水文学基础教材

工程水文学东华软件2014.7绪论水文循环与径流形成水文信息采集与处理流域产汇流计算水文预报水文模型水文统计目录绪论水文循环与径流形成1.1绪论--水文学定义水文学(Hydrology)是一门研究水在自然界中运行、变化和分布规律的科学。水文学水文气象学水文地质学地表水文学海洋水文学陆地水文学河川水文学冰川水文学湖泊水文学沼泽水文学水的这种既无明确的“开端”，也无明确的“终了”的永无休止的循环运动过程---水文循定义2.1

水文循环与径流形成—水文循环2024/7/22.2水文循环与径流形成

—地球上的水量平衡在水文循环过程中，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，这就是水量平衡原理。根据水量平衡原理，可列出水量平衡方程。对某一区域，有式

I—O=△SI、O—给定时间内输入、输出该区域的总水量;△S—时段内区域蓄水量的变化量，可正可负。地形等高线中的极大值称为山峰，山峰的下坡方向为山脊，相邻山峰之间的区域称为鞍部。山峰、山脊和鞍部的连接线称为分水线。有地面分水线

地下分水线1、分水线2.3水文循环与径流形成

—流域与水系地面分水线包围的区域称为流域。2、流域地面分水线与地下分水线重合的流域称为闭合流域(closedwatershed)；地面分水线与地下分水线不重合的流域称为非闭合流域(unclosedwatershed)。1、断面垂直于水流方向的断面称为横断面，简称断面。断面内通过水流的部分称为过水断面，其面积称为过水断面面积，单位m2。2.4水文循环与径流形成

——水系特征纵断面河流中沿水流方向各断面最大水深点的连线称中泓线，沿中泓线的断面称为河流的纵断面。河流纵断面能反映河床的沿程变化。大断面河道断面扩展至历年最高洪水位以上0.5~1.0m的断面称为大断面。

河段上相邻两断面河底的高程差与该两断面之间中心线的长度的比值称为河底比降。2、河底比降水面线：河道上水位的连线。

流域分水线包围区域的平面投影面积，称为流域面积。3、流域地貌特点从流域出口断面至分水线的最大直线距离称流域长度Lb。与流域长度正交方向上分水线之间的最大直线距离称流域宽度。大气中的液态水滴或固态冰雪颗粒，在重力作用下，克服空气阻力，从空中降落到地面的现象称为降水。包括雨、雪、露、雹、霜等等。1、降雨定义2.5水文循环与径流形成

—降雨18降雨量(深)：指一定时段内降落在某一点或某一面积上的总雨量。单位mm降雨历时：降雨从某时刻到另一时刻所经历的时间称为降雨历时。单位min，h，d降雨强度：单位时间内的降雨量称为降雨强度降雨面积：降雨笼罩范围的水平投影面积暴雨中心：暴雨集中的较小的局部地区1.2降雨的基本要素2、相关概念2024/7/2降水量等级表24h雨量(mm)<0.10.1-1010-2525-5050-100100-200>200等级微量小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨20

水文学中把存于包气带中的水称为土壤水，而将饱和带中的水称为地下水。定义2.6水文循环与径流形成

—土壤水、下渗与地下水

土壤含水率:

一定量的土壤中所含水分的数量。饱和含水量:

土壤中所有孔隙都被水充满时的土壤含水量，它取决于土壤孔隙的大小。田间持水量:

指土壤中所能保持的最大毛管悬着水量21

下渗:水分透过土壤层面沿垂直和水平方向渗入到土壤中的运动过程。定义下渗

下渗率(Infiltrationrate):

单位时间通过单位面积的土壤层面渗入到土壤中的水量(mm/min,mm/h)。

下渗能力/容量(Infiltrationcapacity):

供水充分条件下的下渗率。从水面、冰面或其他含水物质表面逸出水汽的过程。定义2.6水文循环与径流形成

—蒸发降落在流域上的具有一定时空分布的降水，扣除损失后，在重力作用下，从地面和地下向流域出口断面汇集的水流现象称径流。降水－径流过程中最根本的损失即蒸散发。

地表径流地下径流1、定义2.6水文循环与径流形成

—径流2、径流形成过程2024/7/2产流净雨：降雨扣除损失后的雨量我们把降雨扣除损失成为净雨的过程称为产流过程，净雨量也称产流量。2024/7/2汇流净雨沿坡面从地面和地下汇入河网，然后再沿着河网汇集到流域出口断面，这一完整的过程称为流域汇流过程。坡地汇流过程河网汇流过程2024/7/2径流量时段T内通过河流某一断面的总水量，记为W。

2024/7/2径流深将径流量平铺在整个流域面积上所得的水层深度，记为R，以mm计。

2024/7/2径流系数某一时段的径流深R与相应时段内流域平均降雨深度P之比值称为径流系数，记为ɑ.ɑ=2024/7/22024/7/2我国河川径流分布丰水带多水带过渡带少水带干涸带年径流深(mm)>800m200—80050—20010—50<10地理分布包括东南和华南沿海地区、台湾、海南、云南西南部及西藏东南部。长江流域大部、淮河流域南部、西江上游、云南大部大兴