22高职高专工程水文学第二章水文循环及径流形成
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课程名称：水文2011 年至2012 年第 1 学期第次课
授课教师：授课日期：2011 年9 月日
2．当河流纵断面呈折线或曲线形时，可先将河流按河底高程变化的情
河段某处垂直于水流方向的断面称为横断面
分为单式和复式断面
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降雨强度～历时曲线
统计降雨强度过程线中各种不同历时的最大平均雨强，如图（a）所示。最大平均雨强与历时的关系即为降雨强度～历时曲线，如图(b)所示。
降雨点面关系线
当雨量站少，或各雨量站观测不同步采用
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工程水文学问答题 原创。。。
工程水文学试题库 第一章绪论 1.工程水文学与水文学有何联系？主要包括哪两方面的内容？ 2.工程水文学在水利水电工程建设的各个阶段有何作用？ 7.长江三峡工程主要由哪些建筑物组成？其规划设计、施工和运行管理中将涉及哪些方面的水文问题？ １. 答：工程水文学是水文学的一个重要分支，随着水利水电工程建设的大规模开展，为满足工程规划设计、施工和运行管理的迫切需要，水文工作者针对提出的问题，进行大量的、深入的试验研究，使水文学发展到工程水文学阶段。它主要包括水文分析与计算及水文预报两方面的内容。 ２. 答：工程水文学在水利水电工程建设的各个阶段的作用主要是：（1）规划设计阶段，为规划设计工程位置、规模提供设计洪水、设计年径流等水文数据；（2）施工阶段，为施工设计提供设计水文数据，为指导现场施工，提供施工水文预报；（3）运用管理阶段，提供各类水文预报成果，确保工程安全和发挥最大效益；同时，还需不断进行水文复核，提供新情况下的设计水文数据。 第二章水文循环与径流形成 4.如何确定河流某一指定断面控制的流域面积？ 24. 蒸发器折算系数 K值的大小随哪些因素而异？ 43. 对于闭合流域来说，为什么径流系数必然小于 1？ 44. 河川径流是由流域降雨形成的，为什么久晴不雨河水仍然川流不息？ 45. 同样暴雨情况下，为什么流域城市化后的洪水比天然流域的显著增大？ 4. 答：（1）搜集指定断面以上河流所在地区的地形图；（2）在地形图上画出地面集水区的分水线；（3）用求积仪量出地面分水线包围的面积，即流域面积。 24. 答：蒸发器折算系数K 值的大小主要随下列因素影响而变化： （1）蒸发器的类型；（2）地理环境情况；（3）季节月份的不同。 43.答：因为流域出口的径流过程是相应的降雨扣除损失后的净雨形成的，显然，其径流量必然比相应的降雨量小，所以径流系数必然小于1。 44.答：河川径流是流域降雨通过产流、汇流过程形成的，汇流包括地面汇流和地下汇流，前者主要受控于河网、湖泊的调蓄作用，后者主要受控于地下水库的调蓄作用，使径流过程变远远比降雨过程平缓和滞后，尤其是地下汇流速度极其缓慢，使河川径流常年不断。 45.答：与天然流域相比，流域城市化后，大量的透水面积，如林地、草地、农田变为不透水的面积，如房屋、街道、路面等，下渗大大变小；还有许多水塘、湖泊被填，调蓄容积减少。从流域水量平衡方程可知，这必然使径流量比天然情况的显著增大。另外，城市化后的排水渠道更为顺畅，汇流速度加快，雨水更容易汇集，从而使洪峰增高。 第三章水文信息采集与处理 11．什么是流量？测量流量的方法有哪些？ 12．河道断面的测量是如何进行的？ 13．流速仪测量流速的原理是什么? 14．采用积点法测量流速是如何进行的？ 19．水位流量关系不稳定的原因何在？ 11．答：流量是单位时间内流过江河某一横断面的水量，以m3/s计。它是反映水资源和江河、湖泊、水库等水体水量变化的基本数据，也是河流最重要的水文特征值。 流量测验的方法很多，按其工作原理，可分为下列几种类型： （1）流速面积法：有流速仪法、航空法、比降面积法、积宽法(动车法、动船法和缆道积宽法)、浮
工程水文学第四章知识题含答案解析
* *第四章习题 【思考题】 1、选择题水文现象是一种自然现象，它具有[D_] 。 a、不可能性； b、偶然性； c、必然性； d、既具有必然性，也具有偶然性。水文统计的任务是研究和分析水文 随机现象的[C] 。 a、必然变化特性； b、自然变化特性； c、统计变化特性； d、可能变化特性。 2 、是非题由随机现象的一部分试验资料去研究总体现象的数字特征和规律的学科 称为概率论？ (x) 偶然现象是指事物在发展、变化中可能出现也可能不出现的现象？(V) 3 、简答题什么是偶然现象？有何特点？ 何谓水文统计？它在工程水文中一般解决什么问题？
1、选择题 一棵骰子投掷一次，出现4点或5点的概率为［A］。 1 丄1 1 a、」； b、^ ； c、」； d、 一棵骰子投掷8次，2点出现3次，其概率为［C］。 I 1 孑丄 a、-' ； b、■-' ; c、?-'； d、'■ 2、是非题 在每次试验中一定会出现的事件叫做随机事件？（X）随机事件的概率介于0与1之间？（V） 3、简答题 概率和频率有什么区别和联系？ 两个事件之间存在什么关系？相应出现的概率为多少?
1、选择题 —阶原点矩就是［A］。 a、算术平均数； b、均方差 c、变差系数； d、偏态系数 偏态系数Cs > 0 ,说明随机变量x［B］。 a、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会多； b、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会少； c、出现大于均值的机会和出现小于均值的机会相等； d、出现小于均值的机会为0。 水文现象中，大洪水出现机会比中、小洪水出现机会小，其频率密度曲线为［C］。 a、负偏； b、对称； c、正偏； d、双曲函数曲线。 2、是非题 x、y两个系列的均值相同，它们的均方差分别为c x、c y，已知c x >c y，说明x系列较y系列的离散程度大。 【答案】Y 统计参数Cs是表示系列离散程度的一个物理量。 ［答案］N 3、简答题 分布函数与密度函数有什么区别和联系？ 不及制累积概率与超过制累积概率有什么区别和联系？
工程水文学习题册简答
第一章绪论 三、简答题 1.工程水文学与水文学有何联系？主要包括哪两方面的容？ 答：工程水文学是水文学的一个重要分支，随着水利水电工程建设的大规模开展，为满足工程规划设计、施工和运行管理的迫切需要，水文工作者针对提出的问题，进行大量的、深入的试验研究，使水文学发展到工程水文学阶段。它主要包括水文分析与计算及水文预报两方面的容。 2.工程水文学在水利水电工程建设的各个阶段有何作用？ 答：工程水文学在水利水电工程建设的各个阶段的作用主要是：（1）规划设计阶段，为规划设计工程位置、规模提供设计洪水、设计年径流等水文数据；（2）施工阶段，为施工设计提供设计水文数据，为指导现场施工，提供施工水文预报；（3）运用管理阶段，提供各类水文预报成果，确保工程安全和发挥最大效益；同时，还需不断进行水文复核，提供新情况下的设计水文数据。 第二章流域径流形成过程 三、简答题 1. 如何确定河流某一指定断面控制的流域面积？ 答：（1）搜集指定断面以上河流所在地区的地形图；（2）在地形图上画出地面集水区的分水线；（3）用求积仪量出地面分水线包围的面积，即流域面积。 2. 蒸发折算系数K值的大小随哪些因素而异？ 答：蒸发器折算系数K值的大小主要随下列因素影响而变化： （1）蒸发器的类型； （2）地理环境情况； （3）季节月份的不同。 3. 对于闭合流域来说，为什么径流系数必然小于1？ 答：因为流域出口的径流过程是相应的降雨扣除损失后的净雨形成的，显然，其径流量必然比相应的降雨量小，所以径流系数必然小于1。 4. 河川径流是由流域降水形成的，为什么久晴不雨河水仍然川流不息？ .答：河川径流是流域降雨通过产流、汇流过程形成的，汇流包括地面汇流和地下汇流，前者主要受控于河网、湖泊的调蓄作用，后者主要受控于地下水库的调蓄作用，使径流过程变远远比降雨过程平缓和滞后，尤其是地下汇流速度极其缓慢，使河川径流常年不断。
径流的形成过程及影响因素
径流的形成过程及影响因素 形成降水是径流形成的首要环节。降在河槽水面上的雨水可直接形成径流。流域中的降雨如遇植被，要被截留一部分。降在流域地面上的雨水渗入土壤，当降雨强度超过土壤渗入强度时产生地表积水，并填蓄于大小坑洼，蓄于坑洼中的水渗入土壤或被蒸发。坑洼填满后即形成从高处向低处流动的坡面流。坡面流里许多大小不等、时分时合的细流（沟流）向坡脚流动，当降雨强度很大和坡面平整的条件下，可成片状流动。从坡面流开始至流入河槽的过程称为漫流过程。河槽汇集沿岸坡地的水流，使之纵向流动至控制断面的过程为河槽集流过程。自降雨开始至形成坡面流和河槽集流的过程中，渗入土壤中的水使土壤含水量增加并产生自由重力水，在遇到渗透率相对较小的土壤层或不透水的母岩时，便在此界面上蓄积并沿界面坡向流动，形成地下径流（表层流和深层地下流），最后汇入河槽或湖、海之中。在河槽中的水流称河槽流，通过流量过程线分割可以分出地表径流和地下径流。 影响因素径流是流域中气候和下垫面各种自然地理因素综合作用的产物。 a 气候因素。它是影响河川径流最基本和最重要的因素。气候要素中的降水和蒸发直接影响河川径流的形成和变化。降水方面，降水形式、总量、强度、过程以及在空间上的分布，都会影响河川径流的变化。例如，降水量越大，河川径流就越大；降水强度越大，短时间内形成洪水的可能性就越大。蒸发方面，主要受制于空气饱和差和风速。饱和差越大，风速越大，则蒸发越强烈。气候的其他要素如温度、风、湿度等往往也通过降水和蒸发影响河川径流。 b 流域的下垫面因素。下垫面因素主要包括地貌、地质、植被、湖泊和沼泽等。地貌中山地高程和坡向影响降水的多少，如迎风坡多雨，背风坡少雨。坡地影响流域内汇流和下渗，如山溪的水就容易陡涨陡落。流域内地质和土壤条件往往决定流域的下渗、蒸发和地下最大蓄水量，例如在断层、节理和裂缝发育的地区，地下水丰富，河川径流受地下水的影响较大。植被，特别是森林植被，可以起到蓄水、保水、保土作用，削减洪峰流量，增加枯水流量，使河川径流的年内分配趋于均匀。 c 人类活动。例如，通过人工降雨、人工融化冰雪、跨流域调水增加河川径流量；通过植树造林、修筑梯田、筑沟开渠调节径流变化；通过修筑水库和蓄洪、分洪、泄洪等工程改变径流的时间和空间分布。
工程水文学第四章习题含答案分析
第四章习题 【思考题】 1、选择题 水文现象是一种自然现象，它具有[D_]。 a、不可能性； b、偶然性； c、必然性； d、既具有必然性，也具有偶然性。 水文统计的任务是研究和分析水文随机现象的[C]。 a、必然变化特性； b、自然变化特性； c、统计变化特性； d、可能变化特性。 2、是非题 由随机现象的一部分试验资料去研究总体现象的数字特征和规律的学科称为概率论？（×） 偶然现象是指事物在发展、变化中可能出现也可能不出现的现象？（√） 3、简答题 什么是偶然现象？有何特点？ 何谓水文统计？它在工程水文中一般解决什么问题？
1、选择题 一棵骰子投掷一次，出现4点或5点的概率为[A]。 a、； b、； c、； d、 一棵骰子投掷8次，2点出现3次，其概率为[C]。 a、； b、； c、； d、 2、是非题 在每次试验中一定会出现的事件叫做随机事件？（×）随机事件的概率介于0与1之间？（√） 3、简答题 概率和频率有什么区别和联系？ 两个事件之间存在什么关系？相应出现的概率为多少？
1、选择题 一阶原点矩就是[A]。 a、算术平均数； b、均方差 c、变差系数； d、偏态系数 偏态系数Cs﹥0，说明随机变量x[B]。 a、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会多； b、出现大于均值的机会比出现小于均值的机会少； c、出现大于均值的机会和出现小于均值的机会相等； d、出现小于均值的机会为0。 水文现象中，大洪水出现机会比中、小洪水出现机会小，其频率密度曲线为[C]。 a、负偏； b、对称； c、正偏； d、双曲函数曲线。 2、是非题 x、y两个系列的均值相同，它们的均方差分别为σx、σy，已知σx＞σy，说明x系列较y系列的离散程度大。 【答案】Y 统计参数Cs是表示系列离散程度的一个物理量。 【答案】N 3、简答题 分布函数与密度函数有什么区别和联系？ 不及制累积概率与超过制累积概率有什么区别和联系？ 什么叫总体？什么叫样本？为什么能用样本的频率分布推估总体的概率分布？ 统计参数、σ、Cv、Cs的含义如何？
影响径流形成的主要因素有哪些
试题 影响径流形成的主要因素有哪些？气候变化及人类活动如何影响流域径流形成？ 试述河川径流中的基流分割主要方法及研究基流的意义。 径流形成的基本原理及其影响条件。 径流形成原理 径流是指流域的降水由地面及地下汇入河网，流出流域出口断面的水流。径流的形成过程可分为流域蓄渗过程、坡地汇流过程和河网汇流过程。径流的形成过程实质上是降水在流域空间与时间上的再分配过程。 1、流域蓄渗过程 降雨初期，除降落在河槽水面上的雨水直接形成径流外，大部分降水并不立即产生径流，而是消耗于植物截留、下渗、填洼与蒸散发。在降雨过程中，当降雨强度小于下渗能力时，雨水将全部渗入土壤中；当降雨强度大于下渗能力时，超出下渗强度的降雨形成地面积水，蓄积于地面洼地，称为填洼。随着降雨继续，满足填洼后的水开始产生地面径流。流域上不断降雨，渗入土壤中的水使包气带含水量不断增加。土层中水达到饱和后，在一定条件下，部分水沿坡地土层侧向流动，形成壤中径流，壤中径流扩散到地面形成地表饱和径流。下渗水到达地下水面后，以地下水的形式沿直面土层汇入河槽，形成地下径流。 在流域蓄渗过程中，无论是植物截留、下渗、填洼、蒸散发及土壤水的运动，水的运行均受制于垂向运行机制，水的垂向运行过程构成了降雨在流域空间上的再分配，从而构成了不同的产流机制，形成了不同的径流成分。 2、坡地汇流过程 满足填洼后的降水在坡面上形成片流、细沟流运动的坡面漫流。在漫流过程中，坡面水一方面继续接受降雨的直接补给而增加，别一方面又在运行过程中不断地消耗于下渗和蒸发而减少。坡面水流可能程紊流或层流，其流态与降雨强度有关，其运行受重力和摩阻力的支配。坡面漫流流程一般不超过数百米，历时亦短，故对小流域比较重要，而对大流域往往可以忽略。 壤中流和地下径流同样存在沿坡地土层的汇流过程，它们都是在有孔介质中的水流运动。壤中流流速要慢于地面径流而快于地下径流。 在径流形成过程中坡地汇流过程对各种径流成分在时程上起着第一次再分配作用。 3、河网汇流过程 指各种径流成分经过坡地汇流进入河网后，没河网向下游流出出口断面的过程。在此过程中，河网调蓄作用对净雨量在里程上再一次进行分配，使出口断面的流量过程线比降雨过程线平缓的多。河网汇流的水分运行过程，是河槽中不稳定水流运动过程，是河道洪水波的形成和运动过程，而下游断面上的水位流量的变化过程是洪水波通过该断面的直接反映。 在径流形成中通常将流域蓄渗过程到形成地面径流及早期表层流过程称为
工程水文学知识点汇编
第一章 1.水循环是指地球上各种水体在太阳辐射和重力的作用下，通过蒸发、水汽输送、冷凝降落、下渗，形成径流的往复循环过程。外因：太阳辐射、地球重力以及地形地貌等下垫面因素。 内因：水具有固液气三态相互转化的物理性质 2.在太阳辐射下，不断地蒸发变成水汽进入大气，并随气流输送到各地，在一定的条件下形成降水回到地球表面，其中一部分被植物截留和土壤储蓄，通过蒸散发返回大气，另一部分以地表径流和地下径流的形式汇入江河湖库，最终回归大海。在水循环过程中，太阳辐射强度、大气环流机制和海陆分布决定了水汽的运行规律。 3. 水资源是水文循环使陆地一定区域内平均每年产生的淡水量，是陆地上由大气降水补给的各种地表和地下淡水水体的动态水。通常用多年平均年降水量和多年平均年径流量描述/ 地球表面可供人类利用的水称为水资源。 4.我国水资源分布的趋势是由东南向西北递减，空间分布十分悬殊。 5.河流的水资源之所以源源不断是由于自然界存在着永不停止的水文循环过程。使水具有再生性 6.工程水文学任务 三个阶段： （1）规划设计阶段，主要任务：确定工程的规模，根据工程的特性和规划设计要求，预测和预估未来工程使用期限的水文情势，提供用于确定工程规模的设计洪水或设计径流。（2）施工建设阶段，主要任务：将规划设计的工程付诸实施用于预估临时性水工建筑物设计洪水，并为施工期的防洪安全提供短期洪水预报。 （3）运用管理阶段，主要任务：在于使建成的工程充分发挥效能。通过水文预报，预报来水量大小和过程，以便进行合理调度，充分发挥工程效益；同时，还需不断进行水文复核修正原来预估的水文情势数据，改进调度方案或对工程实行扩建、改建，使得工程更好地为经济社会发展服务 7.工程水文学内容 （1）水文信息采集和处理 （2）降雨径流关系分析 揭示流域径流的形成规律，描述流域产汇流计算方法和数学模型。 （3）水文分析与计算 揭示水文现象的成因规律与统计规律，研究水文要素与地理因素之间的联系及时空分布特征，预估未来（很长时期内）水文情势的方法和途径 （4）水文预报：短期预报方法，预计水文变量在预见期内的大小和时刻变化。（预见期内） 8.水文现象既有必然性又有偶然性 9.三个规律：成因规律、统计规律、地理分布规律 10.研究方法：成因分析法、数理统计法、地理综合法 补11.水循环重要环节：降水、下渗、蒸散发、径流
工程水文学课后复习思考题参考答案
工程水文学课后复习思考题及答案 第一章绪论 1、什么是水资源？怎样理解水资源并非是取之不尽，用之不竭的？ 水资源是指地球上可供人类利用的淡水。与煤、石油等矿产资源不同，水资源的数量具有可更新补充的特点，但随着城市和农业的发展，人口和用水量的急剧增长，人类对水资源需求量日益增长，而可利用的水资源是有限的，可更新补充的水资源并非取之不尽、用之不竭的，必须十分重视，珍惜利用。 2、中国的水资源有哪些特点？ 中国的水资源总量不算少，但人均水量低；地区上分布极不均匀；与耕地、人口分布不相匹配；年内、年际变化大。 3、实施水资源可持续利用发展战略有何意义？ 在水资源开发利用中，应当使预期得到的社会效益和环境效益，亦即正面效益与因开发利用所导致的不利于环境的副作用，亦即负面效益相平衡，并力求前者稍大于后者以利人类社会的不断完善和进步。 4、水资源与水文学有何关系？ 水文学是研究地球水圈的存在与运动的科学。主要研究地球上水的形成、循环、时空分布、化学和物理性质以及水与环境的相互关系，为人类防治水旱灾害、合理开发利用和保护水资源、不断改善人类生存和发展的环境条件提供科学依据。 5、水文分析计算在水利工程建设和管理中的作用是什么？ 规划设计阶段水文学计算的主要任务是确定工程规模；施工阶段要修建一些临时性建筑，也需要进行水文计算；运用管理阶段，需知道未来一定时期的来水情况, 据此编制水量调度方案。 6、水文分析计算经常采用哪些研究方法？根据是什么？ 成因分析法、数理统计法、地理综合法。
第二章水循环与径流形成 1、何谓自然界的水循环？产生水循环的原因是什么？ 水圈中各种水体通过蒸发、水汽输送、凝结、降水、下渗、地面和地下径流的往复循环过程成为水循环，海陆间的水循环成为大循环，局部的水循环成为小循环。产生水循环的内因是水在通常环境下气、液、固易于转化；外因是太阳辐射和重力作用。 2、何谓水量平衡原理？水量平衡方程中经常考虑的因素有哪些？ 根据物质不灭定律可知，在水循环过程中，对于任一区域，在任一时段内，进入的水量与输出的水量之差额必等于其蓄水量的变量，这就是水量平衡原理。水量平衡方程中考虑的因素有：降水量和蒸发量。地表、地下径流量以及地下蓄水量的变量。 3、比较大的河流自上而下可分为哪几段？各段有什么特点？如何确定河流某一指定断面控制的流域面积？ 一条河流自上而下可分为河源、上游、中游、下游和河口五段。河源是河流的发源地；上游，河流的上游连接河源，水流具有较高的位置势能，在重力作用下流动，受河谷地形的影响，水流湍急，落差大，冲刷强烈；中游，河槽地势渐趋平缓，两岸逐渐开阔，河面增宽，水面比降减小，两岸常有滩地，冲淤变化不明显，河床稳定；下游，与河口相连，一般处于平原区，河床宽阔，河床坡度和流速都较小，淤积明显，浅滩和河湾较多；河口，河流的终点。 通常可在适当的比例尺的地形图上定出流域分水线，然后用求积仪量出它所包围的面积，成为流域面积，用F表示，单位为km2。 4、河流与流域有哪些主要特征？ （1）降雨形成的地表水，在重力作用下沿着陆地表面曲线形凹地流动，依大小 可分为江（河）、溪、沟等，其间并无精确分界，统称河流 基本特征：河流长度，自河源沿主河道至河口的距离；河流断面，横断面和纵断面；河道纵比降，单位河长的落差，即J二丁；河网密度，河流平均单位面积内河流的总长度。 (2)汇集地面和地下水的区域称为流域，也就是分水线包围的区域。
工程水文学题库 第4章习题_水文统计
第四章水文统计 本章学习的内容和意义：本章应用数理统计的方法寻求水文现象的统计规律，在水文学中常被称为水文统计，包括频率计算和相关分析。频率计算是研究和分析水文随机现象的统计变化特性，并以此为基础对水文现象未来可能的长期变化作出在概率意义下的定量预估，以满足水利水电工程规划、设计、施工和运行管理的需要。相关分析又叫回归分析，在水利水电工程规划设计中常用于展延样本系列以提高样本的代表性，同时，也广泛应用于水文预报。 本章习题内容主要涉及：概率、频率计算，概率加法，概率乘法；随机变量及其统计参数的计算；理论频率曲线（正态分布，皮尔逊III型分布等）、经验频率曲线的确定；频率曲线参数的初估方法（矩法，权函数法，三点法等）；水文频率计算的适线法；相关系数、回归系数、复相关系数、均方误的计算；两变量直线相关（直线回归）、曲线相关的分析方法；复相关（多元回归）分析法。 一、概念题 （一）填空题 1、必然现象是指____________________________________________。 2、偶然现象是指。 3、概率是指。 4、频率是指。 5、两个互斥事件A、B出现的概率P（A+B）等于。 6、两个独立事件A、B共同出现的概率P（AB）等于。 7、对于一个统计系列，当C s= 0时称为；当C s﹥0时称为；当C s ﹤0时称为。 8、分布函数F（X）代表随机变量X 某一取值x的概率。 9、x、y两个系列，它们的变差系数分别为C V x、C V y，已知C V x＞C V y ，说明x系列较y系列的离散程 度。 10、正态频率曲线中包含的两个统计参数分别是，。 11、离均系数Φ的均值为，标准差为。
水文学基础知识
水文学基础知识 一、概念 1、水文学概念 水文 shuǐ wén 英文：Hydrology 1.水的波纹。亦指如波纹的图形。 2.自然界中水的各种变化和运动的现象。 3.水文，指研究自然界水的时空分布、变化规律的一门边缘学科。“文”作自然界的现象讲，如“天文”。水文是水利、水电及一切与水资源有关的国民经济和社会发展所必需的前期工作的基础，是水利建设的尖兵、防汛抗旱的耳目、水资源管理与保护的哨兵、资源水利的基石，是一项必须适当超前发展的社会公益性事业。水文学：研究水存在于地球上的大气层中和地球表面以及地壳内的各种现象的发生和发展规律及其内在联系的学科。包括水体的形成、循环和分布，水体的化学成分，生物、物理性质以及它们对环境的效应等。 水文学：广义地说就是研究地球与水的科学，包括它的性质、现象和分布，其核心是水循环。 水文学，广义地按地球圈层情况可分为水文气象学、地表水文学和地下水文学三种。按地球表面分布情况，又可分为海洋水文学和陆地水文学。 陆地水文学：主要研究存在于大陆表面上的各种水体及其水文现象的形成过程与运动变化规律。按研究水体的不同又可分为： ①河川水文学；②湖泊（包括水库）水文学；③沼泽水文学；④冰川水文学；⑤河口水文学。 2、水文循环 水文循环：地球上或某一区域内，在太阳辐射和重力作用下，水分通过蒸发、水汽输送、降水、入渗、径流等过程不断变化、迁移的现象。 大循环：从海洋蒸发的水汽，被气流带到大陆上空，遇冷凝结而形成降水，降水至地面后，一部分蒸发直接返回空中，其余都经地面和地下注入海洋，这种海陆间的水分交换过程称大循环或外循环。 小循环：陆地上的水经蒸发、凝结作用又降落到陆地上，或海洋面上蒸发的水汽在空中凝结后，又以降水形式降落在海洋中，这种局部的水文循环称小循环或内循环。前者又可称内陆小循环，后者称海洋小循环。由陆面蒸发而引起的内陆小循环，对内陆地区的降水有重要作用。因内陆地区距离海洋很远，从海洋直接输送到内陆的水汽不多，需要通过内陆局部地区的水文循环运动，使水汽不断地向内陆输送，这是内陆地区的主要水汽来源。由于水在向内陆输送过程中，沿途会逐步损耗，故内陆距离海洋越远，输送的水汽量越少，降水越小，沿海地区一般雨量充沛，而内陆地区则雨量稀少，气候干燥，就是这个原因。 3、水文现象的基本特点 ⑴时程变化上的周期性与随机性 ①周期性由于地球的自转和公转，昼夜、四季、海陆分布，以及一定的大气环境，季区区域等，使水文现象在时程变化上形成一定的周期性。 ②随机性因为影响水文现象的因素众多，各因素本身在时间上不断地发生变化，所以受其控制的水文现象也处于不断变化之中，它们在时程上和数量上的变化过程，伴随周期性出现的同时，也存在着不重复性的特点，这就是所谓随机性。
2017年度国家自然科学奖公示-流域径流形成与转化的非线性机理-夏军
通过专家推荐申报2017年度国家自然科学奖项目公示内容 一、项目名称： 流域径流形成与转化的非线性机理 二、专家推荐意见： 推荐专家姓名：崔鹏 工作单位：中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 职称：研究员 学科专业：自然地理与水土保持学 推荐意见：流域径流形成与转化过程极其复杂，认清其规律对防洪和水安全十分重要。传统方法多基于线性系统理论，导致径流估算较大误差。以夏军院士领衔的团队通过多年研究与探索，在径流形成与转化的非线性机理方面，做出了有新的发现与创新的成果：（1）发现了径流形成的产流量与土壤湿度、降雨强度和不同下垫面特征参数组合的指数规律，揭示了非线性系统响应函数的水文物理机制，创建了水文时变增益非线性模型(TVGM)，解决了径流非线性精准估算的理论难题。（2）发现了非线性水量转化中关键的土壤蒸发与总蒸腾比例，建立了叶面积指数、表层土壤含水量与土壤蒸发/总蒸腾比例之间的函数关系，揭示了径流形成中系统界面过程水分与能量非线性交换机制。（3）创建了流域分布式时变增益非线性模型(DTVGM)，揭示了流域径流形成过程与流域下垫面、人类活动和气候变化影响的响应机制，提出了量化水文模拟不确定性新的方法。该研究8篇代表性论文总他引719次，其中SCI他引579次；2004年获湖北省自然科学一等奖，2014年获国际水文科学领域的最高奖“国际水文科学奖-V olker奖章”。成果应用到我国江河湖库防洪减灾、水量水质联合调度以及重大调水工程管理，产生了显著的社会经济效益。将上世纪著名国际水文学家J.Dooge提出的《水文系统线性理论》提升到水文系统非线性理论新的高度，推动了水文科学基础研究和理论的发展。推荐该项目为国家自然科学奖壹等奖。 推荐专家姓名：林学钰 工作单位：吉林大学环境与资源学院
工程水文学试题库
第二章水文循环与径流形成 (一）填空题 4. 按水文循环的规模和过程不同，水文循环可分为_______循环和________循环。 5. 自然界中,海陆之间的水文循环称___ 。 6. 自然界中,海洋或陆面局部的的水循环称_____________。 7.水循环的外因是_________________________________ ，内因是__________________________。 8. 水循环的重要环节有________，________，_______，_________。 9. 河流的水资源之所以源源不断，是由于自然界存在着永不停止的。 10. 水文循环过程中，对于某一区域、某一时段的水量平衡方程可表述为。 11. 一条河流，沿水流方向，自上而下可分为、、、、五段。 12. 河流某一断面的集水区域称为_______________。 13. 地面分水线与地下分水线在垂直方向彼此相重合，且在流域出口河床下切较深的流域，称__________流域；否则，称流域。 15. 单位河长的落差称为__________________。 18. 在闭合流域中,流域蓄水变量的多年平均值近似为___________。 28. 计算流域平均雨深的方法通常有_______________, ________________, _________________。 30.流域总蒸发包括______________ ,______________ 和
_________________。 33. 流域的总蒸发主要决定于____________蒸发和_____________蒸散发。 34. 包气带土壤中所能保持的水分最大量称为_________________。 35. 在充分供水条件下,干燥土壤的下渗率(f)随时间(t)呈_______变化,称为____________曲线。 36. 土壤中的水分按主要作用力的不同,可分为_________、_______、______和________等类型 38. 降雨初期的损失包括______ _,__________, ___________, __________。 39. 河川径流的形成过程可分为_____________过程和____________过程。 40. 河川径流的成分包括____________、 _______________ 和 _____________。 42.某一时段的降雨与其形成的径流深之比值称为______________。 43. 单位时间内通过某一断面的水量称为_______________。 44.流域出口断面的流量与流域面积的比值称为_______________。 45. 流域出口断面的洪峰流量与流域面积的比值称为______________。 （二）选择题 １. 使水资源具有再生性的原因是自然界的[ ]。 a、径流 b、水文循环 c、蒸发 d、降水 2. 自然界中，海陆间的水文循环称为[ ]。
水文概念
水文概念 1.什么是水文？ 答：水文，指自然界中水的变化、运动等的各种现象。现在一般指研究地球上水的形成、循环、时空分布、化学和物理性质以及水与环境的相互关系，为人类防治水旱灾害，合理开发和有效利用水资源，不断改善人类生存和发展的环境条件，提供科学依据。 2.水文条例中对水文事业的定位？ 答：水文事业是国民经济和社会发展的基础性公益事业。县级以上人民政府应当将水文事业纳入本级国民经济和社会发展规划，所需经费纳入本级财政预算，保障水文监测工作的正常开展，充分发挥水文工作在政府决策、经济社会发展和社会公众服务中的作用。 县级以上人民政府应当关心和支持少数民族地区、边远贫困地区和艰苦地区水文基础设施的建设和运行。 3.什么叫水文要素？主要包括哪些要素？ 答：水文要素是构成某一地点或区域在某一时间的水文情势的主要因素，它描述水文情势的主要物理量，包括各种水文变量和水文现象。降水、蒸发和径流是水文循环的基本要素。同时，把水位、流量、流速、水温、含沙量、冰凌和水质等列为水文要素。水文要素通常由水文站网通过水文测验加以测定。 11.水文测站的定义是什么？分哪几类？ 答：水文测站是在河流上或流域内设立的，按一定技术标准经常收集和提供水文要素的各种水文观测现场的总称。按目的和作用分为基本站、实验站、专用站和辅助站。 12.基本站、实验站、专用站、辅助站的设站目的各是什么？ 答：基本站是为综合需要的公用目的，经统一规划而设立的水文测站； 实验站是为深入研究某些专门问题而设立的一个或一组水文测站； 专用站是为特定目的而设立的水文测站； 辅助站是为帮助某些基本站正确控制水文情势变化而设立的一个或一组站点。 13.大河控制站、区域代表站、小河站的划分条件是什么？ 答：（1）控制面积为3000-5000km2以上大河干流上的流量站为大河控制站；（2）干旱区在300-500km2以下，湿润区在100-200km2以下的小河上设立的流量站为小河站；（3）其余的天然河道上的流量站为区域代表站。 14.布设大河控制站、区域代表站、小河站的目的是什么？ 答：布设大河控制站的目的是为防汛抗旱、水环境保护、水资源调查评价、开发和利用，水工程规划、设计和施工，科学研究及其他公共需要，提供基本数据。 布设区域代表站的目的在于控制流量特征值的空间分布，通过径流资料的移用技术提供分区内其他河流流量特征值或流量过程。 布设小河站网的主要目的在于收集小面积暴雨洪水资料，探索产汇流参数在地区上和随下垫面变化的规律，以便无资料小流域移用。 15.什么是水文站网？ 答：水文站网是在一定地区、按一定原则，用适当数量的各类水文测站构成的水文资料收集系统。把收集某一项水文资料的水文测站组合在一起，则构成该项目的站网，如流量站网、水位
水文循环分为大循环
以其善而润万物，以其三态之变而求创新。以其生态而求绵延，以其汇聚而纳团结。 水文循环分为大循环(海陆循环),小循环(陆陆循环,海海循环)。 水的三态（气态液态固态），（降水，蒸发，渗流，径流）称为水文现象。 河流的分段（河源，上游，中游，下游，河口）。 河流比降（S=(Z1-Z2)/L）计算时以米为单位。 河流断面：横断面（一般指与水流方向垂直的断面）。 纵断面：（一般是指沿河流深泓线的断面）。深泓线是指最大水深点的连线 水系形状：（扇形水系，羽毛形水系，平行水系，混合型水系）。 河川径流的组成：（地上径流，地下径流，壤中流）。 河川径流的形成过程（产流，汇流）。 影响合川径流的因素：（气候因素影响，下垫面因素影响，人类活动的影响。 分水线：地形向两侧倾斜，是雨水分别汇集到两条不同的河流中去。 关于河流经流的计算： 流量Q：单位时间内通过河流过水断面的水量。 经流总量W=QT（一年T=3.154x107秒） 径流模数M=1000Q/F。 径流深度：R=W/1000F(单位mm)。 径流系数：@=R/P，（R为径流深度，P为降水量，单位都为mm）。 例题：水文站面积54500平方千米，平均降水量1650mm，平均流量1680m3/s。 W=QT=1680x3.154x107=5.30x1010m3. R=W/1000F=5.30x1010m3/54500=972mm. M=1000Q/F=1000X1680/54500=30.83(L/s.km2) @=R/P=972/1650=0.59 水量平衡计算：P=R+E+V; P降水量，R出口端面径流量，E流域平均蒸发量，V蓄水量之差。 概率事件:加法定律，乘法定律。 A,B为独立事件：P(A+B)=P(A)+P(B)。A,B不互斥：P(A+B)=P(A)+P(B)-P(AB)。 A,B为独立事件：P(AB)=P(A)xP(B)。 A,B不互斥：P(AB)=P(A)xP(B/A)或P(AB)=P(A)xP(A/B)。 重现期：T=1/P，(P<50%)或者P=1/1-P(P>50%)。 经验平率和经验平率曲线计算步骤：使用皮尔逊3型曲线。 1.将流量排序， 2.P=(m/n+1)x100%， 3.将P值点会在坐标纸上， 4.目估点群中央的光滑曲线。m为序号数，n为观测资料的项数。 统计参数：均值x=【Xi/n，模比系数Ki=Xi/X（均），变差系数Cv=，偏态系数Cs=nCv。 统计参数对P3曲线的影响： 均值X：一般不考虑.变差系数：矮胖，绕某点顺时针旋转。偏态系数：瘦高，两头挤合。相关分析，简单的直线相关，采用插补延长。y=a+bx，a=r(Sy/Sx)。 资料的审查：1.可靠性，2.一致性，3.代表性。 洪水的三要素：1.洪峰刘翔，2.洪水过程线，3.洪水总量。 平均降水量的计算方法：1.算术平均法，2.泰森多边形法（加权平均法），3.等雨量线法。 暴雨强度的推求公式，左右岸判断，面向河流下游，左边为左岸，右边为右岸。 降水三要素：降水量，降水历时，降水强度。目前我国对计算小流域暴雨洪水强度的公式有，推理公式法，经验公式法，水文模型，综合单位线法。
水文循环
第一章水文循环 第一节地球上的水（简单概念） 地球是一个富水的行星。 地球上的水从大气到地球表面至地核各个层圈都赋存有水。 即：地球浅部层圈水，如大气圈、地球表面、岩石圈和生物圈中；地球深部的地幔和地核中。 （1）地球浅部层圈水 分布有大气水、地表水、地下水以及生物体中的水，这些水均以自由态H2O 分子形式存在，以液态为主，也呈气态与固态存在。 我们从表1-1中，可以建立地球浅部层圈水的分布状况与数量概念。 （2）地球浅部层圈水的淡水 从表1-1中可知，浅部层圈中水的总体积约为13.86×108。若将这些水均匀平铺在地球体表面，水深约为2718m。 但是，其中海水等咸水约占97.47%，淡水只占2.53%。 各淡水体的比例：约68.8%为冰川与积雪，0.3%为河湖，30%为地下水，其他淡水占0.9%。 （3）地球深层圈水（一般性了解） 地球深层圈水分布于地壳下部直到下地幔这一范围内。在地壳下部深约 15~35km处，地温达400℃以上，压力也很大，这里的水不可能以普通液态水或气态水形式存在，而成为被压密的气水溶液。 表1-1 地球浅部层圈水的分布 关于地幔的含水量，有关学者通过不同方式得到的结论基本一致。认为未经去气作用的地幔物质约含5％—7％的水。假定地幔总重量为4×1027g，其中熔融物质占25％，则地幔软流层中所含的水分总量约相当于现代海洋水总量的35~50
倍。据推测，在极高的温压下，这里的水电离为及，甚至近一步电离为 及。当软流层的岩浆沿通道上升，温压降低时，氢、氧离子将结合为自由态的水（）而析出〔区永和等，1988〕。 第二节水循环 水循环概念：上述讨论的地球上各部位（层圈的）的水是相互联系、相互转化 的，这一过程称为水循环。 地球上各层圈的水也是称水系统。 自然界的水循环分为 图1-1 自然界的水循环 〔据阿勃拉莫夫〕 Ⅰ—海洋水；Ⅱ—沉积盖层；Ⅲ—地壳的晶质岩；Ⅳ—岩浆源；Ⅴ—地幔岩；Ⅵ—大陆冰盖；1—来自地幔源的初生水；2—返回地幔的水；3—岩石重结晶脱出水（再生水）；4—沉积成岩时排出的水；5—和沉积物一起形成的埋藏水；6—与热重力和化学对流有关的地内循环；7—蒸发和降水（小循环）；8—蒸发和降水（大循环）；9—地下径流；10—地表径流 地质循环的概念：地球深部层圈水与表层圈水之间的转化过程称为地质循环。水文循环的概念：地球表层圈的水，即大气水、地表水和地壳岩石空隙的地下水之间的相互交替与转化。
人类活动对水文循环和水量平衡的影响
人类活动对水文循环和水量平衡的影响 王晓枫 （09级地理基地班，091160074） 人类活动对水文循环和水量平衡的影响，主要产生在水循环的四个基本环节——蒸发、水汽输送、凝结降水、径流输送中，本文将分别对这四个环节中的一些具体人类活动及其影响机制作一简要介绍。 1.人类活动对蒸发及水汽输送过程的影响 人类修建水库后，流域内水面面积扩大，蒸发量增加，库面增加的蒸发量等于单位面积上的水面蒸发量和陆面蒸发量之差与水库水面面积的乘积。同样，跨流域调水、扩大灌溉面积也在一定程度上增加了蒸发量，使大气中水汽含量增加，降水量增加。但是围湖造田，则减少了湖泊自然蓄水量，削弱了防洪抗旱的能力，减弱了湖泊水体对周围地区气候的调节作用。此外，保护湿地资源(沼泽)、植树造林(绿色水库)、保护草原(绿色蓄水池)是有利的影响；反之，则会产生恶劣的后果。 2.人类活动对凝结降水过程的影响 在人工直接控制降水方面，例如，使用飞机、火箭直接行云播雨，或者反之驱散雷雨云，消除雷雹等，虽然这些方法早已得到了实际的运用，但迄今由于耗资过多，只能对局部地区的降水产生影响。 需要着重指出的是，城市和工业对降水的影响。这种影响主要表现为城市的增雨作用。工厂向空中排放大量烟尘，为空中水汽凝结创造有利条件，城区降雨机会增多，一般城区比郊区降水量约大5～10％。例如，南京市区年降水量比郊区多22.6毫米，而且增加了大雨的机遇，雷暴和降雪的日子亦较多。其具体影响的程度、增雨量的大小，则视城市的规模、工厂的多少、当地气候湿润的程度等情况而定。 3.人类活动对径流影响 人类活动的水文效应最主要的影响在于对径流过程的影响。 人类活动对下渗的影响，既有增大的一面，也有抑制的一面。例如，各种坡地改梯田、植树造林、蓄水工程均增加水的滞留时间，从而增大下渗量。反之砍伐森林、过度放牧、不合理的耕作，则加剧水土流失，从而减少下渗量。在地下水资源不足的地区采用人工回灌，则是有计划、有目的的增加下渗水量；反之在低洼易涝地区，开挖排水沟渠则是有计划有目的控制下渗，控制地下水的活动。从这意义上说，人们研究水的入渗规律，正是为了有计划、有目的控制入渗过程，使之朝向人们所期望的方向发展。 修建水库，可以调节径流。年调节水库可以调节径流的年内分配；多年调节水库可以调节径流的年际分配。建库后，水库下游的洪峰流量减小，而枯季最小流量提高。如果管理不当，前期蓄水过多突然以大流量泄放，会在下游造成比没有水库时更大的洪峰。建库后，库区及其周围地区地下水位升高，增加了土壤含水量。一般建库10～20年后库底原来的包气带达到饱和，库区周边地下水位升高的范围随水文地质条件而异，一般可扩散到水库周边以外10～20公里。 林区土壤的下渗率一般都大于非林区的，故林区的表层土壤含水量大。在总径流中，表层流和地下径流占的比重比非林区的大，而地面径流比重小。在一次相同暴雨下，林区的洪峰流量模数小于非林区的，表现出削减洪峰的作用。在连续大雨的情况下，土壤处于超饱和状态，这种削减洪峰的作用显著减小。裸露或植被很差的坡地，洪峰模数很大，水土流失严重。高标准水土保持措施，能减小坡面水流速度，降低坡面冲刷，显著削减洪峰。 城市的发展使天然植被和农田为大面积建筑和不透水路面所取代，地面滞留和下渗能力大大降低，减少了补给地下水的水量，增加了地表径流，一般径流系数达到60～
第2章习题_水文循环与径流形成
第二章水文循环与径流形成 学习本章的意义和内容：本章主要学习工程水文学的基本概念，如流域、河流、降雨、蒸发、下渗、径流；再是最基本的水文学原理，如水文循环、区域与流域水量平衡、流域径流的形成过程；三是掌握水文要素的定量计算方法，如流域面积、河流长度、河流坡降、降雨过程及流域平均雨量、蒸发量、径流量、径流深等，为后面学习水文分析计算及水文预报打下坚实基础。学好本章内容，对今后的学习具有非常重要的指导意义。 本章习题的内容：自然界水文循环及水资源；河流与流域及其对水文变化的影响；降水成因、分类与计算；蒸发分类与计算；下渗过程与计算； 径流及其形成的基本概念与定量描述方法；流域水量平衡原理与计算。 一、概念题 （一）填空题 1. 地球上的水以____态，____态，____态三种形式存在于自然界的____ 、_____ 和_____ 中。 2. 空气中的水汽凝结需要同时具备两个条件，即要有吸附水分的_______, 以及使空气湿度_____________状态。 3. 使暖湿空气达到饱和主要靠空气______________运动引起的冷却。 4. 按水文循环的规模和过程不同，水文循环可分为_______循环和________循环。 5. 自然界中,海陆之间的水文循环称___ 。 6. 自然界中,海洋或陆面局部的的水循环称_____________。 7.水循环的外因是_________________________________ ，内因是__________________________。 8. 水循环的重要环节有________，________，_______，_________。 9. 河流的水资源之所以源源不断，是由于自然界存在着永不停止的。 10. 水文循环过程中，对于某一区域、某一时段的水量平衡方程可表述为某一区域在某一进入的水量减去流出的水量，等于该时段该区域蓄水量的变化 11. 一条河流，沿水流方向，自上而下可分为、、、、五段。 12. 河流某一断面的集水区域称为_______________。