水文学发展简史
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水文学发展简史:a自远古至14世纪末,为水文学现象定性描述阶段b15世纪初至19世纪末为水文科学体系形成阶段c自从20世纪50年代,进入应用水文学兴起阶段d20世纪50年代以来,进入现代水文阶段。
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。
水文现象的研究任务:水体的运动和分布规律。
水文的地理研究方向——地理水文学。地理水文学具有宏观性,综合性及区域性三大特点
水文现象:指地球上的水受外部作用而产生的永无休止的运动。
水文现象的特点:a谁循环永无止尽b水文现象在时间变化上既具有周期性,又存在随机性c水文现象在地区分布上既存在相似性又存在特殊性
水资源的涵义:a按社会需求供给或有可能提供的水量b有可靠来源且可通过水循环得以更新补充c这个水量可由人工加以控制d水量水质适应人类用水需求广义水资源:指世界上一切水体,包括海洋,湖泊,沼泽,冰川,土壤水,地下水及空气中的水分,都是人类宝贵的财富,即水资源。狭义水资源:不同于自然界水体,仅指在同一时期内,能被人类直接或间接开发利用的那一部分动态水体,主要是指,河流,湖泊,地下水,及土壤水等淡水,个别地方还包括微咸水。水资源的特性:a水资源有循环再生性和其有限性b时空分布的不均匀性c广泛的利用性及其不可替性d利与害的两重性e社会性和经济性f开发利用上的整体性。
水资源的时空变化:a地区分布,因受海陆位置,水汽来源,地形条件等影响,我国水资源地区分布很不均匀,总趋势由东南沿海向西北内陆递减,
水资源的条件与问题:a水资源总量不少,但人均亩均较少(合理利用和保护水资源)b水资源地区分布不均匀,与人口耕地分布不相适应(水量的地区调配)c在时间变化上不均衡,水旱灾害频繁(抗旱防洪涝)d水土流失和泥沙淤积日趋严重,严重破坏生态平衡,增加了河流防洪困难,降低了水利工程效益e地下水是我国重要的水资源要合理开发利用,防止过量开采f天然水质相当良好,水污染日趋严重,防止水质污染,保护水源,已是当务之急。(防止水质恶化,保护水源)
水循环的基本过程: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,经过蒸发,水汽输送,下渗及径流等过程,不断发生形态转换和周而复始的运动的过程。
水循环的机理:a水循环服从于质量守恒定律b太阳辐射与重力作用是水循环的基本动力c水循环广及整个水圈,并深入大气圈,岩石圈,生物圈d全球水循环是闭合系统,局部水循环是开放系统e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
水体的更替周期:水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需要的时间。意义:水体的更替周期是反映水循环强度的重要指标,也是反映水体水资源可利用率的基本参数。
水循环的作用与效应:a深入并紧密饺子四大圈层b影响全球气候,是大气能量的主要来源,调节全球气候,影响气候特征c水循环受制于地表形态,又塑造地貌,改变地表层应力平衡d水循环支持生物圈的生命活动,同时制约一个地区的生态平衡e水循环是水资源可持续利用的基础。
水量平衡: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
出的水量的差额必须等于该时段区域(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。
水面蒸发是在充分供水条件下的蒸发,蒸发量E是指从蒸发面跃出的水量和返回蒸发面的水量之差值,即有效蒸发量。单位质量的水,从液态为气态时所吸收的热量称为蒸发潜热土壤蒸发:是发生在土壤空隙中的水的蒸发现象。分为三个阶段a定常蒸发阶段,供水充分,主要受气象影响b蒸发率下降阶段,由于蒸发不断耗水,土壤中的水逐渐减少,当降到某一临界值W后,土壤的供水能力,不能满足蒸发需要,蒸发率将随土壤含水量的减少而减少,蒸发量大小决定与土壤含水量c蒸发微弱阶段,当土壤含水量逐步降低到第二个临界点W,土壤蒸发便进入蒸发微弱阶段,与上下层水汽压梯度及水汽所通过的路径长短和弯曲程度有关,并随汽化层的不断向下延伸,蒸发越来越弱。
水汽扩散的种类:分子扩散和紊动扩散。
我国水汽输出的基本特点:a存在三个基本的水汽来源,三个输出入路径,并有明显的季节变化,三个来源是极地地区的西北水汽流,南海水汽流和孟加拉湾水汽流b存在由大气平均环流引起的平均输送,又有移动性涡动输送,其中平均输送方向基本上与风场相一致c地理位置,海陆分布与地貌上的总体布局,制约了全国水汽输送的基本态势d水汽输送场垂直分布存在明显差异
降水要素降水量:指一定时段内降落在某一面积上的总水量;降水历时:指一场降水自始至终所经历的时间;降水时间:相对于某一降水而言,其时间长短是人为划定的,在此时段内并非意味着连续降水;降水强度:简称雨强,指单位时间内的降水量;降水面积:降水所笼罩的面积。
降水过程线:以一定时段为单位所表示的降水量在时间上的变化过程
面降水量的计算方法:算数平均法(适合于区域内地形起伏不大,雨量站网稠密且分布教均匀的地区),垂直平分法(太森多边形法),适用于雨量站分布不均匀的地区,缺点是与实际降水不符,等雨量线法(适用于面积较大,地形变化显著而有足够数量雨量站的地区),客观运行法。
影响降水的因素:地形条件影响,水体影响,森林人为影响
可能最大降水量:指在现代的地理环境和气候条件下,特定的区域在特定的时段内,可能发生的最大降水量。
下渗过程的阶段划分:渗润阶段,渗漏阶段,渗透阶段
下渗要素:下渗率f(下渗强度),单位面积上单位时间内渗入土壤中的水量下渗能力(下渗容量)指在充分供水条件下的下渗率。稳定下渗率(稳渗):下渗锋面推进到一定深度后,下渗率趋于稳定的常值
霍顿公式:意义反映了下渗强度随时间递减规律,并最终趋于稳定下渗,下渗过程是一个消退过程。
影响下渗的因素:a土壤特性b降水特性c流域植被,地表形态的影响d人类活动的影响
径流由地表径流,地下径流,壤中流组成
径流的表示方法及其换算:a径流量指单位时间内通过某一断面的水面;b径流总量指T时段内通过某一断面的总水量;c径流深度:指将径流总量平铺到整个流域面积上所求得的水层深度d径流模数:指流域出口断面流量与流域F的比值e径流系数:指某一时段的径流深度R与相应的降水深度P的比值。
径流的形成过程
产流机制:a超渗地面径流产流机制,降雨强度>下渗率,界面为包气带上界面