水利专业基础与实务

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1、第一部分水文水资源一、水文循环和水量平衡基本知识1•水文学：研究地球上江河、湖泊、冰川、地下水和海洋等各种水体的存在数量、分布及变化规律的科学。与气象学、地理学、生态环境学等关系密切。2•水文循环概念：地球上的水在太阳辐射和重力作用下，以蒸发、降水和径流等方式进行的周而复始的运动过程。3•水文循环分类:按水文循环的规模与过程，可分为大循环和小循环。大循环：海洋和陆地之间的水分循环小循环：海洋内或者陆地内的水分循环(1)水循环的外因：太阳辐射能和地球引力的存在(2)水循环的内因：水物理三态(气、液

2、、)之间的相互转化4•水文循环:(1地球上水的存在形式:汽态、液态、(2)存在位置：空气中、地表、地下、生物体内5•水文循环的意义：(1)直接影响气候变化(2)改变地表形态(3)造成再生资源(4)负面影响：干旱，洪涝灾害6•水量平衡基本知识：是指在一个确定的用水系统内，输入水量之和等于输出水量之和。通用水量平衡方程流域水量平衡方程7•地球上的水量平衡若以地球陆地为研究水量平衡对象，某时段△/内的水量平衡方程可写成：△Wc=Pc・R-Ec式中：民：在时段内陆地的蒸发量；Pc:在时段内陆地的降水量；

3、R:时段内由陆地流入海洋的径流量；△必：在时段内陆地蓄水量的变化量。若以海洋为研究水量平衡对象，某时段△/内的水量平衡方程可写成：式中：Es:海洋在时段内的蒸发量；Ps:海洋在时段内的降水量；R:时段内由陆地流入海洋的径流量；J必:海洋在该时段内蓄水量的变化量。4必T0,则全球多年平均水量平衡为：蒸发二在多年平均的情况下，彳必降水闭合流域：P=E+R二、水文学基础知识(含降雨、蒸发及入渗，流域与河系，河川径流及水文统计学的基本知识)(1)概念：是指液态或固态的水汽凝结物，从天空下降至地面而成的液

4、态水或固态水的现象。降水是气象要素之一，也是水循环中重要的一个环节。(1)降水基本条件：一是空气中要有水汽，降温，降至露点温度以下，或空气冷却，大气中存在吸水性的微粒(凝结核)(2)露点：空气中水汽达到饱和时的温度。当大气温度下降到露点以下时，则形成了水汽凝结的必要条件。(4)大气凝结核：指飘浮在大气中的尘粒，其直径约10-3-1Opmo(5)降水类型：•锋面雨：由于不同性质的气团相遇所形成的雨称为锋面雨。•地形雨：暖湿空气在运移过程中，因受地形(如山脉等)影响而被抬升，则由于动力冷却而形成的雨

5、。因气流(空气)的湿度、温度、抬升速度及地形特点的差异而不同。地形作用一般使山的迎风面的降水量大，而背风面降水量减少。•对流雨：地面受辐射温度升高，下层暖湿空气膨胀上升，则暖湿空气在上升过程中形成绝热冷却，水汽则会凝结成云(淡积云丫浓积云y积雨云)，形成降雨。•气旋雨：在低气压中心区，气流从四周向中心辐合，垂直方向上运动是上升的，即暖湿气流辐合上升，在水平面上温度和湿度变化很大，故常常有凝结降水现象。可出现大范围降雨和大风的天气现象，称为气旋雨。气旋：北(南)半球，由于地球离心力、偏向力及摩擦力

6、的共同作用下，大气中水平气流呈逆(顺)时针旋转的大型涡旋。在同高度上，气旋中心的气压比四周低，又称低压。气旋按其生成的地理位置不同，可分为热带气旋和温带气旋(6)降雨基本要素：降雨量、降雨历时、降雨时段、降雨强度、降雨面积及降雨中心、降雨走向。(7)降雨资料图示：降雨过程线、雨量积累曲线(8)降水量一般分为7级(9)按降雨强度大小，降雨可分为暴雨、大雨、中雨、小雨四种暴雨(>50mm/24h)(暴雨：50-100.大暴雨:100-200.特大暴雨:>200)大雨:25-50mm/24h中雨:10

7、-25mm/24h小雨:<10mm/24h(10)测量雨量仪器：雨量器，自计雨量计(虹吸式、翻吸式)2.蒸发(1)定义：水由液态或固态转化为气态的现象，是水分子运动的结果(2)蒸发包括：蒸发面为水面时称为水面蒸发蒸发面为土壤表面时称为土壤蒸发蒸发面是植物茎叶则称为植物散发因为植物是生长在土壤中，植物散发与植物所生长的土壤上的蒸发•水面蒸发•土壤蒸发•植物蒸发•陆面蒸发总是同时存在的，通常将二者合称为陆面蒸发(3)水面蒸发观测：水面蒸发是在充分供水条件下的蒸发。确定水面蒸发量的大小,通常有两种途径

8、:器测法和间接计算法。设备：E601蒸发皿，环形水圈，K接近1.0(4)水面蒸发影响因素：水汽饱和水压差，水面温度，风速，湍流3・下渗(1)定义：水分从土壤表面深入地下的现象，又称入渗(2)三个阶段：渗润阶段渗漏阶段渗透阶段(3)下渗率或下渗强度：单位时间内渗入单位面积土壤中的水量称为下渗率或下渗强度，记为f,以mm/min或mm/h计。(4)下渗能力：在充分供水条件下的下渗率则称为下渗能力。(5)下渗能力曲线：下渗能力随时间的变化过程线,简称下渗曲线，并以f(t)~t表(6)土壤水不同形式：吸