水文与水资源学习难点.doc

水文与水资源学知识点01绪论1水文&水资源水文水资源水文与水资源的基本特征2水文学&水资源学水文学水文学研究方法水资源学水资源学研究方法水文学与水资源学的关系3水文与水资源学的研究对象、任务与内容4水文学的发展水文学发展的驱动力水文学的发展可归纳为四个阶段5水资源现状我国水资源特征中国水环境面临的三个严重问题世界水资源概况02水循环及其要素1水分循环水圈水分循环定义水分循环内外因水分循环基本环节水分循环类型水分循环周期影响水循环的因素水循环的作用和意义2水量平衡水量平衡原理水量平衡的基本形式水量平衡必须具备列水量平衡方程需要注意非闭合流域、闭合流域多年平均径流系数a和多年平均蒸发系数b非闭合流域、闭合流域水量平衡方程、全球陆地水量平衡方程、全球海洋水量平衡方程、全球多年平均的水量平衡方程3河流与流域河流河流组成要素干流支流外流河内流河河流的分段特征水系及其几何特征河长河网密度河流的弯曲系数河道级别级序分叉比河流的断面形态（纵断面、横断面）河流的比降（纵比降、横比降）分水岭（线）流域流域的几何特征：流域面积、流域长度(L)、流域平均宽度(B)、流域的形状系数(Ke)、流域的不对称系数(Ka)流域的地形特征：流域平均高度、流域平均坡度流域自然地理特征：地理位置、地形特征、气候条件流域的影响因素4降水及其特征降水定义降水类型：按降水性质、按降水强度、按降水形态、按降水成因降水的基本要素：降水量、降水历时、降水时间、降水强度、降水面积为了充分反映降水随时间的变化规律和空间分部规律，常用降水过程线、降水累计曲线、等降水量线、降水特性综合曲线表示降水的特性。影响降水的因素：地理位置、地形、气旋、台风路径、森林、水面、人类活动我国降水特征：地理特征（空间分布不均）；时间特征（年内分配不均、年际变化大）降水观测：是水文观测的主要内容，降水量的精确测定是水文计算、水文模型研究、洪水预测预报的基础。空旷地降雨量的测定：标准雨量筒、虹吸式自计雨量计、翻斗式自计雨量计。大范围降水的测定：雷达测雨、卫星遥感测雨。平均降水量的计算（点降水量流域面降水量）5蒸发散蒸发散定义水面蒸发散过程水面蒸发的测定土壤蒸发散及其过程土壤蒸发取决于两个条件土壤蒸发的影响因素土壤蒸发散的测定植物蒸发散影响植物蒸发散的因素蒸发散的计算方法6下渗下渗下渗能力下渗率下渗的物理过程下渗过程中土壤含水量的垂直分布土壤水分再分配再分配的驱动力土壤水的运动速度影响下渗的因素下渗速率的测定方法7径流径流径流分析和计算中，常用的径流表示方法：(1)流量Q（Discharge）流量过程线：通过某断面的流量随时间的变化过程。(2)径流总量W（Runoffvolume）(3)径流深R（runoffdepth）(4)径流模数M(5)径流系数（runoffcoefficient）（）(6)模比系数（K）径流的形成过程：是指由降水开始到水流流经流域出口断面的整个物理过程。根据各个阶段的特点，划分为流域蓄渗（也称流域产流）、坡地汇流及河网汇流三个过程。流域蓄渗过程（1）植物截留及其相关概念植物截留截留过程截留量穿透降雨滴下降雨植物截留量的影响因素（2）枯枝落叶吸水（3）下渗（4）填洼坡地汇流过程径流成分的区别：（1）坡面漫流（2）壤中流汇流（3）地下径流汇流河网汇流过程河槽调蓄作用、河岸调蓄作用径流的形成过程小结：产流过程、汇流过程、坡地汇流影响径流的因素8径流测定水位及其观测的作用水位水位特征值相应水位水位过程线水位历时曲线（水位历时是指某断面上一年中等于和大于某一水位所出现的天数。）水位的观测水流的运动状态影响流速分布的因素水力学方法计算河道中的平均流速河道中的流速分布用流速仪测流速流量：河流断面平均流量的测定和计算流速面积法。03水文统计1水文现象与随机性随机现象水文现象、水文变量、水文统计水文统计的任务水文统计的基本方法和内容2随机变量随机变量、离散型随机变量、连续型随机变量随机变量是以一定概率来取某一可能值的，即随机变量X的取值与其概率存在一一对应关系。3概率分布随机变量的概率分布（随机变量的分布律）随机变量X的概率分布函数F(x)随机变量X的概率密度函数f(x)4分布参数位置特征参数离散特征值标准差、变差系数（Cv）、对称特征值：偏态（差）系数（Cs）5概率与频率的区别经验频率公式经验频率曲线的绘制方法频率密度图/概率密度曲线重现期6水文随机变量总体分布的线型P-型分布比较符合水文随机变量的分布，在水文与水资源中应用较广。其概率密度函数为：利用适线法绘制理论频率曲线的步骤：04流域产流与汇流1包气带和饱水带包气带（或非饱和带）、饱水带（或饱和带）包气带水分状况2包气带对降雨的再分配作用产流产流过程对于产流来说，包气带发挥着“筛子”和“门槛”作用。3包气带水量平衡方程:4霍顿产流霍顿认为降雨径流的产生受控于两个条件：降雨强度超过地面下渗能力()pif-“筛子”作用；包气带的土壤含水量超过田间持水量()fWW-“门槛”作用。它们实质上是指自然界均质包气带产流的两种物理条件，即超渗地面产流和地下径流产生的物理条件。1）超渗地面径流产生的条件2）地下水径流产生的条件。3）超渗地面产流和地下径流的组合出现：5山坡水文学产流多数情况下包气带的岩土结构是非均质的。因此，产生了一些新的产流机制，如壤中径流与饱和地面径流的形成机制，以及回归流概念。6四种产流机制共同规律7产流面积的变化产流区流域产流面积的变化取决于？产流面积变化特征8两种主要产流方式（模式）1.超渗产流方式-多发生在干旱地区2.蓄满产流-多发生在湿润地区3.超渗与蓄满产流交替型方式-在自然界较普遍存在发生条件:包气带厚度约24米左右，土壤透水性中等，年内及多年降水量很不均匀，地下水位变幅较大的地区。9流域汇流过程流域汇流过程：坡地汇流、河网汇流10汇流历时最大汇流历时平均流域汇流历时等流时线等流时面积流域汇流的影响因素流域汇流计算：等流时线法（表格、公式）。等流时线法的优缺点11河川径流成分分析流量过程线分割：地下径流河流的基本流量基流。Ch07水资源的计算与评价1地下水资源及其基本特征地下水基本概念地下水的赋存空间空隙根据成因划分为2地下水与空隙的关系空隙特点结合水、重力水、毛细水3与地下水的储容及运移有关的岩石性质容水度、给水度、持水度、透水性4埋藏条件和岩层介质地下水埋藏条件分带岩层介质的水文地质分类：含水层和隔水层。5地下水类型按含水介质（空隙）类型，地下水分为孔隙水、裂隙水和岩溶水，按埋藏条件分为包气带水（包括土壤水和上层滞水）、潜水和承压水。上层滞水、潜水、承压水6重力水运动的基本规律达西定律虚拟水流（称作渗流）渗流场流网7地下水的补给与排泄地下水补给、补给过程的变化、研究补给的内容、补给来源大气降水入渗机制松散沉积物影响大气降水入渗补给地下水的因素河流与地下水之间的补给关系：不同地段、不同季节河流补给地下水的影响因素人类对地下水补给的影响地下水排泄、排泄过程的变化、研究含水层的排泄内容、排泄途径泉：定义、分类地下水蒸发：蒸发与饱水带无直接联系；蒸发与饱水带的潜水有直接联系。地下水的排泄类型、地下水循环分类、地下水补给与排泄对地下水水质的影响CH09水质与水环境1天然水水质的组成天然水中的主要离子成分天然水中的气体成分天然水中的有机质2天然水水质的形成盐循环天然水的矿化过程矿化作用的影响因素矿化作用类型：1.溶滤作用：盐效应、同离子效应、酸度、分步沉淀、沉淀转化。2.吸附性阳离子交换作用3.氧化还原作用4.蒸发浓缩作用5.混合作用3天然水水化学成分的表示方法：库尔洛夫式4天然水的分类（1）按矿化度（离子总量）大小分为淡水、微咸水、咸水、盐水、卤水；（2）按硬度分级（德国度）分为很软水、软水、中等硬水、硬水、很硬水。（3）按主要离子成分比例分类（阿列金分类法）。5天然水体的化学特征：大气降水的化学特征地下水的化学