水文学原理课程总述

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1、《水文学原理》课程总述1.水文学作为地球物理科学的一个分支，主要研究地球系统中水的存在、分布、运动和循环变化规律，水的物理、化学性质，以及水圈与大气圈、岩石圈和生物圈的相互关系。水文学作为水利学科的重要组成部分，主要研究水资源的形成、时空分布、开发利用和保护，水旱灾害的形成、预测预报、防治，以及水利工程和其他工程建设的规划、设计、施工、管理中的水文水利计算技术。2.地球系统中存在的水之所以发生水文循环现象，原因之一是水在常温下就能实现液态、气态和固态的“三态”相互转化而不发生化学变化，这是水文循环

2、发生的内因；原因之二是太阳辐射和地心引力为水文循环的发生提供了强大的动力条件，这是水文循环发生的外因。水分由海洋输送到大陆，又回到海洋的循环称为大循环或外循环。水分由陆地输送到陆地，又回到陆地，或由海洋输送到海洋，又回到海洋的循环称为小循环或内循环。3.地面分水线包围的区域称为流域。地面分水线与地下分水线重合的流域称为闭合流域，地面分水线与地下分水线不重合的流域称为非闭合流域。闭合流域与周围区域不存在水流联系。较大的流域或水量丰富的流域，由于河床切割深度大，一般多为闭合流域。非闭合流域与周围区域存

3、在地下水流上的联系。小流域或者干旱、半干旱地区水量小的流域，由于河床切割深度浅，一般多为非闭合流域。在水文地质条件复杂的地区，例如岩溶即喀斯特地区，非闭合流域也是常见的。4.流域中大大小小河流交汇形成的树枝状或网状结构称为水系，亦称河系。自然形成的水系多为树状结构，人工开挖形成的平原水系可为网状结构。自然形成的水系虽然形状千变万化，但归纳起来主要有三类：其一为“羽毛状”，其二为“平行状”，其三为“混合状”。羽毛状水系的支流自上游而下游，在不同的地点依次汇入干流，相应的流域形状多为狭长形。平行状水系

4、的支流与干流大体成平行趋势相交汇，相应的流域形状多为扇形。混合状水系的支流与干流的关系介于前两者之间，相应的流域形状也介于狭长和扇形之间。4.对面积相同、水系形状不相同的流域，同样一场暴雨形成的流域出口断面流量过程线明显不同。平行状水系由于各支流汇集到流域出口断面的同时性强，所以产生较尖瘦的洪水过程；羽毛状水由于各支流汇集到流域出口断面的时间相互错开，所以产生较矮胖的洪水过程；混合状水系产生的洪水过程则介于以上两者之间。5.一条河流的长度是指从其起始断面，沿河流中心线至终了断面的距离。它是决定水系

5、槽蓄量的一个重要参数。6.在河流上取两点，其沿河流中心线的长度与该两点之间的直线长度的比值称为这两点之间河段的弯曲率。天然河流一般是弯曲的，长度近似大于10倍河宽的河流很少是顺直的。7.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。显然河底比降沿河长是变化的。在水文学中一般使用平均河底比降这一术语。8.分水线包围区域的平面投影面积称为流域面积，它是水系的集水面积。流域面积是一个重要的地貌参数，几乎所有的其他流域地貌参数都与流域面积有一定关系。第17页共17页9.从流域出

6、口断面至分水线的最大直线距离称为流域长度，与它正交方向的分水线之间的最大直线距离称为流域宽度。流域面积与流域长度平方的比值称为形态因子，当形态因子减小，其形状是趋于狭长形的。流域面积与周长为流域周长的园面积的比值称为圆度。当流域形状趋于圆形时，圆度趋于1。面积等于流域面积的圆的直径与流域长度的比值称为伸长比。10.单位流域面积上的河流长度称为河网密度；河网密度的倒数称为河道维持常数，又称水道给养面积。11.大气中的液态或固态水，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，降水的主要

7、形式是降雨和降雪，前者为液态降水，后者为固态降水。其他的降雨形式还有露、霜、雹等。12.降雨量(深)——时段内降落到地面上一点或一定面积上的降雨总量称为降雨量。前者称为点降雨量，后者称为面降雨量。点降雨量以mm计，而面降雨量以mm或m3计。当以mm作为降雨量单位时，又称为降雨深。13.降雨历时——一次降雨过程中从一时刻到另一时刻经历的降雨时间称为降雨历时，特别的，从降雨开始至结束所经历的时间称为次降雨历时，一般以min，h或d计。14.降雨强度——单位时间的降雨量称为降雨强度，一般以mm/min或

8、mm/h计。降雨强度一般有时段平均降雨强度和瞬时降雨强度之分。15.降雨笼罩范围的水平投影面积称为降雨面积，一般以km2计。16.从降雨开始至某时刻的降雨量与该时刻时间之间的关系称为降雨量累积过程线，。降雨强度与相应时间之间的关系称为降雨强度过程线。17.时段降雨量与相应时段之间的关系图称为时段降雨量柱状图。18.将区域面积除以区域内雨量站数目得每个雨量站平均代表的面积，称其为雨量站网密度。将每个雨量站观测所得的同一时段的时段降雨量或一次降雨的降雨量点绘在各自的测站位置上，然后按降