教学教案 水文水资源基础.doc

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1、此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除三个层次：掌握：理解准确、透彻的基础上，能熟练自如地运用并分析解决实际问题；熟悉：能说明其要点，并解决实际问题；了解：概略知道其原理及应用范畴。第一讲水文水资源基础清华大学水利系唐莉华2005年7月主要内容一、水文循环与水量平衡二、降雨、蒸发三、入渗、土壤水、地下水四、河川径流五、水文测验与水文资料整编六、水文统计一、水文循环及水量平衡n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。1.1水文循环：（1）地球上水的存在形式：汽态、液态、固态（2）存在位置：空气中、

2、地表、地下、生物体内n水文循环的概念：地球表面的广大水体，在太阳辐射作用下蒸发变成水汽，上升到空中，被气流带动输送到各地，在这过程中，水汽遇冷凝结，以降水的形式降落到地面和海洋，降至地面的那部分水，再从河道或渗入地下以地下水形式补给河流流入海洋。水分这种往返循环、不断转移交替的现象称为水文循环或水循环。此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除ã水循环的外因：太阳辐射能和地球引力的存在ã水循环的内因：水物理三态(气、液、固)之间的相互转化自然界水循环据其规模及涉及的地域可分为：大循环/小循环水文循环的意义：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：

3、干旱，洪涝灾害1.2水量平衡：指地球任一区域(可以是某个流域、湖泊、沼泽、海洋或某个地区，也可以是整个地球)，在一定时段内此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除(时段可以是日、月，也可以是一年、数十年或更长的时间)，收入的水量与支出的水量之差等于该区域内的蓄水变量(蓄水变量指时段始末区域内蓄水量之差)。水量平衡是水文循环的定量描述，是质量守恒定律在水文循环中的特定表现形式。水量平衡方程：I－O=△W式中:I—给定时段内输入研究区域的总水量；O—给定时段内输出研究区域的总水量；△W—时段内研究区域蓄水量的变化量。上式中各变量的单位：km3或mm地球上的水量平衡若以地球

4、陆地为研究水量平衡对象，某时段△t内的水量平衡方程可写成：△Wc=Pc－R－Ec式中:Ec：在时段内陆地的蒸发量；Pc：在时段内陆地的降水量；R：时段内由陆地流入海洋的径流量；△Wc：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△t内的水量平衡方程可写成：△Ws=Ps＋R－Es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；△Ws：海洋在该时段内蓄水量的变化量。在多年平均的情况下，△Wc→0，△Ws→0，则—陆地水量平衡方程—海洋水量平衡方程上二式相加得：或：式中：（2）河流流域的水量平衡河流流域的定义：Ø河流某断面以上，汇

5、集地表水和地下水的区域（称做地面集水区和地下集水区）统称做河流在该断面以上的流域。Ø由分水线包围的集水区域。非闭合流域/闭合流域：★非闭合流域：若地面分水线与地下分水线在位置上不完全重合，即地面和地下集水区不相重合常称这种流域为非闭合流域。★闭合流域：此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除若流域的地面水和地下水分水线在位置上重合，即地面和地下集水区相重合，则称这种流域为闭合流域。不闭合流域的水量平衡示意图E对于不闭合流域，其水量平衡方程为：P+RGI=E+RSO+RGO+q+△W式中:P：流域给定时段的降雨量；E：净蒸发量；RGI：给定时段内从地下水流入的水量；RS

6、O：给定时段内从地面流出的水量；RGO：给定时段内从地下流出的水量；q：给定时段内流域内工农业及生活净用水量；△W：时段初及时段末流域蓄水量的变化量。不闭合流域的水量平衡示意图E对于闭合流域:在方程P+RGI=E+RSO+RGO+q+△W中RGI=0，如果q较小，则可取q=0，合并RSO+RGO=R闭合流域水量平衡方程为：P=E+R+△W闭合流域的多年平均水量平衡方程式为：其中，此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除对于多年平均的情况，闭合流域的水量平衡方程式为：式中:：流域内多年平均降水量；：流域内多年平均径流量；：流域内多年平均蒸发量。将式两边除以，则该式变成令

7、～多年平均径流系数，其反映流域降雨量转换成径流量的比例系数。～多年平均蒸发系数,其反映流域降雨量转换成蒸发量的比例系数。因此，a0、b0用以反映流域气候地理特性。如湿润地区：a0>0.5;半干旱地区：a0<0.3;干旱地区:a0<0.1BREAK二、降水与蒸发2.1降水：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）降水的各种形态：①雨从云中