城区水文循环机制与改善策略分析
城区水文循环机制与改善策略分析
廖朝轩,詹丽梅,陈家梁,邱奕儒
(台湾海洋大学河海工程研究所,台湾基隆 20224)
摘要:在城区化过程中,由于人口快速成长且集中,随之而来的建筑物、道路等不透水面密度增加,导致地下水补给减少及破坏水文循环。为了解土地利用方式改变对长期水文量影响,建立一个适宜的城区水循环模式是非常重要的。选定台湾台北的六馆抽水站集水区进行分析,模式参数经过敏感度分析、率定与验证。采用改变不同透水铺面设置比例的方案,评估其对径流量、入渗量、蒸发散量的改变。并分析设置不同比例屋顶雨水贮集系统对地表径流量及供水量的改变。所建立的城区水循环模式是评估土地利用改变造成水文量的改变的一个有效工具,并可提供决策者做为城区土地利用决策的参考。
关 键 词:城市地区;水文循环;屋顶雨水贮集供水系统;改善策略
中图分类号:P339 文献标识码:A 文章编号:1001-6791(2008)01-0049-05
收稿日期:2006-12-13
作者简介:廖朝轩(1955-),男,台湾台北人,台湾海洋大学教授,博士,主要从事雨水利用,暴雨径流管理及水利经济研
究。E -mail:chliaw@ms411hinet 1net
城区开发造成水文循环的改变,而传统的水文机制及模式必须加以修正调整方能适合城区的水文循环模拟之用。本研究针对城市地区特性探讨不同水文机制的适宜性,进行长期尺度水文分析及以天作为演算时段,建构适用于城市地区水循环理论模式,对于防洪及雨水资源的多元利用提供科学基础,可有效说明不同开发程度以及管理策略对城区水环境改善成效,因而为改善城区长期水循环提供新的途径。
1 理论模式架构建立
本研究所建立的城区水循环理论模式系将土地分成透水性及不透水性地表两类,基于Dunne 入渗机制将透水面分为近河川区及远河川区两部分(S 1及S 2),不透水性地表则依土地利用分为建筑物、车行道路及其它铺面三类(U 1、U 2、U 3),以Dunne 入渗模式[1]
、Penman -Monteith 蒸发散公式及降雨-径流模式做为主要水文循环理论基础,在考虑雨水贮集利用及透水性铺面等方案后构成了如图1之系统关系。考虑降雨量为输入模式的水量,而不透水面蒸发量、透水面蒸发散量、地表径流量及地下水基流量为输出模式的水量,土壤保水量及地下水贮存量则为暂存于模式中的水量,且水量输出及输入达平衡。111 蒸发散模式之建构11111 潜能蒸发散量(PET )
由于蒸发皿所量测的蒸发量为水面蒸发量,对于不同土地利用类型的蒸发散量估算误差甚大。而Penman -Monteith 潜能蒸发散估算公式中的因子,须经由其它公式转换后以反射率反映出土地利用的类型。且陈清田[2]
、童庆斌与陈主惠[3]与陈姜琦[4]等人应用于台湾地区的研究中,皆认为Penman -Monteith 潜能蒸发散估算公式可较好表达台湾地区的蒸发散概况,故选择为潜能蒸发散量之估算模式,如下式所示:
PET =
01408$(Rn -S h )+C
900
T +273
U 2(e a -e d )
$+(1+0134@U 2)C
(1)
第19卷第1期2008年1月
水科学进展
ADVANC ES IN WATE R SCIE NCE
Vol 119,No 11 Jan.,2008
图1 城市地区水循环概念图
Fig 11Schematization of urban water cycle system
式中 PET 为每日潜能蒸发散量,mm/d ;$为饱和蒸汽压力对温度的梯度,kPa/e ;Rn 为净辐射量,MJ/(m 2#d );S h 为土壤热通量,MJ/(m 2#d );C 为湿度常数,kPa/e ;T 为日均温度,e ;U 2为两公尺高所量度之风速,m/s ;e a 为饱和蒸汽压,kPa ;e d 为蒸汽压力,kPa 。11112 实际蒸发散量(AE T )
由于实际蒸发散量常小于潜能蒸发散量,而介于凋萎点与田间含水量间的土壤水分方能提供蒸发散量;当土壤含水量等于田间含水量时,实际蒸发散量等于潜势蒸发散量,若土壤含水量小于田间含水量时,实际蒸发散量将会按线性减少,直到土壤含水量小于等于凋萎点时实际蒸发散量会等于0。112 入渗模式
在评估暴雨时期入渗量,一般研究多采用Horton 入渗公式,但其无法建立长期的土壤含水量变化关系。而本研究主要目的为评估长期性的土壤水分含量变化,故采用有累积性变化的Dunne 机制。
Dunne 径流机制是由Dunne 等在20世纪70年代提出的概念,其中心理论基础认为当降雨产生入渗时并不会同一时间就形成径流,径流的发生是由于入渗的水分造成抬升地下水位高度的现象,水位达到地表高程时,此时土壤达到饱和进而形成径流,因此既使降雨强度甚小,只要延时够长,亦会发生漫地流。
由于土壤入渗特性于空间上分布不均,因此将集水区域区分为近河川之高地下水位S 1及远离河川之低地下水位S 2的部分地区观念,在高地下水位会较早发生径流现象。而在推求入渗量时因能将上层土壤水分不会立刻流至下层所形成的贮蓄效应的情形加以考虑,故能增加模式在进行数值运算时的稳定性。113 降雨-径流模式之建构
降雨-径流模式为探讨降雨、入渗、蒸发散及漫地流之间的关系式。当降雨量扣除蒸发散量,其超过土壤贮水容量部分即为有效降雨量(P c ),以一定比例关系成为径流量及深层入渗补给地下水,而地下水贮存的部分,以线性水库仿真基流产生时所形成的衰退现象,如下式所示:
P c =Ma x (P +S -AE T -TS,0)(2)f =BI @Max (P +S -AET -TS ,0)(3)Runo ff =(1-B I )Max (P +S -AE T -TS ,0)
(4)Base flo w =gr @GC
(5)
式中 P 为降雨量,m 3;S 为土壤含水量,m 3;TS 为土壤总贮存容量,m 3;f 为深层入渗补给地下水量,m 3;BI 为深层入渗比例;Runo ff 为漫地流,m 3;Base flow 为由地下水形成基流的量,m 3;gr 为地下水衰退的比例;GC 为地下水贮存总量,m 3。
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水科学进展第19卷
2 参数敏感度分析及模式率定与验证
本研究选择台北市大同区六馆抽水站之集水流域为实证区域,该区集水范围包括环河北路以东,民权西路以南,重庆北路以西,郑州路以北,最后皆汇流至六馆抽水站排入淡水河。此区为台北盆地最先开发的区域,属早期的都会中心,人口稠密,城区化现象十分明显。
集水区面积约629152m 2
,居住人口约32626人,不透水率高达96%(不透水面面积/六馆抽水站集水区域面积),包含屋顶(58%)、车行道路(2716%)及其它不透水铺面(1014%),透水面积部分仅包含5座公园及3所学校,面积约25354m 2,仅占4102%。年降雨量约2803mm,年径流量约1504913m 3,降雨损失约411mm 。由于研究区域现无屋顶雨水贮集系统及透水面积小特性,因此分别考虑设置屋顶雨水贮集系统及透水铺面方案。211 参数敏感度分析
本模式计有19个参数,其中11个是输入参数,包括日降雨量、日最高温、日最低温、日射量、日蒸发散量、日风速、透水面面积、不透水面面积及屋顶、道路和铺面比例,可以藉由现地的观测与收集实际数据得到。此外有透水面S 1占总透水面面积比例(C 1rate,%)、透水面S 1单位面积最大贮存容量(C 1capacity,mm )、透水面S 2单位面积最大贮存容量(C 2capacity,mm )、深层入渗比例(BI ,%)、地下水流衰退系数(gr ,%)、屋顶单位面积蓄量(roo f depression,mm )、道路单位面积蓄量(road depression,mm )和铺面单位面积蓄量(paved depres -sion,mm )共8
个待定参数。
图2 参数敏感度分析Fig 12Sensi tivity analysis of parameters
首先设定合理范围的参数值,再藉由参数值由-50%至50%间的变化,评估参数对地表径流量影响性大小,如图2所示。横坐标为各因子改变率,%,纵坐标为以原设定之参数群组模拟所得径流量为标准值与参数改变后模拟值的差值,%。参数敏感度由高至低排序分别为屋顶单位面积蓄量、道路单位面积蓄量、地下水流衰退系数、铺面单位面积蓄量、深层入渗比例、透水面S 1占总透水面面积比例、透水面S 1单位面积最大贮存容量,最后为透水面S 2单位面积最大贮存容量;依据敏感度大小顺序进行后续参数率定。212 参数率定与验证
本研究以2000年数据进行模式率定,并续以2001年数据进行模式验证。依照前一节敏感度分析之结果,以敏感程度高的参数优先以试误法反复检核,寻找最佳之参数值,并藉由效率系数来判断参数表现的优劣,效率系数(E )定义如下式所示:
E =
6
n
i=1
(REC i -REC )2
-
6
n
i =2
(REC i -SIM i )2
6
n
i=1
(REC i -REC)
2
(6)
式中 REC 是平均历史记录值;REC i 是第i 时刻历史值;SIM i 是i 时刻模拟值;n 为模拟之区间。效率系数愈大表示参数表现愈好,最大值为1。
以六馆抽水站2000年径流量记录,经反复率定后,得到参数率定期效率系数为0176,各参数值分别如表1
所示。其中S 1为近河川区,S 2为远河川区,故C 1rate 介于0~1间,C 1capacity 小于C 2capacity 甚为合理;深层
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第1期廖朝轩等:城区水文循环机制与改善策略分析
表1 率定之参数值Table 1Calibrated parameters
参 数
参数值透水面S 1占总透水面面积比例(C 1rate)
7615%透水面S 1单位面积最大贮存容量(C 1capacity)24mm 透水面S 2单位面积最大贮存容量(C 2capacity)121mm 深层入渗比例(BI )88%地下水流衰退系数(gr )
116%屋顶单位面积蓄量(roo f depres sion)2mm 道路单位面积蓄量(road depres sion)2mm 铺面单位面积蓄量(pave d depres sion)4
mm
入渗比例为地下水入渗后,当水量大于土壤贮存量的部分有88%成为地下水,有12%形成中间流;而屋顶、道路及铺面的实际洼蓄量约为2~5mm,故本文所率定之参数值应属合理。
而使用率定后的参数值,验证2001年的径流量之验证期效率系数为0186,显示模式与参数可以仿真六馆抽水系统之径流情形。
3 策略研拟与水环境影响评估
城区化造成水文环境改变,城区雨洪及缺水风险也日益增加。因此透过城市水循环模式,本研究探讨不同程度透水铺面设置与雨水贮集供水方案,据以分析其改善成效。
311 设置透水铺面
由于车行道路需承受较大的荷重,透水铺面并不适宜作为车行使用,故本研究以水循环模式仿真,探讨将不同比例的其它不透水铺面改为透水铺面时,其径流量、蒸发量、蒸发散量、入渗量、土壤保水量及地下水贮存量等各水文量的改善成效[5]。
表2为分别将0%~100%之其它不透水铺面回复为开发前地表状况之水文量比例,结果显示透水性增加不但可以减少径流量,并可增加入渗量及蒸发散量,年总径流量最多可由85135%削减为77141%,削减率为7196%,
且蒸发散量及入渗量的增加对于回复水文循环有显著的效益。
图3 在不同雨水替代率下设置面积比例之贮蓄容量与
地表径流削减关系
Fig 13Storage volume required annual runoff and reduction verse
installation area ratio for roof rainwater harvesting catch -men t system for selected substitu tion ratios
表2 将不同面积比例的其它不透水铺面改为
透水铺面造成之水文量变化
Table 2Hydrological components changes by restoring
selected percentage of other impermeable
surface into permeable pavem ent
其它不透水面回复透水面比例/%地表总不透水率/%不透水面蒸发/%透水面
蒸发散
/%
径流总
量/%
入渗量
/%总量/%0
102030405060708090100
9610094190931909219091180901808917088170871708616085160
1110210188101741016010146101321011810104919091769162
01821102112311441165118621072128214921702191
85135
84156831778219882118811398015979180791007812177141
218131544126419851716143711671888161913310106
100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100
312 雨水贮集利用
本研究以屋顶雨水贮集系统供给六馆地区每人每日冲
厕用水量40L,总需水量约为1300m 3/d 的条件下。以模
拟法估算当雨水替代率(Rv ,雨水供水量/总需水量)分别达70%、80%、90%、99%及屋顶雨水贮集系统设置面积比例分别为建物面积之10%~100%方案时,所需设置之雨水贮水槽贮蓄容量,并以未设置雨水贮集利用方案为基准,据以估算加入雨水贮集利用方案时可帮助削减之径流量,如图3所示。图3中,虚线代表不同雨水贮集系统设置面积比例A 与贮蓄容量Sd 之关系,实线代表不同雨水贮集系统设置面积比例A 与削减年径流
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水科学进展
第19卷
量Q 之关系。
分析结果显示在相同替代率下,设置面积比例愈大所需的贮蓄容量愈小,径流削减也愈明显;若相同设置面积比例下,替代率愈高所需贮蓄容量愈大,径流削减量也愈大;且最大径流削减量方案是替代率99%、设置面积比例100%、贮蓄容量22308m 3
,共减少了526303m 3
径流量。
其中,所计算之削减径流量应与冲厕用水量相当,然在计算期末时,贮存于雨水贮存槽之雨水量亦被列入径流削减量,当数据年数愈多时此部分之影响会愈小,而本模式仅有2年数据,故受雨水贮存槽暂存水量影响较大。
4 结 论
经过台北六馆抽水站地区的实证结果,城区水循环模式的架构与运算是合理的。将模式运用在城区防洪及多元供水策略研究上,除了清楚显示城区集水区各水文因子间相互关系,更能协助评估改善城区水循环策略之成效。参考文献:
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Hydrological cycle and improvement alternatives for urban area
LIAW Chao -hsien,C HAN L-i mei,C HE N Chia -liang,C HI U Yie -ru
(Department o f Harbor and River Enginee rin g o f T ai wan Ocean University ,Keelun g T a iwan 20224,China)
Abstract:Urbanization comes along with population increment and centralization,which enlarges the density of impervious ar -eas ,results in dwindling ground water replenishment and deteriorating urban water c ycle etc 1In order to have a better under -standing and quantify the impacts from reducing impervious areas and installing rainwater catchment systems on long -term urban wa ter cycle,building up an appropriate urban water cycle model is needed 1The watershed of the Liu -guan pumping system in Taipei city has been chosen as the study area 1Para meters in the model are calibrated and verified using measured data from the inflow of the pumping station 1Sensitivity analysis of these parameters is also conduc ted 1The hydrologic changes among surface runoff,infiltration and evaportranspiration for changing percentage of impervious areas by installing permeable pavement are e xamined 1Also different percentages of existing buildings are assumed to install roof rainwater catchment systems and their im -pacts on surface runoff and water supply are evaluated 1The urban water cycle model established in the study may easily assess the changes of water cycle by changing land uses and provide as a useful tool for urban planners 1Key words:urban area;hydrological cycle;roof rainwater catchment syste ms;improvement alternative
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第1期廖朝轩等:城区水文循环机制与改善策略分析
第一章地球上的水分循环与水量平衡
绪论 第一章地球上的水分循环与水量平衡 第一节地球上的水资源 一、水在地理环境中的地位和作用 水是地球表面分布最广和最重要的物质，并作为最活跃的因素始终参与地球地理环境的形成和发展过程，在所有自然地理过程中都不可或缺。拥有由大量水体组成的水圈，使地球在太阳系九大行星中显得与众不同，得天独厚。正是因为有水，我们星球的地理环境才变得丰富多彩，充满生机。 二、地球上的水资源 地球上除了存在于各种矿物中的化合水、结合水，以及深部岩石所封存的水分以外，海洋、河流、湖泊、地下水、大气水分和冰，共同构成地球的水圈。其中海洋是水圈的主体，其面积约占全球表面积的71％，地球上的水有97％以上在海洋中。陆地水虽然相对少得多，但在自然地理环境中仍然是重要的组成部分。 关于地球的总水量，有许多不同的估计种。1970年国际水文学会认为 地球上水的总体积接近15*108km3，并且把各部分水量在地球表面上的平均深度，定义为它们的当量深度，据估计，海水当量深度约为2 700、2 800 m，冰和雪约为50 m，地下水大约15 m，陆地水0．4—1 m，大气中平均水汽含量的当量深度为0.03 m。 UNICEF提出了另外一组数据，即海水总量13.5*108km3；大气水分13 000km3；河流、湖泊与湿地207 000km3；雪与冰27000 km3；土壤水45 000km3；地下水8.2*106km3。其中雪与冰的数字明显偏小，竟不及国际水文学会公布数字的10％。我们只能猜测其中或未含大陆冰盖，或少一个零。 有报道说，现在每年仍有660 km3的水从地幔溢出进入地表。同时，陨石和宇宙尘每年还带给地球约1．5 km3水。1995年波拉卫星升空后发现每天都有数千个小屋子一样大的“雪球”落入地球高空1 000—20 000km处被分解为云，最终成为地球水量来源。据估计，仅这一部分水，每 1万----2万年就可使地球海平面升高3cm。 第二节地球上的水分循环 一．水分循环
休克患者微循环分期变化特点
休克患者微循环分期变化特点 休克 患者微循环分期变化特点如下，希望对各位主管 （1）微循环收缩期： 当人体有效循环血量锐减时，血压下降，组织灌注不足和细胞缺氧，刺激主动脉弓和颈动 脉窦压力感受器引起血管舒缩中枢加压反射，交感神经肾上腺轴兴奋，大量儿茶酚胺释放，肾素血管紧张素分泌增加等，使心跳加快、心排出量增加，选择性地使外周和内脏小血管、微血管平滑肌收缩，以保证重要器官的供血。由于毛细血管前括约肌强烈收缩，动静脉短 路和直接通道开放，增加了回心血量。随着真毛细血管网内血流量减少，压力降低，血管 外液进入血管，一定程度补充了循环血量。故此期也称为休克代偿期。 （2）微循环扩张期： 流经毛细血管的血流量继续减少，组织因严重缺氧处于无氧代谢状态，大量酸性代谢产物 堆积，组胺等血管活性物质释放，毛细血管前括约肌松弛，使毛细血管广泛扩张，而后括 约肌由于对酸中毒耐受力较大，仍处于收缩状态，致大量血液淤滞于毛细血管，毛细血管 内静水压升高、通透性增加，血浆外渗至第三间隙，引起血液浓缩，血液黏稠度增加，回 心血量进一步减少，血压下降，重要脏器灌注不足，休克进入抑制期。 （3）微循环衰竭期： 由于微循环内血液浓缩、黏稠度增加和酸性环境中血液的高凝状态，使红细胞与血小板易 发生凝集，在血管内形成微血栓，甚至发生弥散性血管内凝血（DIC）医学教育|网整理。 随着各种凝血因子消耗，激活纤维蛋白溶解系统，临床出现严重出血倾向。 由于组织缺少血液灌注，细胞缺氧更加严重；加之酸性代谢产物和内毒素的作用，使细胞 内溶酶体膜破裂，释放多种水解酶，造成组织细胞自溶、死亡，引起广泛的组织损害甚至 多器官功能受损。此期也称为休克失代偿期。
高中地理第一章宇宙中的地球水循环和洋流时水循环学案湘教必修
第二章第四节水循环和洋流 题目第二章第四节水循环和洋流第1课时 学习 目标 1．绘制并运用水循环示意图，说出水在自然界的循环过程和主要环节。 2．运用说学知识，阐明水循环的地理意义。 学习 疑问 学习 建议 【相关知识点回顾】 1．地球的外部圈层结构 2．热力环流 3．大气运动 【知识转接】 1．运用地图册中国地图，寻找长江、黄河、珠江、黑龙江、海河、淮河、嫩江、塔里木河、雅鲁藏布江等河流的位置。 2．运用地图册世界地图，寻找勒拿河、叶尼塞河、鄂毕河、莱茵河、多瑙河、尼罗河、刚果河、幼发拉底河、印度河、恒河、湄公河、密西西比河、亚马孙河、巴拉圭河等河流的位置。 【预学能掌握的内容】 一、水循环 1．概念：指水在地理环境中____________的移动，以及与之相伴的运动________和物理 ________的变化。 2．驱动水循环的主要能量在____________及____________的作用下，水在________、海洋和________间通过吸收热量或放出热量，以固、液、气三态的转化形成了总量平衡的循环运动。 3．类型：按其发生的空间范围不同，可分为、、。4．主要环节：
A____________，B____________，C____________，D____________，E____________，F____________。 5．人类对水循环影响的主要方式：增加或减少_______________、________________及 ________________。 6．分布在陆地上的各种水体，它们之间具有水源相互补给的关系 （1）并不是所有水体之间都存在水源互补关系，有些只存在着单向补给，如冰川水对河流及陆地水体的补给，主要是单向补给，黄河下游河水与地下水之间存在单向补给关系。（2）陆地水体的类型按不同方法分为以下三类： ①按空间分类：地表水（江河水、湖沼水、浅层地下水）；地下水（潜水、承压水）。 ②按循环周期：静态水（循环周期长、更新慢，包括冰川、内陆湖泊、深层地下水）；动态水（循环周期短、更新快，包括地表水和浅层地下水）。 ③按埋藏条件：潜水和承压水。 7．水循环的地理意义
2013.12.05 休克期微循环的变化
科室讲座 时间：2013.12.05 地点：一附院ICU医生办公室 题目：休克期微循环的变化主持人：罗晓明记录人：杨启纲 参加人员：所有科室人员及全体规陪学员 休克期微循环的变化规律如何？ 休克虽然可以由多种因素引起，但都是以有效循环容量减少，组织灌注减少组织缺氧为特点，所以，微循环的变化也有一定的规律。休克时微循环的变化可分为3个阶段，即微循环缺血期、微循环瘀血期和弥漫性血管内凝血期。 微循环缺血期：在休克的初期，组织灌注急剧减少，引起机体出现多种的自身反应。这些反应中包括了大量的血管收缩因素。交感一肾上腺髓质系统强烈兴奋，使儿茶酚胺大量释放，引起小血管收缩或痉挛；肾素一血管紧张素一醛固酮系统的活动增强，导致血管收缩和水钠游留；左心房容量感受器对下丘脑合成和释放加压素的反射性抑制作用减弱，神经垂体加压素的分泌释放增加，导致外周及内脏血管收缩；血小板产生的血栓素A2生成也增多。这些因素的共同作用的结果导致了血管的收缩性反应。在微循环中，微动脉和毛细血管前括约肌比微静脉对儿茶酚胺更为敏感，所以，微动脉和毛细血管前括约肌的收缩不微静脉的收缩更为强烈，从而，微循环的改变主要是毛细血管前的阻力增加，微循环动脉血液的灌注更为减少，开放的真毛细血管数目急剧减少。同时，微循环中的动一静脉短路开放，导致组织缺氧更为严重。各个器官对血管收缩物质的反应有所不同，内脏血管和皮肤小恤管可强烈收缩，但脑血管和冠状动脉的收缩并不明显，可基本保持原有血流量。 微循环瘀血期：如果在休克早期的微循环缺血不能及时被纠正，组织细胞的缺血缺氧则持续加重。组织中酸性代谢产物大量堆积。微动脉和毛细血管前括约肌对酸的耐受性较差，从而逐渐对血液中儿茶酚胺收缩血管的反应性降低。微静脉和小静脉对酸的耐受性较强，持续保持收缩状态。由此，毛线血管网处于流人多而流出少的状态，毛细血管大星开放，血管内容量明显增加，毛细血管网内出现大量的血液淤积。终于，毛细血管内压力升高，同时由于酸性代谢产物、毒素及细胞因子的作用血管的通透性增加，而使液体从血管中大量进入组织间隙，导致循环容量的进一步下降。此期时患者的休克表现更为严重，皮肤发绀或出现花斑，器官功能进一步减退，出现甚至障碍，尿量减少或尿闭等等。 弥漫性血管内凝血期：如果休克仍然没有得到治疗，微循环功能没有得到改善，淤滞在微循环中的血液浓缩，血液流动更加缓慢，血小板红细胞聚积，出现弥漫性血管内凝血。血管内皮损伤，组织细胞的损伤进一步加重，释放出大量的细胞因子。这时，休克变得更加复
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。
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。
水文地质学第一章至第十章知识点总结
第一章绪论 1、研究对象：地下水(与岩石圈、水圈、大气圈以及人活动相互作用的地下水水量和水质的时空变化规律。) 2、研究内容： 1）地下水的形成、埋藏、赋存、分布； 2）地下水的运动； 3）地下水的补给、径流、排泄； 4）物理化学性质、成份及形成原因； 5）地下水的起源、循环、转化规律。 3.与地下水有关的问题 1、地下水水位变动破坏原有的岩土与地下水的力学平衡系统，以及产生的各种效应。最典型的是斜坡稳定问题。 2.土壤盐渍化。 3、矿坑涌水、充水问题。 4、土壤盐渍化或沼泽化等导致的农业生产问题。 5.沙漠化、荒漠化面积不断扩大，草地退化和沙化面积逐年增加。 6、地下水和地表水水质问题河湖萎缩、干涸、水质遭受严重污染。 7、地下水水资源保护、管理、合理开发利用问题。 ４，水文地质学在国民经济建设中作用 1、地下水是一种宝贵的资源； 2、地下水是重要的液体矿产和矿水资源； 3、地下水是良好的载热介质和能源； 4、是有效的找矿标志，预报地震的手段； 5、是地下矿坑和地下工程突水的重要因素； 6、地下水是有些工程效益降低的主要原因：溶解作用；润滑作用；侵蚀作用。 7、地下水是破坏土壤肥力的重要因素； 8、地下水是某些地方性疾病的致病原因； 9、地下水引起的公害：地面沉降，地下水污染等。 第二章地球上的水及其循环 1.1 地球上的水 存在空间：浅部层圈水，深部层圈水。 1.2 自然界的水循环 水循环：自大气圈到地幔的地球各个圈层中的水构成的系统中水相互联系、相互转化的过程叫做自然界的水循环。自然界的水循环分为水文循环和地质循环两类。（水在循环过程中与地球表面圈层之间发生相互作用的水资源、生态与环境、水旱灾害等都与水循环有关。） 1
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。
休克的病理生理变化
休克的病理生理变化 一、微循环变化 各种休克虽然由于致休克的动因不同，在各自发生发展过程中各有特点，但微循环障碍（缺血、淤血、播散性血管内凝血）致微循环动脉血灌流不足，重要的生命器官因缺氧而发生功能和代谢障碍，是它们的共同规律。休克时微循环的变化，大致可分为三期，即微循环缺血期、微循环淤血期和微循环凝血期。下面以低血容量性休克为例阐述微循环障碍的发展过程及其发生机理。 低血容量性休克常见于大出血、严重的创伤、烧伤和脱水。其微循环变化发展过程比较典型（图10－1）。 （一）微循环缺血期（缺血性缺氧期） 此期微循环变化的特点是：①微动脉、后微动脉和毛细血管前括约肌收缩，微循环灌流量急剧减少，压力降低；②微静脉和小静脉对儿茶酚胺敏感性较低，收缩较轻；③动静脉吻合支可能有不同程度的开放，血液从微动脉经动静脉吻合支直接流入小静脉。 引起微循环缺血的关键性变化是交感神经——肾上腺髓质系统强烈兴奋。不同类型的休克可以通过不同机制引起交感——肾上腺髓质性休克和心源性休克时，心输出量减少和动脉血压降低可通过窦弓反射使交感——肾上腺髓质系统兴奋；在大多数内毒素性休克时，内毒素可直接剌激交感——肾上腺髓质系统使之发生强烈兴奋。 交感神经兴奋、儿茶酚胺释放增加对心血管系统的总的效应是使外周总阻力增高和心输出量增加。但是不同器官血管的反应却有很大的差别。皮肤、腹腔内脏和肾的血管，由于具有丰富的交感缩血管纤维支配，。而且α受体又占有优势，因而在交感神经兴奋、儿茶酚胺增多时，这些部位的小动脉、小静脉、微动脉和毛细血管前括红肌都发生收缩，其中由于微动脉的交感缩血管纤维分布最密，毛细血管前括约肌对儿茶酚胺的反应性最强，因此它们收缩最为强烈。结果是毛细血管前阻力明显升高，微循环灌流量急剧减少，毛细血管的平均血压明显降低，只有少量血液经直捷通路和少数真毛细血管流入微静脉、小静脉，组织因而发生严重的缺血性缺氧。脑血管的交感缩血管纤维分布最少，α受体密度也低，口径可无明显变化。冠状动脉虽然也有交感神经支配，也有α和β受体，但交感神经兴奋和儿茶酚胺增多却可通过心脏活动加强，代谢水平提高以致扩血管代谢产物特别是腺苷的增多而使冠状动脉扩张。 交感兴奋和血容量的减少还可激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统，而血管紧张素Ⅱ有较强的缩血管作用，包括对冠状动脉的收缩作用。 此外，增多的儿茶酚胺还能剌激血小板产生更多的血栓素A2（thromboxane A2,TXA2），而。TXA2也有强烈的缩血管作用。
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～
论述流域水文循环和水量转化过程及其在水资源评价中的应用
试题 如何理解水资源可再生（可更新）性？其意义是什么？ 试述水量转化及其在水资源评价中的应用。 试述流域水文循环过程及其科学问题。 论述流域水文循环和水量转化过程及其在水资源评价中的应用？ 水文循环基本过程（注意流域水文循环答法） 水文循环具有全球水文循环、流域水文循环和水－土－植系统水文循环等三种尺度。 全球水文循环可分为水汽蒸发、水汽输送、凝结降水、水分入渗，以及地表地下径流5个基本过程。海洋及陆地上的水蒸发，形成水汽升入空中，并被气流输送到各地。在适当条件下这些水汽凝结降水，降落到海面的降水直接回归海洋，降落到陆地表面的雨雪，一部分重新蒸发回到空中，一部分成为地面径流补给江河湖泊，一部分渗入岩土层，转化为壤中流和地下径流。地面径流，壤中流与地下径流最后亦流入海洋，构成全球性统一的，连续有序的动态大系统。 流域水文循环实际上就是流域降雨径流形成的过程。降落到流域上的雨水，首先满足截留、填洼和下渗要求，剩余部分成为地面径流，汇入河网，再流过流域出口断面。截留最终耗于蒸发和散发，填洼的一部分将继续下渗，而另一部分也耗于蒸发。下渗到土壤中的水分，在满足土壤持水量需要后将形成壤中流或地下水径流，从地面以下汇集到流域出口断面。被土壤保持的那部分水分最终消耗于蒸发和散发。流域水文循环相对于全球水文循环而言，它是一个开放式的循环系统。 水循环机理 1、水循环服从于质量守恒定律。整个循环过程保持着连续性，既无开始也没有结尾。从实质上说，水循环是物质与能量的传输、储存和转化过程。 2、太阳辐射与重力作用是水循环的基本动力。水的物理性质，在常温常压下液态、气态、固态三相变化的特性是水循环的前提条件，外部环境包括地理纬度、海陆分布、地貌形态等制约了水循环的路径、规模和强度。 3、水循环广及整个水圈、并深入大气圈、岩石圈及生物圈，是由无数个不同尺度、不同规模的局部水循环所组合而成的复杂巨系统。 4、全球水循环是闭合系统，但局部水循环却是开放系统。 5、地球上的水分在交替循环过程中，总是携带着某些物质一起运动。
水文水资源基础概念
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。 4.什么是降水及降水量？ 答：降水是指从大气中降落到地面的液态水和固态水。降水的特征常用降水量、降水历时、降水强度、降水笼罩面积、暴雨中心等要素进行描述。 降水量是一定时段内降落到某一点或某一面积上的总水量，用深度表示，单位为毫米。降水持续的时间称为降水历时，以分钟、小时或天计。单位时间的降水量称为降水强度，以毫米/分钟或毫米/小时计。 5.降水强度等级是如何划分的？ 答：按降雨强度可分为小雨、中雨、大雨和暴雨。中国气象部门规定，24小时降雨量小于10毫米的降雨为小雨，10～24.9毫米为中雨，25～49.9毫米为大雨，大于或等于50而小于100毫米的为暴雨，大于或等于100而小于200毫米称为大暴雨，大于200毫米称为特大暴雨。 6.什么是水位？水文中常见的特征水位有哪些，各表达什么意思？ 答：河流或者其它水体的自由水面离某一基面零点以上的高程称为水位。水位的单位是米，一般要求记至小数2位，即0.01m。
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_______________。
水文循环按循环途径不同分为
1文循环按循环途径不同分为：大循环和小循环。 2地下水的起源。主要是降水渗入地下形成，称为渗入水、其次是凝结水、初生水、埋藏水。 3、岩石的水理性质：持水性、容水性、给水性、透水性。容水性是指岩石能够够容纳一定水量的性能。持水性是指重力释水后，岩石能够保持住一定水量的性能。给水性是指饱水岩石在重力的作用下，能够自由给出一定水量的性能。透水性指岩石可以被水透过的性能。 4、含水层：能够透过并能给出相当数量水的岩层。隔水层：不能透过并给水或者只能透过与给出少量水的岩层。含水层形成具备的条件：A、岩层具有储存具有储存重力水的空间，b、具备储存地下水的地质结构，C、具备充足的水源。含水地质结构的两种类型：透水－含水－隔水，隔水－含水－隔水。 5、地下水的化学成分的形成作用？ A、溶滤作用：形成地下水化学成分的基本作用，它是水和岩层相互作用时， 岩石中一部分物质溶于水中的作用。B、浓缩作用：地下水因蒸发水分，造成盐类积累浓缩的作用。C、脱碳酸作用：由于二氧化碳从水中逸出，发生碳酸盐沉淀的作用。D、脱硫酸作用：在还原环境中地下水中含有有机物时，脱硫细菌等微生物能将水中的硫酸根还原为二氧化硫使硫酸根减少或消失的作用。E、阳离子交替吸附作用：岩石表面带有负电荷，通常吸附阳离子。F、混合作用：两种或两种以上的不同化学成分、不同矿化度的的地下水混合后，形成一中与原有两种水化学成分或矿化度完全不同的新型地下水。G、人类活动在地下水化学成分形成中的作用。随着生产的发展，人为影响会越来越大。 6、上层滞水：埋藏在离地表不深，包气带中局部隔水层之上的重力水。潜水：埋藏在地表以下，第一个稳定隔水层以上具有自由水面的重力水。承压水：埋藏并充满两个稳定隔水层之间的重力水层中的重力水。 7、孔隙水、裂隙水、岩溶水的特点？ 岩溶水：水量丰富分布不均匀，在不均一之中又又有相对均一的地段，含水系统中多重含水介质并存，既有具统一水位面的含水网络，又有相对孤立的管道流。既有向排泄区运动。（１）岩溶水分布的不均一性，（２）岩溶含水层的含水介质特征 裂隙水：（１）埋藏和分布具有不均一性和一定的方向性，（２）含水层的形态多种多样，（３）明显受地质构造因素控制，（４）水动力条件比较复杂 8、岩溶发育的基本条件？ 答：可溶岩的存在，可溶岩必须是透水的，具有侵蚀能力的水及水是流动的。 9、岩溶运动的四个并存？ 答：（１）层流和紊流的并存，（２）在压流和无压流的并存，（３）统一水流和孤立水流并存，（４）明流和伏流并存 10、矿井充水条件，矿井水害，矿井水 答：矿井充水条件：矿井充水水源，充水通道和影响矿井充水程度三类综合作用的结果。 矿井水害：地表水，地下水，采空区积水等不同形式进入井下，并对矿井安全生产或经济效益产生不良影响的现象 矿井水：采矿过程中涌入矿井巷道的水 11、季节变动系数：反映在一年内矿井最大涌水量与正常涌水量的差别．突水系
工程水文学名词解释总结
第一章 水文学是关于地球上水的起源、存在、分布、循环、运动等变化规律和运用这些规律为人类服务的知识体系，是地球科学的组成部分。 水资源作为地球自然资源的一种，是指地球所属范围内的、可作为资源的水，包括地球表面地层中的水分和未然地球的大气中的水分。 水资源特性：循环性和有限性、时空分布不均匀性、用途广泛性、经济上的两重性。 水文现象的基本研究方法：成因分析法、数理统计法（目前水文分析计算的主要方法）、地区综合法。 规划设计阶段水文计算的主要任务是为确定工程的规模提供设计水文数据。 施工阶段水文计算的任务是为确定临时性水工建筑物（如施工围堰、导流隧洞和导流渠等）规模提供施工期的设计洪水。 运营管理阶段需要知道未来一定时期内的来水阶段，以便编制水量调度方案，合理调度水量，充分发挥工程效益。 第二章 水循环：各种水体的这种通过不断蒸发、水汽输送、凝结、降落、下渗、地面径流和地下径流的往复循环过程，称为水文循环，也叫水循环。水循环可分为大循环和小循环。水循环最重要的基本现象：蒸发、降水、下渗、径流大循环是指海洋与陆地之间的水分交换过程，而小循环是指海洋或陆地上局部的水分交换过程。海洋上蒸发的水汽在海洋上空凝结后，一降水的形式降落到海洋里，或者陆地上的水经蒸发凝结又降落到陆地上，都属于小循环。水循环的成因包括内因，外因与外部环境。内因是水的物理三态在一定条件下的互相转换。外因是太阳辐射和地心引力。外部环境：包括地理纬度、海陆分布、地貌等制约了水循环的路径、规模与强度。水文循环的意义：水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一，它对地球环境的形成、演化和人类生存都有着重大的作用和影响。正是由于水文循环，才使得人类生产和生活中不可缺少的水资源具有可再生性和时空分布的不均匀性，提供了江河湖泊等地表水资源和地下水资源，同事也造成了旱涝灾害，给水资源的开发利用增加了难度。目的在于认识它的基本规律，揭示其内在联系，这对合理开发和利用水资源，抵御洪旱灾害，认识和利用自然都有十分重要的意义。 水平衡原理：在水循环过程中，任一区域，任一时段进入水量与输出水量之差额必等于其蓄水量的变化量，这就是水量平衡原理来水量（I）- 出水量（S）= 区域内蓄水变量（ΔS）。公式：若以地球的整个大陆做为研究范围，水量平衡方
水文循环
水文循环:（1）定义—发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中的地下水之间的水循环。水文循环是在太阳辐射和重力共同作用下，以蒸发、降水和径流等方式周而复适进行的。（2）水文循环的划分 1.循环路径不同： 大循环（海-陆）与小循环（海-海，陆-陆） 2.时空尺度不同： 全球水文循环，流域水文循环，水-土-生系统水文循环 （3）水文循环的运动规律 海洋的蒸发量大于降水量 陆地的降水量大于蒸发量 大陆输入水汽量与输出水量基本平衡 水文循环尺度——全球、流域（区域）、水-土-生 水文循环的作用：通过循环—水的质量得以净化、水的数量得以再生 水资源不断更新与再生，可以保证在其再生速度水平上的永续利用──也是可持续发展保证 地质循环：地球浅层圈和深层圈之间的相互转化过程称为地质循环。 大循环：海洋与大陆之间的水分交换为大循环。 小循环：海洋或大陆内部的水分交换称为小循环。 孔隙的分类： 孔隙度是描述松散岩石中孔隙多少的指标。 定义：某一体积岩石（包括颗粒骨架与空隙在内）中孔隙体积所占的比例。通常用n 表示. 包气带水的存在形式（多样）: 结合水、毛细水（各种）、重力水、气态水. 饱水带中水的存在形式:①重力水②结合水 容水度:岩石完全饱水时，所能容纳的最大水体积与岩石总体积之比。 含水量：岩石样实际保留水分的状况，（是某岩样某时的含水状态）又称岩石的天然含水量给水度:当地下水位下降一个单位高度时，单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释放出来的水体积，称为给水度。 透水性:岩石允许水透过的能力。 含水层：是能够透过并给出相当数量水的岩层—各类砂土，砂岩等 隔水层：不能透过与给出水或透过与给出的水量微不足道的岩层——裂隙不发育的基岩、页岩、板岩、粘土（致密） 概念的相对性：1.从实际应用角度来看划分的相对性——相当水量满足需要即可。 2.从理论意义来看——微不足道微不足道，有时空尺度的制约。 潜水：饱水带中具有自由表面的稳定含水层中的重力水 承压水：充满于2个隔水层（或弱透水层）之间的含水层中的水，称之。 上层滞水：当包气袋存在局部隔水层（弱透水层）时，局部隔水层（弱透水层）上会积 聚具有自由水面的重力水，这便是上层滞水。 潜水与潜水含水层图：