水质工程学2 绪论部分讲解的重点课件

水文学与水文地质学 Hydrology & Hydrogeology,Hydrology,绪论,目 录,第1章 绪论 第2章 水文学基本知识 第3章 水文统计基本原理与方法 第4章 河川径流情势特征值分析与计算 第5章 小流域暴雨洪峰流量的计算,第1章 绪论 （Introduction） 1.1 水文学研究内容 1.2 水资源、水文循环 1.3 水文学特点及研究方法 1.4 水文学与给排水工程专业的关系 1.5 水文学简史与近年发展方向,一、水文学研究内容,自然界的水,1.1 水文学研究内容 1.1.1 水文学及其研究内容 1. 水文学 (hydrology )： 研究水在自然界循环过程中所产生的各种现象及其 变化规律的科学。 或：研究自然界中水体形成、分布、循环和与环境相 互作用规律的一门科学。,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。,Introduction,大气水图,大 气,长江图,河 流,Yangtze River 6300 / 5380km,黄河口,The mouth of Yellow River,沼泽图,黄河入海口湿地生态系统,沼泽图,沼泽(Swamp),湖泊图,湖 泊,冰川图,冰川 ( Iceberg ),地下暗河,地下水,贵州安顺地下暗河 (River of under- ground ),泉水图,泉 Spring,2.水文学研究内容,2.水文学研究内容 1）水文学研究自然界中水体形成、时空分布、循环和与环境相互作用的关系，为人类防治洪涝灾害，合理开发利用水资源，提供科学依据。 2）主要介绍与本专业相关的部分内容，包括河川径流、水文测验、水文分析的统计方法、河川径流情势特征分析和暴雨资料整理与暴雨公式推求，以及小流域暴雨洪峰流量计算等内容。,1.1.2 水文学分类,1.1.2 水文学分类,1.2 水资源、水文循环,1.2水资源、水文循环 1.2.1 水资源概念 (1) 水资源储量,世界前10名水资源占有国家,世界前10名水资源占有国家,各地区人均水资源量,各地区人均水资源量,中国水资源,中国缺水地区分布情况,Aridity,中国缺水地区分布情况,干旱,1.2.2. 水文循环,1.2.2. 水文循环（Hydrological cycle）: 1、定义：存在于地球上各种水体中的水，在太阳辐射与地心引力的作用下，以蒸发、降水、入渗和径流方式进行的往复交替的运动过程，称为水文循环或水循环。 水文现象（hydrological phenomena）: 指地球上的水受外部作用而产生的永无休止的运动形式。 降水（Precipitation） 蒸发（Evapotranspiration） 径流（Runoff） 渗流（Infiltration）,水文循环示意图,降水(Precipitation)： 大气中水汽凝结后以液态水或固态水降落到地面的现象。如雨、雪、露、霜、雹、霰等。 蒸发(Evaporation)： 水分子从水面、冰雪面或其它含水物质表面以水汽形式逸出的现象。包括截留蒸发、地面蒸发、叶面散发、水蒸发等。 径流(Runoff)： 陆地上的降水汇流到河流、湖库、沼泽、海洋、含水层或沙漠的水流。包括地面径流和地下径流。 渗流(Seepage flow)： 水从地表渗入地下及在地下流动的现象。包括入渗和渗透两种现象。,分类,、冰雹、霰,1,2,3,4,下渗,1.2.2. 水文循环（Hydrological cycle）: 2、分类： 大循环（Long cycle）：大区域（领域）之间循环 海陆之间的水文循环 小循环（Short cycle）：小区域（领域）之间循环 海洋或陆地的局部水文循环,水循环意义,水汽输送,蒸发,降水,蒸发,降水,植物蒸腾,湖,地表径流,地下径流,海洋,蒸发,降水,陆地,1.2.2. 水文循环（Hydrological cycle）: 3、 意义 水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一。 认识它的基本客观规律，了解其各影响因素间的内在联系，对合理开发和利用水资源，抗御洪旱灾害，改造自然，利用自然都有十分重要的意义。,4. 研究对象：,1.2.2. 水文循环（Hydrological cycle）: 4. 研究对象： 河川径流（Rivers）,水污染图,水保护图,科学技术以前所未有的速度和规模迅猛发展，增强了人类改造自然的能力，但不能盲目乐观。,1.2.3水量平衡方程,1.2.3 水量平衡方程,1. 水量平衡原理 在一定时段内，任一区域输入的水量与 输出的水量之差等于该区域内蓄水量的变化。 I O = U,闭合流域,闭合流域 t时段内：输入量: X ， 输出量： Z ， Y， V 水量平衡方程式：X=Z+YV,n年情况,t内增加或减少的储水量,令：t=1年 x年降水量， Y年径流量 Z年蒸发量 , U 年水量变化量 令: t=n年 Xi 年降水量 Yi 年径流量 Zi 年蒸发量 U0 第n年始流域蓄水量 Un 第n年末流域蓄水量,n年平均情况,令：,流域多年平均降水量,流域多年平均径流量,流域多年平均蒸发量,n年平均情况：,全球（多年）水量平衡表,闭合流域，多年的水量平衡方程为：,全球（多年）水量平衡表,对于一个闭合流域，多年（长期）的平均降水量同多年的平均径流量和蒸发量的关系处于一个平衡状态，这种水量实质上是质量守恒原理的一种表现形式，在水文分析计算中是个有力工具。,end,1.2.4 水资源与水文循环的关系,1.2.4 水资源与水文循环的关系 地球表层可供人类利用的水称为水资源。包括水量、水质、水能资源和水域。 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 。 各级水文部门根据水文、水质观测资料通过水文学分析计算进行水资源评价（包括水环境质量）工作。,1.3 水文现象特点与研究方法,1.3 水文现象特点与研究方法 （1）特点: 时程变化 周期性与随机性 地区分布 相似性与特殊性,研究方法,（2） 研究方法：,1.4 水文学与给排水专业关系,1.4 水文学与给排水专业关系,1.4.1 给水工程 主要与取水工程有关： (1) 水量丰沛时： 了解水位、泥沙及冰凌情况,水量不足时,（2）水量不足时 以丰补欠，进行水量引取、蓄放和调节,密云水库,大型的水量引取工程： 西安的黑河引水工程； 北京的东水西调； 引滦入津； 引黄保泉(黄河 济南) 引黄济青(黄河 青岛),三峡工程枢纽,1.4.2 排水工程,1.4.2 排水工程 （1）雨水排泄 （2）洪水防御,2006年7月韶关铁路成为河道,水中熄火的车辆,2006年7月韶关体育馆陷入汪洋,参考书, 参考书： 1.工程水文学. 叶守泽主编. 水利电力出版社 2005 2.水文学. 黄廷林.马学尼编 中国建筑工业出版社 2002