水文基本知识总结
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绪论一、水文学简史英文Hydrology,来源于拉丁语,“水的知识”。
经历了四个发展时期:1. 萌芽期(公元1600年之前)2. 奠基时期(公元1600-1900年)3. 实践时期(1900-1950年)4. 现代化时期(1950年- )一、水文现象的基本特点1.时程变化上的周期性与随机性2.空间变化上的相似性与特殊性二、水文现象的研究方法成因分析法以质量守恒、能量(动量)守恒等定理为基础,揭示水文现象运动变化的机理、规律。
数理统计法水文现象具有随机性,从而以概率理论为基础,研究水文现象特征值的统计规律。
地理综合法水文现象具有地区性,从而通过建立地区经验公式、绘制各种特征值等值线图,揭示水文特征值的地区规律。
水文循环水文循环的原因(外因、内因)水的不断蒸发、输送、凝结、降落、产流、汇流的往复循环过程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)大陆→大气→大陆(内陆小循环)水文循环的规律1)海洋的蒸发量多于降水量;2)大陆的降水量多于蒸发量;3)大陆外流区输入水汽量与输出水量基本平衡;4)大陆内流区降水量与蒸发量基本相等。
水文循环的作用和意义1、调节气候;2、塑造了地球表面;3、形成了巨大的水利资源;4、形成一切水文现象。
水资源问题➢原因1)水资源量时空分布不均匀;2)水资源分布与人口、耕地分布不相适应;3)水环境污染;4)水资源浪费。
➢对策1)时间和空间上的合理调配;2)积极开展水污染防治;3)节约用水。
9流域和水系分水线:使雨水分别汇集到两条不同的河流,起着分水作用的地形,是流域的边界线。
流域:汇集地面水和地下水由分水线所包围的区域。
河网密度流域单元面积内干支流长度流域的地形起伏特征1. 河流的落差和比降2. 流域平均坡度3. 流域面积~高程曲线流域自然地理及下垫面情况1. 流域地理位置2. 流域的土壤岩石性质和地质构造3. 流域植被率4. 流域湖泊率、沼泽率降水水分以各种形式从大气到达地面统称降水。
水文预报主要知识点总结
水文预报主要知识点总结水文预报的主要知识点包括以下几个方面:1. 水文资料的获取和处理水文资料是水文预报的基础,包括雨量、水位、流量、蒸发、降雪、土壤含水量等观测数据,以及地形、土壤、植被、地下水、地表水等空间数据。
水文资料的获取依靠气象、水文观测站、遥感技术和地理信息系统等手段,数据的处理和分析则需要运用数理统计、计算机模拟、数据挖掘等方法。
2. 气象因素与水文变化的关系气象因素对水文过程有着显著影响,主要包括降水、蒸发、降雪等。
降水是引起洪涝灾害的主要原因,而蒸发则是水体的主要损失途径,降雪则是冬季水资源的重要来源。
通过对气象因素与水文变化的关系进行研究,可以发现其规律性,从而提高水文预报的准确性和可靠性。
3. 水文模型的建立与应用水文模型是描述水文过程的数学模型,包括水文循环模型、径流模型、地下水模型、土壤水模型等。
通过建立水文模型,在预报时段内对水文过程进行模拟和预测,可以为水文预报提供科学依据和数值计算支持。
4. 预报技术与方法水文预报的技术和方法主要包括统计预报、物理模型预报、时间序列预报、模糊预测、灰色预测、人工神经网络等。
其中,统计预报是基于历史观测数据的分布特征和规律性来进行预测,而物理模型预报则是借助数学方程描述水文过程,通过计算机模拟来进行预测。
不同的预报技术和方法适用于不同的预报对象和目标,需要根据实际情况进行选择和应用。
5. 水文预报的评估与调整水文预报的准确性和可靠性是其重要评价指标,需要通过对观测数据和实际情况的对比,对预报结果进行评估和调整。
评估方法包括统计检验、误差分析、敏感性分析等,通过评估和调整,可以不断提高水文预报的准确性和可靠性。
水文预报是气象水文科学的重要内容之一,对于社会经济的可持续发展具有重要意义。
通过加强水文预报的研究和实践,提高水文预报的科学性、准确性和可靠性,可以为我国的水资源管理、防洪减灾、农业灌溉、城市供水等领域提供有力支撑。
同时,水文预报的发展也需要不断创新和完善,加强国际交流与合作,借鉴和吸收国际先进经验和技术,推动水文预报事业的发展和进步。
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。
水文基础知识点总结
水文地质学复习资料§1 绪论1、水文地质学是一门研究地下水的科学2、水文地质学的研究内容:研究地下水与周围环境(岩石圈、水圈、生物圈、大气圈)及人类活动的相互作用下,其水质、水量的时空变化规律;并研究如何运用这些规律兴利除害,造福于人类。
§2 地球中水的分布与循环1、水文循环是指发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中地下水之间的水循环。
大循环是指海洋或大陆之间的水分交换。
小循环是指海洋或大陆内部的水分交换。
2、地质循环是地球浅部层圈和深部层圈之间水的相互转化过程。
3、湿度:表示空气中水汽含量或空气干湿程度的物理量,是大气中的水汽含量。
有绝对温度、相对湿度、饱和差和露点等多种表示方法。
4、绝对湿度:表示某一地区某一时刻中的水汽含量,即单位体积空气中所含水汽的质量。
用重量表示时,符号记为m,单位为g/m3;用压力表示时,符号记为e,为空气中所含水汽分压,相当于水银柱高度的mm数或mba(1mba=102Pa),表示空气中水分的不饱和程度。
5、相对湿度:大气中实际水汽含量与饱和时水汽含量的比值,亦即绝对湿度与饱和水汽含量之比,数值上也等于实际水汽压与同温度下饱和水汽压之比值,即r(%)=e/E×100%=m/M×100%式中,f为相对湿度,以百分数表示,表示实际水汽压,单位为毫米隶柱;E为饱和水汽压、(同一温度下,水汽压的最大值)。
6、蒸发:是指常温下水由液态变为气态进入大气的过程,亦即温度低于沸点时,水分子从液态或固态水的自由面逸出而变成气态的过程或现象。
7、径流是指降落到地表的降水在重力作用下沿地表或地下流动的现象。
为水流的重要环节和水均衡的基本因素。
分为地表径流和地下径流。
8、水系是指汇流于某一干流的全部河流所构成的地表径流系统。
9、流域是指一个水系的全部集水面积,亦即地表水、地下水的分水岭所包围的集水区域。
10、分水线(分水岭)是指相邻两个流域之间地形最高点的连线。
水文学基本知识
(3)流域平均宽度B(km) 流域面积 与流域长度的比值
B = F / L
(4)流域形状系数 流域长度的比值 流域平均宽度与
f = B / L
= F / L
2
(5)河网密度
单位面积河流总长度。
表示一个地区河网的疏密程度。
河网
lii源自F2.1河流与流域
二、流域基本特征
3. 流域自然地理特征
承雨器
虹吸管
浮子
时钟
记录纸
储水瓶 自记笔 容器
雨量器 虹吸式自记雨量计
翻斗式雨量计
翻斗每承接0.1mm雨水向记录器输送一个脉冲 信号。较为适用作遥测雨量计。
称重式式雨量计
虹吸式雨量计
雷达探测
气象雷达利用云、雨、雪等对无线电 波的反射来发现目标。根据雷达探测到 的降水回波位臵、移动方向、移动速度 和变化趋势等资料,可预报探测范围内 的降水量、降水强度及起迄时刻。
r2r1fep包气带通气层潜水vr3潜水层浅层地下水层降水蒸发下渗植物截留与洼蓄地表径流壤中径流河流不透水层不透水层深层地下水不透水层径流形成过程流域产流r4深层地下水层压力水层进入河网的水流从上游向下游从支流向干流汇集最后全部先后流经流域出口断面这个汇流过程称为河网汇流
第二章
水文学基本知识
2.1 河流与流域 2.2 降水与下渗 2.3 河川径流 2.4 水文测验与信息采集
式中:
fi
fi
—两条相邻等雨量线间的面积;Pi —
上的平均雨深。
优点:精度高 缺点:工作量大,应用受限 适用条件:流域雨量站足够多
(3)泰森多边形法(加权平均法)
当流域内雨量站分布不均匀时,假定流域
各处的降水量由距离最近的雨量站代表。流
水文知识活动总结
水文知识活动总结篇一:水文基本知识总结一、重现期重现期是指平均多少年重复出现一次,或多少年一遇。
频率P与重现期T的关系,对下列两种不同情况有不同的表示方法。
研究暴雨洪水问题时,一般设计频率小于50%,则T=1/PT表示大于某值降雨量的重现期例如:当设计洪水的频率为P=1%时,代入上式得T=100a,称为百年一遇。
研究枯水问题时,为了保证灌溉、发电及给水等用水需要,设计频率P常采用大于50%,则T=1/(1-P)T表示小于某值降雨量的重现期例如:当灌溉设计保证率P=90%,代入式中得T=10a,称为10年一遇的枯水年。
若以此作为设计来水的标准,则说明平均10年中有一年来水小于此枯水年的水量,而其余几年的来水等于或大于此数值,也就是说平均具有90%的可靠程度。
均方差σ:又称标准差,说明系列离散程度。
变差系数Cv:又称离势系数、离差系数表示标准差相对于平均数大小的相对量,反映频率密度分配曲线的平均情况和离散程度。
偏态系数Cs:又称偏差系数,说明随机系列分配不对称程度的统计参数。
当随机变量大于均值与小于均值的出现机会相等时,即当系列取值对称与x时,Cs=0,此时均值所对应的频率为50%。
当小于均值的出现机会多时,均值所对应的频率大于50%,Cs>0,为正偏(或右偏);当大于均值的出现机会多时,均值所对应的频率小于50%, CsXi1nix2nCvxK i1 n i 1 2 xx i i1 n 3 n CsKi1ni13nCv3离均系数Φp:是对随机变量进行标准化处理后得到的随机变量,是标准化变量,的均值为0,标准差为1。
(皮尔逊Ⅲ型频率曲线的离均系数Φp值表)模比系数Kp:某一时段内的径流模数与较长时段内的平均径流模数的比值。
xpx x1Cv KP v二、洪峰流量1、推理公式法:①洪峰流量(集雨面积小于2km2)洪峰流量按下式计算: Qs=式中:Qs—洪峰流量; K—径流系数,取;I—最大1h降雨强度(mm/h),查《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》计算得5年一遇最大1h降雨强度;I1KPH1 F—集水面积(km2),根据地形图及项目区实际情况确定。
水文统计基本知识
水文统计基本知识
一、随机变量; 二、累积频率和重现期; 三、选样方法;四、设计洪水频率与设计流量; 五、频率分布及其特征
一、随机变量
1、必然事件: 2、不可能事件: 3、随机事件: 4、随机变量: 5、总体: 6、样本 :
回10
next
7、机率:机率又称为概率,是指随机系列的总体中,某一
1
T P (QQi )
(QQi )
对于枯水频率 :
T(QQi )
1 1 P(QQi )
回10.4
next
三、选样方法
由总本中选取样本叫抽样或选样。对设计洪峰流 量或水位,可有以最大值组成样本系列。此法 独立性好,但要求有长期的实测记录,有时难以满 足。由此所得的累积频率为年频率,其重现期单位 为年,
图
next
分布曲线与密度曲线的关系
回10
回10.4
next 10.5
工程地质与水文
2.超大值法
此法将n年实测洪水位或洪峰流量按大到小排列, 并从大到小顺序取 个实S测系列组成样本。一般
取 S (3。5)n
回10.4
next
四、设计洪水频率与设计流量
目前,桥涵工程均采用一定频率作为设计标 准,称为设计洪水频率。对于公路桥涵工程, 采用交通部2004年发布的《公路桥涵设计通用 规范》(JTG D60—2004)中规定的设计洪水 频率。相应于设计洪水频率的洪峰流量,就是 桥涵工程的设计流量。水文统计法中,就是利 用累积频率曲线推求相应于设计洪水频率的流 量,作为桥涵的设计流量。
回10.4
next
五、频率分布及其特征
在一个随机变量系列中,每一个随机变量的取值,都对应着一定 的机率,不同变量对应的机率变化,称为机率分布。
水文基础知识
(1) E=E 水+E 陆+E 植 (2) 水量平衡方程法
且随土壤含水量的减少而减少。土壤蒸发率与土壤含水量 W 大体成正比。当土壤含水量减至毛管断裂含水量(毛管悬着水的连续状态 开始断裂时的含水量),毛管水完全不能到达地表后,进入第三阶段。
第三阶段: 含水量降至毛管断裂含水量之下,蒸发很缓慢。在这一阶段.毛管向土壤表面输送水分的机制完全遭到破坏,水分只 能以薄膜水或气态水的形式向地表移动,运动十分缓慢,蒸发率微小。在这种情况下,不论是 气象因素还是土壤含水量对土壤蒸 发均 不起明显作用。
态转换和周而复始运动的过程,称为水循环。地球上各类水体,通过水循环形成了一个连续而统一的整体。
水分循环的产生有其 内因和外因。
• 内因是水的“三态”变化。 • 外因是太阳辐射和地心引力。太阳辐射分布的不均匀性和海陆的热力性质的差异,造成空气的流动,为水汽的移动创造了条
件。地心引力(重力)则促使水从高处向低处流动。从而实现了水分循环。
状况作出定量或定性的预测,为防洪、抗旱提供决策依据。
水文现象: 水在循环过程中的存在和运动的各种形态,统称水文现象。
基本规律:① 确定性规律
研究方法:① 成因分析法
② 随机性规律
② 数理统计法
③ 地理综合法
水循环: 地球上各种形态的水,在太阳辐射、重力等作用下,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
fi F
xi
2
式中:fi---第 i 个雨量站所在多边形的面积,km2; F----流域面积,km2;
其余符号同前,式中 fi/ F 称为面积权重。
适用条件:①雨量站分布不太均匀;②地形起伏较大时
包含假定:流域内任何一点的降雨量,都可用和它距离最近的雨量站代表。
关于水文特征的知识点总结
关于水文特征的知识点总结一、水文特征的分类1. 河流流量特征河流流量特征是指河流的水文循环、季节变化、洪水泛滥、干旱等现象以及水流的速度、流量和水位等特征。
2. 河流水质特征河流水质特征是指河流水体中溶解氧、PH值、化学需氧量、氨氮、总磷和总氮等物质的浓度和含量特征。
3. 地表水水文周期特征地表水水文周期特征是指地表水体的自然循环规律,包括蒸发蒸腾、降雨、地表径流、地下径流等周期循环特征。
4. 地面水文特征地面水文特征是指地面水体的水位、渗透性、土壤类型、地下水位等特征。
二、水文特征的影响因素1. 地形地貌地形地貌是指地表的起伏变化和地形的形态特征,对水文特征的影响较大。
比如高山地区的降雨量多,水位高,流速快,水量大;而平原地区的降雨量少,水位低,流速慢,水量小。
2. 气候条件气候条件是指大气环境对地表水文特征的影响,包括降雨量、气温、湿度等气候因素。
气候条件对水文特征的影响很大,比如干旱地区的河流水位低,水量少;而多雨地区的河流水位高,水量大。
3. 地下水位地下水位是指地下水与地面水的交互作用,对地表水文特征具有重要影响。
地下水位高的地区,地表水位也会较高,水量较大;地下水位低的地区,地表水位也会较低,水量较小。
4. 地表利用地表利用是指人类对地表资源的开发利用,包括农业、工业、城市建设等活动。
地表利用对水文特征的影响很大,比如大面积的土地开发会导致水土流失,减少地表水资源;污水排放会污染地表水体,影响水质。
5. 植被覆盖植被覆盖是指地表的植被分布情况,对地表水文特征也具有影响。
植被覆盖率高的地方,蒸发蒸腾作用较大,降雨量较少;植被覆盖率低的地方,蒸发蒸腾作用较小,降雨量较多。
三、水文特征的意义1. 水资源利用水文特征的研究对于水资源的合理利用至关重要。
通过研究河流流量、水质、地表水位等特征,可以合理规划水资源的开发利用,实现水资源的可持续利用。
2. 环境保护水文特征的研究对于环境保护具有重要意义。
水文计算知识点总结
水文计算知识点总结一、地表水的形成地表水是指在地表上存在的天然水体,包括江河湖泊、雨水和冰雪等。
地表水的形成主要有以下几种方式:1. 雨水和降雪:大气中的水蒸气在一定的条件下凝结成液态水或固态水,并降落到地表上形成地表水。
2. 冰雪融化:在寒冷地区,冰雪在气温升高时融化成液态水,流入江河湖泊中。
3. 冰川融化:气温升高时,冰川融化成液态水,流入江河湖泊。
二、地下水的形成地下水是指存在于地下的水体,是由降水、河川和湖泊的水渗入地下形成的。
地下水主要是通过以下途径形成的:1. 渗漏:降水、河流、湖泊的水通过土壤和岩石的孔隙空间渗透到地下形成地下水。
2. 河流湖泊水的补给:部分地下水是由河流和湖泊的水向地下渗漏形成的。
三、地表水和地下水的流动规律地表水和地下水的流动是由各种因素综合作用的结果,包括流域的地形、地质结构、气候条件等。
地表水和地下水的流动规律主要是由以下几个方面决定的:1. 地形:地面的高低变化会决定地表水的流向和速度,地下水的流动也受地形的影响。
2. 地质结构:地下岩层的孔隙度、渗透性决定了地下水的储存和运移规律。
3. 水文循环:地表水和地下水之间存在水文循环,地表水通过蒸发和下渗进入地下,地下水也会通过泉水和河流形成地表水。
四、水文地质水文地质是研究地质对水文过程产生的影响的学科。
水文地质主要包括以下几个方面的内容:1. 水文地质条件:指不同地质条件下地下水的形成、储存和运移的特点。
2. 各种水文地质过程:包括地下水的补给、排泄、渗流等过程。
3. 地质条件对水文过程的影响:不同地质条件下地下水的水质、含水层的规模和分布均会有所不同。
五、水文循环水文循环是指地球上水从大气到地面、地下和回流到大气的过程。
水文循环是地球上所有水资源之间相互联系的过程,它是地球上所有生命活动的基础。
水文循环主要包括以下几个过程:1. 蒸发:地表水蒸发成水蒸气,进入大气层。
2. 降水:水蒸气在大气中凝结成云,形成降水。
高中地理水文的知识点总结
高中地理水文的知识点总结高中地理水文的知识点总结水文是指研究水在地球上分布、运动和转化等过程的一门学科,是地理学的重要分支之一。
在高中地理学习中,水文是一门必修课程,主要涉及地表水和地下水的分布、形成、变化等知识。
本文将对高中地理水文的知识点进行总结,以便于学生能够更好地掌握这一学科。
I. 水文基础知识1. 水文循环:指大气中水分蒸发成为水蒸气,经由形成云、降雨以及被陆地和海洋吸收等,再次重返地球表面的循环过程。
水文循环是地球生态系统的重要组成部分,维系着生命在地球上的存在。
2. 水文成因:地表水和地下水都是由降水形成的,而降水的成因包括纬度、气候、地形、陆地和海洋等因素。
在不同的地理环境中,降水形成的地表水和地下水也具有不同的特点。
3. 水文时空分布:水文的时空分布具有很大的差异性,不同地区的降水情况、地形、土地利用等因素都会影响水文的时空分布。
II. 地表水的形成和流动1. 垂直循环:指大气中水分蒸发成为水蒸气后随着气流上升形成云层,然后由于地面降温和空气上升的影响来形成降水的过程。
在垂直循环中,陆地的地形和地貌也起到了重要的影响作用。
2. 表层径流:指地表水在地表流动的过程,主要由于地面的坡度和下切形成。
表层径流过程中,水通过各种形态的流动形式流向水体中。
3. 河流的形成和特点:河流是指水流沿着一定的路线,向低海拔方向流动的水流。
河流的形成主要取决于地形条件和水文环境等因素。
河流的特点包括表层水、地下水和地下径流等,同时还涵盖了河流的形状、河流沉积和流量等方面的内容。
III. 地下水的形成和运动1. 地下水的形成:地下水是指地表下方的水,包括浅层地下水和深层地下水。
地下水的形成主要是由于降水通过土壤渗透、土壤和岩石的裂缝和孔隙等途径进入地下,形成地下水库。
2. 地下水位的变化:地下水的水位是指地下水位面与地面的高度。
地下水位的变化受到降水的影响,同时也受到土地利用和地下水开采等人类活动的影响。
水文水资源知识点汇总
水文水资源知识点汇总水文是指关于水资源及其运动、分布、质量、利用、保护等方面的学科。
下面是关于水文水资源的一些重要知识点的汇总。
1.水的循环:水的循环是指地球上水分在不同形式之间循环流动的过程。
主要包括蒸发、降水、冰雪融化、蒸发散和河流湖泊的水循环等。
2.水资源的分类:水资源可以分为地下水和地表水两种。
地下水是指地下蓄水层中的水资源,地表水是地球表面上存在的水资源,包括湖泊、河流、冰川、雪和冰等。
3.水资源的利用:水资源的利用包括生活用水、农业灌溉、工业用水和发电等。
其中生活用水是指人们日常生活中的饮用水和生活用水,农业灌溉是指通过灌溉系统将水引入农田,工业用水是指生产过程中使用的水资源,发电是通过水力发电厂利用水能转化为电能。
4.水循环与气候:水循环过程对于地球的气候具有重要影响。
太阳辐射照射到地球表面,使水蒸发成水蒸气,形成云和降雨。
降雨又能使土壤湿润,影响植被生长,从而对气候产生影响。
5.水资源的保护:保护水资源是人类的共同责任。
保护水资源的措施有限制用水、提高用水效率、加强污水处理和减少污染物的排放等。
此外,还需要建立水资源管理制度和加强跨区域合作。
6.水文测算方法:水文测算是指通过测量和分析水文要素的变化,对水资源进行定量和定性的评估。
常用的测算方法包括水位测量、径流测量和降雨量测量等。
7.水资源可持续利用:水资源可持续利用是指在保护水资源的前提下,合理有效地利用水资源。
可持续利用水资源的方法包括节约用水、合理配置和管理水资源以及提高水资源利用效率等。
8.水资源与人类健康:水是维持人类健康生存的必需物质,但当水资源受到污染或不足时,会对人类健康产生负面影响。
因此,保护水资源和水质对于维护人类健康具有重要意义。
9.水资源与可持续发展:水资源是可持续发展的基础之一、水资源的充足与否,直接关系到经济的发展、社会的稳定和生态的可持续。
因此,实现水资源的可持续发展是推动社会全面进步和可持续发展的重要方向。
水文学科知识点总结
水文学科知识点总结一、水文学的基本概念水文学是研究地表水和地下水的运动、分布和变化规律的学科。
地表水主要包括江河湖泊、水库和地表径流等;地下水主要指埋藏在地下的地下水层。
水文学研究的主要对象是水循环的各种过程,包括降水、蒸发、蒸腾、径流、地下水补给等。
水文学的研究内容还包括水文数据的采集、处理和分析方法,以及水文模型的建立和应用。
二、水文学的研究方法1. 野外调查法:利用现场观测和测量手段,对水文数据进行实地采集,并进行记录和分析。
这包括通过水位、流量、降雨量等观测点的设置,采用水文测验仪器和设备进行测量,进行降雨采集和水质分析等。
2. 实验室分析法:通过对野外采集的水样进行化学成分分析、微生物检测等实验室分析,获得更精确的水文数据。
3. 水文模型法:利用数学和计算机技术,建立水文模型,模拟水文过程的变化规律,预测洪水、干旱、水资源供需等水文问题。
4. 遥感和地理信息系统(GIS)技术:通过卫星遥感和地理信息系统技术,获取地表水和地下水的空间分布和变化情况,实现水文数据的快速获取和分析。
三、水文学的主要知识点1. 降水:降水是指大气中水汽凝结成液态或固态形式,落到地面的现象。
降水是水文循环的重要环节,影响着地表径流、地下水补给等过程。
2. 蒸发和蒸腾:蒸发是指地表和水体表面的水分被太阳热量蒸发腾发成水汽;蒸腾是指植物通过叶面蒸腾蒸发水分。
蒸发和蒸腾是水文循环的重要组成部分,对地表径流、地下水补给等过程有重要影响。
3. 地表径流:地表径流是指在地表形成的、由于降雨引起的径流。
它是水文循环中的一个重要环节,直接影响着江河湖泊的水量和水质。
4. 地下水:地下水是地下岩层中的水体,是一种重要的水资源。
地下水补给主要来源于渗漏的雨水和江河湖泊的水量,而地下水的开采和利用对地表水和生态环境有直接影响。
5. 洪水和干旱:洪水是指由于降雨引起的江河湖泊水位上升而引发的灾害;干旱是指长期缺乏降水导致的水资源短缺。
水文统计知识点总结
水文统计知识点总结一、水文统计学的基本概念1. 水文变量:水文变量是指用以描述水文过程的各种物理量或指标,如降水量、径流量、蒸发量、地下水位等。
2. 水文数据:水文数据是对水文变量进行观测测量所得到的数据,包括观测数据、统计数据和模拟数据等。
3. 概率分布:概率分布是描述随机变量的取值与其概率之间关系的数学函数。
在水文统计学中,常见的概率分布包括正态分布、指数分布、伽马分布、威布尔分布等。
4. 参数估计:参数估计是通过样本数据推断总体参数的过程。
在水文统计学中,常用的参数估计方法包括最大似然估计法、矩估计法、贝叶斯估计法等。
5. 假设检验:假设检验是用来检验统计推断的结论是否成立的一种方法。
在水文统计学中,常用的假设检验方法包括t检验、F检验、χ²检验等。
6. 置信区间:置信区间是对参数估计结果的可信程度进行界定的一种区间估计方法。
在水文统计学中,常用的置信区间估计方法包括Z检验法、t检验法、Bootstrap法等。
二、水文数据的统计描述和分析1. 数据的收集和整理:水文数据的收集包括实地观测和监测站点数据的获取、卫星遥感数据的获取等。
数据的整理包括数据的输入、存储、清洗、筛选等工作。
2. 数据的描述统计分析:通过对水文数据进行描述统计分析,可以得到数据的中心趋势、离散程度、分布形状等信息,包括均值、方差、标准差、偏度、峰度等统计指标。
3. 数据的频率分布分析:频率分布分析是通过概率分布函数对水文数据进行描述和分析,包括经验频率分布、经验概率密度函数、经验累积分布函数等。
4. 数据的极值分析:极值分析是通过极值理论对水文数据的极值情况进行分析,包括极大值和极小值的分布、频率和概率等。
5. 数据的趋势分析:趋势分析是对水文数据的长期变化趋势进行分析,包括线性趋势、非线性趋势、周期性趋势等。
6. 数据的变异分析:变异分析是对水文数据的空间和时间变异特征进行分析,包括空间变异、时间变异、季节性变异等。
水文学基本知识点完美版
水文学基本知识点完美版1. 水文学的定义水文学是研究水资源的形成、分布、运动和变化规律的学科,以及与水资源开发利用、水灾害防治相关的知识体系。
2. 水文学的重要性水文学对于社会的可持续发展和人类生存具有重要意义。
它能够提供关于水资源的基本特征和变化趋势的信息,为水资源的科学利用和管理提供依据,同时也为水灾害的预防和减轻提供支持。
3. 水循环的基本过程水文学的核心是研究水循环。
水循环包括蒸发、降水、径流、地下水补给等过程。
通过研究这些过程的物理机制和影响因素,可以了解水的运动规律和分布特征。
4. 降水量的测量方法降水量是水文学中的重要指标之一。
常用的降水量测量方法包括雨量计、激光雷达和卫星遥感等。
不同的方法适用于不同的地区和研究目的。
5. 地下水的形成和补给地下水是地表水向地下渗透后形成的水体。
它在水文循环中起到重要的储存和补给作用。
地下水的形成受到地质、土壤和气候等因素的影响。
6. 水资源开发与利用水文学不仅研究水资源的基本特征,还涉及水资源的合理开发利用。
通过水文学的研究,可以为水资源规划、水利工程设计和水政策制定提供科学依据。
7. 水灾害及防治水文学还研究水灾害的发生机理和防治策略。
洪水、干旱和山洪等水灾害对人类生命和财产造成严重影响,通过水文学的研究可以提前预警和制定相应的应对措施。
8. 水文学的应用领域水文学的研究成果在多个领域得到了应用,包括水资源规划管理、环境保护、农业灌溉和城市供水等。
水文学的发展将更好地支持可持续发展和环境保护的需求。
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*注意:本文档所列内容属于水文学基本常识,相关数据和具体实践应以实际情况和官方数据为准。
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水文学基础知识
水文学基础知识水文学基础知识一、概念1、水文学概念水文shuǐ wén 英文:Hydrology1.水的波纹。
亦指如波纹的图形。
2.自然界中水的各种变化和运动的现象。
3.水文,指研究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”。
水文是水利、水电及一切与水资源有关的国民经济和社会发展所必需的前期工作的基础,是水利建设的尖兵、防汛抗旱的耳目、水资源管理与保护的哨兵、资源水利的基石,是一项必须适当超前发展的社会公益性事业。
水文学:研究水存在于地球上的大气层中和地球表面以及地壳内的各种现象的发生和发展规律及其内在联系的学科。
包括水体的形成、循环和分布,水体的化学成分,生物、物理性质以及它们对环境的效应等。
水文学:广义地说就是研究地球与水的科学,包括它的性质、现象和分布,其核心是水循环。
水文学,广义地按地球圈层情况可分为水文气象学、地表水文学和地下水文学三种。
按地球表面分布情况,又可分为海洋水文学和陆地水文学。
陆地水文学:主要研究存在于大陆表面上的各种水体及其水文现象的形成过程与运动变化规律。
按研究水体的不同又可分为:①河川水文学;②湖泊(包括水库)水文学;③沼泽水文学;④冰川水文学;⑤河口水文学。
2、水文循环水文循环:地球上或某一区域内,在太阳辐射和重力作用下,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。
大循环:从海洋蒸发的水汽,被气流带到大陆上空,遇冷凝结而形成降水,降水至地面后,一部分蒸发直接返回空中,其余都经地面和地下注入海洋,这种海陆间的水分交换过程称大循环或外循环。
小循环:陆地上的水经蒸发、凝结作用又降落到陆地上,或海洋面上蒸发的水汽在空中凝结后,又以降水形式降落在海洋中,这种局部的水文循环称小循环或内循环。
前者又可称内陆小循环,后者称海洋小循环。
由陆面蒸发而引起的内陆小循环,对内陆地区的降水有重要作用。
因内陆地区距离海洋很远,从海洋直接输送到内陆的水汽不多,需要通过内陆局部地区的水文循环运动,使水汽不断地向内陆输送,这是内陆地区的主要水汽来源。
水文基础知识
• 受地质构造、地理条件以及气候等因素所 影响,自然形成的水系,平面形态千奇百 异,但归纳起来主要有羽毛状、平行状和 混合状三大类。
• 羽毛状水系的支流自上游而下游,在不同 地点依次汇入干流,相应的流域形状多为 狭长形。
• 平行状水系的支流与干流大体成平行趋势 相交汇,相应的流域形状多为扇形。
• 混合状水系的支流与干流的关系介于前两 者之间,相应的流域形状也介于狭长和扇 形之间。人工精心设计开挖形成的平原水 系可为网状结构。
水文基础知识
一、水文学
水文现象: 自然界各种水体的存在形态和运动过程称为水 文现象。如蒸发、降水、水流的循环过程。 如蒸发、降水、水流的循环过程是水文现象; 河流和湖泊中的水位涨落、流量的大小、河流 含沙的大小输沙的多少、水温冰情变化等也是 水文现象。
水体
湖泊
水体
冰川
水体
冰山
水体
海洋
水体
三、河流水系流域的概念
1、河流 降水或由地下涌出地表的水,汇集在地面低洼 处,在重力作用下经常地或周期地沿流水本身 造成的洼地流动,这就是河流。河流在我国的 称谓很多,较大的称江、河、川、水,较小的 称溪、涧、沟、曲等。 河流底部有水流的部分称为河床。 枯水期水流所占部位为基本河床,或称主槽; 洪水泛滥及部位为洪水河床,或称滩地。
水库
水体
积云
水体
河流
• 作为自然科学的水文学就是研究水文现象, 阐明水文循环和水文现象各要素物理机制 与相互关系的学问。
• 作为应用科学的水文学就是研究河流及湖 泊、冰川、沼泽、地下水、河口等水体中 水的时空分布、变化规律,为防治水害和 开发水资源奠定基础。
• 水文科学主要靠建立从局部到全球的水文 观测站网,通过对自然界业已发生的水文 现象的观测进行分析和研究,根据已有的 水文资料,预测或预估水文情势未来状况, 直接为人类的生活和生产服务。
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一、重现期重现期是指平均多少年重复出现一次,或多少年一遇。
频率P 与重现期T 的关系,对下列两种不同情况有不同的表示方法。
研究暴雨洪水问题时,一般设计频率小于50%,则T=1/PT 表示大于某值降雨量的重现期例如:当设计洪水的频率为P=1%时,代入上式得T=100a ,称为百年一遇。
研究枯水问题时,为了保证灌溉、发电及给水等用水需要,设计频率P 常采用大于50%,则T=1/(1-P)T 表示小于某值降雨量的重现期例如:当灌溉设计保证率P=90%,代入式中得T=10a ,称为10年一遇的枯水年。
若以此作为设计来水的标准,则说明平均10年中有一年来水小于此枯水年的水量,而其余几年的来水等于或大于此数值,也就是说平均具有90%的可靠程度。
均方差σ:又称标准差,说明系列离散程度。
变差系数Cv :又称离势系数、离差系数表示标准差相对于平均数大小的相对量,反映频率密度分配曲线的平均情况和离散程度。
偏态系数Cs :又称偏差系数,说明随机系列分配不对称程度的统计参数。
当随机变量大于均值与小于均值的出现机会相等时,即当系列取值对称与x 时,Cs=0,此时均值所对应的频率为50%。
当小于均值的出现机会多时,均值所对应的频率大于50%,Cs>0,为正偏(或右偏);当大于均值的出现机会多时,均值所对应的频率小于50%, Cs<0。
()nxXni i∑=-=12σ ()nKxC ni i∑=-==12v 1σ()()313331s 1vni ini inCKnx x C ∑∑==-=-=σ离均系数Φp :是对随机变量进行标准化处理后得到的随机变量,是标准化变量,Φ的均值为0,标准差为1。
(皮尔逊Ⅲ型频率曲线的离均系数Φp 值表) 模比系数Kp :某一时段内的径流模数与较长时段内的平均径流模数的比值。
v C x x x -=Φ ()Φ+=v C x x 1 xx K p P =二、洪峰流量1、推理公式法:①洪峰流量(集雨面积小于2km 2) 洪峰流量按下式计算: Q s =0.278KIF式中:Q s —洪峰流量; K —径流系数,取0.9;I —最大1h 降雨强度(mm/h ),查《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》计算得5年一遇最大1h 降雨强度56.7mm ;11H K I P •= F —集水面积(km 2),根据地形图及项目区实际情况确定。
②排水沟设计流量过水能力按明渠恒定均匀流计算:式中:A —过水断面面积(m 2);C —谢才系数 ;R —水力半径(R=A/X );n —糙率,取n =0.025;X —湿周;i —渠道纵坡,取0.2%。
③洪水计算(集雨面积小于300km 2) 推理公式法基本公式:Q =0.278ψ(S /τn )F = 0.278ψi F式中:Q —设计最大洪峰流量,m 3/s ; ψ—洪峰径流系数;i —最大平均暴雨强度,i=S/t n ;S —暴雨雨力,即最大1h 暴雨量,mm/小时; τ—流域汇流时间,小时;RiCA Q =611R n C =n —暴雨公式指数; F —流域面积,km 2。
①确定设计流域的集雨面积F ,河道长度L 以及河道比降J ; ②由流域特征系数θ计算汇流参数m 值;流域特征系数:4131F J L•=θ (3-1)当θ=1~30时,204.040.0m θ•= (3-2) 当θ=30~300时,636.0092.0m θ•= (3-3)③设计点暴雨:由暴雨等值线图确定设计流域的暴雨特征值:6/1H 、1H 、6H、24H 及其相应的Cv 、Cs ,并根据Cs=3.5Cv 由皮尔逊Ⅲ型频率表查出设计频率的K p 值,算出H p ;p K H H p •= (3-4)④设计面暴雨:根据流域重心位置查得流域暴雨折减系数,并对暴雨折减系数进行修正;660.94a a =修正 (3-5) 242496.0a a =修正 (3-6)⑤计算各时段暴雨公式指数n 1、n 2、n 3以及设计频率的暴雨雨力S ;当历时t=6~24小时范围内时:⎪⎪⎭⎫⎝⎛•+=ppH H 2463lg 661.11n (3-7) 124324-•=n P P H S (3-8)当历时t=1~6小时范围内时:⎪⎪⎭⎫⎝⎛•+=p pH H 612lg 285.11n (3-9) 1626-•=n P P H S (3-10)当历时t=1/6~1小时范围内时:⎪⎪⎭⎫⎝⎛•+=ppH H 16/11lg 285.11n (3-11) 16/11)61(-•=n P P H S (3-12)⑥假定用n 3作初试计算(如属面积很小的设计流域,亦可先用n 1作试算),算出当ψ=1的流域汇流时间t 0;当ψ=1时的流域汇流时间:nS m -⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛•=44410383.0t θ(3-13)⑦算出产流参数μ值,计算洪峰径流系数ψ值;当Cv=0.18、Cs=3.5Cv 、K p =1.24时,19.0p 4.8-••=F K μ (3-14)n S0t 1.1-1μψ•= (3-15)⑧计算设计流域汇流时间t ,如果t 不是介于6~24小时,则应改用n 2或n 1并改算出相应的S ,然后从⑥起重新计算;流域汇流时间:nt --•=410t ψ(3-16)⑨用推理公式计算出设计最大流量;推理公式的基本关系式:F SQ •••=n t278.0ψ (3-17) ⑩校核:由第⑨步的最大设计流量反求m '值与由第②步确定的m 值是否十分接近。
两者应当十分接近,否则应从第⑥步起进行校核。
4/13/1278.0m QJ t L••=' (3-18) 各频率洪峰流量计算成果表(推理公式法)假设一个流域的汇流时间为t 小时,即流域最远一点的净雨汇到流域出口断面的时间就为t 。
若一次降雨过程净雨历时等于或大于t 小时,则降雨过程产生在流域出口的洪峰是由流域所有面积点的净雨汇集而成,称为全面汇流;若一次降雨过程净雨历时小于t 小时,则降雨过程产生在流域出口的洪峰是由流域部分面积点的净雨汇集而成,称为部分汇流。
在森林茂密,水田塘库甚多,岩层特别破碎松散,岩溶特别发育等特殊流域内,由于天然滞洪作用较大,洪峰流量削减,汇流时间延长,m 值显著偏小,此时汇流参数应进行修正。
m 修=Km 。
计算各种历时面雨量(当流域面积<10km 2时,可直接采用点雨量代表面雨量;当流域面积>10km 2时,需根据暴雨点面折减系数关系表,查得暴雨点面折减系数α,乘以相应的点面雨量即得)。
2、瞬时单位线:①确定设计流域的集雨面积F ,河道长度L 以及河道比降J ;②设计暴雨量:按6小时、24小时雨量应作同频率控制的要求,由暴雨等值线图查得最大6小时、24小时雨量均值6H 、24H 及其相应的变差系数C v6、C v24,并根据Cs=3.5Cv 查出十年一遇(即P=10%)与C v6、C v24相应的模比系数K p6、K p24,求出H p ,并把点暴雨量折减为面暴雨量;③设计流域平均降雨过程:根据本流域的24小时设计雨型分配比值,用H 6p 乘以6小时的分配比值,得6小时内的逐时分配雨量;再用(H 24p -H 6p )乘以24小时中其余18小时的分配比值,得所余18小时的逐时分配雨量;④根据设计流域重心位置所属区域查得暴雨损失量I f =15~35mm ,取其平均值25mm 。
从设计降雨过程开始,逐时扣除设计降雨量并使逐时扣除的累积总和等于25mm ;⑤根据设计流域重心位置所属区域查得平均稳定入渗率f c =0.9mm/h 。
在扣除暴雨损失量的降雨过程中,扣除每个时段的稳定入渗率,扣除稳定入渗率以后即得P=10%的设计净雨过程;⑥汇流参数:根据设计流域重心位置所属区域,查《手册》综合瞬时单位线汇流参数分区图,属⑥区,采用⑥区公式进行计算;()1727.020619.03099.010,16845.0m --••=L FJF(3-19)0.5841LogF -1563.2b = (3-20)()5287.02698.02L F8082.4n --•=J (3-21)⑦根据设计净雨过程的平均净雨强度,计算m 1,i 和参数K :平均净雨强度的计算为净雨量R c 除以净雨历时t c ;cct R R =i (3-22) b10,1,110m m -⎪⎪⎭⎫⎝⎛=i i R (3-23)nm ,1i K =(3-24)⑧根据参数n ,K 和t=1小时,算出各时段的t/K 值,由n 和t/K 在S(t)曲线表查出各时段的S(t)值。
将S(t)移后一个时段即得S(t-1)值。
由各时段的S(t)减去S(t-1)即可求得t=1小时的时段单位线纵坐标值μ(1,t);⑨根据设计净雨过程,用时段单位线μ(1,t)推求设计地面径流过程;⑩推求设计洪水流量过程:由稳定入渗量形成的地下径流深计算地下径流的洪峰流量Q D ,设计洪水流量为地面径流与地下径流之和。
1g 1852.0-=D D Ft R Q (3-25)三、水面线1、雍水一维恒定非均匀流的基本方程:j f h h gV Z gV Z +++=+2221112222αα式中:Z 2、Z 1为计算段上、下游断面水位;V 2、V 1为计算段上、下游断面平均流速,2α、1α为计算段上、下游断面的动能修正系数;h f 为沿程水头损失;h j 为局部水头损失。
(1)动能修正系数αα是以总流的断面平均流速V 代替过水断面上各点的点流速V i 来计算断面的平均单位动能,为校正误差而引入的修正系数,理论上可按下式计算:AV dAV i A 33⎰=α式中:V i 为断面单元流速(m/s );V 为断面平均流速(m/s )。
α是个大于1.0的数值,其值取决于断面上流速分布不均匀的程度,流速分布越不均匀,α值越大。
本次计算过程中,取α=1.05。
(2)沿程水头损失水流在流动过程中,由于克服河床的阻滞作用,边壁的低流速层对高流速层产生的阻力而消耗的能量,就是沿程阻力损失损失h f ,主要决定于均匀流的坡降,可表示为:23/42222A R L Q n L K Q L J h f ===式中:L 为计算段上下游断面间距(m ),K 为流量模数,R CA K =,一般采用:2221111K K K +=,K 1、K 2是上下两断面的流量模数;C 为谢才系数,yR n C 1=,n 为糙率,y 可取1/4~1/6。
(3)局部水头损失局部水头损失即为河道的河床断面沿程不均匀引起的水头损失。
局部阻力系数与河槽形态、收缩或放宽的比例以及水流情况有关,特别是在跨河桥梁河段特别明显,局部水头损失h f 可按下式计算:)22(2221g Vg V h j -=ξ式中:ξ为局部阻力系数。