水文与水资源学期末复习资料.doc

水文学复习资料一、 基本概念1.水文：泛指自然界中的水的分布（大气圈、水圈、生物圈和岩石圈）、运动和变化规律以及与环境的相互作用。2.水文学：是研究水存在于地球上大气中和地球表面，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。3.水资源： 狭义：仅仅指在一定时期内在当前经济和技术条件下能直接或间接被人类开发利用的动态水体。 广义：地球上的一切水体。4.水分循环：是地球上的一个重要的自然过程，是指地球上各种形态的水，在太阳辐射的作用下通过蒸发散、水汽输送上升到空中并输送到各地，水汽在上升和输送过程中遇冷凝结，在重力作用下以降水形式回到地面、水体，最终以径流的形式回到海洋或其他陆地水体的过程。5.水量平衡原理：是指任意时段内，任何区域内收入（或输入）的水量和支出（或输出）的水量之差，一定等于该时段内该区域储水量的变化。5.降水：大气中的水以液态或固态的形式到达地面的现象称为降水。6.蒸发散：是液态水或固态水表面的水分子能量足以超过分子间吸力，不断地从水体表面逸出的现象。7.下渗：水分通过土壤表面垂直向下进入土壤和地下的运动过程。8.地下水： 广义：指蓄存并运移于地表以下土壤和岩石孔隙中的自然水。 狭义：指饱和带（饱水带）中岩土孔隙中的重力水。9.河流：是一种天然水道，指在重力的作用下，沿着陆地表面上的线性凹地流动，并汇集于各级河槽上的水流。二 其它复习内容 第二章1.水循环的动力是太阳辐射和地球引力。2.水文循环的原因： （1）外因：太阳辐射和地心引力为水文循环的发生提供了强大的动力条件 （2）内因：水的物理性质决定了水在常温条件下就能实现液态、气态和固态的相互转化而不发生化学变化。3.水循环的4个阶段：蒸发散、水汽输送、降水和径流。4根据水循环的过程可以把水循环分为 大循环和 小循环，大循环又称为外循环，是海洋水与陆地水之间通过一系列的过程所进行的相互转化：小循环又称为内循环，是发生在陆地与陆地之间或海洋与海洋之间的局部小循环。 5.影响水循环的因素（1）气候因素，它是主要因素，温度越高，蒸发散越旺盛，水分循环越快，风速越大，水汽输送越快，水分循环越活跃；湿度越高，降水量越大，参与水分循环的水量越多。（2）下垫面因素，主要是通过影响蒸发散和径流起作用的。（3）人为因素，主要表现在调节径流、加大蒸发散、增加降水等水分循环的环节上。6.水循环的作用与意义作用：（1）提供水资源，使水资源成为“可再生资源”（2）影响气候变化，调节地表气温和湿度（3）形成各种形式的水体（江河、湖泊和沼泽等）以及与其相关的各种地貌现象（4）形成多种水文现象。意义：水循环是自然界最主要的物质循环，深刻影响着全球的气候、自然地理环境的形成和生态系统的演化。水循环的存在，不仅是水资源和水能资源可再生的根本原因，水循环是自然界众多物质循环中最重要的物质循环。7.水量平衡的意义 （1）有利于更深刻的认识水循环和其它水文现象（2）有利于揭示水循环和水文化现象对自然地理环境和人类活动的影响。（3）有利于对水资源现状作出正确的评价。（4）为水文观测提供检验依据和改进方法。（5）为水利 工程的规划设计提供基本参数，为评价工程的可行性及实际效益提供参考。8.河流的两个要素：经常或间歇性的水流及容纳水流的河槽（河床）。9.干流：直接流入海洋或内陆湖泊的河流称为干流，汇入干流的河流称为一级河流。10.水系：河流的干流及全部直流构成脉络相通的系统称为水系，又称为河系和河网。11.河流的分段：河源、上游、中游、下游及河口12.河源是河流的发源地，可以是溪涧、泉水、湖泊、沼泽和冰川 上游连着河源，乃河流的上段，特点是落差大、水流急、下切力强、两岸陡峻、多高山，为峡谷地形。 中游，从高原进入丘陵区的河道，特点：河床比较稳定，河槽多为粗砂，并有滩地出现。 下游，特点河槽宽浅，流速慢，淤积占优势，多为浅滩沙洲，河槽多细沙或淤积。 河口，三角洲13.河系特征水系形状 （1）扇形水系：支流较集中地汇于干流，流域呈扇形或圆形。汇流时间短，洪水集中，容易发生水灾。（2）羽状水系：干流较长，支流自上游至下游，各支流汇入干流的时间有先有后，河网汇流时间较长，调蓄作用大，洪水过程较为平缓。（3）平行水系：支流与干流交汇时大体上程平行趋势，各支流汇集到流域出口的同时性较强，常产生较尖峭的洪水过程。（4）混合状水系：把两种以上的水系复合而成的水系称为混合状水系。 14.降水是一个地区最基本的水分来源，更是水量平衡方程的基本参数，它是一个地区河川径流的来源和地下水的主要补给来源，降水的空间分布与时间变化是形成水资源空间分布不均及年内分配不均的主要原因，也是引起洪涝灾害的直接原因。15.降水的类型：按性质分为 连续性降水、阵性降水、间歇性降水和毛毛状降水 按强度分为 小雨、中雨、大雨、暴雨、特大暴雨、小雪、中雪和大雪 按降水形态分 雨、雪、霰、雹 按降水成因分 气旋雨、对流雨、地形雨和台风雨冷锋雨降水强度大，历时短，雨区面积小，降雨多发生在峰后，暖锋雨则反之。对流雨降雨强度大、历时短、降水笼罩面积小，常伴有雷电，在赤道地区常年都有对流雨发生。地形雨，地形雨发生在迎风坡，在背风坡因气流下沉，温度不断提高，空气中的水蒸气难以饱和，形成温度高、湿度低的焚风，因此，背风坡降水较少，是雨影区。台风雨，强度大，雨量大，很容易造成特大的洪水灾害。16.降水的基本因素：降水量、降水历时、降水时间、降水强度、降水面积。 降水量：指一定时间内降落在某一面积上的总水量 降水历时：指一场降水从开到结束所经历的时间，以h、min表示 降水时间：对应于某一降水量的时间长，一般是人为规定的 降水强度：指单位时间内的降水量，降雨强度简称雨强单位minmin、minh 降水面积：指某次降水所笼罩的水平面积 单位km217.降水特征指标 （1）定义：反映降水随时间变化规律及降水空间分布的指标为降水特征指标。（2）降水特征指标包括A降水过程线 降水过程线是以时间为横坐标，降水量为纵坐标绘制成的降水量随时间的变化过程 不能反映出降水面积的大小B降水累积曲线 以降水时刻为横坐标，以到某一时刻的总降水量为纵坐标绘制成的曲线，降水累积曲线是一条递增的曲线或折线。在累积曲线上可以明确的表达出降水历时、降水总量，以及到某一时刻为止的降水总量，不能反映出降水面积的大小。C等降水量线 某一区域内降水量相等的点连成的曲线称为等降水量线，根据等降水量线图可以得到区域内各地的降水量，以及某次降水面积，但无法确定降水历时和降水强度D降水强度历时曲线 在同一场降水中反映降水强度随降水历时的变化曲线，一般情况下降水强度与降水历时成反比F平均雨深面积曲线 在同一场降水中反映降水量与降水面积的关系曲线，一般情况下，降水面积越大，平均降雨量（雨深）越小。G雨深面积历时曲线 当面积一定时，历时越长，平均雨深越大18.影响降水的因素（1）地理位置的影响，低纬度地区空气中水汽含量多，降水也多，而纬度高的地方则反之（2）地形的影响，地形增加降水有一定的限度，当空气中的水蒸气含量降低到某一值时，随地形的抬升，降水不会再增加，反而会减少。（3）气旋、台风途径的影响，春夏之际气旋在长江流域和淮河流域一带盘旋，形成连续的阴雨天气即梅雨季节（4）森林对降水的影响（5）水面的影响（6）人类活动的影响，正反两面的影响 第四章1.饱和带（饱水带）：地下水面以下，土壤处于饱和含水状态，是土壤颗粒和水分组成的二相系统。2.包气带（非饱和带）：地下水面以上，土壤含水量未达到饱和，是土壤颗粒、水分和空气共存的三相系统。3.包气带又可划分为3个水分带：（1）接近地下水面处为毛管上升带；（2）接近地面处为悬着毛管水带；（3）两者之间为中间带4.田间持水量：土壤中毛管悬着水的最大含水量（土壤的含水量不在下渗达到饱和）5.包气带对降雨的再分配作用（1）“筛子”作用：地面的下渗能力好比“筛孔”，下渗能力大，表示筛孔也大，故可以把大的雨强“筛入”土中，反之将小的雨强“筛入”土中（2）“门槛”作用：降雨通过地面下渗到土壤中的那部分水量即下渗水量为I，首先在土壤吸力作用下被土壤颗粒吸附、保持、储存，成为土壤含水量的一部分，这其中的一些又要以蒸发散形式E逸出地面，返回到大气中去。6.流域产流方式P114（1）霍顿产流：霍顿认为降雨径流的产生取决于两个条件：A：降雨强度超过地面下渗能力 B：包气带的土壤含水量超过田间持水量径流过程是由两种径流成分所组成：一旦降雨强度超过下渗能力，则在全流域产生地面径流地下径流产生的物理条件：整个包气带土壤含水量达到田间持水量（2）山坡水文学产流P1157.流域汇流：流域汇流过程是指在流域各点产生的净雨，经过坡地和河网汇集到流域出口的断面，形成径流的全过程。8.流域汇流的影响因素（1）降雨特性：降雨的时空分布和降雨强度的变化（2）下垫面因素：指流域坡度、河道坡度、水系形成、河网密度及土壤和植被等。9.流量过程线分割：将非本次降雨产生形成的径流分割出去的过程。10.分割总径流中地下径流的常用的两种方法（1）水平线分割法（2）斜线分割法11.流域水文模型：根据生态系统质量、动量、能量守恒原理，或根据经验观测，采用数学公式表达整个水分循环过程，包括从大气降水至流出流域的时空动态过程12.设计洪水：13.设计洪水包括的3个要素14.推求设计洪水的途径 第六章1.河流泥沙的水力特征（1）泥沙的沉降速度，指泥沙在静止清水中作等速沉降时的速度，它与泥沙的颗粒大小、形状、容重和水的黏滞性及泥沙沉降时的运动状态有关。（2）推移质运动（3）悬移质运动2.流域产沙与输沙泥沙来源（1）来自流域地表的冲蚀，被冲蚀的的土壤及砂石随地面水汇入河流中（2）河床本身的冲刷，包括河岸的崩塌3.流域产沙：指某一流域或某一集水区内的侵蚀物质向其出口断面的有效输移过程。在在侵蚀发生时，不一定有产沙发生，但有产沙时，必伴有侵蚀，流域产沙最终来源于流域内的土壤侵蚀。4.水力产沙：使侵蚀物质有效移动的作用力。5.风力产沙：由风力引起6.影响流域产沙与输沙的因素：（1）降雨 A它影响坡面径流量的大小B降雨对土粒的溅散，成为坡面产沙的来源C雨滴的击溅作用加强了坡面径流的紊动性，使径流的输沙能力提高（2）地形A坡度的大小决定了坡面径流水力比降的大小B一般而言，随着坡长的增加，坡面上径流的侵蚀能力的增加。（3）土壤特性A母岩特性B土壤质地C有机质含量D土壤水分含量（4）植被A通过植物地上部分截流削弱部分降雨动能，使土壤表面免于雨滴的直接溅蚀B通过枯落物增加地表糙率和地下渗量，使径流总量减少，径流速度降低，从而减轻土壤侵蚀。（5）人为因素：在短期内，无人类扰动的自然环境的演变是非常有限的，但在人类扰动条件下，自然环境可能发生较大的变迁。7.影响沟道侵蚀产沙与输沙的因素（1）降雨（2）地质地貌岩性与构造，水分下渗所造成的水体体积膨胀、水分沿岩土体结构面运动是引起沟道边坡变形破坏、发生块体运动的主要原因坡沟结构，坡沟结构特征对重力侵蚀的形成有较大的影响，各种块体运动的发生，往往与不同方位的结构面有关地貌条件，主要是沟坡坡度、坡形及沟道下切特征植被状况（3）人类活动，黄土地区人为加速沟道侵蚀的现象非常严重，主要表现在开挖矿藏、修路、建窑等建设活动，特别是陡坡开荒。、顺坡耕作及植被破坏，不仅大大增加了坡面径流侵蚀作用第七章水资源的计算与评价1.水资源：广义：能够直接或间接使用的各种水和水中物质，即人类活动具有使用价值和经济价值的水称为水资源狭义：在一定经济技术条件下，人类可以直接利用的淡水。2.水资源学：不但研究水资源的形成、运动和赋存在特征以及各种水体的物理化学成分及其演化规律，而且研究如何利用