水文学与水文地质学复习.ppt

1
《水文学与水文地质学》总复****br/>第一章绪论
第二章水文学基本知识
第三章水文统计基本原理与方法
第四章河川径流情势特征值分析与计算
第五章小流域暴雨洪峰流量的计算
第八章地下水基本知识
第十章地下水的渗流运动
2
1、水文学的含义
水文学是研究自然界中各种水体的形成、分布、循环和环境相互作用规律的一门科学。
2、水文循环的概念
存在于地球上各种水体中的水,以蒸发、降水、入渗和径流方式进行的往复交替的运动过程,称为水文循环或水循环。
分类:大循环(Long cycle)
海陆之间的水文循环
小循环(Short cycle)
海洋或陆地的局部水文循环※陆地小循环
第一章绪论
3
3、水文现象的基本规律
水文现象受上界面气象要素、下垫面因素和人类活动的影响。水文规律分为三类的,即成因规律、统计规律和地区综合规律
4、水量平衡原理
在自然界水循环过程中,任意区域在一定时段内,输入水量与输出水量之差等于该区域的蓄水变化量。
水量平衡方程、径流系数(α=R/P)。
4、工程水文学的基本研究方法
根据水文现象的基本规律,按不同的条件和要求,工程水文学的研究方法通常分为三类:成因分析法、数理统计法和地理综合法。实际工作中,这三种方法相辅相成、互为补充。
4
第二章水文学基本知识
1、河流与流域
(1)河流
河流分为河源、上游、中游、下游及河口五段。
河流的基本特征:河流长度、河流断面(横断面、纵断面、中泓线)、河道纵比降的计算。
(2)流域
流域:汇集地表和地下径流的区域。
闭合流域:地面分水线和地下分水线相重合的流域。
非闭合流域:地面与地下分水线不重合的流域。
流域的基本特征:流域面积、流域长度和平均坡度、流域自然地理特征等(地理位置、气候特征和下垫面条件)。
5
2、降水与下渗
(1)降水的定义
是指大气中的水分以各种形式降落到地面。
(2)降水的三要素
常用降水量、降水历时、降水强度、降水面积和暴雨中心等来描述降水特征。
降水量:
一定时段内降落在某处或某面积上的总水量(mm).
降水历时:
降水所经历的时间。
(annual, month, day, hour, min)。
降水强度
单位时间内的降水量(mm/ min,mm /h).
6
(3)降水的特征表示方法
降水累积曲线
降水过程线
等雨量线
(4)流域平均降水量
雨量站观测的降雨量只代表那一点的降雨,而形成河川径流的则是整个流域上的降雨量,对此,可用流域平均雨量(或称面雨量)来反映。主要有算术平均法、等雨量线法、泰森多边形法
7
(5)下渗
下渗是指地面上的雨水从地表渗入土壤的运动过程。
充分供水条件下的下渗率为下渗能力。对于比较干燥的土壤,充分供水条件下,下渗的物理过程可分为三个阶段,它们依次为渗润阶段—渗漏阶段--渗透阶段
下渗曲线确切地说,应称下渗能力曲线,指地面充分供水条件下下渗率随时间的变化过程线。
8
3、河川径流
径流形成过程: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。
径流形成过程
径流形成过程可概括为:降雨过程→扣除损失→净雨过程→流域汇流→流量过程,其中降雨转化为净雨的过程称为产流过程;净雨转化为河川流量的过程称为汇流过程。
径流形成过程
产流过程
汇流过程
坡地汇流
河网汇流
9
降雨损失量包括雨期蒸发、植物截留、填洼和补充土壤缺水的下渗量。
径流常用流量、径流量、径流深、流量模数、径流系数来表示。(计算)
(1)流量Q 单位时间通过河流某过水断面的水量,单位为m3/s、 L/s 。
(2)径流总量指一定时段内通过河流某一过水断面的总水量。常用单位为m3 ,万m3 ,亿m3 等。
(3)径流深Y 将计算时段内的径流总量平铺在整个流域面积上所求得的水层深度,以mm为单位。
(4)径流模数M (L/s/km2) 流域出口断面流量与流域面积的比值
(5)径流系数α某一时段的径流深度与相应的降雨量的比值
α= Y/ P
10
4、水文测量与信息采集
(1)水位
河流某时刻在某断面的自由水面相对于某一基面的高程。
目前全国统一基面:黄海基面
水位= 水尺零点高程+ 水尺读数
水位观测设备:水尺、自记水位计
日平均水位计算方法:
算术平均法:一日内水位变化平缓,或起伏大但等时距观测
面积包围法:一日内水位变幅大,观测次数多但观测时距不等
(2)流量
流量测量包括过水断面测量、流速测量和流量计算三部分。
流速测量有一点、两点、三点(、、)或五点法。