水文学复习要点.pdf

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1、-.z.第一章 绪论 1、水文：自然界中水的分布、运动和变化规律以及与环境的相互作用.2、水资源：广义：水资源是指能够直接或间接使用的各种水和水中物质，对人类活动具有使用价值和经济价值的水；狭义：水资源是指在一定经济技术条件下，人类可以直接利用的淡水。3、水文与水资源学的根本特征：(1)时程变化的必然性和偶然性(2)地区变化的相似性和特殊性(3)水资源的循环性、有限性及分布的不均一性(4)利用的多样性 4、水文学和水资源学的关系：1水文学是水资源学的根底：在水资源学开展的过程中,水文学的内容一直贯穿在水资源学的始终,是水资源学的根底.2 水资源学是水文学的开展和深化 5、水文研究的根本方法：成

2、因分析法、数理统计法、地理综合法水资源模拟与模型化、水资源系统分析、水资源信息管理系统、水环境研究 6、我国水资源特征：1)水资源空间分布特点：降水、河流分布的不均匀性。地下水天然资源分布的不均匀性；2水资源时间分布特征：3)水资源与人口、耕地分布不相匹配 第二章 水循环及其要素 1、水循环：是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈四大圈层中通过各个环节连续运动的过程。水循环一般包括蒸发散、水汽输送、降水和径流四个阶段。2、水分循环的类型：大循环外循环和小循环内循环 3、水循环的周期：T=W/(T 为周期，年、月、日；W 为谁锑的储量；为单位时间参与水循环的量)4、影响水循环的因素：1、自

3、然因素：气象因素:温度、湿度、风速、风向等；2下垫面因素：自然地理条件地形、地质、土壤、植被等地理位置；3人为因素。5、水量平衡原理：在水循环过程中，对于任一地区(或任意水体),在给定的时段内,输入的水量和输出的水量之差必等于蓄水量的变化量。6、河流的要素：经常或间歇性的水流及容纳水流的河槽河床 7、水位:指水体的自由水面高出*一基面以上的高程.。8、流速:指河流中水质点在单位时间内移动的距离。9、流量:指单位时间内流经*一过水断面的水量。10、水系的形状：扇形水系、羽状水系、平行水系、混合状水系。11、河长：从河口到*沿溪线量得的距离。12、溪线或中平泓线：在河槽中各断面的最低点的连线。13

4、、河网密度D：单位面积内干、支流的总长度。河网密度=干支流总长度/流域面积 14、河流的弯曲系数：河流的实际长度与*到河口的直线长度之比。15、河流断面：1河流横断面:与水流方向垂直的断面(2河流纵断面:指沿河流中线或溪线垂直剖切的河道断面。16、河流比降：纵比降(河道坡度):单位河长的落差.河道纵比降是推算河流水能蕴藏量的主要依据。17、流域：是聚集地表水和地下水的区域，即分水线所包围的区域。18、流域几何特征:;1)流域面积:河流出口断面集水区域的面积。由*至河口集水面积是随着河长的增加而增加的。2)流域长度：从流域出口到流域最远点的流域轴线长度。3)流域平均宽度:流域面积除以流域长度。4

5、)流域形状系数:流域平均宽度与流域长度之比值。5流域的不对称系数 19、流域的自然地理特征：1)地理位置：流域所处的地理坐标及其离海洋的距离以及与别的流域、山岭的相对位置；2气候条件:降水、蒸发、温度、湿度和风；3地形特性:地形特-.z.征可用流域平均高程和平均坡度来表示。它是河川径流的主要影响因素之一；4 土壤及地质:土壤的性质如构造、岩石的水理性如透水性和给水性、流域的地质构造如地层的褶皱、断层等。对下渗水量及河流的泥沙都有影响；5植被；6湖泊和沼泽。20、分水线:相邻两流域的界限。分水线是一个流域的边界限.分水线有地面分水线和地下分水线之分，21、降水 4 种类型按降水成因分:气旋雨、对

6、流雨、地形雨、台风雨 降水的根本要素降水量、降水历时、降水时间、降水强度、降水面积。22、影响降水的因素：1自然因素：地理位置、地形、森林、水体、气旋、台风；2人为因素 23、降水观测仪器：雨量器和自计雨量计,常用的自计雨量计有三种:立式(虹吸式)、倾斗式和称重式 24、平均降雨量的计算：算术平均法、加权平均法、泰森多边形法、客观运行法、等雨量线法。25、影响水面蒸发的因素：太阳辐射、饱和水汽压差、风、气温、水质、蒸发外表情况 26、水面蒸发的观测蒸发的仪器：目前采用 E-601 型蒸发器和口径为 80cm 带套盆的蒸发器。27、蒸发的仪器安装方法：1地面式 易于安装和维护，但蒸发散器四周承受

7、太阳辐射，与大气间有热量交换，测量结果偏大；2埋入式虽然消除蒸发散器与大气间的热量交换，但蒸散发器与土壤之间仍然存在热量交换，且不易发现蒸发散器的漏水问题，也不宜安装和维护；3漂浮式蒸发散器的测定值更接近于实际值，但观测困难，设备费和管理费昂贵。28、土壤蒸发过程:稳定蒸发阶段、蒸发强度显著下降阶段、蒸发微弱阶段。29、影响土壤蒸发的因素：1)气象因素 2)土壤自身因素：土壤含水量、地下水位、土壤质地和构造、土壤颜色、土壤外表特征、植被；3土壤表层的覆盖状况。30、土壤蒸发的测定的仪器：称重式土壤蒸发器、大型蒸散仪 31、植物蒸腾(植物散发)的影响因素：植物的生理条件、气候条件、土壤水分条件.

8、内部因素：气孔频度、气孔大小、气孔下腔、气孔开度、气孔构造；2外界条件：光照、温度、湿度、风速、土壤水分。32、下渗又称入渗：指水分通过土壤外表垂直向下进入土壤的 运动。33、下渗的物理过程：渗润阶段、渗漏阶段、渗透阶段、下渗过程中土壤含水量的垂直分布。34、影响下渗的因素：土壤特性；降水特性；流域植被及地形条件；人为因素。35、下渗要素：下渗率单位面积单位时间的下渗量，又称下渗强度、下渗能力在充分供水条件下的下渗率，又称下渗容量 36、径流的表示方法：1流量 Q 2径流总量 W 3径流深 R=QT/1000F 其中R 为径流深，F 为流域面积，Q 为时段 T 内的平均流量，T 为时段长 4

9、径流模数 M=1000Q/F (5)径流系数 0a1 6径流的变率或模比系数 K 37、影响径流的因素：1气候因素：降水水、蒸散发；2下垫面因素：地理位置、地形、地质条件和土壤特性、植被、湖泊和水库、流域的面积和流域的形状；3人类活动 第三章 水文统计 1、离散型随机变量：假设随机变量仅能取得区间内*些连续的离散数值。2、连续型随机变量：假设随机变量可以取得一个有限区间内的任意数值。3、重现期：是指在许多试验里，*一事件重复出现的时间间隔的平均数，即平均的重现间隔期1探究暴雨洪水 T=1/P2探究枯水问题 T=1/(1-P)4、适线法：点绘经历频率点据、选定总体分布线型、初定参数、据初定 Cv

10、 和 Cs 值进展试-.z.配、选择采用曲线。第六章 流域产沙与输沙 1、泥沙的粒径：即以相等颗粒容积球体直径来表示泥沙颗粒的大小。D=(6V/)的三分之一次幂 2、泥沙的比重：单位体积无空隙的泥沙重，又称泥沙比重。平均值在 2.65 左右。3、泥沙的干容重：单位体积烘干泥沙的重量。4、含沙量:单位体积的浑水中所含干沙的重量。5、输沙率:单位时间内流过*断面的干沙重量。两种根本方法图解法和分析法 6、泥沙的分的不特征：一般含沙量自水面向河底迅速增大，而且上下水层含沙量差异悬殊。7、瞬时采样器：优点：仪器的进口流速等于天然流速，构造简单，操作方便。缺乏：不能抑制泥沙的脉动影响。8、单沙:单取*一

11、位置的水样,求出含沙量,叫单位水样含沙量,简称为单沙。9、断沙:断面平均含沙量。10、单推：单位推移质根本输沙率。断推：推移质的断面输沙率。11、根本输沙率：单位宽度内的输沙率。12、泥沙的来源：一类来自流域地表的冲蚀，另一类来自河床本身的冲刷。13、泥沙输移比：流域产沙量或输沙量与土壤侵蚀量之比。即 DR=Y/We Y 为流域产沙量，一般用产沙模数或输沙模数表示 We 为土壤侵蚀量，用侵蚀模数表示。泥沙输移比越大，水流输沙能力越强。14、影响泥沙输移比的因素：受流域内地貌、环境和人类活动等因素的影响。如沙源的种类、范围和位置；地形和地面特征；流域性状和沟道条件；径流特征；植被；土地利用；土壤

12、构造；侵蚀物质的粗细等。15、影响坡面侵蚀产沙与输沙的因素：降雨、地形、土壤特性含水量、粒径大小、黏粒含量、内摩擦角、植被以及人为活动等。第七章 地表水资源的计算与评价 1、计算的重复量：侧向潜流补给UG 山、地表水回归渗漏补给Q 表、山区的河川基流RG 山、平原的河川基流RG 平 2、年径流深：一年内从流域*断面流出的水量，折算成该断面上游的汇水面积内的平均水深，称为年径流深 3、设计年径流量：相对于*一设计频率的年径流量及其年内分配，设计频率需根据各用水部门的设计标准来确定。4、典型年内分配的缩放：同倍比法、同频率法 5、蒸发能力Ep：是指在一定气象条件下，充分湿润的陆地外表可能的最大蒸发

13、量。6、干旱指数(枯燥度 r):年蒸发能力与年降水量之比。r=Ep/P；当 r1 时,偏于干旱,r 越大越干旱 7、陆地蒸发直接观测的方法有水量平衡法估算，即流域的年降水量和年径流量相减得到。8、系列的插补展延：设法将实测系列中缺测年份的资料补起来，或将系列的两端外延。9、广义地下水：是指蓄存并运移与地表以下土壤和岩石空隙中的自然水。10、狭义地下水：特指饱和带中岩石空隙中的重力水，是地球水资源的重要组成局部，与人类社会有着十分密切的关系，是人类生产生活的重要水源，同时又是重要的环境因子，对一个地区的生态环境起着极为重要的作用。11、地下水的贮存空间：孔隙、裂隙、溶隙。12、地下水流系统的根本

14、特征：空间上的立体性；流线组合上的复杂性和不稳定性；流动方-.z.向上的下降和上升的并存性。13、地下水域：就是地下水系统的集水区域。14、含水层：指能够给出并透过相当数量水的岩体 15、隔水层：指那个既不能给出又不能透过水的岩层。或者它给出或透过的水量都极少。16、水在岩石中的存在形式：结合水、重力水、毛细水、气态水和固态水。它们在一定条件下相互转化。17、岩石的水理性质：溶水性溶水度)、持水性、给水性、透水性 18、地下水类型的划分：1按埋藏条件分为上层滞水、潜水和承压水；2按含水层空隙性质分为孔隙水、裂隙水和岩溶水 19、潜水：赋存于地表之下第一个稳定隔水层之上，具有自由水面的含水层中的

15、重力水。20、表示潜水特性的参数有：潜水埋藏深度 h；潜水位 H；潜水含水层厚度 M；潜水面的水力坡度。21、潜水的特征：1潜水仅是一个承受大气压力的自由水面2潜水在重力作用下，由潜水位高处向低处做下降运动3潜水的分布区与补给区不一致4潜水的排泄方式有-径流排泄和蒸发排泄5潜水的动态具有季节变化的特点 22、潜水面形状变化的影响因素：地形、岩性、水文等 23、承压水：充满在两个稳定不透水层之间的含水层中的重力水。24、承压水的主要特征：1承压性2分布区与补给区不一致3受外界影响较小，动态变化相对稳定4承压含水层厚度变化较小，不受降水季节变化的支配5承压水水质类型多样。25、承压水的形成：向斜、

16、单斜构造最适宜形成承压水。26、承压水特征的参数：承压含水层的厚度；初见水位；承压水位；承压水头。27、水头：单位重量水体所具有的能量。28、孔隙水的根本特征：1其分布及水量相比照拟均匀，连续性好2孔隙水呈层状分布3孔隙水的运动大多属于层流运动，遵循达西定律。29、裂隙水的特征：1分布不均2裂隙水分布形成层状脉状或带状3裂隙水的水动力性质比较复杂，在流动中呈明显的各向异性。30、岩溶水的特征：1分布极不均匀，地下径流动态不稳定2岩溶水的富水特性3岩溶水是一种活泼的地质营力。31、地下水运动的根本规律：1重力水运动的根本规律线性渗透定律达西定律 渗透流速渗透压强与测压管高度 水头和水力坡度；非线

17、性渗透定律；2结合水运动的根本规律粘性土中薄膜水渗透定律；越流渗透；3包气带中毛细水运动 32、影响地下水动态的因素：1气候因素降水、蒸发、气温2水文因素3地质因素构造运动、风化作用、变质作用4土壤和生物因素5人为因素 33、地下水动态类型：1渗入蒸发型动态2渗入径流行动态3过渡型 第九章 水质与水环境 1、水质：指水的适用性，即指水的物质成分、物理性状和化学性质及其对于一定用水目的的质量适应性的综合特征。2、水污染：指水体因*种物质介入，而导致其物理、化学、生物或放射性等方面的特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体*或破坏生态环境，造成水质恶化的现象。3、溶质径流：溶解物质随水运移的过程

18、。4、水质评价的根本方法：单因素评价指数法；内梅罗指数法；地下水综合评价法。5、地面水环境质量标准：适用于源头水，国家自然保护区；适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场；适用于集中式生活饮用水水源的二级-.z.保护区、一般鱼类保护区及游泳区；适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；适用于农业用水区及一般景观要求水域。水资源可持续利用：一定空间范围水资源既能满足当代人的需要，对后代人满足其需求能力又不构成危害的资源利用方式。水资源可持续利用为保证人类社会、经济和生存环境可持续开展对水资源实行永续利用的原则。可持续开展的观点是 20 世纪 80 年代在寻求解决

19、环境与开展矛盾的出路中提出的，并在可再生的自然资源领域相应提出可持续利用问题。其根本思路是在自然资源的开发中，注意因开发所致的不利于环境的副作用和预期取得的社会效益相平衡。在水资源的开发与利用中，为保持这种平衡就应遵守供饮用的水源和土地生产力得到保护的原则，保护生物多样性不受干扰或生态系统平衡开展的原则，对可更新的淡水资源不可过量开发使用和污染的原则。因此，在水资源的开发利用活动中，绝对不能损害地球上的生命支持系统和生态系统，必须保证为社会和经济可持续开展合理供应所需的水资源，满足各行各业用水要求并持续供水。此外，水在自然界循环过程中会受到干扰，应注意研究对策，使这种干扰不致影响水资源可持续利

20、用。为适应水资源可持续利用的原则，在进展水资源规划和水工程设计时应使建立的工程系统表达如下特点：天然水源不因其被开发利用而造成水源逐渐衰竭；水工程系统能较持久地保持其设计功能，因自然老化导致的功能减退能有后续的补救措施；对*范围内水供需问题能随工程供水能力的增加及合理用水、需水管理、节水措施的配合，使其能较长期保持相互协调的状态；因供水及相应水量的增加而致废污水排放量的增加，而需相应增加处理废污水能力的工程措施，以维持水源的可持续利用效能。水资源开发利用中存在的问题 1、人均用水量较低 我国的用水总量已超过美国1995 年美国总用水量 5554 亿 m3，其中淡水 4703 亿 m3，仅次于印

21、度，居世界第二位。但全国平均人均用水量 436m3/人，仅相当美国的 14淡水，世界人均用水量的 23。2、用水在地区上的差异明显 现将全国分成包括长江、珠江、东南沿海和西南诸河在内的南方；由松花江、辽河、海河、黄河和淮河组成的北方和西北内陆三个区域进展统计，其分析结果见下表 2。由表中可以看出，我国南北方的总用水量与水资源的条件有一定的关系，一般情况是水资源相比照拟丰富的南方用水多于水资源贫乏的北方和西北内陆地区。3、水污染严重 我国 2001 年工业废水和城镇生活污水排放总量 626 亿吨。全国符合和优于三类水的河长占总评价河长的 61.4%，比上年增加了 2.7 个百分点。但水污染问题仍

22、然十分突出。4、用水效率偏低 为了消除人口和经济开展水平的影响，按人均 GDP、人均用水量、万元 GDP 用水量等指标统计(见表 4)，可以看出，各省市用水的效率与经济开展水平和产业构造组成有一定的关系。在经济兴旺地区随着产业构造调整，用水效率的提高，万元 GDP 的用水量呈逐年下降的趋势，人均用水量根本可保持不变或略有下降。因此，经济构造调整，建立高效、节水型产业，应是今后经济社会开展的方向。5、各地区主要水资源问题(1)北方持续干旱，人均用水量只有 355m3，在全国是最低的。这局部水量大部份是超采的地下水和引用未处理的污水，黄河下游地区还挤占了黄河的冲沙水。因此，该地区出现了资源性缺水和

23、严重的生态环境问题。(2)南方旱涝交织，水污染开展迅速，并得不到控制，供水平安得不到保证，造成了污染型缺水。(3)西北内陆地区水土资源过量开发，人工绿洲的开展挤占了天然绿洲和湖泊的生态用水，-.z.造成了生态环境恶化，出现了生态型缺水。6、经济高度兴旺地区的水资源问题 对策和问题的研究 1、全国供需开展前景 121 世纪中叶，我国人口将到达 16 亿左右，经济要到达中等兴旺国家水平；目前国际上经济兴旺的高收入国家和中等偏上收入国家人均年用水量多数在 400-800m3；如将我国人均用水维持在 2000 年 430m3 的水平或略高到 450m3，全国 16 亿人的需水量将增加到6900-720

24、0 亿 m3。2目前我国城市化水平滞后于社会经济开展的要求，预计到人口顶峰期城市化率将到达60%，即我国将有 910 亿人生活在城镇，工业和生活用水将占总用水量的 42.6%，势必加剧城市供水的压力，城市水资源问题将日益突出。3新增加的 1400-1700 亿 m3 供水量有一半以上用以解决北方缺水。东北、西北、内陆河可在区内调配，黄淮海三流域需从长江上、中、下游跨流域调水来解决。但新增加的水量需要大量资金投入。4在加强管理，改革体制，加大投入，合理配置，节水和污水资源化，高效利用和注重保护的前题下，经过努力我国有条件在人均用水量 400450m3 的根底上，实现第三步战略目标。2、对策和问题

25、的研究 基于以上供需开展的前景，建议今后对以下对策和问题加强研究：1加大节水和污水资源化力度的问题 目前我国的水资源有效利用率较低，单方水的产出明显低于兴旺国家，节水尚有较大潜力。节约用水和科学用水，应成为水资源管理的首要任务。应通过节水宣传教育，征收水资源费，调整水价，实行方案供水、取水许可等制度，保证节水目标的实现。节水的另一条途径是污水资源化。城市污水未经处理排放入河道，既浪费了资源，又污染了环境，遗害于人民。进入 21 世纪，城市和工业用水仍将继续迅速增加。2001 年城市和工业用水已超过 1430 亿 m3；扣除电力工业用水，按 70计算，废污水排放量己到达 626 亿吨，即每天进入

26、河道的废污水己接近 1.7 亿 t。这些污水如加以处理，到达环境允许的排放标准或污水灌溉的标准，使污水资源化，既可增加水源解决农业缺水问题，又可起到治理污染和改善生态环境的作用。将污水处理回用于农业与污染治理有机地结合起来，对于解决我国水资源的短缺和水环境的改善有特别重要的意义，应作为经济持续开展的重要战略措施来抓。2合理安排生态环境用水问题 水资源短缺的地区，在经济开展中往往城市和工业用水挤占农业用水，农业用水又挤占生态用水，导致生态环境恶化。干旱半干旱地区，生态环境脆弱，必需确保生态环境用水，防止灌溉农业的盲目开展和生态环境的进一步恶化。对于黄河以及其它多沙河流，水保措施的减水减沙水量和下

27、游河道的冲沙水量，应作为生态环境用水在供水规划中作出合理的安排。从区域水份与能量，水份与盐份，水量与泥沙以及水量供与需四个方面进展调控，如何协调平衡干旱缺水地区的生态用水，今后还需要重点进展研究。3调整产业构造，实现水资源合理配置问题 为了实现可持续开展的战略目标,水资源的开发必须根据人口一经济水资源一环境协调开展的原则，在区域上进展合理配置，实现国土经济的均衡开展。在缺水地区，应限制耗水量大的产业开展，并进展必要的产业构造调整，以减缓水资源短缺状况。但彻底解决北方的缺水问题,仍需要考虑修建跨流域调水工程，包括东线、中线和西线“南水北调等工程。跨流域调水工程的建立必须做好总体规划和科学的论证，

28、要兼顾调入和调出流域的合理需水要求，防止其对生态环境造成不利影响。在规划中应结合投入产出、经济和生态效益的分析，-.z.对产业构造调整、水资源合理配置方案进展深入研究。4加大投资力度，加快供水工程的建立问题 新水源工程建立需要大量资金投入。应按照经济规律进展新水源的开发，根据供水本钱合理地制定各行业的水价。通过水价的调整，鼓励用户集资建立节水工程、污水处理回用和地下水回灌工程，减少引用水量。多水源的相互竞争，有利于开源工程的规模控制和资金的合理筹措，并可防止水源工程规模过大，造成不必要的资金积压和浪费，同时提高水源工程的效益。5改革水利管理体制，实现水资源的统一管理，加强水资源的立法和规划工作 加强水资源的持续性开发利用，改变以往水资源工程的重建轻管的现象。改革水资源管理机制，以流域管理与区域管理相结合、水资源权属与开发利用权属相分开为原则，实现包括城市与农村、水量与水质、地表水和地下水、供水与需水在内的水资源统一管理。实行“一龙管水,多龙治水的模式，加强水资源立法工作，加强流域规划与滚动规划工作。