水文整理

第一章绪论

1、水文学是一门研究水在自然界中运行变化规律的科学。

2、几个水文概念：降水、蒸发、入渗、径流(precipitation, evaporation, infiltration, runoff) 上述四个现象统称为水文现象，又成为水文要素。

3、水文学又有―工程耳目‖之称

4、广义的水文学可分为：水文气象学、水文地质学和地表水文学三大类。

5、地表水文学包括海洋水文学和陆地水文学（包括湖泊水文学、沼泽水文学、河川水文学冰川水文学）

6、水文现象在时间变化上既具有周期性（重现性）又具有随机性

7、形成周期变化（重现）的原因主要是地球公转及自转，地球和月球的相对运动，以及太阳黑子的周期性运动所导致的昼夜、四季交替的影响所致

8、水文现象在地区分布上既存在相似性，又存在特殊性

9、自然界的水文循环

含义：地球上的水在太阳辐射作用下，不断地蒸发成水汽进入大气，随气流输送到各地；输送中，遇到适当的条件，凝结成云，重力作用下降落到地面，即降水；降水直接地、或以径流的形式补给地球上的海洋、河流、湖泊、土壤、地下和生态水等，如此永不停止的循环运动，称为水文循环。

分类：（1）大循环发生在海洋与陆地之间的水文循环，是形成陆降水、径流的主要形式

(2)小循环仅

仅发生在海洋或陆地上的水文循环

与水资源的关系

水文循环供给陆地源源不断的降水、径流，某一区域多年平均的年降水量或年径流量，即该地区的水资源量，因此水文循环的变化将引起水资源的变化.

10、水文循环的影响因素

1. 气候

2.下垫面

水文循环所处的自然地理环境，称为下垫面。如地形、地貌、土壤、地质构造、岩层性质、植被情况、河系等等，都对水文水文循环起着不可忽视的影响。

3.人类的活动

11地球上的水量平衡：

水文循环过程中，对任一地区、任一时段进入的水量与输出的水量之差，必等于其蓄水量的变化量，这就是水量平衡原理，是水文计算中始终要遵循的一项基本原理。依此，可得任一地区、任一时段的水量平衡方程.

1. 对于某一时段Δt :

就全球的整个大陆，其方程为:

Pc-R-Ec=ΔSc （2-1）就全球的海洋，其方程为 :

Po+R-Eo=ΔSo（2-2）对于全球，显然为式（2-1）、（2-2）相加，即:

Pc+ Po -( Ec+ Eo )= ΔSc + ΔSo （2-3）

2.对于多年平均:

由于每年的ΔS 有正、有负，多年平均趋于零，故有：

大陆：Pc-R=Ec

海洋：Po+R=Eo

全球：Pc+ Po = Ec+ Eo

即全球多年平均的蒸发量等于多年平均的降水量

第二章河流概论

1、河流

定义：汇集地面径流及地下径流的水道

河流的分段：河源、上游、中游、下游、河口

河系：干流、支流及湖泊组成的河流系统称为水系，又称为河网。

2、河流基本特征：河长、河流弯曲系数、纵横断面及纵横比降等

1）河长：自河源沿干流到流域出口的河流溪线长度。

2）河流的弯曲系数：河源至河口的河长与两地间的直线长度之比。

3）河流的横断面及横比降：

a.河流的横断面：垂直于水流方向的断面（过水断面）

b.河流横比降：河流沿横断面方向的水面坡度。

产生横比降的原因：①弯段离心力的作用②流速分布不均匀的影响③地球自转偏力的影响☐尼罗河6650KM（世界之最）

☐亚马逊河6437KM

☐长江6300KM

4）河流的纵断面及纵比降：

a.河流的纵断面：沿河流中泓线的剖面（水面、河底线）

b.河流的纵比降：包括水面比降和河底比降

某一河段河底高程自上游向下游变化，纵断面如下图，其平均河道坡度(比降)I按下式计算：

I =[(h0+h1)l1+(h1+h2)l2+…+(hn-1+hn)ln-2h0L]/L2

3.流域及其分类

流域：河口断面以上的集水区域。地面分水线包围区域为地面集水区，地下分水线包围区域为地下集水区。

闭合流域：在垂直方向地面、地下分水线重合，地面集水区上降水形成的径流正好由流域出口断面流出，一般的大中流域均属此类。

非闭合流域：地面、地下分水线不重合的流域，如岩溶地区的河流和一些很小的流域。4、流域基本特征

（1）几何特征：

流域面积F：在地形图上绘出流域的分水线，分水线包围的面积，即流域面积，以km²计。

河网密度D：流域内河流干支流总长度与流域面积的比值称为河网密度，以km/km2计。

流域长度Lf：从流域出口到流域最远点的流域中线长度，km计

平均宽度B: B = F / Lf

流域形状系数: K = B / Lf

流域平均高程与平均坡度：将流域地形图划分为100个以上正方格，依次定出每个方格交叉上的高程以及与等高线正交方向的坡度，取其平均值。

2）自然地理特征：

地理位置：以流域所处的经纬度来表示，它反映流域所处的气候带，说明流域距离海洋的远近，反映水文循环的强弱。

气候：包括降水、蒸发、气温、气压、湿度、风等，是决定流域水文特征的重要因素。

流域下垫面条件：下垫面指流域的地形、地质构造、土壤和岩石性质、植被、湖泊、沼泽等情况

5、河川径流的形成过程（四个阶段）

径流是指湖泊、水库、洼地等流动的水流。

流域内，自降雨开始到水流汇集到流域出口断面的整个物理过程，称为径流形成过程。

1.降水阶段：

降水：包括雨、雪、雹、露、霜等从空中降落到地表的水，其中主要是雨、雪，尤其降雨，因此也常把降水混称为降雨。

降水的特征常用几个基本要素来表示，如降水量、降水历时、降水强度、降水面积及