水文学复习资料（word版）

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1、水文学第一章绪论地球上水的性质与分布水文学：研究地球上的性质，分布，循环，运动变化规律及其地理环境，人类社会之间相互关系的科学。水文现象：水循环过程中，水的存在和运动的各种形态。水文现象的特点：①水循环永无止尽：任何一种水文现象的发生，都是全球水文现象整体中的一部分和永无止境的水循环过程中的短暂表现。②水文现象在时间上的变化既具有周期性又具有随机性。周期变化的原因主要是地球公转及自转，地球和月球的相对运动，以及太阳黑子的周期性运动所导致的昼夜，四季交替的影响所致。各因子本身在时间上也不断变化，因

2、而又具有随机性。③水文现象在地区分布上既存在相似性，又存在特殊性。不同的流域、如果所处的地理位置相似，由于纬度地带性的影响，水文现象也就具有一定的相似性。但由于各流域的地质、地形等非地带性下垫面条件的差异，水文现象就会有巨大的差异。第一节地球上水的物理性质水分子聚合体：单水分子（H2O）,双水分子（H2O）2,三水分子（H2O）3。随着水温的升高，水分子聚合体不断减少，单水分子不断减少。水温在3.98°C时，结合紧密的二水分子最多，故此时水的密度最大。液态水结构的主要理论模型：“闪动簇团”模型，

3、是把液态水看成以氢键结合的水分子的闪动簇团，在略为“自由”的水中游泳的一种液态体系。海水的温度分布：①水平分布。（三大洋表面平均水温均为17.4°C，太平洋（19.1）＞印度洋（17.0）＞大西洋（16.9）。北半球高于南半球，在南北纬0°-30°之间以印度洋水温最高，在南北纬50°-60°之间大西洋水温相差悬殊。）从低纬向高纬递减，在南北回归线之间的热带海区水温最高，大洋东西两侧，水温分布有明显差异，寒暖流交汇处，水温水平梯度较大，夏季大洋表面水温普遍高于冬季，水温水平梯度冬季大于夏季。②水温

4、的垂直分布，从海面向海底呈不均匀递减趋势。三大洋水温垂直分布：冰点温度，最大密度温度与盐度关系：24水文学正温层：当湖水温度随水深的增加而降低时，即水温梯度呈负值时，将出现上层水温高下层水温低，但不低于4摄氏度，这种水温的垂直分布，称为正温层。逆温层：当湖水温度随水深的增加而升高时，即水温垂直梯度呈正值时，将出现上层水温低，下层水温高，但不高于4摄氏度。这种水温的垂直分布称为逆温层。温跃层：在湖面以下一定深度常形成温跃层，即上下水温有急剧变化的一段。同温层：当湖温上下层一致，上下层水温完全相同（

5、同温层，4℃）。第二节地球上水的化学性质天然水的化学成分：1)悬浮物质：粒径大于100纳米（10－7米）的物质颗粒，在水中呈悬浮状态，如泥沙、粘土、藻类、细菌等悬浮物的存在使天然水有颜色、变浑浊、产生异味。2)胶体物质：粒径为100—1纳米的多分子聚合体，包括次生粘土矿物、含水氧化物、腐殖酸3)溶解物质：粒径小于1纳米的物质，在水中成分子或离子的溶解状态，包括盐类、气体、某些有机物。天然水八大离子:K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl—、HCO3－、SO42－、CO32－。八种主要离子的含量都

6、占溶解质总量的95—99%以上。矿化度：天然水中各种元素的离子、分子与化合物的总量。天然水的矿化过程：主要矿化作用1）溶滤作用土壤和岩石中某些成分进入水中的过程2）吸附性阳离子交替作用天然水中离子从溶液中转移到胶体上，是吸附过程。同时胶体上原来吸附的离子，转移到溶液中是解吸过程。吸附和解吸的结果，表现为阳离子交换。胶体吸附的饱和容量称为吸附容量，单位：mol/g3）氧化作用包括使围岩的矿物氧化和使水中有机物氧化。4）还原作用在还原环境里，天然水若与含有有机物污染，碳氢化合物可以使水中的硫酸盐还原

7、。5）蒸发浓缩作用6）混合作用雨水渗入补给地下水，地下水补给河水，河水注入湖泊或大海，河口段的潮水上溯，海滨含水层的海水入侵等，都是天然水的混合。河水化学成分的特点：①河水的矿化度普遍偏低。②河水中各种离子的含量差异很大。③河水化学组成的含量差异很大。④河水化学组成的时间变化明显。湖水化学成分的特点：①湖水矿化度有差异。②湖中生物作用强烈。③湖水交替缓慢，深水湖有分层性。地下水的化学特征：①地下水充填于岩石，土壤空隙中，与岩石，土壤广泛接触，渗流速度小，循环交替缓慢，而且地下水贮存于岩石圈上部相

8、当大的深度，构成地下水圈。②矿化度变化范围大，从淡水直到盐水。③地下水与大气接触有很大的局限性,仅限于距地表最近的含水层，此层可溶入氧气称为氧化作用带。海水的化学组成：目前已发现80多种元素，但含量差别很大。主要化学元素：Cl（氯）、Na（钠）、Mg（镁）、S（硫）、Ca（钙）、K（钾）、Br（溴）、C（碳）、Sr（锶）、B（硼）、Si（）硅、F（氟）等12种，约占全部海水化学元素含量的99.8—99.9％，称为海水的大量元素。海水盐度：单位质量海水中所含溶解物质的质量。是海水物理、化学性质的重