
揭示水与生态环境的相 互关系，污染物在水中 的变化规律
研制在防灾减灾、水资 源利用，水环境保护及 工程建设中必须的水文 水利计算技术
水文学的分类
水文学分类
河流水文学 海洋水文学
研究对象
数理统计法 2
研究水文现象特征的统计规律
地下水文学 冰川水文学
水文测验学 数值水文学 实验水文学 随机水文学
研究方法
流域水文学 平原水文学 研究区域
干旱区水文学 岩溶水文学
工程水文学 森林水文学
农业水文学 城市水文学 服务范畴
水文学研究方法
水文现象研究方法
揭示水文现象运动变化 的机理、规律
1 成因分析法
3 揭示水文特征值的地区规律
地区分析法
水文学完整版
水文学一、名词解释1、水文学：是研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与人类社会之间相互联系的科学。
2、水文现象：在水循环过程中，水存在与运动的各种形态。
3、水资源：在一定时期内，能被人类直接或间接开发利用的动态淡水资源。
4、水循环：地球上各种形态的水，在太阳辐射、地球引力的作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗及径流等环节，不断发生相态转变和周而复始的运动过程。
5、水量平衡：任意选择的区域（或水体），在任意时间段内，其收入的水量与支出的水量之间的差额必将等于该时段区域内蓄水的变化量。
6、可能最大降水量：现代地理环境和气候条件下，特定区域特定时间内，可能发生的最大降水量。
7、下渗：水从地表入渗土壤及地下的运动过程。
8、径流：流域的的降水，由地面与地下汇入河网，流出流域出口断面的水流。
9、蒸发：液态水转化为气态水，逸入大气的过程10、河岸容蓄：当河道内水位上升速度大于两岸地下水位上升速度时，河水与地下水产生水力联系，使得一部分河水补给地下水，增加两岸地下蓄水量。
11、河网容蓄：涨洪阶段，出口断面以上坡地汇入河网的总水量必将大于出口断面的水量，因为河网具有一定的滞蓄作用。
12、河网调蓄作用：河网在径流形成过程中，起到降低洪峰流量，缓解洪水过程的作用。
13、流域：把地面水与地下水汇入河流并补给河流的区域，即地面集水区与地下集水区的统称。
14、中泓线：河道中各断面最大流速点的连线。
15、深泓线：河道中各断面最大水深点的连线。
16、水位：水体的自由水面高出某一基面的高程。
17、流速：水体水质点在单位时间内运动的距离。
18、流量：单位时间内，流经某一水体断面的水量。
19、年径流量：一年内通过河流某断面的水量。
20、湖泊：是陆地上低洼积水地区形成的，水域比较宽广，换流缓慢的水体。
21、潮汐：在天体引潮力作用下，海水形成周期性垂直运动。
22、潮流：在天体引潮力作用下，海水形成周期性水平运动。
23、洋流：指海洋中具有相对稳定流速和流向的海水，由一个海区水平或垂直地向另一个海区巨大规模的非周期性运动。
水文学
水文学复习资料整理绪论＆第一章地球上水的性质与分布1·水文学：是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。
2·地理水文：研究侧重于弄清地球上水体运动变化的自然规律、总体演化趋势；注意开展与其它自然地理因素之间相互影响的综合研究；区域因素决定了各水体的区域差异性。
地理水文研究具有宏观性、综合性及区域性三大特点。
3·水文学的发展阶段及其特征（一）萌芽时期（1400年以前）——定性描述阶段特点：开始了原始观测，水文现象的定性描述及经验积累（二）奠基时期（1400～1900年）——水文科学体系形成阶段特点：水文现象由概念性描述进入定量的表达，水文理论逐渐形成（三）应用水文学的兴起阶段（1900～1950年）特点：水文观测理论体系进一步成熟，应用水文学兴起。
（四）现代水文学时期（1950年后）特点：引进遥感、电算等新技术、新方法，重点开展水资源及人类活动水文效应的研究，分支学科不断派生，研究方法趋向综合。
4·水文现象的特点：（1）时间变化上的周期性和随机性；（2）地区分布上的相似性和特殊性。
5·随着水温的升降，水分子的变化一随着水温的升高，水分子聚合体不断减少，而单水分子不断增多，当水温高于100摄氏度呈气态时，水主要由单水分子组成二随着水温的降低，水分子聚合体不断增多，而单水分子不断减少，当水温到达0摄氏度结冰时，单水分子为零，而强力缔合结构的三水分子增多，因三水分子结构特性，使液态水变成固态冰时，体积膨胀10%若冰变成液态水时，体积减小10%。
三水温在3.98，摄氏度时，结合紧密的二水分子最多，所以此时水的密度最大，比重为1。
6·液态水“闪动簇团“理论的优点能更好地概括液态水的特异结构性能7·海水的热量收支受何因素的影响8·海水温度分布的特点1）三大洋海水温度的水平分布三大洋表面年平均水温约为17.4℃，其中太平洋最高，达19.1℃；印度洋17.0℃；大西洋16.9℃。
水文学(1-3)
水
主讲：
文
王 晓
学
云
第1章
内 重 难
绪 论
容： 1.1 水文现象及水文循环 1.2 水文学的研究领域及发展 1.3 水文学与给水排水工程的关系 1.4 水文现象的特性 1.5 水文现象的研究方法 点： 水文现象表现的运动形式； 水文循环的定义和分类； 水文现象的研究方法 点： 水文现象的特性
1.74% 0.76%
永冻土底冰 湖泊淡水 土壤水
2.53%
0.03%
海洋水 湖泊咸水和地下咸水 淡水 冰川 地下淡水 其他淡水
大气水 沼泽水 河水 生物水
Natural Renewable Water Resource (km3)
10,000
2,000
4,000
6,000
8,000
0
Brazil Russia USA Canada Indonesia China Colombia Peru India Congo
1) 萌芽时期(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) 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 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。
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-第一章 地球上水的性质与分布
2011级地理科学
第一章 地球上水的性质与分布
一、天然水的化学性质
– 1.地下水温度变化规律 – 2.地下水温度分类
状态 非常冷水 极冷水 冷水
温度
＜0℃
0℃—4℃
4℃— 20℃
温水
20℃— 37℃
热水
37℃— 42℃
极热水
42℃— 100℃
沸水 ＞100℃
– 3.地下热水分类
相 类型 热水名称 水温（℃）
低温热水
液相 热水 中温热水
高温热水 低温过热水
液气相 过热水
••• 影水日•响温变最水年深低温变度：年的一4变地般时的理可—因分达6时素布10有规—：律20太：米阳，辐最射高、可洋过流60性—质70、米季。风和海陆位置。 • 从赤道和热带海区向中纬海区增大，然后向高纬海区减小； • 在同一热量带，大洋西侧较东侧变幅大，靠近海岸地区更大； • 南北两半球相比，北半球各纬度带的年较差大于南半球； • 水温年变深度，一般可达100—150米，最大深度可达500米左右。
2011级地理科学
第一章 地球上水的性质与分布
一、水的形态及其转化
• （一）水分子的结构
– 1、单水分子结构
• 单水分子结构图 • 氧原子附近形成负极，氢原子附近形成正极；水分子具有
极性。
– 2、水分子聚合体
• 由于水分子具有极性，故有聚合体。 • 双水分子聚合体 • 三水分子聚合体
2011级地理科学
第一章 地球上水的性质与分布
五、水色与透明度
• （二）透明度
– 1.透明度：表示各种水体能见程度的一个量度。 – 2.测量方法：透明度板（白色圆盘直径为30cm米），
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。
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1、降水的概念是什么？降水的形式有雨，雾，雹，等，大气中水汽凝结后以液态水或固态水的形式降落到地面的现象都属降水2、所谓水文现象是指哪些类型的现象？降水，蒸发，渗流和径流3、如何区分水分大循环，小循环？由海洋蒸发的水汽，被气流输送到大陆形成降水降到大陆，其中一部分以径流的形式流归海洋，另一部分通过蒸发重新返回大气，这种海陆空间的水分交换过程称为大循环；海洋上蒸发的水汽在海洋上空凝结后以降水的形式又落在海洋里，或者陆地上的水在没有流归海洋之前，通过蒸发凝结又降落到陆地上，这种局部的水文循环称为小循环4、如何确定河流的干，支流？将汇集的水流注入海洋或内陆湖泊的河流叫做干流。
直接汇入干流或支流的河流叫做支流5、河流的弯曲系数是怎样定义的？弯曲系数表示河流平面形状的弯曲程度，是河道全长与河源到河口间直线距离之比6、什么叫溪线？河槽中沿流向各最大水深点的连线，叫做溪线7、河流是如何区分河源，上游，中游，下游和河口？河流开始具有地面水流的地方称为河源。
上游是直接连接着河流而奔流于深山峡谷中的一段河流。
中游是上游以下的一段河流，其纵比降逐渐缓和，河床冲淤接近平衡状态。
下游是河流的最下一段，位于冲积平原之上。
河口是河流的终点，是河流注入海洋，湖泊或其他河流的地方8、什么叫分水线，如何在地形图上绘制出分水线？当地形向两侧倾斜，使雨水分别汇集到两条不同的河流中去，这一地形上的脊线分水的作用，是相邻两流域的界线，称为分水线或分水岭。
每个流域的分水线就是流域四周地面最高点的连线9、怎样在地形图上圈出流域？汇集地面水和地下水的区域称流域，即分水线所包围的区域10、明确下列径流特征值：径流总量w，径流模数m，径流深度r，径流系数a？在一定时段内通过河流过水断面的总水量；单位流域面积上平均产生的流量；将计算时段内的径流总量，均匀分布于测站以上的整个流域面积上，此时得到的平均水层深度；同一时段内流域上得径流深度与降水量之比值就是径流系数11、说明径流系数的多年平均值y/x是一个稳定数字的原因（从流域水量平衡着手）？对于多年平均情况而言，流域的蓄水量之差近似等于零，即降落在流域内的降水几乎完全消耗在蒸发和径流两方面。
又径流系数与蒸发系数的和等于一，两者均趋于稳定12、有哪些影响径流的主要因素？流域的自然地理特征影响（气象条件；流域的地理位置；流域的地形特性；流域形状和面积；流域的植被；流域内的土壤及地质构造；湖泊和沼泽）；人类活动的影响13、利用断面特性法延长水位--流量曲线的步骤？根据实测的流量和大断面资料，作h---q，q---w(r)0.5，h---w(r)0.5将h---w(r)0.5绘至高水位区将q---w(r)0.5在高水位去作直线延长（虚线部分）如欲求50.00m水位时的流量，可从h---w(r)0.5曲线上求得a点，由a点引一水平线交q---w(r)0.5的延长线于b点，由b点作一垂线与h=50.00m处引出的水平线相交于c点，根据c点即可延长h---q曲线（虚线部分），c点的水位为50.00m，流量为1250014、什么是必然事件？在一定的条件组合下，每一次实验中必然会发生的事情15、什么是不可能事件？在一定的条件组合下，在任何一次试验中都不会发生的事情16、什么是随机事件？在一定的条件组合下，一次随机试验中可能发生也可能不发生的事件。
17、什么是随机变量？就是在随机实验中测量到的数量。
18、分别说明总体、样本、样本容量的概念？随机变量所能取值的全体称为总体，即就是成因相同、相互独立的同一水文变量的集合；从总体中随机抽取的一组观测值，这组观测值就是这个总体的一个样本，样本中所含随机变量的项数称为样本容量。
19、数理统计法对水文资料有哪些要求？可靠性、一致性、代表性、随机性和独立性20、区分概率和频率概念的不同频率是指在具体重复的试验中，某随机事件A出现的次数与实验总次数的比值概率是指随机事件在客观上出现的可能性，即该事件的发生率。
频率是经验值，概率是理论值，当实验次数很多时，可以通过实测样本的频率分析来推论事件总体概率特性。
21、随机变量的概率分布？随机变量的取值总是伴随着相应的概率，而概率的大小随着随机变量的取值而变化，这种随机变量与其概率一一对应的关系，称为随机变量的概率分布。
22、累计频率的概念是指等于或大于（或等于及小于）某水文要素出现可能性的量度23、重现期的概念所谓重现期是指等于或大于（或等于及小于）一定量级的水文要素值出现一次的平均间隔年数，以该量级频率的倒数计。
24、设计频率大于50％时如何计算重现期?当研究苦水流量、枯水位时，为了保证灌溉、发电、给水等用水需要，设计频率p常采用大于50％的值，则T=1/(1-p)25、重现期与物理学中的周期有何区别？水文现象一般并无固定的周期性，所谓百年一遇的洪水是指大于或等于这样的洪水在长时期内的平均100年发生一次，而不能理解为恰好每个100年遇上一次，对于具体的100年来说，超过或等于这样的洪水可能有几次，也可能一次也不出现。
26、所谓百年一遇的某水文现象的意义是什么，是否说明该现象恰好每百年遇上一次，为什么？所谓百年一遇的水文现象是指大于或等于这样的水文现象在长时期内的平均100年发生一次，而不能理解为恰好每个100年遇上一次，对于具体的100年来说，超过或等于这样的水文现象可能有几次，也可能一次也不出现。
27、如何计算随机变量的均值、均方差、变差系数（总体，样本）？28、在实际工作中如何确定偏态系数？29、如何计算经验频率？30、如何绘制经验频率曲线31.如何绘制理论频率曲线（公式、过程）公式（）过程1.由实际的资料，统计并计算x、Cv2.确定Cv3.由Cs查附录3，得不同P的离均系数值4.由Cv+1=Kp，求Kp5.由Xp=KpX，求不同P的Xp，在海森概率格纸上。
以P为横坐标，Xp为纵坐标，点绘理论点距（P，Xp），根据理论点距分布趋势，目测并绘制一条光滑曲线，即为皮尔逊！！！型理论概率曲线。
32.均值概率对概率曲线形状，位置的影响是怎么样的？随着均值的增大，整个概率密度曲线成比例的向右移动，曲线的形状发生了变化。
33.均值对理论频率曲线形状、位置有什么影响？理论频率曲线的纵坐标和均值成正比，均值不同的理论概率曲线之间无交点。
34.变差系数对理论概率曲线形状、位置有什么影响？随着变差系数Cv的增大，概率密度曲线的形状变的矮而宽，即离散度大。
35.变差系数对概率密度曲线形状、位置的影响是什么样的？随着变差系数Cv的增大，整个理论频率曲线变陡，其特点是不同Cv的曲线在Kp=1的位置（均值处）有一个交点。
36.偏态系数对概率密度曲线形状、位置的影响是什么样的？随着偏态系数Cs的赠大，众值左侧曲线变陡，众值右侧曲线急剧下跌，曲线的形状变得高而窄。
37.偏态系数对理论概率曲线形状、位置有什么影响？随着Cs的增大，理论频率忑的上段变陡，中段曲率变大，下段曲线变缓，其特点是不同Cs 的曲线有两个交点。
38.概率密度曲线出现所谓正偏分布，负偏分布的原因是什么?系列在均值两旁分布不均匀。
大于均值出现的属于正偏，反之属于负偏。
39.概率密度曲线的对称分布、正偏分布、负偏分布与那个统计参数有关，对应的数量大小，正负关系如何？与偏态系数Cs有关，Cs》0则为正偏，Cs《0为负偏。
40.呈对称分布，正偏分布、负偏分布的概率曲线是什么形状的?41什么是抽样误差？由抽样所引起的误差称抽样误差。
（水文现象是个无限总体，我们所观测到的只是个有限的样本，根据样本资料计算的参数对总体而言总会有一定的误差。
42.抽样误差是否可以随着科技技术水平的提高而消除，为什么？不可以。
理解着写吧。
43.抽样误差分布规律？近似于正态分布。
44.相关分析的概念？研究分析两个或两个以上随机变量之间的关系称为相关分析。
45.完全相关、零相关和统计相关的概念。
当自变量x变化时，因变量y有一个确定的值和它对应，两者的关系可以写成y=f(x),这两个变量之间的关系就是完全相关。
两种现象之间没有关系或相互独立，称为零相关。
如果吧对应点据绘在坐标中，便可看出这些电子虽有些散乱，但其点群的分布有某种趋势，这种关系称为统计相关。
46、相关分析适应满足那些条件？长短系列分别用什么表示（变量为X,Y）？（1）首先应分析论证两种变量间在成因上确实存在着联系这是相关分析的必要条件。
例如相邻流域上，下游测站的径流相关；本站的降雨和径流相关等。
（2）同期观测资料不能太少，n至少在10项以上，否则会影响成果的可靠性。
（3）水文计算中一般认为相关系数，且回归线误差不大于均值的10%~15%，相关分析成果才认为可以应用。
短系列Y长系列X。
47、年经流计算包括哪些主要内容？工程上有何用途？（1）资料审查（2）频率计算（3）成果合理性分析。
可以据以预估取水构筑物在运用期间可能遇到的径流形式而作为规划设计的依据。
48、径流资料的一致性指的是什么？组成系列的每年资料具有同一的成因条件。
49，径流资料的代表性是指什么？现有几年资料组成的特定样本系列和总体的接近程度它取决于抽样误差的大小50，表示经流年内分配方式有哪几种？各表示什么内容？如何用曲线表示？（1）流量过程线是指一年内径流随时间的变化过程（2）流量历时曲线是指将年内逐日平均流量按递减次序排列而成。
51，缺乏实测资料时有哪些推算设计年经流量的方法？参数等值绘图法，水位比拟法1如何利用等流时线原理进行小流域暴雨洪水计算？答：解题步骤：①将净雨历时t分为n等份，流域历时τ分为m(n-m=1)，则出口断面地面径流过程如表所示。
净雨过程流域出口断面径流出现的时序流量过程线的横坐标t流量过程线的纵坐标Q产生径流的流域部位及其流量值F1 f2 f3第一时段始0 0 0R1 第一时段末t Q1 K*R1*f1/t 0R2 第二时段末2t Q2 R2 K*R1*f2/t 0R3 三末3t Q3 R3 R2 K*R1*f3/t R4 四末4t Q4 R4 R3 R20 五末5t Q5 0 R4 R3六末6t Q6 0 R4七末7t Q7 0R为净雨深度（mm），f是流域面积（㎞²），K单位换算系数，时间以小时计，K=0.278，以分钟计，K=16.7。
②洪峰流量出现于第三时段末（将第三时段末所在的横向表格中的数据相加就是洪峰流量）。
③依表画图。
2什么是流域汇流时间，净雨历时，洪水历时，三者关系是什么？答：流域汇流时间：降落在地面上的净雨流到出口断面所需的时间。
净雨历时：从降雨开始至降雨结束的时间。
洪水历时：三者关系：洪水历时=净雨历时+流域汇流时间。
3暴雨损失包含哪些内容，主要是指哪种损失？答：指降雨过程中的植物截留蒸发填洼下渗，主要为下渗损失。