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1、绪论水文学的研究对象与概念。对象：自然界的水概念：研究地球表面水体的形成，演化，分布和运动规律，与自然环境和人类社会的关系以及相互作用的学科。水文现象的主要特点：1. 成因上的自然性和人为性，水文现象由人类和自然环境的共同作用与影响而形成。2. 时程上的周期性和随机性，随时间变化而表现出有规律的周期性和不规则的随机性，即必然性和偶然性。3. 地域上的相似性和差异性，在不同区域的表现既有相似之处，也有独特之处。4. 运动的同在性和独立性，水分的运动方式同时进行并且各自有独立进行。水文学的研究方法：1. 成因分析法，以确定性水文模型模拟为基础的揭示水文现象成因机制的概念型水文研究方法。2. 数理统
2、计法，以随机水文模型为基础的揭示水文现象统计规律的经验型水文研究方法。3. 地理综合法，运用地理比拟方法研究水文现象基本规律的水文研究方法。水文学的发展阶段的时间段以及阶段的特点：1. 知识积累时期；公元16世纪末以前；开始了原始观测，水文现象的的定性描述以及经验的积累。2. 学科形成时期；公元17世纪19世纪末；水文现象有概念性描述进入定量的表达，水文理论逐渐形成。3. 应用水文时期；20世纪初20世纪60年代；水文观测进一步发展，水文学以服务社会的应用性分支学科大发展为特色。4. 现代；公元20世纪60年代以来；新理论，新方法，新技术的大量引进。第一章 地球上的水循环与水量平衡水循环的定义
3、：地球上各种形态的的水，在太阳辐射，地球引力等的作用下，通过水分的蒸发、水汽的输送、凝结降落、水分下渗、地表和地下径流五个环节，不断发生的周而复始的运动过程。水循环对自然环境的作用：1. 促进自然地理环境中物质和能量的迁移转换功能；最活跃最重要的物质循环模式之一。2. 影响地壳运动和塑造地貌形态的功能；下渗和径流过程中，水与地表固体物质直接发生接触，对地质构造和地形塑造有着重要作用。3. 对天气现象和气候特征具有重要的影响；蒸发、水汽输送、降水都是在大气中进行，程度强弱及经过路线都会影响到区域的天气过程。4. 具有形成区域水文现象和水资源的功能；区域水循环状况决定了区域的干湿状况，决定了区域的
4、蒸发、径流、下渗等特征，进而产生局部水文现象。水体的水分交换更新周期：水体在参与水分循环的过程中，全部的水量被交换更新一次所需的时间，在数值上等于静储量与年动态水量之比。（年动态水量即水体一年内向外排出的水量）水量平衡：任意区域在任意时间段内，其收入水量与支出水量的差额，必然等于储水量的变化量。第二章 水循环的基本环节蒸发与散发：简称蒸散发，水在有水分子物体的表面上由液体或固态转化为气态向大气逸散的现象。蒸发面：具有水分子的物体表面。自然界蒸发面类型：水面蒸发，土壤蒸发，植物散发或蒸腾。水面蒸发蒸发率或蒸发量的大小取决于三个条件：1. 供水条件；蒸发面上的水分多少。2. 能量供给条件；蒸发面上
5、水分子获得的能量，使其脱离蒸发面向逸散。3. 动力条件；蒸发面上空水汽输送速度，保证大气逸散的水分子数量大于返回到蒸发面的。a. 水汽分子的扩散作用；水分子沿梯度方向扩散，加快蒸发。b. 上下空气层之间的对流作用；使暖湿空气上升到空中，干冷空气下降，促进蒸发。c. 空气紊动扩散作用；使蒸发面上空的空气混合作用加快，冲淡水汽含量，加快蒸发。水面蒸发的影响因素:1.太阳辐射2.水面温度3.饱和水汽压差4.气温5.湿度6.气压7.风速8.水面大小与形状水面蒸发的确定方法：1. 器测法2. 理论模型法a. 热量平衡法b. 水汽输送动力学法c. 彭曼法3. 经验公式法土壤蒸发的物理机制：1. 定常蒸发率
6、阶段；水分通过毛细管作用输送到土壤表层蒸发，蒸发率相对稳定，近似等于相同条件下的水面蒸发，主要受气象条件影响。2. 蒸发率下降阶段；水分随蒸发减少到第一个临界点，毛细管作用减弱，蒸发减弱，主要受土壤含水量的影响。3. 蒸发率微弱阶段；水分减少到第二个临界点，毛细管作用完全被破坏，水分子靠扩散作用而运动，蒸发十分微弱。土壤蒸发的影响因素：1. 土壤含水量；2. 土壤孔隙性3. 地下水位4. 土壤温度梯度土壤蒸发的确定方法：1. 器测法2. 经验公式法植物散发的影响因素；1. 气象因素；温度和日照的影响很重要。2. 土壤含水量；蒸发量随土壤含水量减少而减小，含水量至凋萎系数，散发趋近于零，此时由植
7、物类型决定蒸发量。3. 植物生理条件；植物的种类和植物在不同时段上的生理条件，散发率有一定差别。区域蒸散发的研究方法：1. 水量平衡法；2. 水热平衡法3. 经验公式法水气扩散：由于物质，粒子群等的随机运动而扩展到给定空间的一种不可逆现象。1. 分子扩散；大气中的水汽和液态分子不断运动并相互碰撞的过程。2. 对流扩散；对流混合，由静力或者动力等原因引起的流体的对流运动。3. 紊动扩散；大气扩散的主要运动方式。水汽输送：大气的水分随气流从一个地区输送到另一地区或由低空输送到高空的过程。水汽输送的分布与特点：1. 分布：10N10S ：水汽辐合区，是水汽汇，降水量大于蒸发量。 10N35N，10S
8、40S：水汽辐散区，水汽源，蒸发量大于降水量。 35N以北，40S以南：水汽辐合区，是水汽汇，降水量略大于蒸发量。2. 我国水汽输送的特点：a. 存在三个基本水汽源和三条输出路径，季节变化明显b. 以大气平均环流引起的平均输送和移动性涡动输送为主要方式c. 海陆分布与地貌格局决定了水汽输送场的基本形式d. 水汽输送场垂直分布明显降水：大气中的水汽以液态水或固态水的形式从空中降落到地面的现象，是自然界所发生的雨，雪，露，霜，雹等现象的统称，其中降雨，降雪为主要形式。表述降水特征的参数：1. 降水量；指一段时间内降落在某一面积上的总水量。2. 降水历时和降水时间；一次降水过程中所经历的时间3. 降
9、水强度；单位时间内的降水量4. 降水面积；降水所笼罩的面积降水的观测：1. 器测法2. 雷达探索3. 气象卫星云图点降水时空分布表示方法：1. 降水过程线2. 降水积累曲线3. 降水量等值图区域平均降水量的计算优点缺点算数平均法简单易行只适用于地形起伏不大，雨量稠密的地区泰森多边形法雨量站区域内分布不均可以测量雨量站控制面积变化，有局限性等雨量线法考虑了地形的影响，测量精确绘制等雨量线，工作量大客观运行法符合实际情况计算方法十分复杂流域降水时空分布综合特征常用三种曲线：1. 降水强度-历时关系曲线2. 平均降水深度-面积曲线3. 平均降水深度-面积-历时曲线下渗：水分从地面深入到地下的过程下渗
10、阶段：1. 渗润阶段：降雨初期比较干燥，水分被土粒吸附成吸附水，进而成薄膜水，最大分子持水量时结束。2. 渗漏阶段：土壤含水量增大，水分下渗，在毛管力和重力的综合作用下，充满土壤孔隙。被充满时结束。3. 渗透阶段：土壤空隙被水分填满时，水分只在重力作用下呈稳定运动。下渗水的垂向分布：1.饱和带，土壤表层，厚度不超过15mm2.过渡带，含水量随深度急剧减少，厚度在50mm3.水分传递带，饱和含水量60%-80%4.湿润带，连接湿润锋面与水分传递的一个含水量随深度迅速递减的水分带影响下渗的因素：1. 土壤性质；土壤下渗能力与土壤粒径，孔隙率呈正相关，与土壤前期含水量呈反相关2. 降水特性；降雨强度
11、是最直接因素3. 植被与地形；植被降低雨水对地面的冲击和增加土壤的孔隙；地形的起伏等影响流水的运动4. 人类活动；既增大也抑制下渗能力。径流降落在流域表面的降水，沿着沿着地面与地下汇入到河川、湖泊、水库、洼地等，流出流域出口断面的水流。径流的形成P481. 流域渗蓄过程，2. 坡面径流过程3. 河网汇流过程径流深度将径流总量均匀平铺在整个流域面积上所相当的水层深度，常用单位mm径流模数流域出口断面流量与流域面积的比径流系数某一时段的径流深度与相应的降水深度之比河流地表经常性或间歇性有水流动的线状天然水道河流的分段1. 河源2. 上游3. 中游4. 下游5. 河口入海河口河口区的分段1. 进口段
12、2. 河口段3. 口外海滨段河口的水文特性1.河口潮汐2.河口的咸水和淡水的混合及环流3.河口泥沙运动4.河口河床演变河流横断面河流某处垂直于主流方向的河底线与水面线所包围的平面过水断面的形态要素1. 过水断面面积2. 湿周3. 水面宽度4. 平均水深5. 水力半径6. 糙度水系流域内大大小小的河流构成的脉络相通的系统流域河流或者水域的补给区域，是分水线所包围的区域，包括地表集水区与地下水集水区等流时线法P72单位线法P74目估视线法P78 重点正常年径流量：一年内通过河流某控制断面的水量称为这个断面以上流域的年径流量。洪水：由大量降雨、冰雪化及水库溃坝等引起的水位突发性上涨的大水流洪水特性的
13、表示方式：洪峰流量，洪水总量，洪水总历时洪水波：由地表径流大量汇入而导致河流水面不稳定的波动湖泊的分类1. 湖盆成因2. 湖泊补给情况3. 湖水矿化度4. 湖水营养物质沼泽：是过度湿润的地势较为平坦或者稍低洼的地面。沼泽的水文特征 重点 P1001. 沼泽的含水性2. 沼泽的蒸发3. 沼泽的渗透4. 沼泽径流5. 沼泽水量平衡冰川：由固态降水积累演化而成的，在自身重力作用下能沿一定的地形向下滑动的天然冰体冰川对自然地理环境的影响 P106 重点1. 冰川对气候2. 冰川对基面3. 冰川对冰川区域河流水清的影响4. 冰川对其他的影响第五章 地下水含水介质的空隙性 P1091.孔隙2.裂隙3.溶隙
14、含水介质的水理性 P1101. 容水性2. 持水性3. 给水性潜水 饱水带中第一个稳定隔水层以上具有自由表面的重力水。P114 重点潜水的特征：1. 从力学性质2. 从埋藏条件3. 从分布和补给与排泄条件4. 从动态变化5. 从与其他水体的水力联系地下水的补给与排泄 P121补给1. 降水入渗2. 地表水下渗3. 含水层间补给4. 凝结水补给5. 人工补给排泄1. 泉2. 泄流3. 地下水蒸散发4. 含水层间排泄5. 人工排泄地下水的动态类型 重点 P1231. 渗入-蒸发型2. 渗入-径流型3. 过渡型4. 人工开采型5. 灌溉性6. 越流型第六章 海洋 P127洋：世界大洋的中心部分和主体部分， 远离大陆面积广阔，水深大于2000m，具有稳定的理化性质，独立的潮汐系统和强力的洋流系统。四大洋。海：洋与大陆之间的水域，面积较小，深度小于2000m，受大陆与海洋的双重作用，理化性质不稳定，差异明显的潮汐，稳定的海流系统。58海。表层海水温度分布 P129大洋表层盐度分布 P136 1. 具有纬向地带性规律2. 径向分布呈马鞍形规律3. 寒暖流交汇处等盐线密集，盐度水平梯度大4. 大洋边缘盐度普遍较低波浪 P138当水受到外力作用时，水质点离开平衡位置，发
