水文学复习资料

水文学

一、名词解释

水文现象：水循环过程中，水的存在和运动的各种形态。

水循环：水循环是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。

海水盐度：单位质量海水中所溶解物质的质量，叫海水盐度。它是海水物理、化学性的重要标志。水循环过程中，水的存在和运动的各种形态。

水资源：指全球水量中可谓人类生存、发展所利用的水量，主要是指逐年可以得到更新的那部分淡水量。

水体更替周期：指水体在参与水循环过程中全部水量被交替更新一次所需要的时间。

水量平衡：指任意选择的区域，在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之间差额必等于该时段区域内蓄水的变化量，从总体上说收支平衡。

蒸发能力：通常，将处在特定的气象环境中，具有充分供水条件的可能达到的最大蒸发量，称为蒸发能力。

区域总蒸发：是指研究区域内所有蒸发面上各种蒸发、散发之综合。

水汽扩散：指由于物质、粒子群等的随机运动而扩展于给定空间的一种不可逆现象。扩散现象不仅存在于大气之中，也存在于液体分子运动进程中。

水汽输送：指大气中水分因扩散而由一地向另一地运移，或由低空输送到高空的过程。

降水历时：指一场降水自始至终所经历的时间。

降水量：指一定时间内降落在某一面积上的总水量。

降水面积：即降水所笼罩的面积，以平方公里计。

下渗率：下渗又称入渗，是指水从地表渗入土壤和地下的运动过程。

下渗能力：又称下渗容量，指在充分供水条件下的下渗率。

稳定下渗率（fc）：通常在下渗初期，下渗具有较大的数值，称为初渗，其后，下渗作用不断进行，下渗率不断递减。当下渗到一定深度后，下渗率趋于常值，此时称为稳定下渗率。

产流机制：水在沿土层的垂向运行中，供水与下渗矛盾在一定介质条件下的发展机理和过程，称为产流机制。

流量：指单位时间内通过某断面的水量，常用单位为立方米每秒。

径流深：指将径流总量平铺在整个流域面积上所求得的水层深度，以毫米为单位。径流系数：指某一时段的径流深度与相应的降水深度的比值。(x小于1）

径流模数：指流域出口断面流量与流域面积的比值。

水位：指水体的自由水面高出某一基面以上的高程。

流速：指河流中水质点在单位时间内移动的距离。

正常年径流量：正常年径流量是年径流量总体的平均值，也是多年平均流量的代表值。

水文比拟法：水文比拟法是将参证流域的水文特征值移臵于研究流域上来的一种方法。

洪水：大量降水或积雪融水在短时间内汇入河槽，形成特大的径流，称为洪水。枯水：枯水是河流断面上较小流量的总称。

基流：基流多指流量中径流成份较为稳定的那部分，即为河川的基本流量。

水位流量关系曲线：主要是用来表示水位与流量之间的关系。

河道比降：河道纵比降是指河流（或某一河段）水面沿河流方向的高差与相应的河流长度比值。

湖泊：湖泊是陆地表面具有一定规模的天然洼地的蓄水体系，是湖盆，湖水以及水中物质组合而成的自然综合体。

水库：水库是人们按照一定的目的在河道上建坝或堤堰创造蓄水条件形成的人工湖泊，其水体运动特性及各种过程，基本上与天然湖泊相似。

兴利库容：为了满足灌溉、发电等需要而设计的库容，称为兴利库容。

水库总库容：一个水库的总库容通常包括防洪库容、兴利库容和死库容。

悬移质：推移质是粒径较小，下降速度小于水流的垂直脉动流速，悬浮于水中，由水面向河底增加。

推移质：推移质是粒径较大，下降速度大于水流的垂直脉动流速，不能悬于水面，只能在河床上跃移，滚动，滑动。故又称底沙。

海洋：地球上广大连续的咸水水体的总称为海洋。

洋流：洋流即海流，是指海洋中具有相对稳定性的流速和流向的海水，从一个海区水平或垂直地向另一海区大规模的非周期性的运动。

风海流：风海流是海水在风的切应力作用下形成的水平运动。

密度流：水平压强梯度力与地转偏向力取得平衡，海水沿着等压面与水平面的交线作稳定流动，这时的海流就是密度流。

潮汐：海水的周期性涨退现象称为潮汐，包括海面周期性的垂直涨退和海水周期性的水平流动。

水文效应：由于自然或人为因素，使地理环境发生改变，从而引起水循环要素、

过程、水文情势发生变化，称为水文效应。

森林水文效应：指森林覆盖对径流、蒸发、降水等循环要素及河流水情、地下水、水质、泥沙等水文现象的影响。

城市水文效应：指城市化所及地区内，水文过程变化及其对城市环境的影响。水污染物质：引起天然水体水质恶化的物质。

水环境容量：是一定水体在规定水质目标下所能容纳污染物的量，水环境容量大小与水体特征、污染物特征及水质目标有关。

二、填空

1、水文学是研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系的科学。自然界的水总是以一定的水体形态存在的，如江河、湖泊、海洋、地下水等，这些水体成为水文学的主要研究对象。

2、相对于工程水文学来说，地理水文学研究具有宏观性、综合性及区域性三大特点。

3、水资源是全球水量中可为人类生存、发展所利用的水量，主要是指逐年可以得到更新的那部分淡水量。通常用一个地区的年降水量和河流的年径流量来描述。

4、因受海陆位臵、水汽来源、地形条件等因素影响，我国水资源的地区分布很不均匀，总趋势是由东南沿海向西北内陆递减。

5、水循环是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力---水循环重力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生态相转化和周而复始运动的过程。水文现象在时间变化上既有周期性又有随机性，在地区分布上既有相似性又有特殊性，具有统计规律。

6、通常按水循环的不同途径与规模，将全球的水循环分为大循环与小循环。大循环的主要特点是：在循环过程中，水分通过蒸发与降水两大基本环节，在空中于海洋、空中与陆地之间进行垂向交换，与此同时，又以水汽输送和径流的形式进行横向交换。

7、水资源与其他资源相比较主要不同点就是水资源具有再生性和可永继利用的特点，这一特点正是水循环所赋予的。

8、水循环是地球上客观存在的自然现象，水量平衡是水循环内在规律。水量平衡方程式是水循环的数学表达式，而且可以根据不同水循环类型，建立不同水量平衡方程。全球水量平衡方程式：P陆+P海=E陆+E海

9、由降水到达地面时起，到水流流经出口断面的整个物理过程，称为径流形成过程。

10、流域降水，经过蓄渗过程产生了地面径流、壤中径流和地下径流三种径流成分。径流的形成过程包括蓄渗过程、坡面汇流和河网汇流过程。产流过程中水以垂向方向运行为主，构成了降雨在流域空间上的再分配。

11、影响径流形成和变化的因素主要有:气候因素、流域下垫面因素和人类活动因素等。

12、正常年径流量反映了河流某断面多年平均来水情况，是水资源可能被利用的最大限度，因而在水利工程的设计和水文计算中是很重要的资料。

13、暴雨洪水在出口断面上的响应，也可以用通过流量过程线表达，称之为洪水过程线。

14、水流携沙能力，单位水体积的饱和含沙量，称为水流携沙能力。当上游来水中实际含沙量超过本河段水流携沙能力时，河槽就会淤积，相反则发生冲刷，如

果两者正好相适应，即输沙处于平衡状态，即河槽处于不冲不淤的稳定状态。

15、水库一般由拦河坝、输水建筑和溢洪道三部分组成。水库兴利库容指位于正常蓄水位和设计死水位之间的库容。设计死水位以下的库容称为死库容。16、洋是世界大洋的中心部分和主体部分，它远离大陆、深度达、面积广，不受大陆影响，具有稳定的理化性质和独立的潮汐系统以及强大洋流系统的水域。

17、按调节周期的长短，水库调节可分为日调节、年调节及多年调节。其中年调节是指利用水库拦蓄能力，将丰水期多余的水量存蓄起来，以备枯水期使用，其调节周期为一年，故称年调节。

18、洋流按成因可分为：风海流、密度流、补偿流三种。

19、洋流按水温差异可分为寒流和暖流。

20、海水的密度与温度盐度密切相关。在密度小的地方，海面升高。

21、补偿流可分为水平补偿流和垂直补偿流。

22、大洋水温垂直分布，从海面向海底呈不均匀递减趋势。

23、极值比是系列中最大值与最小值的倍比值。

24、一个区域水资源总量为当地降水形成的地表水和地下水的总和。

25、我国水资源总量不少，世界第五，但人均、亩均较少，上世纪90年代约为世界人均的四分之一，亩均水量约为四分之三。

26、地球表层系由大气圈、水圈、生物圈、岩石圈组合而成。

27、我国存在三个基本水汽来源，三条输入路径，有明显的季节变化。三个来源是，极地气团的西北水气流、南海水汽流及孟加拉湾水汽流。

28、水位随时间变化的曲线称水位曲线，流速沿深度分布称为垂线流速分布。

29、河流枯水径流过程，实质上就是流域蓄水量的消退过程，因此影响枯水径流

的因素和影响流域蓄水量的因素是密切相关的。

30、一般与河流相同的外流湖均有调蓄作用。湖泊调蓄能力的大小，首先决定于湖泊容积，其次决定于内湖水位与外江水位之间的涨落关系及落差。

31、赤道洋流遇到大陆后，另一部分海水向南北分流，在北太平洋形成黑潮；在南太平洋形成东澳大利亚暖流；在北大西洋形成湾流；在南大西洋形成巴西暖流；在南印度洋形成莫桑比克洋流。

32、全年大部分时间里，于秘鲁沿岸广大近海水域，通常持续存在一个狭窄的上升冷水带。

三、问答论述题

１、试述水文现象的主要特点？

答：水循环过程中，水的存在和运动的各种形态统称为水文现象。具有以下特点：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水文现象在时间变化上既有周期性又有随机性。水文现象的周期性分别以年月日为单位周期；虽然每年都会出现汛期或枯水期，但是每年汛期出现的时间和量值却具有随机性。因此，在时间上水文现象的周期性既是必然的，又存在偶然性，有确定性的一面，也有随机性的一面。

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，如果所处的地理位臵相似，水文现象也具有一定程度的相似性；然而有时，因为下垫面的差异，又存在特殊性。

２、试述水资源的含义及特性？

答：①含义：指全球水量中可谓人类生存、发展所利用的水量，主要是指逐年可

以得到更新的那部分淡水量。

②特性：

水资源的循环再生性与与其有限性。水循环过程的无限性和再生补给水量的有限性，决定了水资源在一定程度内是”取之不尽，用之不竭“的。

时空分布的不均匀性。作为水资源主要补给来源的大气降水，还有地表径流和地下径流等在地区上分布也很不均衡，决定了水资源的时空分布不均，给水资源的合理开发利用带来困难。

利用的广泛性和不可替代性。水资源既是生活资料又是生产资料，在国民生计中用途广泛，各行各业都离不开它；此外，水还具有巨大的非经济性价值，自然界中各种水体是环境的重要组成部分，有着巨大的生态环境效益，水是一切生物的命脉。

３、何谓水量平衡？试述水量平衡与水循环的内在关系以及水量平衡的意义？答：①含义：水量平衡是指任意选择的区域，在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之间差额必等于该时段内蓄水的变化量，从总体上说收支平衡。

②内在关系：从本质上说，水量平衡是质量守恒原理在水循环过程中的具体体现，也是地球上水循环能够持续不断进行下去的基本前提。水循环是地球上客观存在的自然现象，水量平衡是水循环内在的规律，水量平衡方程式则是水循环的数学表达式。

③意义：首先，通过水量平衡的研究，可以定量的揭示水循环过程与全球地理环境、自然生态系统环境之间的相互联系、相互制约的关系；其次，水量平衡又是研究水循环系统内在结构和运行机制；第三，水量平衡分析又是水资源现状评价与供需预测研究工作的核心；第四，在流域规划，水资源工程系统规划与设计工

作中，同样离不开水量平衡的工作。

4、试分析面降水量常用的三种计算方法的各自适用性和优缺点（将实测的点降水量转化为全区域的面降水量常用方法有哪些？每种方法的特点以及适用条件？）

答：①算术平均法。此法是以所研究的区域内各雨量站同时期的降水量相加，再除以站数后得出的算术平均值。此法简单易行，适合于区域内地形起伏不大，雨量站网稠密且分布较均匀的地区。缺点是水文站要越多越好。

②垂直平分法，又叫泰森多边形法。此法应用比较广泛，适用于雨量站分布不均匀的地区。缺点是把各雨量站所控制的面积在不同的降水过程中都视作固定不变，与实际情况不符。

③等雨量线法。此法适用于面积较大，地形起伏变化显著而又有足够数量雨量站的地区。此法考虑了降水在空间上的分布情况，理论上较充分，计算精确度较高，并有利于分析流域产流汇流过程。缺点是对雨量站的数量和代表性要求较高，在实际应用上受到一些限制。

5、流域对降雨的再分配功能表现在哪里？

答：流域对降雨的再分配功能表现在径流形成过程。径流形成过程实质上是水在流域的再分配与运行过程。产流过程中水以垂向运行为主，它构成降雨在流域空间上的再分配过程，是构成不同产流机制和形成不同径流成分的基本过程；汇流过程中水以水平侧向运行为主，形成能出口断面的径流过程，水平运行机制是构成降雨过程在时程上再分配的过程，是构成流域汇流过程的基本机制。流域是径流的发生场和再分配场，是径流形成的重要因素。

6、简述土壤蒸发三个阶段及蒸发量特征？

答：土壤蒸发是发生在土壤孔隙中的水的蒸发现象。有以下三个阶段：

①订常蒸发率阶段，因为土壤供水充分，蒸发快速进行，蒸发率相对稳定，蒸发量等同于或近似于相同气象条件下的水面蒸发，在此阶段，土壤蒸发受气象条件影响。

②蒸发率下降阶段，因为土壤供水不足，不能满足蒸发需要，蒸发率随着土壤含水量的减少而减少，土壤蒸发量明显下降。蒸发量的大小主要取决于土壤含水量。

③蒸发率微弱阶段，因为土壤水由底层向土面的薄膜运动基本停止，土壤供水中断，此时土壤蒸发发生在较深的土层中，蒸发愈来愈弱。

7、陆地表面谁有那些水体组成？它们在地表水循环系统中各具有什么功能？答：①组成：冰川水、湖泊水、沼泽水、河流水、地下水是陆地表面水的基本组成。

②功能：

冰川，是地表第一大水体。在地表水循环中发挥着储存和补给的功能，给河流提供了稳定可靠的补给水源。

河流，是地表唯一的畅流液态水，在地表水循环过程中起着上接大气水，下通地下水，联接海水的主干作用。

湖泊与沼泽是地表洼地的滞留液态水，主要起着传递调蓄功能。

8、试述正常净流量的意义及其推求方法？

答：①定义：如果统计的实测资料年数增加到无穷大时，多年平均流量将趋于一个稳定的数值，此时称为正常年径流量。

②意义：正常年径流量反映了在天然情况下河流蕴藏的水资源理论数量，代表能开发利用的地面水资源的最大程度，是水文、水利计算中的一个重要特征值，在

地理综合分析和不同地区水资源进行对比时，它是最基本的数据。

③推求方法：A资料充足时，可利用算术平均法推求多年平均流量，以代替正常年径流量。

B资料不足时，延展资料系列，提高资料代表性，利用相关分析法，使资料达到要求，再用算术平均法求算。

C缺乏实测资料时，一般通过间接途径推求。等值线图法，水文比拟法。

9、（资料不足时）计算正常年径流量时常用的参证变量有哪些？以及如何选择参证变量？

答：①参证变量：相邻测站的年径流实测资料和流域年降水资料。

②条件：A参证变量与研究变量在成因上是相联系的。

B参证变量的系列比研究变量的系列要长。

C参证变量与研究变量必须具有一定的同步系列（10年以上），以建立相关关系。

10、壤中流的产生条件有哪些？

答:①要有供水、即上层有下渗水。

②要有比上层下渗能力小的界面。

③降水强度要大于下渗强度。

④产生临时饱和带，还要具有产生侧向流动的动力条件，即坡度和水流归槽条件。

11、影响下渗的主要因素有哪些？

答：①土壤特性。土壤特性对下渗的影响，主要取决于土壤的透水性能及土壤的前期含水量。

②降水特性。降水特性包括降水强度、历时、降水时程分配及降水空间分布等。

③流域植被、地形条件。植被覆盖地区，增加了下渗时间，增大了下渗量。坡面

越大，流速越快，下渗量就小。

④人类活动。人类活动对下渗的影响既有增大的一面，也有抑制的一面。坡地该梯田，种树等增大了下渗量；过度砍伐减少了下渗量。

12、影响年径流量Ｃｖ值大小的因素主要有哪些？

答：①年径流量：年径流量大意味着降水丰富，蒸发量年际变化又小，所以Cv 值小；降水少的Cv值小。

②补给来源：补给来源稳定，则年际变化小。

③流域面积：流域面积小的河流，Cv值大于流域面积大的河流。

13、影响径流形成的因素有哪些？

答：①气候因素。气候因素包括降水、蒸发、气温、风、湿度等。降水和蒸发的总量、时空分布、变化特性直接导致径流组成的多样性、径流变化的复杂性。气温、风等通过影响蒸发降水间接影响径流。

②流域下垫面因素。流域下垫面的差异足以构成产流方式及产流条件上的差异。

③人类活动的影响，既广泛又深远，且日趋严重。通过改变下垫面直接或间接影响径流的过程、数量和质量的变化。

14、水环境容量的大小与哪些因素有关？

答：①水体特征包含了一系列参数，水清参数、水体自净参数等。这些参数决定着水体对污染物的扩散稀释能力和自净能力，从而决定水环境容量的大小。

②不同污染物对对水生生物和人体健康的影响程度不同，允许存在于水体中的污染物量也不同。因此，针对不同污染物有不同的水环境容量。

③水质目标的差异，决定了水环境容量的差异性。

15、超渗产流与蓄满产流模型各自的适用条件？

答：超渗产流决定于降雨强度，与降雨量大小关系不大，适用于干旱地区。

蓄满产流决定于降雨量的大小，与降雨强度关系不大，适用于湿润地区。四、综合计算题

１．江西省某水文站的集水面积３０００平方千米，流域多年平均降水量１５２０ｍｍ。观测年平均流量为７９立方米每秒。求Ｗ、Ｒ、Ｍ、径流系数。

Ｗ＝ＱＴ＝７９＊３６５＊２４＊３６００

Ｒ＝Ｗ／１０００Ｆ＝ＱＴ／１０００＊３０００

Ｍ＝１０００Ｑ／Ｆ＝１０００＊７９／３０００

径流系数＝Ｒ／Ｐ＝Ｒ／１５２０

水量平衡方程：Ｐ－Ｅ＝ＲＰ－Ｅ－Ｒ＝０

２．鄱阳湖某水系闭合流域，流域面积Ｆ＝２０００平方千米，其中集水面积Ｆ水＝２００平方千米，流域多年平均降水量Ｐ＝１９００ｍｍ，多年平均流量Ｑ＝６０立方米每秒，流域多年平均陆面蒸发量Ｅ＝９００ｍｍ，问多年平均水面蒸发量多少？

（１）、求出多年平均年径流深：

Ｒ＝Ｗ／１０００Ｆ＝９４６．１ｍｍ

（２）、求出流域多年平均蒸发量：

E=P-R=1900-946.1=953.9mm

（3）、计算多年平均水面蒸发量：

根据公式，流域多年平均蒸发量：E=(E陆/F)*F陆+(E水/F)*F水可求出。3.鄱阳湖某水系闭合流域，流域面积F=2000平方千米，水面面积F水=200平方千米，多年平均流量Q=60立方米每秒，流域多年平均陆面蒸发量E=900mm,多

年平均水面蒸发量1450mm,求流域多年平均降水量？

（1）求径流深R=W/1000F

（2）求流域多年平均蒸发量E=(E陆/F)*E陆+(E水/F)*F水（3）P=E+R