清华大学《高等水文学》壤中流_56503930

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高等水文学

3)确定参数的优选方法；
4)绘制计算框图；
5)编制模型运算的计算机程序，
6)用多个流域的实测水文、气象资料对模型进行检验，并对模型的总体结构和各分量微结构进行调整，以便最后制成一个机制上合理、精度高且运算简便的实用模型。
由此可见；研制流域水文模型的过程就是对流域径流形成机制的认识逐步深化的过程，也是对用数学方法模拟径流形成的反复实践的过程。
四、模型率定和参数优选
3.目标最优拟合法的最优化技术
虽然为达到目标最佳拟合的最优化技术是很多的，重要的是，在选用某种技术时，必须使该种技术能与模型的结构相适应。
1.常用的几种最优化技术模拟径流形成过程的概念性模型，具有比较明确的物理概念，但模型
中参数多，其中有很多是需要通过优选才能确定的参数。优选参数时首先要选定一种目标函数，当目标函数选定以后，常用的优选方法有试凑法、自动化优选法以及人与计算机联合优选三种。
3.模拟模型
(1)确定性模型
3)概念性模型概念性模型是以水文现象的物理概念作基础进行模拟的，它所模拟的不完全是真的物理实体，而是对物理现象进行概化。
例如，概念性模型常把流域的含气层(又称包气带)慨化成两层，以便有效地模拟径流的形成。上层代表疏松的表土层，下层代表较坚实的土层。
但这两层的实际情况如何?能不能在地面以下潜水面以上把它们明确地划分出?难以确定。
dQ
=1−
Se2 σQ2
∑(Q − Qˆ )2
Se =
n
∑(Q − Q)2
σQ =
n
式中：Se为预报误差的均方差；σQ为预报要素的均方差；Q为实测值的均值
确定性系数dQ实质上就是回归分析中的相关指数，它的开方就是线性或非线性相关的相关系数。由式中可以看出，当模型没有误差时，dQ＝1；当模

清华大学《高等水文学》地貌瞬时单位线理论_41702857

河流级别
Ni
Li（km） Ai(km2)
RB
1
16
4.8
16.03
2
4
13.4 89.03
4
3
1
7
402
RL 1.58
RA 4.83
5. 实例计算
若忽略不计坡面汇流时间，且采用式（27）作为各级河流状态的持留时间的概率密度函数，则3级流域的地貌瞬时单位线公式为：
u(t=)
π
r1
[
k1k2 (k2 (k2 − k1
另一方面，在流域汇流阶段，其水量平衡为：
dW (t) = −Q(t) + I (t) dt
（4）
特别地，对于仅在0时刻有净雨量瞬时注入流域时，
dW (t) = −Q(t),t > 0 dt
将式（3）代入式（5），可得：
（5）
−I0
dFB (t) dt
= −Q(t ), t
>
0
Q(t) = I0 fB (t)
π r2
= RB − RB3 + 2RB2 − 2RB
RA
RA (2RB −1)
= 0.289
π r3
=1 −
RB RA
−
RB3 − 3RB2 + 2RB RA2 (2RB −1)
=0.025
= k1 1= .56, k2 0.5= 59, k3 1.07
将以上各参数代入u(t)，得
u(t) =0.525e−1.56t +1.322e−1.559t + 0.979e−1.07t
= Ki
LΩ∆= τi , i vΩ∆τ Ω
1, 2,, Ω
（29）

高等水文学-2

8-3
′ Wmm =
8-3
•流域初始平均蓄水量W。相应的纵坐标A为：
• 流域蓄水量W0
f ⎞ ⎛ ′ W 0 = ∫ ⎜ 1 − ⎟d W m F⎠ 0 ⎝
A
⎛ ′ Wm = ∫ ⎜1 − ⎜ ′ W mm 0 ⎝
A
⎞ ⎟ dWm ′ ⎟ ⎠
B
8-4
• 积分后，得与W0相应的纵坐标A
⎡ ⎛ W ⎞1 (1+B ) ⎤ ′ ⎥ A = Wmm ⎢1 − ⎜1 − 0 ⎟ ⎜ W ⎟ ⎢ ⎝ ⎥ m ⎠ ⎣ ⎦
当第一土壤含水层(上层)未达饱和、下一层水箱有自由水时，由于毛管作用，水分上升，补充到上层中来。输送速率T1假定与第一土壤含水层储量Xp成线性函数，则：
T1 = b0 + b(1 −
Xp Cp
)
式中，b0、b为常数, CP为上层含水量层的饱和容量。例如有的流域取CP≈50(mm)，b0＝b ＝ 3(mm／d) 。
Y = ∑ q = h1C1 + h2C2 + h3C3 + h4C4
式中，hi是△t时间内第i层水箱的水源离边孔的水头，即hl＝Hl-Zl，h2＝Hl-Z2，h3＝H2-Z3， h4＝H3-Z4。式中，各层水箱的下渗量为： •S1=HlKl，即第二层水箱的流入量； •S2=H2K2，即第三层水箱的流入量； •S3=H3K3，即深层地下水的损失量。
(二)水箱模型的径流量与下渗量计算
(二)水箱模型的径流量与下渗量计算
(三)水箱模型的特点和参数调试问题
(三)水箱模型的特点和参数调试问题
(三)水箱模型的特点和参数调试问题
请提出宝贵意见！谢谢！
武汉大学水利水电学院武汉大学水利水电学院宋星原宋星原高等水文学高等水文学高等水文学高等水文学第二部分流域水文过程的确定性模拟方法第八章流域水文概念性模型与方法第一节第一节新安江流域水文模型新安江流域水文模型根据水文循环概念采用概化和推理的方法对流域水文现象进行数学模拟以建立有水文逻辑关系的一系列数学方程组用以计算流域系统的径流输出这样的模型称为水文概念性模型

清华大学《高等水文学》L06-新安江模型_95380393

以此时段为基础，降雨P，蒸散发E，径流量R，满足如下水量平衡关系（超蓄产流方程）：
R = (P − E) − (W2 − W1)
(3)
大量资料表明，WWM～f/F有如下关系：
1 − f = (1 − WWM )B
F
WWMM
或 f =1 − (1 − WWM )B
F
WWMM
∫ = WM
1
= WWMd(f / F)
WM = WUM + WLM + WDM
W = WU + WL + WD
(12)
WUM,WLM,WDM----上层,下层,深层土壤蓄水容量
WU, WL, WD----上层,下层深, 层土壤蓄水量
当则WU > EM,
EU = EM
EL = 0
(13)
当则WU < EM,
EU = WU
EL = (EM-EU) WL WLM
二层模型：WU>EM EU=EM WU<=EM EU=WU EL=(EM-EU)WL/ WLM
二层模型在久旱之后，WL已很小，如仍不下雨，计算出的蒸发EL会很小，这与实际不符。因为由于植物根系的作用，深层的水分会通过植物腾发到大气。故宜采用三层模型。
16
三层模型：
模型中流域蓄水容量和WM流域蓄水量都是W上层下层和,深层之和即 , :
n+1 j +1
=
C1Q
n j
+
C2Q
n+1 j
+
C3Q
n j
+1
C1
=
kx + 0.5∆t k(1− x) + 0.5∆t

壤中流形成机制及其生态水文效应研究进展

DOI: 10.12357/cjea.20210277赵宇寒, 曹建生, 朱春雨, 阳辉. 壤中流形成机制及其生态水文效应研究进展[J]. 中国生态农业学报 (中英文), 2022, 30(1):38−46ZHAO Y H, CAO J S, ZHU C Y, YANG H. Research progress on the formation mechanism of subsurface flow and its eco-hydrolo-gical effects[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2022, 30(1): 38−46壤中流形成机制及其生态水文效应研究进展*赵宇寒1,2, 曹建生1**, 朱春雨1, 阳　辉1(1. 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/河北省土壤生态学重点实验室/中国科学院农业水资源重点实验室　石家庄　050022; 2. 中国科学院大学　北京　100049)摘　要: 水是人类生存和经济社会发展的重要基础资源, 在气候变化和人类活动的双重影响下, 陆地水循环发生了深刻变化。

壤中流是水循环的重要环节, 径流过程的重要组成部分, 河湖水的重要补给来源, 对流域径流形成、水源涵养、养分运移等过程产生重要影响, 是水文学和土壤学及生态水文学的研究热点、难点与重要科学问题。

文章分析发现1990—2020年中国壤中流的发文数量和被引频次均逐渐增多，研究方向主要集中在环境、工程、水资源以及农业等方面, 主题分布在紫色土、湿地、氮素等方面。

壤中流形成的主要影响因素包括土壤、地形、植被、降雨等。

壤中流的几种生态水文效应包括土壤养分运移效应、水土保持、径流调节、水文预报效应等。

最后文章提出了目前壤中流研究中的一些局限性, 并对未来的研究重点进行了展望，为重要生态系统修复与水源涵养功能提升提供参考。

关键词: 壤中流; 土壤; 降雨入渗; 生态水文效应中图分类号: S157.2开放科学码(资源服务)标识码(OSID):Research progress on the formation mechanism of subsurface flow and its eco-hydrological effects*ZHAO Yuhan 1,2, CAO Jiansheng 1**, ZHU Chunyu 1, YANG Hui1(1. Center for Agricultural Resources Research, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences / Hebei Key Laboratory of Soil Ecology / Key Laboratory of Agricultural Water Resources, Chinese Academy of Sciences, Shijiazhuang 050022, China;2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)Abstract: Water is an important basic resource for human survival and economic and social development. However, the water cycle has undergone profound changes under the dual influence of climate change and human activities. Subsurface flow, a key part of the runoff process and a major replenishment source for rivers and lakes, has a critical impact on runoff formation, water conservation,and nutrient transport. The understanding of subsurface flow processes is an important and popular topic in the fields of hydrology,soil science, and ecohydrology, however, it is a complex scientific problem that is difficult to disentangle. In this article, it was found that from 1990 to 2020, the number citation frequency of published articles related to subsurface flow in China have gradually in-creased. The researches mainly focused on the environment, engineering, water resources, and agriculture, focusing on topics such as purplish soil, wetlands, and nitrogen. In addition, we analyzed the main factors affecting subsurface flow formation, including soil, to-* 河北省重点研发计划项目(20324203D)、河北省创新能力提升计划项目(20536001D)和国家自然科学基金项目(4187072165)资助** 通信作者: 曹建生, 主要从事山地生态水文过程与降水资源调控机制研究。

水文学课后答案完整版

水文学课后答案HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】什么是岩石的孔隙性，自然界岩土的空隙有哪几种，各有什么特点，衡量指标是什么？构成地壳的岩石存在着数量不等，大小不一形状各异的空隙孔隙松散岩石有大小不等的颗粒组成的松散沉积物的孔隙率，受颗粒大小、分选程度、颗粒形状、胶结程度等影响。

n = Vn/V *100%裂隙存在于坚硬岩石的裂缝状孔隙坚硬岩石中裂隙的长度、宽度、数量、分布及连通性等各地差异很大，与孔隙相比具有明显的不均匀性。

nT =VT/V*100% nT =L*b/F *100%溶隙或溶穴可溶岩中的各种裂隙，在流水长期的溶蚀作用下形成的一种特殊空隙（指标公式）KK = VK/V *100%岩石中存在哪些形式的水各有什么各有什么特点（1）组成岩石矿物中的矿物结合水：沸石水结晶水和结构水（2）存在岩石空隙中的水：结合水、重力水、毛细水、固态水和气态水。

结合水松散岩石颗粒表面和坚硬岩石空隙壁面，因分子引力及静电作用力而具有表面能，能牢固地吸附水分子，在颗粒表面和空隙壁面形成的水膜，不能在自身重力的作用下自由运动（薄膜水、吸着水）重力水重力对他的影响大于固体表面对他的吸引力，因而能在自身中立下影响运动毛细水由表面张力产生的毛细现象气态水与大气中的水汽联系紧密，在一定的温度和压力条件下，与液态水相互转化。

固态水岩石温度低于0度，空隙中的液态水转化为固态水何为岩石的水理性质包括哪些内容各用什么衡量指标及相互间有何关系（1）容水性指岩石容纳一定水量的性能。

在数量上用容水度表示（2）持水性指岩石依靠水分子引力和毛细力，在重力作用下其岩石仍能保持一定水量的性能。

在数量上以持水度表示（3）给水性当地下水位下降时，其下降范围内饱水岩石及相应的支持毛细水带中的水在重力作用下，从原先赋存的空隙中释出。

在数量上用给水度表示（4）透水性岩石可透过水的性能。

清华大学《高等水文学》L09_Diagnostic_618204110

has become a common jargon…
纳什效率系数本质上是比较所研究的水文模型和简单的平均值模型的模拟效果
① An NSE value=1.0 indicates perfect model
performance ② An NSE value<0 indicates an altogether
Data Base
Context A
Analysis
Context B
Information A Information B
Prior Information Prior Knowledge
25
DATA INFORMATION DIAGNOSTICS
Information is obtained by viewing data in a certain context
Models that can ‘learn’ from their mistakes and ‘heal’
much as living organisms do !
The Model Building & Evaluation Process
CLOSENESS
Qualitative Evaluation of Form & Function Consistency
均值模型不能。
Summary
① Every modeling study should explain and justify the choice of benchmark.
② The appropriate benchmark model will necessarily be different for different types of case studies.

《工程水文学》习题册

《工程水文学》习题康艳巨娟丽编专业班级：学号：姓名：西北农林科技大学2011年9月前言为了学生能全面、系统和有重点地掌握工程水文学的基本概念、原理和计算方法，提高学生分析解决问题的能力，编者编写了本习题集。

本习题集中的习题主要来源于武汉大学水电学院编写的《工程水文学题库及题解》一书，同时还采用了河海大学水文水资源及环境工程学院的部分习题，本书第三章的习题引用了陕西省宝鸡水文局千阳水文站和益门镇水文站的实测资料，在此，一并向他们表示衷心地感谢！本课程作业的具体要求如下：习题作业前，应阅读习题中涉及的有关基本理论和方法；严肃、认真、仔细、按时完成作业，达到“分析正确，计算无误、图幅美观，字迹端正”，作业中的曲线图严格按照工程制图要求进行绘制，文字说明和计算数据书写应工整；鼓励学生使用计算机，应用Excel进行数据处理；要求统一用A4白纸书写作业；作业经教师批改，认真改正错误之处；作业要妥为保存，待课程学习结束后，作业装订成册，以留毕业参加实际工作参考使用；切忌随手乱涂乱划，以作为期末考查的依据。

编者2011年9月目录第一章绪论 (1)第二章流域径流形成过程 (2)第三章水文信息采集与处理 (8)第四章流域产流与汇流计算 (17)第五章水文预报 (31)第六章水文统计 (35)第七章设计年径流分析 (43)第八章由流量资料推求设计洪水 (51)第九章由暴雨资料推求设计洪水 (59)第一章绪论学习本章的意义：学习本章的目的，主要了解什么是工程水文学?它主要包括哪些内容?在国民经济建设，尤其在水利水电建设中有哪些重要作用?希望能结合某一工程实例进行学习。

本章内容主要有：水文学与工程水文学，水资源，水文变化基本规律与计算方法。

本章内容：水文学与工程水文学的基本概念、主要内容及作用，水文变化基本规律及基本研究方法。

一、填空题1.水文学是研究自然界各种水体的的变化规律，预测、预报的变化情势的一门水利学科。

2.工程水文学的内容，根据在工程规划设计、施工、管理中的作用，基本可分为两个方法：和。

水文学(黄锡荃) 第二章地球上的水循环

24
2.2 水量平衡
2.2.1 水量平衡概述 • 定义
o 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间差额必等于该时段区域（或水体）内蓄水的变化量，即水在循环过程中，从总体上说收支平衡。
I
S
I−Q=∆S
Q
质量守恒原理
25
2.2.1 水量平衡概述
水量平衡与水循环的关系：水量平衡是质平衡方程
区域水量平衡方程： P陆+R’地表 + R’地下 − R地表 − R地下− E− T =∆S
闭合外流流域平衡方程： P陆− R地表 − R地下− E− T =∆S
闭合内流流域平衡方程： P陆− E− T =∆S
34
作业
• 结合水循环示意图，分别写出鄱阳湖及鄱阳湖流域的水量平衡方程，并注明方程中各符号的含义。
桦树
9
43
2.3.2 影响蒸发的因素
供水条件
蒸发
土壤特性
动力学及热力学因素
44
供水条件
• 不充分供水 • 充分供水
o 水面蒸发 o 含水量达到田间持水量以上的土壤蒸发
o 蒸发能力，又称潜在蒸发量或最大可能蒸发量
45
动力学和热力学因素
• 动力学因素：影响蒸发面上的水汽分布梯度
o 水汽分子的垂向扩散 o 大气垂向对流运动 o 大气的水平运动和湍流扩散
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2.3 蒸发
• 蒸发是水由液体状态转变为气体状态的过程，亦是海洋与陆地上的水返回大气的惟一途径。
o 2.3.1 蒸发的物理机制 o 2.3.2 影响蒸发的因素 o 2.3.3 蒸发量的计算
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2.3.1 蒸发的物理机制
• 蒸散发（Evapotranspiration，简写为ET）包括蒸发（Evaporative，简写为E）和散发（蒸腾，Transportation，简写为T）。

基于运动波壤中流理论与无限边坡稳定分析理论的滑坡预测模型

(1.福州大学土木工程学院，福建福州350108; 2.台湾海洋大学河海工程学系，台湾基隆20224)
摘要:滑坡往往发生在强降雨时期的陡峭山坡区域，建立滑坡预测模型是山坡地防灾重要策略之一。结合山坡
运动波壤中流理论与无限边坡稳定分析理论,构建了降雨型浅层滑坡的预测模型。首先，根据运动波壤中流理论
对坡面进行产汇流计算得到出口断面径流过程线及土壤蓄水量随时间与空间变化过程;然后，研究坡面出口处
JIN Booming , LIN Peng , LEE Kwantun
(1.College ofCivil Eng., Fuzhou Univ., Fuzhou 350108, China; 2.Dept. ofRiver and Harbor Eng., Taiwan Ocean Univ., Keelung 20224, China) Abstract: Landslides often occur in steep mountain areas during heavy rainstorms. Establishing landslide prediction models is one of the essen tial strategies for disaster prevention in mountain areas. The kinematic subsurface-flow approximation and the infinite-slope instability analysis were used to develop a rainfall-induced shallow landslide prediction model. Firstly, the runoff hydrograph and the temporal variation of soil water storage were obtained by calculating the runoff yield and concentration of slope according to the theory of the kinematic subsurface-flow approx imation. Then the temporal variation characteristics of saturated water level was studied. Finally, based on the theory of the infinite-slope instabil ity analysis, and the analyzed slope stability the temporal variation of factor of safety was calculated. The Namasia District in Kaohsiung of Taiwan was chosen as a studied area to test the applicability of the model. It was found that the predicted location of landslide occurrence during Typhoon Morakot is consistent with those obtained from satellite images, and the values of the calibrated model parameters are consistent with physical meanings, which shows that the physically based model has good reliability. Moreover, the variation of the slope factor of safety was analyzed by applying double-peak design hyetographs with different rainfall peaks. The result showed that when the rainfall increases, the subsur-

清华大学任玉新---高等计算流体力学

主要内容任玉新1.Basics2.Methods for compressible flows1) The mathematical properties of Euler equations2) Shock wave and entropy conditions3) Riemann problem and the Godunov scheme4) Approximate Riemann solvers: HLL solver and Roe solver5) TVD scheme6) ENO/WENO scheme7) The compact scheme3.Methods for incompressible flows1) The staggered and the colocated grids2) The MAC method3) The SIMPLE method4) The projection method5) Other methods6) Solution of N-S equations on the nonstaggered gridReferences[1] E. F. Toro, Riemann solvers and numerical methods for fluid dynamics, Springer, 1997 (First edition)[2] J.D. Anderson, Computational fluid dynamics: basics with applications, Springer (清华大学出版社影印版)[3] Barth and Deconinck (eds.) High order method for computational physics, Lecture Notes in Computational Science and Engineering, 9. Springer, 1999[4] Ferziger and Peric, Computational method for fluid dynamics, Springer, 1996[5] T. J. Chung, Computational fluid dynamics, Cambridge University Press, 2002[6] J. W. Thomas, Numerical partial differential equations: conservation laws and elliptic equations. Texts in applied mathematics 33, Springer, 1999[7] 吴子牛，计算流体力学基本原理，科学出版社， 2002.[8] Sherrie L. Krist, Robert T. Biedron, Christopher L. Rumsey，CFL3D User＇s Manual, The NASA Langley Research Center,Hampton, VA[9] S. K. Lele, J. Comput. Phys. 103, 16 (1992)[10] S. Pirozzoli, J. Comput. Phys. 178 (2002)[11]Yu-Xin Ren, Miao＇er Liu, Hanxin Zhang, J. Comput. Phys. 192 (2003)3FTP: 166.111.37.201Usr:cfdPasswd:cfd2005Email：****************.cn高等计算流体力学讲义(1)第一章计算流体力学基本原理第1节流体力学基本方程一、非定常可压缩Navier－Stokes方程5不计品质力的情况下，在直角坐标系中，守恒型N －S 方程可以写为下列向量形式：()()()0v v v t x y z∂∂-∂-∂-+++=∂∂∂∂U F F G G H H ， (1) 其中u v w E ρρρρρ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭U 2()u u p uv uw E p u ρρρρρ⎛⎫ ⎪+ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭F 2()v vu v p vw E p v ρρρρρ⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪=+ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭G 2()w uw vw w p E p w ρρρρρ⎛⎫ ⎪ ⎪⎪= ⎪+ ⎪ ⎪+⎝⎭H ，0xx xyv xzxx xy xz T u v w kx ττττττ⎛⎫⎪ ⎪⎪=⎪ ⎪⎪∂+++ ⎪∂⎝⎭F 0xy yy v yzxy yy yz T u v w k y ττττττ⎛⎫⎪ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪∂+++ ⎪∂⎝⎭G ，0xz zyv zzxz zy zz T u v w k z ττττττ⎛⎫⎪ ⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪∂+++ ⎪∂⎝⎭H 。

水文学(考试重点)

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.研究对象：地球上的水.（1）水本身性质.（2）水与地理环境、人类的联系水文学的特点：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。

水文学：地球物理水文学、工程水文学、地理水文学地理水文研究的特点：宏观性：水体运动变化的自然规律、总体演化趋势综合性：与其它自然地理因素间的相互影响研究区域性：各水体的区域差异性水文现象的主要特点（水文现象：水循环过程中，水的存在和运动的各种形态。

）水循环永无止尽，水文现象在空间或时间上存在一定的因果关系。

水文现象在时间上既有周期性又有随机性。

水文现象在地区分布上既存在相似性，又存在特殊性。

水文效应:由于自然或认为因素，使地理环境发生改变，从而引起水循环要素、过程、水文情势发生变化，成为水文效应。

水资源的特性自然属性1,.可再生性2水循环过程具有无限性的特点，水资源具有可再生性。

但这种可更新的水量又是有限的。

3.时空分布的不均匀性4年内与年际变化大；地区分布不均衡社会属性1利用的广泛性和不可代替性2利与害的两重性世界水资源水资源是指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。

.最能反映水资源数量和特征的是年降水量和河流的年径流量。

区域水资源总量：为当地降水形成的地表水和地下水的总和=地表水资源量+地下水资源量—重复量水循环基本过程：水循环是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，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。

水循环机理：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放系统。

第五，地球上的水分在交替循环过程中，总是溶解并携带者某些物质一起运动。

清华大学《高等水文学》SWAT操作_866506093

SWAT数据制作
2. 天气发生器数据的制作 ① 数据内容介绍；
SWAT数据制作
2. 天气发生器数据的制作 ① 数据内容介绍；
TMPMX
PR_w1
TMPMN
PR_w2
TMPSTDMX PCPD
TMPSTDMN RAINHHMX
PCPMN
SOLARAV
PV
SWAT数据制作
2. 天气发生器数据的制作 ② 数据制作介绍；
SWAT数据制作
3. 降水数据数据的制作 ① 数据内容介绍； ② 数据制作介绍；
SWAT数据制作
3. 气温数据数据的制作 ① 数据内容介绍； ② 数据制作介绍；
SWAT操作内容
SWAT模型的运行； SWAT模型需要的数据解释； SWAT数据制作； SWAT代码编译。
SWAT操作
2012-11-21 胡宏昌
SWAT操作内容
SWAT模型的运行； SWAT模型需要的数据解释； SWAT数据制作； SWAT代码编译。
SWAT操作内容
SWAT模型的运行； SWAT模型需要的数据解释； SWAT数据制作； SWAT代码编译。
SWAT模型的运行
以SWAT提供的例子为基础，实现SWAT的操作；
空间地理数据： DEM、土地利用数据、土壤数据
属性数据：土壤属性库、土地利用属性库、天气发
生器气象数据：
日降水、气温、相对湿度、风速和辐射
SWAT操作内容
SWAT模型的运行； SWAT模型需要的数据解释； SWAT数据制作； SWAT代码编译。
SWAT数据制作
1. 土壤属性数据制作
变量名称 TITLE/TEXT SNAM NLAYERS HYDGRP SOL_ZMX ANION_EXCL SOL_CRK TEXTURE SOL_Z SOL_BD SOL_AWC SOL_K SOL_CBN CLAY SILT SAND ROCK SOL_ALB USLE_K SOL_EC

【国家自然科学基金】_超渗产流_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803

推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1Байду номын сангаас 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
2011年科研热词黄河降雨产流关系裂隙率表层岩溶带紫色土犁底层渗透系数水文地质探地雷达天津大孔隙壤中流垂向耦合模型土层厚度删格分布式水文模型优先流产流二维运动波下垫面 green-ampt dem 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
科研热词小流域高里流域降雨径流降雨侵蚀力超渗产流花岗岩珠海水量再分配水流新安江模型数字高程模型壤中流基岩裂隙出流南水北调分布式水文模型优先流 green-ampt模型 gis dem
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2014年科研热词分布式水文模型蓄满—超渗兼容模型灵活架构模型洪水模拟水资源水源水文水资源效应水文模拟改进模型情景分析径流大理河流域土地利用/覆被变化固定架构模型 casc2d模型推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

清华大学《高等水文学》SWAT水文过程_62101469

∆t
2
(24)
式中： qin,ave 时段内的平均入流速率：
qin,ave
=
qin,1
+ qin,2 2
(25)
传播时间通过将水流量除以水流速度求得：
= TT V= stored V = stored ,1 Vstored ,2
qout
qout ,1
qout ,2
(26)
式中：TT 为传播时间(s)，Vstored 为存储量 (m3 H2O)，qout 为出流速率 (m3/s).
qch
=
qc*h
⋅ Area 3.6
(18)
qc∗=h q0∗ ⋅ (100 * Area)−0.5
(19)
q0∗ 是单元产流面积流速（mm hr-1），Area 为子流域面积（km2），100 为单位转换
系数。建议单位产流面积流速为 6.35mm/hr，将方程(18)和(19)带入方程(17)，得
面的含水量，不包括萎蔫系数下土壤剖面的含水量，w1和 w2 为形状系数。Smax 是
把 CN1 带入方程
S
=
25.4 ⋅ 1000 CN
−10 计算求得。
3) CN 值计算
CN 值是反映土壤透水性、土地利用和土壤前期含水状况的综合参数。SCS
模型的 CN 值，与土壤的渗透性，土地利用与前期土壤湿度有关，
径流； surlag 是地表径流滞后系数， tconc 是子流域的汇流时间（hrs）。汇流时间 tconc 为降雨时间开始到整个子流域面积内汇流均到达出口，从子流
域最远的一点到出口的时间，包括坡面汇流时间( tov )和河道汇流时间( tch ):
tcon=c tov + tch

水文学经典教材

水文学经典教材
- 《江河之水文》：1940年由商务印书馆出版，是中国第一本地理水文学译著。

该书以江河为主题，阐释了水循环各要素和各种水体水文现象的物理机制、时空分布及其相互关系。

- 《水文学》：1951年12月出版，是中国作者自著并最早公开出版的水文学著作。

该书以水循环为纲，阐明了水循环各要素和各种水体水文现象的物理机制、时空分布及其相互关系。

- 《水文学》：作者为水利专家宋希尚，1952年由台湾商务印书馆发行。

该书是中文水文学领域的重要著作之一，涵盖了丰富的水文学资料和研究成果。

- 《水资源学》：作者为薛禹群院士，是一部系统阐述水资源学基础理论和应用的专著。

该书注重理论联系实际，反映了国内外水资源学研究的新进展。

- 《水文分析与计算》：作者为黄锡荃教授，是水文学科的一本经典教材。

该书系统地介绍了水文分析计算的基本原理和方法，注重理论与实践相结合，对于水文工作者具有重要的参考价值。

一种干旱内陆盆地地下水资源补给量的计算方法[发明专利]

专利名称：一种干旱内陆盆地地下水资源补给量的计算方法专利类型：发明专利
发明人：顾小凡,党学亚,常亮,张俊,杨炳超,李英,曾庆铭,余堃,犹香智,王倩,董佳秋
申请号：CN202210190670.9
申请日：20220228
公开号：CN114625999A
公开日：
20220614
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种干旱内陆盆地地下水资源补给量的计算方法，在预选地区设置多个勘探点，获取地区的地质结构组成与水文地质条件；构建地区地质结构模型；基于地区地质结构模型，平原区空间含水层渗透系数、含水层给水度对地区进行分区；借助于原位监测试验方式，采集监测点地表水径流量，基于径流量获取地下水的入渗补给量；借助于统计学方式，建立入渗补给量与径流量的函数曲线，获取入渗补给量的预测公式；基于入渗补给量的预测公式与水文地质条件，对地区的地下水的入渗补给量进行年度入渗量预测。

本方法解决了干旱内陆盆地地下水资源补给量计算不精确、计算难、地下水资源管理难、配置难的问题。

申请人：中国地质调查局西安地质调查中心(西北地质科技创新中心)
地址：710054 陕西省西安市碑林区友谊东路438号
国籍：CN
代理机构：北京易捷胜知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：齐胜杰
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降雨入渗作用下土壤含水量时空变化研究

降雨入渗作用下土壤含水量时空变化研究高岩;郭海豹;刘然;蔺新星【摘要】降雨通过土壤汇集雨水并储藏、滤渗可以补充地下水,减少径流污染,还可以减少洪涝隐患.通过实验和模拟计算的手段研究不同汇水入渗条件下的土壤含水量变化.在饱和—非饱和入渗理论基础上,建立土壤入渗方向上的一维非稳态降雨入渗模型并通过既有的恒流入渗土柱实验对所编写的计算程序进行验证.结果表明,理论模型较好地反映了降雨入渗的动态过程.【期刊名称】《北京建筑大学学报》【年(卷),期】2016(032)003【总页数】5页(P107-111)【关键词】雨水入渗;土壤含水量;土壤【作者】高岩;郭海豹;刘然;蔺新星【作者单位】[1]北京建筑大学环境与能源工程学院供热、供燃气、通风及空调工程北京市重点实验室,北京100044;[2]北京建筑大学环境与能源工程学院绿色建筑与节能技术北京市重点实验室,北京100044;[3]北京建筑大学环境与能源工程学院北京市建筑节能减排关键技术协同创新中心,北京100044【正文语种】中文【中图分类】S152.7人类社会进步发展的历程中，伴随着工农业以及城市化水平的不断提升，尤其是世界人口总量激增，加上人们对地球的索取日益失控，造成了淡水资源严重浪费，水体污染及水环境恶化等一系列恶果，世界上大量国家和地区出现了水资源不断衰退匮缺问题. 解决水资源循环利用以解决供给与需求矛盾是世界上很多国家经济社会发展所面临的重要问题. 我国的水资源占有量仅有世界平均占有量的1/4，居世界121位，被列为世界上12个贫水国之一. 而目前我国600多个城市中，已经有400多个城市出现缺水，其中有100多个城市严重缺水. 水资源的可持续利用也逐渐成为中国现阶段实现稳定持续发展的中心议题.降水是淡水的自然循环中必要的组成部分，是补充高原冰川、河流湖泊、地下水的唯一自然手段. 目前在城市建设过程中较多地使用了不透水的硬化铺装加管道排水系统. 而对城市雨水的处理方法是在此基础上形成传统的、单一的以防洪涝和加速排放为指导思想的一套处理办法. 追求在最短的时间内将雨水产生的径流最快地排放掉. 这就造成了雨水径流流量增加和峰值流量加大，加剧了洪涝隐患. 土壤作为作为自然界水循环过程中雨水补充地下水的通路，又是一个天然的雨水回收、储藏、滤渗装置. 集成土壤地上部分的下凹绿地、雨水花园景观等生态雨水管理措施等LID(Low Impact Development)手段以引导雨水蓄集下渗. 该措施可以有效维持和保护城市自然水文功能、减缓不透水铺装所造成的洪峰流量增加、径流量增大、面源污染负荷加重等问题.为了更加准确地掌握在降雨作用下，雨水蓄积措施条件对土壤蓄积雨水的影响，需要构建理论方法描述雨水在土壤中的入渗过程，定量分析在措施作用下土壤含水量的时间、空间变化规律.本文根据土壤饱和—非饱和渗流的控制方程，编制了土壤饱和—非饱和渗流的一维计算程序：求解基于有限地下水埋深和恒定降雨入渗条件下的土壤含水量数值解，并通过一些算例验证模型、编制程序以及计算结果的正确性. 在北京某非恒定汇水入渗条件下应用该程序计算了土壤的降雨—积水入渗模型.1856年法国水利工程师达西(Dacry)通过实验提出了均匀介质中的线性渗流理论，奠定渗流理论发展过程中的基石[1]. 1889年H.E.茹可夫斯基首次推导出了对于渗流的微分方程[2]. 这一时期的研究主要集中在获得较为合理的渗流解析解. 但当时的研究只能在于均质渗流介质和简单的边界条件下才适用，与实际情况的脱节使其在施用过程中受到很大程度的限制.1931年Richards将Darcy的线性渗流理论推广后，使其能够在非饱和渗流中得以应用，于是关于水相流的控制方程也随之建立起来，形成了Richards方程[3]. 基于Richards控制方程的饱和—非饱和渗流也得到了进一步发展并在许多实际工程中成功应用.随着计算机技术和数值方法即有限差分法的发明和发展，数值解法法在渗流分析中得到更为广泛使用. Rubni[4]和 Freeze[5]先后用有限差分法描述了二维、三维土壤内水相饱和—非饱和非稳态流过程，并做了Richards方程的数值解求解方法. Neuman[6-7]最早将有限元法应用于饱和—非饱和渗流问题，他用Calerkin法对Richards方程进行空间域的离散，用Crank-Niocslno有限差分格式对时间域进行离散，其成果得到了业界的广泛认可. 国内在这方面起步较晚但也取得了一定的成果：李信[8]采用伽辽金有限元法隐式向后差分法，进行了耦合传递理论的三维研究. 吴梦喜[9]对饱和—非饱和渗流有限元计算过程中的数值弥散现象加以改进. 目前有限元法已是土壤中水相渗流计算中最主要的数值求解手段.降雨入渗过程可以被两个最主要的过程描述：非产流阶段(已知流量入渗)、产流阶段(已知水头入渗)，且由于雨型的不同这两种入渗过程会交互进行. 忽略降雨入渗过程中雨水与土壤的热量交换影响，只考虑竖直方向土水势作用下雨水在土壤中的湿传递. 为了方便研究，假定初始时刻土壤含水量处处相等，降雨后含水量发生变化，各处的含水量不再相同，而是遵循一定的规律，这是由降雨所引起的. 该数学模型是基于一维Richards方程的数值求解法进行求解.2.1 模型建立一维Richards方程的表达式：其中含湿量θ(y,τ)表示τ时刻，深度位于y土层的土壤含湿量. 另外，(y,τ) 表示τ时刻，流经单位面积深度为y的土层的水流量. 这个速率可根据Darcy-Buckingham定律求解，通过单位长度的竖直土柱的水流量：其中Kw表示非饱和土壤导水率；ψ表示非饱和土壤土水势.联立式(1)和式(2)，并化简为以含湿量θ表示的等式如下：其中土壤扩散率为2.2 模型定解条件初始条件：假定初始时刻每层的土壤含水量均已知，给定θ(y,0).下边界条件：以更接近实际情况设定该模型的边界条件，将下边界条件定义为自由扩散边界，即上边界条件：将上边界定义为可变入渗速率K的边界条件，即其中R(τ)表示随时间变化的降雨量(或单位面积灌溉流量)；H(τ)表示随时间变化的地表蒸发量. 该公式合理需满足的条件是未使地表含水量达到饱和的降雨入渗R(τ)-H(τ)≤Ksat或θ(0，τ)<ε，大部分实际情况都满足该条件. 但当降雨量很大，或进行灌溉时会达到饱和入渗条件，即R(τ)-H(τ)≥Ksat，此时θ(0,τ)=θs，则上边界条件应改为：2.3 模型的求解利用有限元差分法，对方程进行离散求解. 模型的空间离散化和边界条件如图1所示. 将土柱划分为n层，每层厚度为Δy=L/n，第i层土层深度即其中心位置的深度y；第i层含水量用θi(τ)表示，θi(τ)=θ(y,τ)；i(τ)为流经土层i的上表面的水分渗透量.则式(1)可表示为：等式(3)可表示为：式中根据以上数学模型进行编程运算. 可得到在土壤土质均匀的条件下，随着入渗时间的增加，土壤入渗锋面缓慢下降，但每层含湿量提升的量只与入渗速率Kw相关. 以上所描述的数值计算方法适用于对沿土层深度方向的入渗进行模拟分析，且只要已知初始时刻的土层含湿量分布情况，就可预测出经过一个降雨入渗过程后，土层含湿量的分布情况.为了验证模型的可靠性，分别采用土柱实验和用于多组分多相流分析的商用软件Tough两种方法与理论模型的计算结果对比. 用于实验的土壤为砂质壤土，土壤的物性及初始含湿量参数如表1所示. 把表中相关参数代入到软件中进行同条件下的模拟验证，Tough软件模拟验证的离散网格如图2a所示；土柱实验的装置如图2b所示.模拟结果图3，可看到入渗过程是有个水头锋面，锋面处湿度梯度变化剧烈. 随着时间的增加，入渗锋面以一稳定的速度向下推进. 锋面之后的土壤含水量都达到相同的量，并随着入渗过程的持续，达到该值的含水量的区域逐渐扩大.对比软件验证、实验验证与采用Matlab编程的自主模型模拟的结果，如图4. 首先本文模型Matlab模拟计算得到的结果与Tough软件的结果曲线非常接近，表明本文采用模型的结果是可靠的. 进一步比较实验数据与模型模拟的结果，发现差别较大的数据：深度0.2 m的位置，在经过1 h入渗后，实测土壤的含水量为22%，模型结果为25%，其他数据点两者偏差都很小，比较的结果表明本文模型的正确性.1) 在稳定或非稳定地表入渗条件下，采用一维Richards方程并求解获得非饱和匀质土壤随时间及土壤深度变化含水量的变化.2) 通过土柱入渗实验和Tough软件分别对理论模型计算得到的结果进行了验证分析，实验结果显示，深度0.2 m的位置，在经过1 h入渗后，实测土壤的含水量为22%，与模拟结果25%相比偏差3%，证明了该模型的合理性及准确性.2072-2075[7] Neuman S P. Saturated-unsaturated seepage by finite elements[J]. Journal of the hydraulics division, 1973, 99(12): 2233-2250[8] 李信, 高冀, 汪自力. 饱和- 非饱和土的渗流三维计算[J]. 水利学报, 1992(11): 63-68[9] 吴梦喜, 高莲士. 饱和- 非饱和土体非稳定渗流数值分析[J]. 水利学报, 1999(12): 38-42[10] Gardner W R, Hillel D, Benyamini Y. Post-Irrigation Movement of Soil Water 1, Redistribution[J]. Water Resources Res., 1970(6): 851-861 [11] Chen Z Q, Shi M H. Study of heat and moisture migration properties in porous building materials[J]. Appl. Therm. Eng., 2005(25): 61-71【相关文献】[1] 徐维生. 水利工程非达西渗流数值分析 [D]. 湖北宜昌：三峡大学, 2008[2] 张巍. 地下工程复杂渗流场数值模拟与工程应用[D]. 武汉：武汉大学, 2005[3] 张培文. 降雨条件下饱和- 非饱和土径流渗流耦合数值模拟研究 [D]. 辽宁大连：大连理工大学, 2002[4] Rubin J. Theoretical analysis of two-dimensional, transient flow of water in unsaturated and partly unsaturated soils[J]. Soil Science Society of America Journal, 1968, 32(5): 607-615[5] Freeze R A. Three‐Dimensional, Transient, Saturated-Unsaturated Flow in a Groundwater Basin[J]. Water Resources Research, 1971, 7(2): 347-366[6] Zhou M, Xu W, Tian D. Study on an improved numerical method of seepage analysis for unsaturated soil slope[A]∥Electrical and Control Engineering (ICECE), 2010 International Conference on[C]. IEEE, 2010:。