水文学(第一二章)课件

水文学内容：绪论河流与径流水文统计基本原理与方法设计洪水流量与水位计算桥涵孔径设计桥下河床冲刷计算水文学内容：1第一章绪论1.1水文学研究内容1、定义水文学是研究自然界中各种水体（江河、湖泊、海洋、冰川等）形成、分布、变化、运动、相互转化和与环境相互作用的一门科学2、研究内容水文测验和资料整编与发布水文实验研究水文分析与计算水文预报水文地理河流的冲刷与泥沙淤泥计算其他第一章绪论1.1水文学研究内容21.2水文现象基本规律及其研究方法1、水文现象基本规律（1）确定性规律（2）随机性规律（3）地区性规律2、基本研究方法（1）成因分析法（2）数理统计法（3）地区综合法1.3水文科学的发展1.2水文现象基本规律及其研究方法3第二章河流与径流2.1河流与流域一、河流

（一）河流的形成与分段定义：接纳地面径流和地下径流的天然泄水通道。河谷、河槽或河床。上游、下游、左岸、右岸。分段：沿水流方向，自高向低可分为河源、上游、中游、下游和河口五段。

第二章河流与径流2.1河流与流域4（二）河流的基本特征1.河流的长度自河源沿主河道至河口的距离称为河长（km）。2.河流的断面：横断面中泓线纵断面

（二）河流的基本特征53.河道纵比降：任意河段两端（水面或水底）的高差△h称为落差，单位河长的落差称为河道纵比降。水面比降、河底比降3.河道纵比降：6二、流域

（一）流域定义：供给河流地面和地下径流的集水区域，即分水线所包围的区域分水线（分水岭）闭合流域。、非闭合流域二、流域7水文学(第一二章)课件8（二）流域基本特征

流域面积（F，km2）河网密度（∑L/F，km/km2）流域长度（L）和平均宽度（M）流域形状系数（M/L）（扇状流域、羽状流域）流域平均高度和平均坡度流域自然地理特征（位置、气候、下垫面）（二）流域基本特征92.2径流及其形成过程2.2.1、水文循环与水量平衡（一）自然界的水文循环定义：地球上以液态、固态和气态的形式分布于海洋、陆地、大气和生物机体中的水体构成了地球上的水圈。水圈中的各种水体通过不断蒸发、水汽输送、凝结降落、下渗、地面和地下径流的往复循环过程，称为水文循环。水文循环的范围贯穿整个水圈，向上延伸到10km左右，下至地表以下平均1km深处。2.2径流及其形成过程10水文学(第一二章)课件11水文循环的4各主要环节：蒸发、降水、下渗和径流大循环：海陆之间的水分交换过程，又称为外循环。小循环：海洋上蒸发的水汽在海洋上空凝结后，以降水的形式落到海洋里，或陆地上的水经蒸发凝结又降落到陆地上，又称为内循环。前者称为海洋小循环，后者称为陆地小循环。水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一。正是由于自然界的水文循环，才形成永无终止千变万化的水文现象。水文循环也是水资源具有再生性的原因。水文循环的4各主要环节：蒸发、降水、下渗和12（二）地球上的水量平衡水量平衡原理：在水文循环过程中，对任一区域、任一时段进入水量与输出水量之差额必等于其蓄水量的变化量。水量平衡方程：I、O——给定时段内输入、输出该地区的总水量

△S——时段内区域蓄水量的变化量，可正可负。（二）地球上的水量平衡I、O——给定时段内输入、输出该地区的13若以地球的整个大陆作为研究范围，其水量平衡方程为：若以海洋为研究对象，其水量平衡方程为：△Sc——大陆在研究时段内蓄水量的变化量△So——海洋在研究时段内蓄水量的变化量对多年平均情况，△Sc、△So趋于零。所以：全球多年平均降水量等于多年平均蒸发量，为1130mm合并得：或若以地球的整个大陆作为研究范围，其水量平衡方程为：若以海洋为142.2.2水文观测与水文资料的收集一、降水

形式：

雨、雪、霰、雹、露、霜等特征要素：降水量（mm)降水历时(min，h，d)降水强度(mm/h，mm/d)降水面积(km2)暴雨中心2.2.2水文观测与水文资料的收集15与降水有关的气象因素降水发生在大气中的对流层，对流层是地球大气中最底的一层。对流层的特点：1.气温随高度的增加而降低2.具有强烈的上升和下降的气流3.受地表差异影响，对流层温度、湿度水平分布不均匀。对流层又可分三部分：下层（地面-1.5km）中层（1.5km-6km）上层（6km-对流层顶部）与降水有关的气象因素16地形雨地形雨17锋面雨锋面雨18气旋雨

（1）温带气旋雨气旋雨19（2）热带气旋雨（2）热带气旋雨20降水量观测（一）器测法

1.雨量器分辨率0.1mm。两段制观测，即每日8时及20时各观测一次。雨季增加观测段次。每日8时至次日8时降水量为当日降水量。降水量观测212.自计式（1）虹吸式分辨率：0.1mm降雨强度适用范围：0.01～4.0mm/min2.自计式22（2）翻斗式分辨率：0.1mm降雨强度适用范围：4.0mm/min以内（3）称重式记录降水时全部降水的重量。优点在于能够记录雪、冰雹及雨雪混合降水。（2）翻斗式23（二）雷达探测气象雷达是利用云、雨、雪等对无线电波的反射现象来发现目标的。有效范围：40～200km。（三）气象卫星云图极轨卫星地球静止卫星：可见光云图红外云图

（二）雷达探测24影响我国降水（暴雨）的主要天气系统

高空槽锋面气旋低涡切变线静止锋锋区与降雨副热带高压热带风暴（台风）影响我国降水（暴雨）的主要天气系统25降雨的时程变化描述方法降雨强度过程曲线：以雨强为纵坐标，时间为横坐标而点绘出的一次降雨的时段平均降雨强度过程线。累计降雨过程曲线：降雨强度过程曲线随时间积分而得出的曲线。水文学(第一二章)课件26流域平均降雨量的计算方法1.算术平均法：条件：流域内雨量站分布较均匀、地形起伏变化不大流域平均降雨量的计算方法272.垂直平分法（泰森多边形法）条件：流域雨量站分布不太均匀，为了更好地反映各站在计算流域平均雨量中的作用。假设：流域各处的雨量可由与其距离最近的雨量站代表。2.垂直平分法（泰森多边形法）283.等雨量线法条件：当流域地形变化较大，而雨量站分布较密，能结合地形变化绘制等雨量线时。该方法能考虑流域地形的变化绘制等雨量线，比较好地反映了降雨在流域上的变化，精度较高。但是绘制等雨量线需要较多站点的资料，且每次都要重绘，工作量大。3.等雨量线法该方法能考虑流域地形的变化绘制29二、蒸发蒸发是水文循环的重要环节。对径流形成来说，蒸发则是一种损失。蒸发：水由液态或固态转化为气态的过程；散发或蒸腾：被植物根系吸收的水分，经由植物的茎叶散逸到大气的过程。水面蒸发土壤蒸发流域蒸发植物蒸散发二、蒸发30蒸发率：单位时间内的蒸发量

充分供水、不充分供水两种情况可能最大蒸发率或蒸发能力（EM)：在充分供水的条件下，某一蒸发面的蒸发量，即同一气象条件下可能达到的最大蒸发率。蒸发率：单位时间内的蒸发量31水面蒸发的观测1.器测法：水文部门普遍采用E601蒸发器。每日8时观测一次，得日蒸发量；月蒸发量年蒸发量折算系数：K=E池/E器水面蒸发的观测322.间接计算法利用气象水文观测资料间接推算蒸发量：水汽输送法、热量平衡法、彭曼法、水量平衡法、经验公式法等。彭曼水面蒸发公式：2.间接计算法33土壤蒸发（一）土壤蒸发过程三个阶段：第一阶段：土壤充分湿润，供水充足E接近最大蒸发能力EM；第二阶段：土壤水分减少，W<W田，供水条件变差，E逐渐减小；E=W/W田×EM第三阶段：W<W断，水分运动十分缓慢，蒸发率很小。土壤蒸发34（二）土壤蒸发观测1.器测法；ΓΓИ500型2.间接计算法（二）土壤蒸发观测35流域总蒸发包括水面蒸发、土壤蒸发、植物截留蒸发及植物散发。确定方法：1.单项计算，加权求和，例如面积加权E=F水/F总×E水+F土/F总×E土2.水量平衡法或蒸发模式计算法.

流域总蒸发36模式计算法1.一层模式

E=W/W田×EM

2.二层模式上层：E上=EM下层：

E下=W下/W田×EM剩

3.三层模式上层：E上=EM下层：

E下=W下/W田×EM剩深层：量小且稳定，（1/5～1/10）×EM0.3-1.0mm/d模式计算法37三、下渗（一）下渗的物理过程1.渗湿阶段分子力作用，土壤颗粒吸收成薄膜水。2.渗漏阶段毛管力、重力作用，水分向下运动，水分逐渐饱和。3.渗透阶段重力作用，水分饱和。饱和水流非饱和水流三、下渗饱和水流非饱和水流38（二）下渗率和下渗能力单位时间内渗入单位面积土壤中的水量记为：f（mm/min，mm/h）霍顿下渗公式：f0：起始下渗率fc：稳定下渗率β：系数（二）下渗率和下渗能力39（三）下渗实验与分析1.直接测定法（1）注水法：同心环下渗仪（2）人工降雨法

2.水文分析法：流域水量平衡方程分析（三）下渗实验与分析40四、水位定义：指河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面离开固定基面的高程。目前全国统一基面：黄海基面水位观测设备：水尺、自记水位计

水位观测内容：基本水尺、比降水尺

水位观测资料整理：日平均水位、月平均水位、年平均水位的计算。（1）算术平均法（2）面积包围法四、水位41水文学(第一二章)课件42五、流量

定义：单位时间通过河流某一断面的水量。（一）流速仪测流量（1）测流原理将河道断面划分为若干部分，用普通测量方法测算出各部分断面的面积，用流速仪施测流速并计算各部分面积上的平均流速，两者的乘积，称为部分流量，各部分流量之和为全断面的流量。测流工作分为：河道断面测量、流速测量。五、流量43(2)断面测量在断面上布设一定数量的测深垂线，施测各条测深垂线的起点距和水深并观测水位，用施测时的水位减去水深，即得各测深垂线处的河底高程。

测深垂线起点距：测深垂线至基线上的起点桩之间的水平距离，常用经纬仪、平板仪、六分仪、全球定位系统（GPS）等测量。

水深一般用测深杆、测深锤或测深铅鱼、超声波回声测声仪等测量。

大断面：河道水道断面扩展至历年最高洪水位以上0.5～1.0m的断面。水上、水下两部分。(2)断面测量44（3）流速测量（3）流速测量45（3）流量计算（3）流量计算46（二）浮标法测流量（1）测流原理先在河流上游沿河宽均匀投放浮标，测各浮标流经上、下游断面的运行历时T，并用经纬仪测各浮标流经中断面的位置。然后计算各浮标的虚流速。依据绘制的虚流速横向分布曲线计算全流断面的虚流量，用断面虚流量乘以浮标系数即为断面流量。（2）流量计算（二）浮标法测流量47（三）流量资料整编1、水位流量关系曲线（1）稳定的水位流量关系曲线（三）流量资料整编48（2）不稳定的水位流量关系原因：断面冲淤、洪水涨落、变动回水或其他因素的个别或综合影响。a洪水涨落b断面冲淤（2）不稳定的水位流量关系49c变动回水c变动回水502、水位流量关系的延长高水延长：影响洪水流量过程，包括洪峰。延长幅度不应超过当年实测流量所占水位变幅的30%。低水延长：相对误差较大且影响历时长。延长幅度不超过10%。2、水位流量关系的延长51（1）水位面积与水位流速关系高水延长（1）水位面积与水位流速关系高水延长52（2）用水力学公式高水延长a曼宁公式：计算流速，用实测大断面资料延长水位面积关系曲线，再延长水位流量曲线。b斯蒂文斯法：（2）用水力学公式高水延长53（3）水位流量关系曲线的低水延长低水延长一般是以断流水位作控制进行水位流量关系曲线向断流水位方向所作的延长。断流水位是指流量为零时的相应水位。在水位流量曲线中、低水弯曲部分取三各点（Za，Qa）、（Zb，Qb）、（Zc，Qc）代入上式，得：以（Z0，0）为控制点，延长得低水曲线。（3）水位流量关系曲线的低水延长54六、泥沙悬移质泥沙：悬浮于水中并随之运动推移质泥沙：受水流冲击沿河底移动或滚动河床质泥沙：相对静止而停留在河床上六、泥沙55（一）悬移质泥沙测验与计算含沙量（Cs）：单位体积的浑水体内所含泥沙的重量，Kg/m3。输沙率（Qs）：单位时间流过河流某断面的泥沙质量，kg/s。（一）悬移质泥沙测验与计算561、含沙量的测验对所取水样，经过量积、沉淀、过滤、烘干称重等手续，得出一定体积浑水中的干沙重量。2、输沙率测验包括含沙量测定与流量测验两部分工作组成。（1）垂线平均含沙量：五点法、三点法（2）配合测流计算的部分流量，算得断面输沙率。1、含沙量的测验573、单位水样含水量与单沙断沙关系输沙总量、输沙过程单沙：与断面平均含沙量有稳定关系的断面上有代表性的垂线和测点含沙量；断沙：相应地把断面平均含沙量简称断沙。3、单位水样含水量与单沙断沙关系58（二）推移质泥沙测验与计算1、输沙率的测验

包括确定推移质的边界，布设垂线，测垂线的单宽推移质输沙率，计算部分宽度上的推移质输沙率，最后累加求得断面推移质输沙率。为了简化测验工作量，可以建立关系式推求而得。2、输沙率的计算（1）单宽推移质输沙率的计算（2）断面推移质输沙率的计算（三）河床泥沙测验（四）泥沙颗粒分析（二）推移质泥沙测验与计算59七、水文资料的刊布

水文年鉴：测站分布图，水文站说明表及位置图，各站的水位、流量、泥沙、水温、冰凌、水化学、地下水、降水量、蒸发量等

地方水文手册和水文图集。水文调查：洪水调查、枯水调查、暴雨调查等。主要进行洪水调查。水文学(第一二章)课件602.2.3径流形成过程定义：降水形成的，沿着流域地面和地下向河川、湖泊、水库、洼地等流动的水流。地面径流或地表径流地下径流河川径流融雪径流降雨径流2.2.3径流形成过程定义：降水形成的，沿着流域地61一、径流的形成过程

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.产流过程

：降雨扣除损失成为净雨的过程

降雨扣除损失后的雨量称为净雨，净雨和它形成的径流在数量上是相等的。但二者的过程却完全不同，净雨是径流的来源，而径流则是净雨汇流的结果；净雨在降雨结束时就停止了，而径流却要延长很长时间。地面净雨→地面径流表层流净雨→表层流或壤中流地下净雨→地下径流地面径流总径流过程一、径流的形成过程地面径流总径流过程622.汇流过程：净雨沿坡面从地面和地下汇入河网，再沿河网汇集到流域出口断面的过程

坡地汇流：

坡面漫流，流程历时较短，大雨时是构成河流流量的主要来源；表层流径流，由土壤孔隙流入河网，流程历时较坡面漫流长，对历时较长的暴雨，也是构成河流流量的主要来源。坡地地下汇流，地下水补给河流，构成河流的基流。河网汇流：从支流到干流，从上游到下游，流域出口断面河槽调蓄作用降雨损失，进入河网的水量小于降雨量；汇流工程，径流过程比降雨过程变化缓慢。

2.汇流过程：净雨沿坡面从地面和地下汇入河网，再沿河网汇集到63二、径流的表示方法和度量单位河川径流在一年内和多年期间的变化特性，称为径流情势。

年内变化或年内分配，年际变化1.流量（Q）：m3/s，洪峰流量Qm，日平均流量...2.径流量（W）：

时段T内通过河流某一断面的总水量，m3、万m33.径流深（R）：将径流量平铺在整个流域面积上所得的水层深度，mm

4.径流模数（M）：流域出口断面流量与流域面积之比值，L/(s·km2)洪峰流量模数，多年平均流量模数5.径流系数（α）径流深与流域平均降雨量的比，α<1二、径流的表示方法和度量单位64水文学(第一二章)课件652.3泥沙运动与河床演变2.3.1泥沙运动的基本规律一、泥沙特征

1、泥沙粒径和粒配曲线

等容粒径（粒径）：体积与泥沙颗粒相等的球体直径。中值粒径：大于和小于这一粒径的泥沙重量各占沙样总量的50%。平均粒径：泥沙的非均匀系数2.3泥沙运动与河床演变2.3.1泥沙运动的基本规律662、泥沙的容重和干容重容重：泥沙各颗粒实有重量与体积的比值。干容重：沙样经过100--150℃的温度烘干后的重量与原状沙样体积的比值。3、水下休止角定义：水中泥沙形成的倾斜面与水平面的夹角。由经验公式计算4、泥沙的沉降速度2、泥沙的容重和干容重67二、推移质运动

1、泥沙的起动起动条件：即河床面上的泥沙颗粒由静止状态变为运动状态的临界水流条件。包括起动流速和起动拖曳力两种形式。2、推移质输沙率

二、推移质运动68三、悬移质运动

用水流挟沙率（力）来体现，判别悬移质泥沙发生冲淤变化的物理量。2.3.2河床演变1、基本原理

河床演变的根本原因为输沙的不平衡。

影响因素：①进口条件，②出口条件，③河床周界条件2、河段分类与桥渡设计关系三、悬移质运动692.3.3造床流量与河相关系1、造床流量

定义：指其造床作用与多年流量过程的综合造床作用相等的某一流量。不同与最大洪水流量确定方法：平滩流量法2、河相关系

定义：指河床的几何形态与河流、泥沙及河床边界条件之间的关系。桥为设计常用的两个河相关系：（1）河断面宽深比（2）温度河宽2.3.3造床流量与河相关系70水文学内容：绪论河流与径流水文统计基本原理与方法设计洪水流量与水位计算桥涵孔径设计桥下河床冲刷计算水文学内容：71第一章绪论1.1水文学研究内容1、定义水文学是研究自然界中各种水体（江河、湖泊、海洋、冰川等）形成、分布、变化、运动、相互转化和与环境相互作用的一门科学2、研究内容水文测验和资料整编与发布水文实验研究水文分析与计算水文预报水文地理河流的冲刷与泥沙淤泥计算其他第一章绪论1.1水文学研究内容721.2水文现象基本规律及其研究方法1、水文现象基本规律（1）确定性规律（2）随机性规律（3）地区性规律2、基本研究方法（1）成因分析法（2）数理统计法（3）地区综合法1.3水文科学的发展1.2水文现象基本规律及其研究方法73第二章河流与径流2.1河流与流域一、河流

（一）河流的形成与分段定义：接纳地面径流和地下径流的天然泄水通道。河谷、河槽或河床。上游、下游、左岸、右岸。分段：沿水流方向，自高向低可分为河源、上游、中游、下游和河口五段。

第二章河流与径流2.1河流与流域74（二）河流的基本特征1.河流的长度自河源沿主河道至河口的距离称为河长（km）。2.河流的断面：横断面中泓线纵断面

（二）河流的基本特征753.河道纵比降：任意河段两端（水面或水底）的高差△h称为落差，单位河长的落差称为河道纵比降。水面比降、河底比降3.河道纵比降：76二、流域

（一）流域定义：供给河流地面和地下径流的集水区域，即分水线所包围的区域分水线（分水岭）闭合流域。、非闭合流域二、流域77水文学(第一二章)课件78（二）流域基本特征

流域面积（F，km2）河网密度（∑L/F，km/km2）流域长度（L）和平均宽度（M）流域形状系数（M/L）（扇状流域、羽状流域）流域平均高度和平均坡度流域自然地理特征（位置、气候、下垫面）（二）流域基本特征792.2径流及其形成过程2.2.1、水文循环与水量平衡（一）自然界的水文循环定义：地球上以液态、固态和气态的形式分布于海洋、陆地、大气和生物机体中的水体构成了地球上的水圈。水圈中的各种水体通过不断蒸发、水汽输送、凝结降落、下渗、地面和地下径流的往复循环过程，称为水文循环。水文循环的范围贯穿整个水圈，向上延伸到10km左右，下至地表以下平均1km深处。2.2径流及其形成过程80水文学(第一二章)课件81水文循环的4各主要环节：蒸发、降水、下渗和径流大循环：海陆之间的水分交换过程，又称为外循环。小循环：海洋上蒸发的水汽在海洋上空凝结后，以降水的形式落到海洋里，或陆地上的水经蒸发凝结又降落到陆地上，又称为内循环。前者称为海洋小循环，后者称为陆地小循环。水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一。正是由于自然界的水文循环，才形成永无终止千变万化的水文现象。水文循环也是水资源具有再生性的原因。水文循环的4各主要环节：蒸发、降水、下渗和82（二）地球上的水量平衡水量平衡原理：在水文循环过程中，对任一区域、任一时段进入水量与输出水量之差额必等于其蓄水量的变化量。水量平衡方程：I、O——给定时段内输入、输出该地区的总水量

△S——时段内区域蓄水量的变化量，可正可负。（二）地球上的水量平衡I、O——给定时段内输入、输出该地区的83若以地球的整个大陆作为研究范围，其水量平衡方程为：若以海洋为研究对象，其水量平衡方程为：△Sc——大陆在研究时段内蓄水量的变化量△So——海洋在研究时段内蓄水量的变化量对多年平均情况，△Sc、△So趋于零。所以：全球多年平均降水量等于多年平均蒸发量，为1130mm合并得：或若以地球的整个大陆作为研究范围，其水量平衡方程为：若以海洋为842.2.2水文观测与水文资料的收集一、降水

形式：

雨、雪、霰、雹、露、霜等特征要素：降水量（mm)降水历时(min，h，d)降水强度(mm/h，mm/d)降水面积(km2)暴雨中心2.2.2水文观测与水文资料的收集85与降水有关的气象因素降水发生在大气中的对流层，对流层是地球大气中最底的一层。对流层的特点：1.气温随高度的增加而降低2.具有强烈的上升和下降的气流3.受地表差异影响，对流层温度、湿度水平分布不均匀。对流层又可分三部分：下层（地面-1.5km）中层（1.5km-6km）上层（6km-对流层顶部）与降水有关的气象因素86地形雨地形雨87锋面雨锋面雨88气旋雨

（1）温带气旋雨气旋雨89（2）热带气旋雨（2）热带气旋雨90降水量观测（一）器测法

1.雨量器分辨率0.1mm。两段制观测，即每日8时及20时各观测一次。雨季增加观测段次。每日8时至次日8时降水量为当日降水量。降水量观测912.自计式（1）虹吸式分辨率：0.1mm降雨强度适用范围：0.01～4.0mm/min2.自计式92（2）翻斗式分辨率：0.1mm降雨强度适用范围：4.0mm/min以内（3）称重式记录降水时全部降水的重量。优点在于能够记录雪、冰雹及雨雪混合降水。（2）翻斗式93（二）雷达探测气象雷达是利用云、雨、雪等对无线电波的反射现象来发现目标的。有效范围：40～200km。（三）气象卫星云图极轨卫星地球静止卫星：可见光云图红外云图

（二）雷达探测94影响我国降水（暴雨）的主要天气系统

高空槽锋面气旋低涡切变线静止锋锋区与降雨副热带高压热带风暴（台风）影响我国降水（暴雨）的主要天气系统95降雨的时程变化描述方法降雨强度过程曲线：以雨强为纵坐标，时间为横坐标而点绘出的一次降雨的时段平均降雨强度过程线。累计降雨过程曲线：降雨强度过程曲线随时间积分而得出的曲线。水文学(第一二章)课件96流域平均降雨量的计算方法1.算术平均法：条件：流域内雨量站分布较均匀、地形起伏变化不大流域平均降雨量的计算方法972.垂直平分法（泰森多边形法）条件：流域雨量站分布不太均匀，为了更好地反映各站在计算流域平均雨量中的作用。假设：流域各处的雨量可由与其距离最近的雨量站代表。2.垂直平分法（泰森多边形法）983.等雨量线法条件：当流域地形变化较大，而雨量站分布较密，能结合地形变化绘制等雨量线时。该方法能考虑流域地形的变化绘制等雨量线，比较好地反映了降雨在流域上的变化，精度较高。但是绘制等雨量线需要较多站点的资料，且每次都要重绘，工作量大。3.等雨量线法该方法能考虑流域地形的变化绘制99二、蒸发蒸发是水文循环的重要环节。对径流形成来说，蒸发则是一种损失。蒸发：水由液态或固态转化为气态的过程；散发或蒸腾：被植物根系吸收的水分，经由植物的茎叶散逸到大气的过程。水面蒸发土壤蒸发流域蒸发植物蒸散发二、蒸发100蒸发率：单位时间内的蒸发量

充分供水、不充分供水两种情况可能最大蒸发率或蒸发能力（EM)：在充分供水的条件下，某一蒸发面的蒸发量，即同一气象条件下可能达到的最大蒸发率。蒸发率：单位时间内的蒸发量101水面蒸发的观测1.器测法：水文部门普遍采用E601蒸发器。每日8时观测一次，得日蒸发量；月蒸发量年蒸发量折算系数：K=E池/E器水面蒸发的观测1022.间接计算法利用气象水文观测资料间接推算蒸发量：水汽输送法、热量平衡法、彭曼法、水量平衡法、经验公式法等。彭曼水面蒸发公式：2.间接计算法103土壤蒸发（一）土壤蒸发过程三个阶段：第一阶段：土壤充分湿润，供水充足E接近最大蒸发能力EM；第二阶段：土壤水分减少，W<W田，供水条件变差，E逐渐减小；E=W/W田×EM第三阶段：W<W断，水分运动十分缓慢，蒸发率很小。土壤蒸发104（二）土壤蒸发观测1.器测法；ΓΓИ500型2.间接计算法（二）土壤蒸发观测105流域总蒸发包括水面蒸发、土壤蒸发、植物截留蒸发及植物散发。确定方法：1.单项计算，加权求和，例如面积加权E=F水/F总×E水+F土/F总×E土2.水量平衡法或蒸发模式计算法.

流域总蒸发106模式计算法1.一层模式

E=W/W田×EM

2.二层模式上层：E上=EM下层：

E下=W下/W田×EM剩

3.三层模式上层：E上=EM下层：

E下=W下/W田×EM剩深层：量小且稳定，（1/5～1/10）×EM0.3-1.0mm/d模式计算法107三、下渗（一）下渗的物理过程1.渗湿阶段分子力作用，土壤颗粒吸收成薄膜水。2.渗漏阶段毛管力、重力作用，水分向下运动，水分逐渐饱和。3.渗透阶段重力作用，水分饱和。饱和水流非饱和水流三、下渗饱和水流非饱和水流108（二）下渗率和下渗能力单位时间内渗入单位面积土壤中的水量记为：f（mm/min，mm/h）霍顿下渗公式：f0：起始下渗率fc：稳定下渗率β：系数（二）下渗率和下渗能力109（三）下渗实验与分析1.直接测定法（1）注水法：同心环下渗仪（2）人工降雨法

2.水文分析法：流域水量平衡方程分析（三）下渗实验与分析110四、水位定义：指河流、湖泊、水库及海洋等水体的自由水面离开固定基面的高程。目前全国统一基面：黄海基面水位观测设备：水尺、自记水位计

水位观测内容：基本水尺、比降水尺

水位观测资料整理：日平均水位、月平均水位、年平均水位的计算。（1）算术平均法（2）面积包围法四、水位111水文学(第一二章)课件112五、流量

定义：单位时间通过河流某一断面的水量。（一）流速仪测流量（1）测流原理将河道断面划分为若干部分，用普通测量方法测算出各部分断面的面积，用流速仪施测流速并计算各部分面积上的平均流速，两者的乘积，称为部分流量，各部分流量之和为全断面的流量。测流工作分为：河道断面测量、流速测量。五、流量113(2)断面测量在断面上布设一定数量的测深垂线，施测各条测深垂线的起点距和水深并观测水位，用施测时的水位减去水深，即得各测深垂线处的河底高程。

测深垂线起点距：测深垂线至基线上的起点桩之间的水平距离，常用经纬仪、平板仪、六分仪、全球定位系统（GPS）等测量。

水深一般用测深杆、测深锤或测深铅鱼、超声波回声测声仪等测量。

大断面：河道水道断面扩展至历年最高洪水位以上0.5～1.0m的断面。水上、水下两部分。(2)断面测量114（3）流速测量（3）流速测量115（3）流量计算（3）流量计算116（二）浮标法测流量（1）测流原理先在河流上游沿河宽均匀投放浮标，测各浮标流经上、下游断面的运行历时T，并用经纬仪测各浮标流经中断面的位置。然后计算各浮标的虚流速。依据绘制的虚流速横向分布曲线计算全流断面的虚流量，用断面虚流量乘以浮标系数即为断面流量。（2）流量计算（二）浮标法测流量117（三）流量资料整编1、水位流量关系曲线（1）稳定的水位流量关系曲线（三）流量资料整编118（2）不稳定的水位流量关系原因：断面冲淤、洪水涨落、变动回水或其他因素的个别或综合影响。a洪水涨落b断面冲淤（2）不稳定的水位流量关系119c变动回水c变动回水1202、水位流量关系的延长高水延长：影响洪水流量过程，包括洪峰。延长幅度不应超过当年实测流量所占水位变幅的30%。低水延长：相对误差较大且影响历时长。延长幅度不超过10%。2、水位流量关系的延长121（1）水位面积与水位流速关系高水延长（1）水位面积与水位流速关系高水延长122（2）用水力学公式高水延长a曼宁公式：计算流速，用实测大断面资料延长水位面积关系曲线，再延长水位流量曲线。b斯蒂文斯法：（2）用水力学公式高水延长123（3）水位流量关系曲线的低水延长低水延长一般是以断流水位作控制进行水位流量关系曲线向断流水位方向所作的延长。断流水位是指流量为零时的相应水位。在水位流量曲线中、低水弯曲部分取三各点（Za，Qa）、（Zb，Qb）、（Zc，Qc）代入上式，得：以（Z0，0）为控制点，延长得低水曲线。（3）水位流量关系曲线的低水延长124六、泥沙悬移质泥沙：悬浮于水中并随之运动推移质泥沙：受水流冲击沿河底移动或滚动河床质泥沙：相对静止而停留在河床上六、泥沙125（一）悬移质泥沙测验与计算含沙量（Cs）：单位体积的浑水体内所含泥沙的重量，Kg/m3。输沙率（Qs）：单位时间流过河流某断面的泥沙质量，kg/s。（一）悬移质泥沙测验与计算1261、含沙量的测验对所取水样，经过量积、沉淀、过滤、烘干称重等手续，得出一定体积浑水中的干沙重量。2、输沙率测验包括含沙量测定与流量测验两部分工作组成。（1）垂线平均含沙量：五点法、三点法（2）配合测流计算的部分流量，算得断面输沙率。1、含沙量的测验1273、单位水样含水量与单沙断沙关系输沙总量、输沙过程单沙：与断面平均含沙量有稳定关系的断面上有代表性的垂线和测点含沙量；断沙：相应地把断面平均含沙量简称断沙。3、单位水样含水量与单沙断沙关系128（二）推移质泥沙测验与计算1、输沙率的测验

包括确定推移质的边界，布设垂线，测垂线的单宽推移质输沙率，计算部分宽度上的推移质输沙率，最后累加求得断面推移质输沙率。为了简化测验工作量，可以建立关系式推求而得。2、输沙率的计算（1）单宽推移质输沙率的计算（2）断面推移质输沙率的计算（三）河床泥沙测验（四）泥沙颗粒分析（二）推移质泥沙测验与计算129七、水文资料的刊布

水文年鉴：测站分布图，水文站说明表及位置图，各站的水位、流量、泥沙、水温、冰凌、水化学、地下水、降水量、蒸发量等

地方水文手册和水文图集。水文调查：洪水调查、枯水调查、暴雨调查等。主要进行洪水调查。水文学(第一二章)课件1302.2.3径流形成过程定义：降水形成的，沿着流域地面和地下向河川、湖泊、水库、洼地等流动的水流。地面径流或地表径流地下径流河川径流融雪径流