第八讲 水文分析分解
水文分析
水 流 方 向 数 据
流程
汇 流 累 积 量
负 地 形 山 谷 线
DEM
原 始 DEM
邻 域 分 析
meandem
正 地 形 汇 流 累 积 量 山 脊 线
无 洼 地 DΒιβλιοθήκη M水 流 方 向 数 据原理
• 基于DEM的地表水文分析的主要内容是利 用水文分析土具提取地表水流径流模型的 水流方向、汇流累积量、水流长度、河流 网络(包括河流网络的分级等)以及对研究区 的流域进行分割等。通过对这些基本水文 因子的提取和基本水文分析，可以在DEM 上再现水流的流动过程，最终完成水文分 析过程。
水文分析
算法思想
• 对水文物理过程研究而言，由于山脊、山 谷分别代表分水性和汇水性，山脊线和山 谷线的提取实质上就是分水线和汇水线的 提取。因此，对于山脊线和山谷线就可以 利用水文分析的方法进行提取。
• 基于DEM的地表流水物理模拟分析的原理： 对山脊线（分水线）上的栅格的水流流向 都应该只有流出方向而不存在流入方向， 即其栅格的汇流累积量为0.通过对0值的汇 流累积值的栅格的提取，就可以得到分水 线（山脊线）。
• 对山谷线，具有汇水的性质，可以利用反 地形的特点。即，利用一个较大的数值减 去原始DEM数据，得到与原始地形完全相 反的地形数据，也即，原始DEM中的山脊 变成了负地形中的山谷，而原始DEM中的 山谷变成了负地形的山脊。则，山谷线的 提取就可以在负地形中利用提取山脊线的 方法进行提取。
反 地 形
《水文分析》PPT课件
精选ppt
12
洼地计算
洼地区域是水流方向不合理的地方，可以 通过水流方向来判断哪些地方是洼地，然后对 洼地填充。但是，并不是所有的洼地区域都是 由于数据的误差造成的，有很多洼地是地表形 态的真实反映。因此，在进行洼地填充之前， 必须计算洼地深度，判断哪些地区是由于数据 误差造成的洼地而哪些地区又是真实的地表形 态，然后在洼地填充的过程中，设置合理的填 充阈值。
精选ppt
13
1、洼地提取
洼地计算对话框
2、洼地深度计算 需要先计算洼地贡献区域
精选ppt
14
洼地贡献区域计算对话窗口（watershed）
精选ppt
15
计算每个洼地所形成的贡献区域的最低高程
分区统计对话框
精选ppt
16
计算每个洼地贡献区域出口的最低高程（洼地 出水口高程）
洼地贡献区域边缘最低高程计算对话框
精选ppt
29
1、河网的生成
①生成汇流累积量图 ②设定阈值 ③栅格河网的形成 ④栅格河网的矢量化
栅格河网转换成矢量河网对话框
精选ppt
30
提取河流网络
Value = No Data
11
122
2
222
22
StreamToFeature
NET_GRID
streamnet = con
(flowacc > 100, 1)
精选ppt
23
3.3 水流长度
水流长度通常是指在地面上一点沿水流方向到其流 向起点（或终点）间的最大地面距离在水平面上的投 影长度。水流长度直接影响地面径流的速度，从而影 响对地面土壤的侵蚀力。因此，水流长度的提取和分 析在水土保持工作中有很重要的意义。目前，在 ArcGIS中水流长度的提取方式主要有两种：顺流计算 和溯流计算。顺流计算是计算地面上每一点沿水流方 向到该点所在流域出水口的最大地面距离的水平投影； 溯流计算是计算地面上每一点沿水流方向到其流向起 点的最大地面距离的水平投影。
水文地质学基础_1第八讲2004
天然：大气降水、地表水、凝结水及相邻含水层的补给等 人类活动有关的：灌溉水入渗、水库或渠道渗漏、生产生 活排水及人工回灌
第七章 第一节 一、大气降水对地下水的补给
入渗机制？影响因素？补给量的确定？
1、大气降水入渗机制
包气带是降水对地下水补给的枢纽，包气带的岩性结构 和含水量状况对降水人渗补给起着决定性作用。
气候因素（P，E）；降水总量；降
水强度；降水频率；降水延续时间。 总量大，强度适中，间隔短，适中时 间长的绵绵细雨最有利。温度适中， 温差较小，相对湿度大，蒸发强度小。
地形: 高或低，陡或缓
地质: 渗透性愈大则愈有利于入渗 地下水位埋深： 其他：
P Rs
S qG
第七章 第一节 一、大气降水对地下水的补给
3、将达西仪平放、斜放，其结果是否相同？ 相同；渗透系数（K）只与岩石性质及流体物理性质有关
观测室
第七章 第一节 二、地表水对地下水的补给
地表水体（河、湖、水库等）都可以成为地下水的补给 来源。
河流补给: 因地而异（空间上），不同部分，岩性等； 因时而异（时间上），不同季节，不同补排关系。
比较长年性河流与季节性河流对地下水的补给的异同 点；
河流补给的主要影响因素有哪些？ 如何确定河水对地下水的补给量？ 地表水补给地下水的必要条件有哪些： （1）有水力联系 （2）地表水水位高于地下水水位
Fundamentals of Hydrogeoloy
第八讲
水文学及水资源工程专业
第七章 地下水的补给与排泄
Recharge & Discharge of G.W.
地下水是通过补给与排泄两个环节参与自然界的水循环
高中地理河流水文特征分析
高中地理知识百科（三）河流水文特征总体分析分析要素：水位、流量、含沙量、结冰期、水能蕴藏量、汛期等1、流量(米3/秒)--------反映水资源的多少(1)流量的大小总流量：河流主要补给形式;流域面积的大小分段流量：上游来水;附近支流汇入情况;其他因素(2)流量的变化河流主要补给形式、季节变化、日变化2、水位(米)变化流量的大小----决定于河流的补给类型。
分布在润湿地区、以雨水补给为主的河流，水位变化由降水特点决定;分布在干旱地区、以冰川融水补给为主的河流，水位变化由气温变化决定 ;其他因素：人类活动3、汛期长短及出现的时间 (气候)4、有无结冰期影响因素：气温无结冰期，最冷月均温>0℃;有结冰期最冷月均温<0℃凌汛形成的条件有结冰期;低纬流向高纬;结冰和融冰时期。
凌汛产生的危害—冰坝抬高水位，浮冰冲击河岸导致洪涝灾害的发生。
5、水能蕴藏量河流落差大(解释为什么),水量大(解释为什么)水量大小取决于流域内降水量(大气环流、地形、洋流、海陆位置等);水系特点;流域面积;6、含沙量(克/米3)(1)河流总体含沙量大小：下垫面、地形、土质状况、植被状况人类活动(2)某一河段：流速、人类活动(水利工程)7、航运价值：流量、地形、经济发展水平等分析中国各区域河流的水文特征1、东北地区河流水文特征(黑龙江、松花江、嫩江、乌苏里江)水量丰富(流经湿润半湿润区)汛期较短(有春汛-季节性结雪融水、夏汛-温带季风气候，大气降水)含沙量少(森林茂密、地势起伏小)结冰期长(纬度高，位于寒温带、中温带) ，松花江、乌苏里江、黑龙江有凌汛现象水位变化较小：河流补给多样航运价值：季节性航运(夏季)水能资源贫乏(地势落差小)2、秦岭—淮河以北-辽河、海河、黄河水量较小：流经半湿润和半干旱地区水位变化大：补给主要是7、8月的降水汛期较短，季节变较大：降水季节短含沙量大：河流上、中游植被少，且流经疏松土质的地区，水土流失严重结冰期较短：冬季较短航运价值低：中、上游地势起伏大，下游地势平坦，但泥沙淤积严重，加之水量小水能资源：中上游落差大的地方水能资源相对丰富，形成梯级开发3、秦-淮以南地区河流水文特征水量丰富：流经降水丰富的湿润地区(雨季长，流域面积广)水位变化小：降水的季节长汛期较长，季节变较小：降水多，且季节长含沙量小：植被保护较好结冰期无：冬季气温在0℃以上航运价值高：下游地区(地势平坦、水量大)水能资源丰富：中上游水能资源较为丰富(水量大、落差大)4、西南地区河流水文特征水量丰富：流经降水丰富的湿润地区水位变化小：降水的季节长汛期较长，季节变较小：降水多，且季节长含沙量小：植被保护较好结冰期无：冬季气温在0℃以上航运价值低：山高谷深，多峡谷水能资源丰富：落差大，多峡谷，水量丰富5、西北地区河流(多内流河)水文特征流量小：流经干旱半干旱地区(冰川融水补给和山地降水补给)水位季节变化大：以冰川融水补给为主，受气温影响较大，多为季节性河流(冬季断流)或时令河汛期：短(夏汛)航运价值和水能价值都较低流程：不长(蒸发、下渗、灌溉用水多)例3：松花江是我国东北地区的重要河流，请描述该河流的水文特征。
第八讲 水文分析
第八讲 水文分析
包 世 泰
主要内容
水文分析是DEM数字地形分析的一个重要应用。 基于DEM的地表水文分析主要包括： 1）提取水流方向 2）汇流累积量 3）水流长度计算 4）河流网络提取 5）河网分级以及流域分割
练 习
山脊山谷线的提取 地形鞍部的提取 沟谷网络的提取及沟壑密度的计算 河网提取与等级划分 流域划分
掌握基本工具，会采用Geoprocessing处理上 述经典的水文分析等问题
1.河网生成 1)基于DEM生成汇流累积量数据，用到洼地填充、水流流向、 生成汇流累积量一组方法。 2)设定阈值。不同级别的沟谷对应不同的阈值，不同区域相 同级别的沟谷对应的阈值也是不同。实际工作中设定阈值应 通过不断实验、结合土壤植被等资料辅助检验方法确定。 3)生成栅格河网。采用Map Algebra/Multi Map Output工具 中的Con或Setnull命令条件查询可得栅格河网。或采用 Raster Calculator计算。 4)栅格河网矢量化。Hydrology/Stream to Feature，生成 矢量河网。
汇流累计量工具Flow Accumulation 步骤：1）基于无洼地DEM的水流方向计算； 2）基于Flow direction raster采用 Hydrology/Flow Accumulation
注意：Weight raster(权重数据)一般是降水、土壤以及植被等影响径流 分布不平衡统合而成，对每个Cell赋权重能更详细模拟该区域的地表 特征。如果无权重数据，系统默认所有Cell的权重为1。
水文分析与计算讲解学习
水文分析与计算讲解学习水文水利计算是工程水文的重要组成部分，分为水文计算和水利计算。
根本任务水文计算：分析水文要素变化规律，为水利工程的建设提供未来水文情势预估。
水利计算：拟定并选择经济合理和安区可靠的工程设计方案‘规划设计参数和调度允许方式。
一、水文计算的主要研究方法设计标准概率预估（PMP/PMF）研究进展基于风险理论的防洪标准研究气候变化和人类活动对设计成果的影响不确定性新理论二、水利计算的主要研究方法水量调节洪水调节枯水调节水能调节一、水文过程的随机特性水文现象同时存在“确定性过程”和“随机性过程”。
确定性因素和随机因素共同作用下的模型，统称为“随机模型”。
二、纯随机模型对水文过程的适用性采用随机方法解决水文计算问题时，依据的是概率统计理论中的纯随机模型，即假设所研究的水文变量是独立随机地抽自同一客观总体，而这个总体是通过概率分布函数（或概率密度函数）来描述的。
水文频率分析计算的任务，就是根据水文变量的样本对总体进行统计（如参数估计、推求制定标准的设计值等）和推断（如假设检验、推求置信限等）。
一、洪水资料的选样指导思想：保证纯随机模型的适用性，独立同分布。
洪水三要素：洪峰、洪量、洪水过程。
选样方法：（1）年最大值法；（2）年多次法；（3）超定量法；（4）超大值法。
二、洪水资料的审查和分析1.可靠性审查2.一致性审查3.代表新审查三、洪水资料的插补延长1. 根据上下游测站的洪水特征相关关系进行插补延长点绘相关图；设计站洪水由上游几个干支流测站的洪水组成，应错时叠加；因受洪水展开和区间来水影响，考虑能反映上述影响因素的参数；三、洪水资料的插补延长1. 根据上下游测站的洪水特征相关关系进行插补延长若设计断面资料短，甚至无资料，则无法直接建立相关关系，需要修正，其做法如下：（1）两者集水面积之差小于3%，中间无天然或认为分滞洪，可直接移用；（2）面积之差大于3%，但不大于10%～20%，且暴雨分布均匀，用面积进行修正；（3）若在上下游均有参证站满足要求，则可进行内插。
河道水文要素分析
河道水文要素分析河道水文是一个研究地表水循环的科学，通过分析河道水文要素，可以更好地了解河流生态系统的特点，并对治理河流、保护水资源具有重要的指导意义。
因此，本文将就河道水文要素的分析方法、应用及其在水资源管理中的作用进行讨论。
一、河道水文要素的分析方法1. 分析地表水的径流量地表水的径流量指的是从地表流入水道的水的量，它的计算方式主要采用计算水位高度和河道横截面积的方法。
首先，需要通过实地观测或使用遥感技术获取水位高度数据，在此基础上计算出河道横截面积。
这些数据可以通过传感器、水文监测站或遥感图像收集得到。
然后再根据流速公式和横截面积的数据，计算出水的流量。
2. 分析流域降雨量流域降雨量是指流域面积内降落在地表上的雨水量。
获取流域降雨量的数据通常采用的是降雨监测站数据，以及遥感图像或数值模拟等先进技术。
传感器测量降雨量的传统方法已能够有效地监测降雨。
随着科技的发展，遥感技术在获取降雨量方面也越来越重要。
利用雷达、卫星影像等遥感技术，可以获取到降雨分布、降雨强度等数据，从而提高预测准确性，更好地分析河道水文要素。
3. 分析流域蒸发量流域蒸发量是指流域内水分从土地表面逸散在空气中的量。
蒸发量的大小取决于风速、湿度、温度、辐射等因素的影响。
观测流域蒸发量的传统方法是利用蒸发皿，而随着技术的发展，激光干涉仪、热敏传感器等新技术也被广泛应用于流域蒸发量的测量。
同时，通过灰度变化、温度分布等遥感技术，也能有效地分析流域蒸发量。
二、河道水文要素的应用河道水文要素的分析对于洪水灾害预测、水资源管理、河流治理等领域起着重要作用。
1. 洪水灾害预测通过分析河道水文要素，特别是水位和流量等数据，可以进行洪水预测。
针对不同区域、不同季节的降雨、径流等数据，可以大大提高对水文系统的预测能力，对防止洪灾、减轻洪灾损失有重要意义。
2. 水资源管理在水资源管理方面，河道水文要素的分析可以更好地了解水资源的变化与分布规律，为水资源的合理分配、利用和管理提供决策依据。
《水文分析》课件
总结
1 水文分析的意义
2 发展趋势及未来展望
水文分析可以为社会经济发展、水资源管 理和环境保护等方面提供科学依据和技术 支持。
水文分析技术将不断发展和更新，以满足 社会和人民对水资源利用和管理的需求。
应用与发展
水文分析在水文灾 害中的应用
通过对水文数据的分析和模 拟，预测水文灾害发生的可 能性和危害程度，以便采取 相应措施。
水文分析在水资源 管理中的应用
通过对水资源的评价和水量 变化的监测，制定有效的水 资源管理措施，满足社会和 经济发展需要。
水文分析在城市规 划中的应用
利用水文分析的方法，合理 规划城市的水利设施和建设 用地，为城市的可持续发展 提供技术支持。
数据存储和管理
选择合适的存储和管理方式，确保数据的安 全、可靠、高效地维护。
水文数据的统计与分析
单位面积径流量计算方法
通过站点数据和降雨数据，采 用流域平衡原理计算出单位面 积的径流量。
洪峰流量计算
通过对历史洪水的分析，选取 适当的设计洪水进行计算，以 保证水工建筑物安全。
水能资源评价
通过计算各水电站或水资源区 的年径流量、有效水能等指标， 评价水能资源的质量和利用潜 力。
水文分析
水文分析是一种研究水循环及水资源利用情况的科学方法，可以帮助我们更 好地管理和保护水资源。
水文资料的获取与处理
水文站点的选择与布设
选择具有代表性和实际意义的站点，并合理 布设。
水文资料处理方法
采用科学有效的方法对采集到的水文数据进 行处理，包括质量控制、异常值处理等。
水文采集设备的选择
根据需要选择适当的设备采集水文数据，确 保数据的准确性和完整性。
水文模型的建立
高中地理课件-河流的流量图和水文水系分析
(3)A河最高水位在____9____月，说明了该河在__北__方____地区。 (4)C河最高水位在____6____月，形成该特点的原因是_____________ ___河__流__位__。于长江中下游地区，6月份长江中下游地区在江淮准静止
4、图中现象最可能出现的时间是: A.2月 B.5月 C.10月 D.12月
特征
应用
数 值 判断地势分布和河流流向：地势高
处潜水位高，地势低处潜水位低
潜水埋藏深度=地面海拔－潜水海
疏 密拔潜水流速：等潜水位线密—流速快；
疏—流速慢
走向和 潜水流向：垂直于等潜水位线， 弯曲 从高处指向低处
闭 合 中心潜水位低：地下水开采过度
雨水 _____ _补给
一般以 __夏__秋_两 季为主
补给特 点
①时间 集中
②不连 续性
③水量 变化大
主要影响 我国主要分 径流量的季节
因素
布地区
变化
①降水量
的多少
②降水量 的季节分 配 ③降水量
普遍，尤以 东_部__季__风__区_最
为典型
的年际变
化
补给类型
__湖__泊__水__ 补给
_地__下__水__ 补给
锋影响下，形成较长时间的梅雨天气，所以径流量在6月份最多
等潜水位线判读
1.定义: 将潜水位海拔高度相等的点 连成的线。
2.数值: 表示潜水位的海拔高度。
潜水位与地势起伏相一致： 地势高处潜水位高 地势低处潜水位低 潜水的埋藏深度=地面海拔—潜水位 海拔
水文学复习资料分解
水文学、名词解释水文现象：水循环过程中，水的存在和运动的各种形态。
水循环：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。
海水盐度：单位质量海水中所溶解物质的质量，叫海水盐度。
它是海水物理、化学性的重要标志。
水循环过程中，水的存在和运动的各种形态。
水资源：指全球水量中可谓人类生存、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。
水体更替周期：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要的时间。
水量平衡：指任意选择的区域，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内蓄水的变化量，从总体上说收支平衡。
蒸发能力：通常，将处在特定的气象环境中，具有充分供水条件的可能达到的最大蒸发量，称为蒸发能力。
区域总蒸发：是指研究区域内所有蒸发面上各种蒸发、散发之综合。
水汽扩散：指由于物质、粒子群等的随机运动而扩展于给定空间的一种不可逆现象。
扩散现象不仅存在于大气之中，也存在于液体分子运动进程中。
水汽输送：指大气中水分因扩散而由一地向另一地运移，或由低空输送到高空的过程。
降水历时：指一场降水自始至终所经历的时间降水量：指一定时间内降落在某一面积上的总水量降水面积：即降水所笼罩的面积，以平方公里计。
下渗率：下渗又称入渗，是指水从地表渗入土壤和地下的运动过程。
下渗能力：又称下渗容量，指在充分供水条件下的下渗率。
稳定下渗率（fc）：通常在下渗初期，下渗具有较大的数值，称为初渗，其后，下渗作用不断进行，下渗率不断递减。
当下渗到一定深度后，下渗率趋于常值，此时称为稳定下渗率。
产流机制：水在沿土层的垂向运行中，供水与下渗矛盾在一定介质条件下的发展机理和过程，称为产流机制。
流量：指单位时间内通过某断面的水量，常用单位为立方米每秒。
径流深：指将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。
水文分析与计算教学讲义
水文分析与计算教学讲义一、概述水文分析是指通过对水文数据的收集、整理和分析，来研究地表水和地下水的分布、变化和利用情况等。
水文学中的分析是建立在大量的水文数据基础上的，因此数据的收集和整理是水文分析的基础。
二、水文数据的收集与整理水文数据的收集主要包括观测站的建立和水文观测点的选取。
观测站的建立需要考虑到区域的地理条件、地下水位和降水情况等。
水文观测点的选取需要根据实际需要，采取代表性的采样方法，以获得真实可靠的水文数据。
水文数据的整理主要包括数据的筛选、统计和处理。
筛选是指对收集到的水文数据进行初步的处理，去除异常值和错误数据。
统计是指对筛选后的数据进行大致的分析和总结，了解水文数据的分布和特征。
处理是指对统计后的数据进行进一步的计算和分析，得出更精确的结果和结论。
三、水文分析的方法和途径1.水文数据的描述与分析方法：水文数据的描述主要包括频率分析、时域分析和空间分析等。
频率分析是指通过对一定时期内的水文数据进行统计和分析，揭示水文事件的发生规律和概率分布特征。
时域分析是指通过对时间序列数据进行分析，了解水文数据的长期趋势和周期变化。
空间分析是指通过对不同水文观测点的数据进行比较和分析，寻找地表水和地下水的空间分布规律。
2.水文计算的方法和技巧：水文计算主要包括水文循环计算、水文平衡计算和水文模拟计算等。
水文循环计算是指通过计算降水量、蒸发量、径流量和地下水补给量等水文要素之间的关系，研究水文系统的循环过程和能量平衡。
水文平衡计算是指通过计算水文系统的收入和支出之间的差异，来评估水资源的可利用性和水文环境的稳定性。
水文模拟计算是指通过建立数学模型或计算机模型，对水文系统的运行过程进行模拟和预测。
四、水文计算的实例与应用1.降水量的计算与分析：降水量是水文学中的一个重要指标，它直接影响地表水和地下水的补给和存储。
降水量的计算可以通过气象站的观测数据和气象雷达等技术手段来进行。
降水量的分析可以根据时间序列数据和空间数据，揭示降水的分布特征和变化趋势。
水文分析及计算知识重点
1.洪水资料的分析处理：洪水资料的选样→洪水资料的审查→洪水资料的插补延长→洪水资料代表性分析方法。
〔一〕洪水资料的选样：〔1〕年最大值法：每年选取一个最大值，n年资料可选出n项年极值，包括洪峰流量和各种时段的洪量。
〔2〕年屡次法：每年选取最大的k项，那么由n年资料可选出n*k 项样本系列，k对各年取固定不变，如k=3、5等。
〔3〕超定量法：选定洪峰流量和时段洪量的阀值Q mo、W to，超过该阀值的洪水特征均选作为样本，每年选出的样本数目是变动的。
〔4〕超大值法：将n年资料看作一连续过程，从中选出最大的n项。
〔相当于以第n项洪水为阀值的超定量法〕对一般水利工程：采用年最大取样；对城市雨洪排水和工矿排洪工程：年屡次法。
〔二〕洪水资料的审查〔“三性审查〞〕（1）可靠性分析：主要审查由于人为或天然原因的造成的资料错误或时空不合理现象。
审查的具体内容一般包括：1〕水位资料的审查：了解水位基准面的情况，水尺零点高程有无变化，检查施测断面有无变动。
2〕检查流量测验情况：检查测验方法、仪器等情况。
如断面布设是否合理、浮标测流系数是否合理、水位流量关系有无问题，特别是水位流量关系曲线的延长局部是否合理。
3〕检查上下游河岸整治、溃堤、分洪、改道、堵口等情况及人类活动的情况。
〔2〕一致性分析：样本是否来自同一总体。
不一致原因：1〕上游修建水库蓄水，改变原天然洪水、径流过程；2〕大洪水情况下分洪或发生决口、溃堤；3〕气候变化、下垫面覆被/土地利用变化。
分析方法：水量平衡原理修正、相关关系修正、水文模型修正。
（3）代表性分析：代表性是指样本与总体接近的程度。
其他条件一样时，样本容量越小，抽样误差愈大；提高样本代表性的主要途径是增加样本长度；方法：历史洪水调查、插补延长、古洪水探测。
（三）洪水资料的插补延长〔1〕根据上下游测站的洪水特征值进展插补延长〔2〕利用本站峰量关系进展插补延长〔3〕利用降雨径流关系进展插补延长〔4〕根据相邻河流测站的洪水特征值进展延长考前须知：1〕参证站和设计站在成因上有密切的联系，参证站具有充分长的资料，两站有一段相当长的平行观测资料2〕插补系列的项数一般不宜超过实测项数n，最好不超过n/23〕外延不宜太远：对洪水，一般不超过实测资料的30％4〕相关密切, ρ＞02.洪水调查的意义：〔1〕增加样本容量，提高代表性。
水文学整理（完整版）分析讲解
⽔⽂学整理（完整版）分析讲解⽔⽂学⼀、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。
第八讲水文解析
思考： 一次洼地填平后，还是否会产生新的洼地？如何（以简单 方式）判断？
三、水文特征取
1.汇流累计量 采用数值矩阵（Raster结构)表示区域地形每个 Cell的流水累积量 汇流累计量基本思想： 以规则格网表示的DEM每个Cell处有一个单位的水 量，按照自然水流从高处流往低处的自然规律，根 据区域地形的水流方向数据计算每个Cell处所流过 的水量数值便得到了该区域的汇流累积量。
相对于中心Cell的相邻8个Cell方位即为： North,North-East,East,South-East, South,South-West,West,North-West 现将这八个方位，从East(横轴方向)开始，进行编 号（易于计算识别），见左图
East ------20=1
汇流累计量工具Flow Accumulation 步骤：1）基于无洼地DEM的水流方向计算； 2）基于Flow direction raster采用 Hydrology/Flow Accumulation
注意：Weight raster(权重数据)一般是降水、土壤以及植被等影响径流 分布不平衡统合而成，对每个Cell赋权重能更详细模拟该区域的地表 特征。如果无权重数据，系统默认所有Cell的权重为1。
得到结果sinkdepth是所有洼地汇水区的洼地深度Raster。 通过与其他地形资料对比分析，可判断哪些洼地是数据误差而产生的，哪些 是真实的地表形态，从而根据洼地深度确定合理的洼地填充阈值。
3.洼地填充
洼地填充是无洼地Dem生成的最后一步，依据前面计算的洼地深度 设置填充阈值。
采用Hydrology/Fill工具 Z limit为阈值，洼地深度大于阈值的地方不填充（作为真实地形 保留）。系统默认情况是不设阈值，即所有洼地区域都将被填平。
水文分析及计算知识重点
水文分析及计算知识重点水文分析是指对水资源、水文过程进行分析、计算和预测的一种方法。
它是水文学的重要组成部分，对于合理利用和保护水资源具有重要意义。
本文将从水文分析的概念、方法和应用等方面进行分析和计算知识的重点介绍。
一、水文分析的概念和目的水文分析是指利用数学和统计方法对水文数据（如降雨量、流量等）进行分析，探索水文过程的规律性和变化趋势，以便进行水资源的合理利用和管理。
其目的主要有以下几点：1.揭示水文过程的规律性和变化趋势，为水资源管理和规划提供依据；2.预测未来的水文变化，以便制定适当的水资源调控措施；3.为水文工程设计和水灾防治提供科学依据。
二、水文分析的方法水文分析的方法包括统计分析、模型分析和实验分析等。
1.统计分析：通过对水文数据进行描述性统计和概率统计，揭示降雨和径流的规律性和变化趋势。
其中包括频率分析、时序分析、相关分析等方法。
2.模型分析：利用数学模型来模拟和预测水文过程，如水文循环模型和水量平衡模型等。
该方法可以通过数学计算来揭示水文过程的内在机理。
3.实验分析：通过野外观测和实验研究，收集原始数据，并进行分析和计算。
如通过监测降雨和径流的数据来分析水文过程的特点和变化规律。
三、水文分析的重点内容水文分析的重点内容主要包括以下几个方面：1.降雨分析：分析降雨过程的特点和规律性，如降雨量、频率、强度等。
通过降雨分析可以确定设计洪水等水文参数，为水资源规划和水灾防治提供依据。
2.地表径流分析：分析地表径流过程的特点和规律性，包括径流量、泥沙含量、径流过程的持续时间等。
通过地表径流分析可以估算流域的径流产量和泥沙输移情况。
3.地下水分析：分析地下水位的变化和水质的状况，研究地下水的补给、排泄和利用情况。
通过地下水分析可以评估地下水资源的量和质。
4.水文循环分析：分析降雨、蒸发、径流等水文过程之间的相互关系和平衡情况。
通过水文循环分析可以了解水资源的供需状况，为水资源管理和规划提供依据。
河流水系水文特征分析
河流水系水文特征分析
首先，河流水系的形成是由于地表径流在地形作用下逐渐形成的一系
统列河道。
它是由源头河、支流、主河、干流等组成的，河流水系的形成
和发展是地表水运动产生的结果。
水文特征分析中，首先要对河流水系的
地理特征进行分析，即河流河网的分布情况、河流的长短、面积等。
这些
特征直接影响着河流水文的时空变化规律。
水文特征分析还要关注河流水位和流量的变化规律。
水位和流量是衡
量河流水文变化的重要指标。
水位的变化与河流的地势有关，一般来说，
上游地势较高的河流，其水位变化幅度较大；而下游地势平坦的河流，其
水位变化幅度较小。
流量的变化与河流的水文循环和气候条件有关，一般
来说，降水量充沛的地区，其河流的流量较大；而降水量稀缺的地区，其
河流的流量较小。
水位和流量的变化规律是河流水文特征分析的重要内容。
另外，水文特征分析还要关注河流水质的变化规律。
河流水质的变化
受到人类活动、自然环境和河流水循环等多方面的因素影响。
河流水质主
要通过化学指标来评价，如pH值、溶解氧、浊度、总磷、总氮等。
水文
特征分析要关注这些指标的变化规律，揭示河水质量的时空变化特征。
综上所述，河流水系的水文特征分析是研究河流水文过程和变化规律
的一项重要工作。
通过对河流水系的地理特征、水文循环、水位流量以及
水质等方面的分析，可以更好地认识河流水资源的利用和管理问题，为河
流防洪减灾和环境保护提供科学依据。
水利水电工程中的水文资料整理与分析
水利水电工程中的水文资料整理与分析下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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11水文信息学 第八章水位流量关系讲解
2、不同点 但变动回水影响与洪水涨落影响之间也存在着明 显的差异。例如，洪水涨落影响下水位流量关系 按时序连成逆时针绳套曲线的特征，是变动回水 影响的水位流量关系所没有的；变动回水影响时 水位流量关系与下游水位密切程度则是洪水涨落 影响所不及的；洪水涨落影响的水位流量关系主 要是分析洪水特性，常用涨落率来反映比降的变 化，而变动回水影响的水位流量关系主要是分析 落差；对洪水涨落影响的一些现象的分析是把水 流当成渐变的不稳定流，而变动回水影响下的水 流则当作缓变的稳定流。
由于变动回水主要来自下游水体水位的变化对 测流断面流量的影响，因此，受变动回水影响时 的水位流量关系，除与本站的水情有关外，还与 下游水体的水情变化有关。随着下游水体对测站 影响程度的变化，水位流量关系曲线的走向也不 同，因此，变动回水影响下的水位流量关系有的 呈逆时针绳套，有的呈顺时针绳套，有时呈“ 8” 字形，有的呈反“8”字形，如下图所示。
2）经常性冲淤
按照冲淤的范围来分，有普遍冲淤和局部冲淤两 种。
1） 普遍冲淤：如控制断面或控制河段冲淤情况 均匀一致，从横断面上看，冲淤前后形状相似， 从纵断面看，冲淤前后比降基本一致，称之为普 遍冲淤。 2） 局部冲淤： 如果冲淤前后横断面形状剧烈 改变，或纵横断面冲淤交替出现，改变了河道的 比降，即属局部冲淤。
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South-East------21=2 South …… North-East------27=128 ------22=4
• 下图为5*5Cell的落 差值与水流方向
上图为5*5Cell的Dem值与 Direction Cell Size=25m
上图为DEM，右图为Flow Direction
思考： 一次洼地填平后，还是否会产生新的洼地？如何（以简单 方式）判断？
三、水文特征提取
1.汇流累计量 采用数值矩阵（Raster结构)表示区域地形每个 Cell的流水累积量 汇流累计量基本思想： 以规则格网表示的DEM每个Cell处有一个单位的水 量，按照自然水流从高处流往低处的自然规律，根 据区域地形的水流方向数据计算每个Cell处所流过 的水量数值便得到了该区域的汇流累积量。
1.洼地提取Sink 根据水流方向Raster提取
• Input flow direction raster • Output sink raster
2.洼地深度计算
1)采用Watershed工具，结果为洼地的汇水区 Input flow direction raster Pour point倾注点：sink raster Pour point field为sink raster的value
第八讲 水文分析
包 世 泰
主要内容
水文分析是DEM数字地形分析的一个重要应用。 基于DEM的地表水文分析主要包括： 1）提取水流方向 2）汇流累积量 3）水流长度计算 4）河流网络提取 5）河网分级以及流域分割
一、水流方向提取 （Flow Direction）
基本原理：“水往低处流” 方法：最大距离权落差（最大坡降法即D8算法）计 算思路： 1)计算中心Cell与周围8个cell高程“落差”，寻找 最大坡降即drop=Max(∆Z*100/distance) 2)最大坡降Cell与中心Cell之间由高至低的方向即为 水流方向。 Distance=1* Cell Size 或 2*Cell Sizeraster(权重数据)意义同前
顺流计算出的水流长度
溯流计算出的水流长度
四、河网提取
地表水流网络提取是DEM水文分析的主要内容之一 河网提取主要方法：地表径流漫流模型 主要思路（步骤）： 1)基于无洼地DEM利用最大坡降法计算水流流向Raster 2)依据自然水流由高处流往低处的规律，基于水流流向Raster 计算汇流累积量； 3)假设每个Cell都携带一份水流，那么汇流累积量就代表着该 Cell的水流量。根据此假设，当汇流量达到一定值时，就会 产生地表径流。挑选所有汇流量大于临界值的栅格就是（潜 在的）水流路径，由这些水流路径构成的网络，就是河网。
边界(Cell)的水流方向计算，假设水流均向外流，即超出边 界的区域高程值均为最低值
输入参数：Dem 输出参数：Flow Direction Raster(水流方向的栅格）和Drop Raster(最大坡 降分布栅格）
问题：按照流向编码，应只有1、2、4、8、…、128， 为何还有3、5、7、9、…、15、17、…、31、33、…、 61、63、…、127、129、…、255？
得到结果sinkdepth是所有洼地汇水区的洼地深度Raster。 通过与其他地形资料对比分析，可判断哪些洼地是数据误差而产生的，哪些 是真实的地表形态，从而根据洼地深度确定合理的洼地填充阈值。
3.洼地填充
洼地填充是无洼地Dem生成的最后一步，依据前面计算的洼地深度 设置填充阈值。
采用Hydrology/Fill工具 Z limit为阈值，洼地深度大于阈值的地方不填充（作为真实地形 保留）。系统默认情况是不设阈值，即所有洼地区域都将被填平。
汇流累计量工具Flow Accumulation 步骤：1）基于无洼地DEM的水流方向计算； 2）基于Flow direction raster采用 Hydrology/Flow Accumulation
注意：Weight raster(权重数据)一般是降水、土壤以及植被等影响径流 分布不平衡统合而成，对每个Cell赋权重能更详细模拟该区域的地表 特征。如果无权重数据，系统默认所有Cell的权重为1。
2.水流长度 水流长度指地面上一点(Cell)沿水流方向到其流向起点 （或终点）间的最大地面距离在水平面上的投影长度。 水流长度直接影响地面径流的速度，进而影响地面土壤的 侵蚀力。水流长度的提取与分析在水土保持工作中有很重 要的意义。 ArcGIS中计算水流长度有两种： 顺流计算：计算地面上每一点沿水流方向到该点所在流域 出水口的水平投影距离； 溯流计算：计算地面上每一点逆水流方向到其流向起点的 水平投影距离。
在水流方向Value不是1，2，4， 8，16，32，64， 或128的栅格被认为具有不明确的流向,即。 思考： 1)这些数值是如何计算出来的？与最大落差有何关系？ 2)如何剔除这些水流方向不合理的地方（洼地）？
二、洼地计算
Dem中的洼地有两种情况：1）数据误差，源 于采集与处理；2）地表真实形态的反映。 洼地计算的思路 首先找出洼地，计算洼地深度，以判断洼地 的情形，然后设置合理的阈值进行洼地填充。
2.洼地深度计算
2)采用区域统计Zonal Statistic，计算每个洼地所形成 的汇水区最低高程ZonalSt
2.洼地深度计算
3)采用区域填充Zonal Fill，计算每个洼地汇水区出口的 最低高程即洼地出水口高程Zonalmax
2.洼地深度计算
4)计算每个洼地的深度，采用栅格计算器（或Map Algebra),洼地 出水口高程Zonalmax-洼地汇水区最低高程ZonalSt
相对于中心Cell的相邻8个Cell方位即为： North,North-East,East,South-East, South,South-West,West,North-West 现将这八个方位，从East(横轴方向)开始，进行编 号（易于计算识别），见左图
East ------20=1