第一章 绪论(1)

研究热点
各国水资源研究课题为: 各国水资源研究课题为 水能利用.多目的综合利用 ①水能利用 多目的综合利用. 水资源的开发.包括地表水,地下水,潮汐发电,海水淡化等. ②水资源的开发 包括地表水,地下水,潮汐发电,海水淡化等 水资源管理.主要是寻求水资源最佳利用方案, ③水资源管理 主要是寻求水资源最佳利用方案,节约用水提高经济效益. 研究先进的灌溉措施,提高效率 节约水量 提高效率,节约水量. ④研究先进的灌溉措施 提高效率 节约水量 水质保护.包括回收成的再生水资源. ⑤水质保护 包括回收成的再生水资源 水资源生态学研究.由于人类利用水资源不当,或大规模破坏自然活动 或大规模破坏自然活动,导致水资源 ⑥水资源生态学研究 由于人类利用水资源不当 或大规模破坏自然活动 导致水资源 今后,水文科学研究内容的发展趋势 除目前正在开展的有关课题外 将增加: 今后 水文科学研究内容的发展趋势,除目前正在开展的有关课题外 将增加 水文科学研究内容的发展趋势 除目前正在开展的有关课题外,将增加 对精确估算水的储量. ①对精确估算水的储量. 加深对水份循量水量平衡进行研究,尤其是各个环节的研究和提高其方法和 ②加深对水份循量水量平衡进行研究 尤其是各个环节的研究和提高其方法和 手段. 手段 洪水和枯水的研究,包括其出现周期和规律 包括其出现周期和规律, ③洪水和枯水的研究 包括其出现周期和规律,并能作出较准确的中期和较长 期的预报. 期的预报 都市水资源的研究. ④都市水资源的研究 地理环境对水文水资源的相互效应研究,特别是人类活动导致水资源质量的 ⑤地理环境对水文水资源的相互效应研究 特别是人类活动导致水资源质量的 变化. 变化. 地下水研究,特别是特殊地区地下水的研究 ⑥地下水研究 特别是特殊地区地下水的研究 政治经济政策对水资源合理开发利用及管理的影响. ⑦政治经济政策对水资源合理开发利用及管理的影响 ⑧水资源区划
第一章 绪论
第一节 第二节 第三节 第四节 究方法 第五节 世界上的水分布 人类面临的主要水问题 水文学的主要任务和内容 水文现象的基本规律和水文学研 水文学的发展
第一节 世界上的水分布
1,地球上各种水体的数量与分布 ,
地球上的水包括地表水,地下水,,大气水和 地球上的水包括地表水,地下水,,大气水和生物水 地表水 ,,大气水 等四部分 地球上水的总量为13.86亿km3,其中海洋约占总量的 亿 地球上水的总量为 其中海洋约占总量的 96.54%,淡水仅占2.53%,而淡水中,68.7%以冰雪 ,淡水仅占 ,而淡水中, 以冰雪 形式储存于两极和高山冰川中, 赋存于地下. 形式储存于两极和高山冰川中,30%赋存于地下. 赋存于地下
第五章 水文统计 (hydrological statistics)
本章内容主要涉及:概率,频率计算, 本章内容主要涉及:概率,频率计算,概率加法,概率 乘法;随机变量及其统计参数的计算;理论频率曲线 随机变量及其统计参数的计算; 随机变量及其统计参数的计算 (正态分布,皮尔逊III型分布等),经验频率曲线的 型分布等 正态分布,皮尔逊 型分布 ),经验频率曲线的 确定; 确定;频率曲线参数的初估方法(矩法,权函数法,三 点法等);水文频率计算的适线法;相关系数,回归系 ;水文频率计算的适线法;相关系数, 数,复相关系数,均方误的计算; 两变量直线相关 复相关系数,均方误的计算; (直线回归),曲线相关的分析方法;复相关(多元回 直线回归),曲线相关的分析方法;复相关( ),曲线相关的分析方法 归)分析法. 分析法.
2,水资源:地球表层可供人类利用的水.水资源包括水量, ,水资源 地球表层可供人类利用的水 水资源包括水量, 地球表层可供人类利用的水. 水质,水能资源和水域. 水质,水能资源和水域.对人类最为实用的水资源是陆地上 每年可以更新的降水量,江河流水量和浅层地下淡水的来源 每年可以更新的降水量,江河流水量和浅层地下淡水的来源. 全球陆地上多年平均年降水量为800mm,中国为628mm. 全球陆地上多年平均年降水量为800mm,中国为628mm. 800mm 628mm 水资源量排在世界第六位 (水能资源,全球的理论蕴藏量为44.28万亿kW.h/a,其中 水能资源,全球的理论蕴藏量为44.28万 kW.h/a,其中 44.28 技术上可开发的水能资源为19.39万亿kW.h/a. 技术上可开发的水能资源为19.39万亿kW.h/a.我国径流丰 19.39万亿kW.h/a 沛,地形有利,在可开发容量(3.78亿kW)和可开发年发电 地形有利,在可开发容量(3.78亿kW)和可开发年发电 (3.78 量方面,均居世界第一位.) 量方面,均居世界第一位.)
3 3
年循环量 ( km ) 505000 16700
3
更新所需时间 2650年 1400年
水体更新的时间: 水体更新的时间: tr=s/q 0.0023 s---水体储量 q----流量 流量 100 水体储量
100
地球上各种水体分布图
海洋 直至2000m深的地下水 冰川与永久雪 湖泊 沼泽 河流 大气水 生物水
第六章 年径流分析与计算
本章内容主要涉及:年径流资料审查; 本章内容主要涉及:年径流资料审查;年径流量的频率 分析计算;年径流量的相关分析及插补延长; 分析计算;年径流量的相关分析及插补延长;设计年径 流量的推求;设计年径流的年内分配;无资料地区设计 流量的推求;设计年径流的年内分配; 年径流量及其年内分配的推求;枯水流量分析计算. 年径流量及其年内分配的推求;枯水流量分析计算.
水文学与工程水文的基本概念, 本章内容主要涉及:水文学与工程水文的基本概念, 水文学与工程水文的基本概念 主要内容及作用, 主要内容及作用,水文学变化基本规律及基本研究方 法.
第二章 水文循环与径流形成 (water cycle and runoff formation)
本章的内容主要涉及:自然界水文循环及水资源; 本章的内容主要涉及:自然界水文循环及水资源;河流 与流域及其对水文变化的影响;降水成因,分类与计算; 与流域及其对水文变化的影响;降水成因,分类与计算; 蒸发分类与计算;下渗过程与计算; 蒸发分类与计算;下渗过程与计算;径流及其形成的基 本概念与定量描述方法;流域水量平衡原理与计算. 本概念与定量描述方法;流域水量平衡原理与计算. 原理与计算
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第四章 流域产汇流计算
本章内容主要涉及: 本章内容主要涉及:流域产汇流计算基本资料的整理 与分析;前期流域蓄水量及前期影响雨量的计算; 与分析;前期流域蓄水量及前期影响雨量的计算;降 雨径流相关图法推求净雨; 初损后损法计算地面净雨 雨径流相关图法推求净雨; 过程;流域汇流分析; 过程;流域汇流分析;单位线法推求流域出口洪水过 程;瞬时单位线法推求流域出口洪水过程;综合单位 线法计算流域出口洪水过程.
Principles of Hydrology and Hydrological Survey
《水文学原理与测验》 水文学原理与测验》
学时 40(24+4+4+6+2) 任课老师: 任课老师:易珍莲 E-mail:yzlfree@yahoo.com.cn
教学计划与课时安排
绪论( 学时 学时) 第一章 绪论(2学时) 水文循环与径流形成( 学时 学时+2+2+2) 第二章 水文循环与径流形成(8学时 ) 水文信息采集与处理( 学时 学时+2+2+2) 第三章 水文信息采集与处理(4学时 ) 第四章流域产汇流计算(4学时 学时+2) 第四章流域产汇流计算(4学时+2) 第五章水文统计(2学时 学时+2) 第五章水文统计 学时 ) 第六章 年径流分析与计算(4学时) 年径流分析与计算( 学时) 学时 总复习(2学时 学时) 总复习 学时
第二节 人类面临的主要水问题
水的自然属性 水借助于大气运动和蒸发,降水,径流等现象在由岩石圈,水圈, 水借助于大气运动和蒸发,降水,径流等现象在由岩石圈,水圈,大气 大气运动 等现象在由岩石圈 圈和生物圈组成的地球系统中作周而复始的水文循环 组成的地球系统中作周而复始的水文循环. 圈和生物圈组成的地球系统中作周而复始的水文循环. 水是良好的溶剂, 水是良好的溶剂,许多物质都容易溶解于水 水具有势能,动能,压力能和化学能等,这是驱使水发生流动, 水具有势能,动能,压力能和化学能等,这是驱使水发生流动,溶解物 携带泥沙和其他物质的动力. 质,携带泥沙和其他物质的动力. 水的社会属性 水是维持生命的不可替代的物质. 水是维持生命的不可替代的物质. 水多,水少,水污染都给人民的生活生产等都带来不良影响. 水多,水少,水污染都给人民的生活生产等都带来不良影响. 水资源可再生,但有时空变化. 水资源可再生,但有时空变化. 水问题处理不好,会成为社会问题. 水问题处理不好,会成为社会问题.
面临的水问题
水旱,水涝灾害是人类面临的主要自然灾害 水旱,水涝灾害是人类面临的主要自然灾害(水,旱灾害造
成的损失占各种自然灾害的总损失比例的55%,水灾占 成的损失占各种自然灾害的总损失比例的 ,水灾占40%)
全球气候变暖增加了解决水问题的难度. 全球气候变暖增加了解决水问题的难度. 水污染加剧的势头还未得到有效的控制. 水污染加剧的势头还未得到有效的控制. 不合理的工程措施和管理产生了负面影响. 不合理的工程措施和管理产生了负面影响.
主要参考书: 主要参考书:
1,叶守泽等 《工程水文学》 中国水利电力 , 工程水文学》 出版社. 出版社. 2,胡方荣等 《水文学原理》 水利电力出版 水文学原理》 , 社 3,《水文学与水资源概论》 , 水文学与水资源概论》 4,《水文学原理》(芮孝芳) , 水文学原理》 芮孝芳)
第一章 绪论(introduction) 绪论(introduction)
表 1-1 水文循环各环节中的近似水量及其更新所需时间 环节 海洋 直 至 2000m 深的地下水 其中淡水 土壤水 冰 川与 永久 雪 其中南极 格陵兰 北极岛屿 其他山区 地 面冰 (永 冻) 湖泊 其中淡水湖 咸水湖 沼泽 河流 大气水 生物水 总水量 总淡水量 总量 ( 10 km ) 占总量 ( %) 占淡水 ( %) 1338000 23400 10530 16.5 24064.1 21600 2340 83.5 40.6 300 176.4 91 85.4 11.47 2.12 12.9 1.12 1385981.6 35029.21 96.5 1.7 0.76 0.001 1.74 1.56 0.17 0.006 0.003 0.022 0.013 0.007 0.006 0.0008 0.00002 0.001 0.0001 2.53 0.03 0.006 0.04 49400 577000 5年 16日 8日 数小时 0.26 30.1 0.05 68.7 61.7 6.68 0.24 0.12 0.86 25 30 10376 1600年 10000年 17年 2477 9700年 16500 1年
第三章 水文信息的采集与处理
(hydrological data collection and processing) processing)
本章内容主要涉及:水文测站的设立,水文站网的布设, 本章内容主要涉及:水文测站的设立,水文站网的布设, 水位的测验方法,日平均水位的计算,流速的测验方法, 水位的测验方法,日平均水位的计算,流速的测验方法, 断面面积的测量和计算,断面流量和流速的计算,流量资 断面面积的测量和计算,断面流量和流速的计算, 料的整理,泥沙的测验方法, 料的整理,泥沙的测验方法,悬移质含沙量和输沙率的计 算,水质监测的方法,水文调查的方法,水文资料的收集 水质监测的方法,水文调查的方法, 等.
生态严重破坏和失调,这是新的研究方向 生态严重破坏和失调 这是新的研究方向. 这是新的研究方向
世界在研究水资源和水文时,采用了大量先进科技手段,如: 世界在研究水资源和水文时 采用了大量先进科技手段 如 采用了大量先进科技手段 如航片, ①遥感与空间技术的应用.如航片,卫片,卫星,雷达等 遥感与空间技术的应用 如航片 卫片,卫星,雷达等. 模拟难以观测的地下水情况. ②在地下水文学中应用类推式计算机,模拟难以观测的地下水情况 在地下水文学中应用类推式计算机 模拟难以观测的地下水情况 ③核和放射性技术应用. 核和放射性技术应用 ④随机水文学. 随机水文学 ⑤确定的线性水文数学模式,确定的非线性水文数学模式 确定的线性水文数学模式 确定的非线性水文数学模式. 确定的非线性水文数学模式 ⑥确定的线性水文系统,确定的非线性水文系统 确定的非线性水文系统. 确定的线性水文系统 确定的非线性水文系统 ⑦水文学与水资源学的系统方法. 水文学与水资源学的系统方法 目前又增加: 目前又增加 主要是各种水文过程的复杂模拟和参数多的模型. ①模拟与模型.主要是各种水文过程的复杂模拟和参数多的模型 模拟与模型 主要是各种水文过程的复杂模拟和参数多的模型 ②系统方法.将水文和水资源看成一个系统进行研究 是模型化理论的基 系统方法 将水文和水资源看成一个系统进行研究,是模型化理论的基 将水文和水资源看成一个系统进行研究 使用系统方法可将水文和水资源系统各要素统一进行研究,探讨它们 础,使用系统方法可将水文和水资源系统各要素统一进行研究 探讨它们 使用系统方法可将水文和水资源系统各要素统一进行研究 的变化. 的变化.