水文学课件-精
水文学原理课件37856
一、水量平衡(续)
2. 河流流域水量平衡方程 (1)闭合流域(没有流域来水)的水量平衡方程
记Px=P,RI=0,qa=0,RO=R : 某 时 段:P=E+R ±W 多年平均:P=R+E
(2)不闭合流域(有外流域来水)的水量平衡方程 某 时 段:P= RO -R I+E±W
一、水量平衡(续)
3. 全球水量平衡方程
第二节 水文循环现象
水文循环的原因(外因、内因)
地
降水P
表
径
蒸发E
流
RS
陆地 包气带 下渗F
壤中流RSS
E
基岩
地下径流Rg
P
海洋
蒸腾ET
水的不断蒸发、输送、凝结、降落、产流、汇流的往复循环过程
第二节 水文循环现象(续)
大循环和小循环
大循环:海洋→大气→大陆→海洋(纵向+横向) 小循环:海洋→大气→海洋(海洋小循环)
------222---222222000000000
沙
------222---222222000000000
------111---111111000000000
通
南通节制闸 任港
姚港
西界港口 东界港口
000000000
------111---111111000000000
000000000
000000000
黄沙
------111---111111000000000
000000000
海洋泾口
------111---111111000000000
沙
四号坝
狼
000000000
山
------111---111111000000000 ------333---333333000000000
《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
水文学基础知识ppt课件
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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
工程水文学ppt精选课件
第一章 绪论 →1.3 水文现象的特点与水文学的研究方法
确定性规律 偶然性规律 区域性规律
成因法
随机现象 概率论和 数理统计
区域性方法
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第二章 水文基础知识
2.1 水循环与水量平衡 2.2 河流、流域与分水线 2.3 降水 2.4 蒸发与下渗 2.5 径流 2.6 径流的度量方法
2.1 水循环与水量平衡
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水文循环
l 定义: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
l —— 河段长度。
H —— 水面或河底落差。
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3、山区与平原河流的一般特性
l 山区河流 流经地势高峻、地形复杂的山区。 受水流不断的纵向切割和横向拓宽,河谷断面形成发育 不完全的“V”字和“U”字形。
l 平原河流 流经地势平坦的平原地区。 河谷多为发育完全的河漫滩形态。
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在平原河流主槽中,由于水流和河床的相互作用, 往往形成各种淤积体。
完整编辑ppt
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2.2 河流、流域与分水线
1、河流的形成和分段 河流——汇集地面径流和地下径流的水道 l 河水流经的谷地称为河谷。 l 河谷底部有水流的部分为河床。 l 脉络相通的大小河流所构成的系统为水系(或河系)。
一般天然河流,按照河谷和河床的情况,冲淤程度, 水情变化等特点,分为:
河源
上游
4、流域分水线与流域面积 l 降水落到地面形成的径流,被高地、山岭分隔而汇集到
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。
水文学 第05章 径流精品PPT课件
第一节 径流的形成过程
• 一、流域蓄渗阶段 • 二、坡地产流和汇流阶段 • 三、河槽集流阶段
一、流域蓄渗阶段
一、流域蓄渗阶段
• 当雨水降落到地面上时,除一小部分(一般不 超过5%)降落于河槽水面上的降水直接形成径 流外,大部分降雨并不立即产生径流,而是消 耗于植物截留、下渗、填洼与蒸发。在一次降 雨过程中,流域上各处的蓄渗量及蓄渗过程的 发展是不均匀的。因此,地面径流产生的时间 和地方并不一致,有前有后,先满足蓄渗的地 方先产流。
• 通常壤中流汇流速度比地面径流慢, 但比地下径流快得多。
• 壤中流在总径流中的比例与流域土壤和地质 条件有关。
• 当表层土层薄而透水性好,下伏有相对不透 水层时,可能产生大量的壤中流。
• 在这种情况下,虽然其流速比地面径流缓慢, 如遇中强度暴雨时,壤中流的数量可以增加 很多,而成为河流流量的主要组成部分。
对于山区流域来说,一次暴雨洪水过 程中,填洼量所占比重不大,在10毫 米左右,它最终将耗于蒸发及入渗, 因此,在实际计算中往往被忽略。但 在平原或坡度平缓的地面,由于地面 洼坑较多,填洼量较大,可高达100毫 米,流域填洼过程在径流形成过程中 的作用十分显著。它不仅影响到坡面 漫流过程,同时也影响到径流总量, 因此,不容忽视。
• 降雨停止后,坡地汇流仍将持续一定 时间。
补充:流量过程线
• 由一次降雨所形成的典型流量过程线包括涨水段、 峰段和退水段。
• 从开始起涨到第一个拐点称涨水段,代表流域滞蓄 水量的增长所产生的流量的增长。
• 峰段包括从涨水段上的拐点到退水段上的拐点间的 部分。峰段最高点为最大流量,代表流域一次降水 的最大汇流量。
• 上述河岸调节及河槽的调节现象, 统称为河网调蓄作用。
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
中较高者。
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§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
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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
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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。
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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
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§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