水文学原理
水文学原理
CM
A 小。 4
10
解：对A ψg= 10cm, ψp= 2cm, Φ=12cm
对B —B V= - 3×10-8 × （6-12）/10 =1.8 × 10-8m/s
B
三 非饱和土壤水运动的基本方程 l 非饱和水流的运动方程
V =−K(θ)dΦ ds
0
19
20
29
36
(H2O)2 41
58
59
50
51
(H2O)3 59
23
21
21
13
HH O
-+ -
+
O H O H H 液态水的闪动簇团模型
H HH
O
O H
H O
O
HO
H
H
OHO
H
HO
H H
H
H
H OH
H
O
H
H HO
H O
HH O
HH O H
H
HH O
OH
O
H
O H
HH
O
O H
H H OH
OH
海水密度的表示方法
水
水
量
量
湿润带
l 饱和带 l 水分传递带 l 湿润带 l 湿润锋
湿润锋
第二节 非饱和下渗理论
忽略重力作用的下渗 （一） 设D（θ）= D = 常数
f = (θ 0 − θ i )
D πt
（二） 设D为含水量θ的函数
f = 1 St 2 2
第三节 饱和下渗理论
一 基本假定 1. 水分分布带是完全饱和的。 2. 下渗锋面与下层土壤含水量具有明显
降水主要是降雨和降雪，其它形式 的降水还有露、霜、雹等。
水文学原理
名词解释：1 下渗容量分配曲线：以地面下渗容量fp为纵坐标，以小于等于该地面下渗容量所占的流域面积比重为横坐标，则所得的曲线称为流域下渗容量分配曲线。
2 流域蓄水容量曲线：以包气带达到田间持水量时的土壤含水量w’m为纵坐标，以小于等于该W’m所占的流域面积比重a为横坐标，则所得到的曲线称为流域蓄水容量曲线。
3 最大流域汇流时间：流域中最长路径的水质点流到出口断面的时间。
4平均流域汇流时间：5 等流时线：是在流域上勾绘的一组等值线，每条等值线上各点的水质点，将同时到达出流断面。
两条等流时线间的面积称为等流时面积6 等流时面积：是在流域上勾绘的一组等值线，每条等值线上各点的水质点，将同时到达出流断面。
两条等流时线间的面积称为等流时面积7 流域面积：在地形图上定出流域（地面）分水线，然后量出它所包围的面积。
8 最大吸湿量：9 田间持水量：毛管悬着水达到最大时的土壤含水率称为田间持水量。
10 下渗容量：当土壤表面水分供应充足时，此时的下渗率称为下渗能力，下渗能力也称下渗容量。
11 下渗曲线：是干燥土壤在充分供水条件下流域下渗能力过程线。
12 特征河长：就是使下断面由水位引起的∆Q正好与由附加比降引起的∆Q抵消时的河长。
13 流域瞬时单位线：14 流域单位线：在给定的流域下，单位时段内均匀分布的单位地面（直接）净雨量，在流域出口断面形成的地面（直接）径流过程线，称为单位线。
15 径流系数：任意时段内径流深度R与同时段内降水深度P之比。
公式α=R/P简答：1、下渗过程中土壤水分剖面的变化如何？2、超渗地面径流的产流面积变化有何特点？（1）随着降雨历时的增加，产流面积有时增大，有时减小（2）产流面积的大小与降雨强度和初始土壤含水量有关；（3）一次降雨过程中，全流域超渗产流与局部流域超渗产流可能是交替出现的。
3、蓄满产流的产流面积变化有何特点？当W0=0时：（1）随着降雨量的不断增加，产流面积不断增大。
（2）产流面积的变化与降雨强度无关。
芮孝芳.水文学原理 -回复
芮孝芳.水文学原理-回复【芮孝芳.水文学原理】水文学是研究水文现象及其变化规律的科学学科。
水文学的研究对象是水文要素及其相互关系，包括水文周期、水文承载能力、水文运动、水文平衡、水文变异等内容。
本文将深入探讨水文学的原理，并逐步回答相关问题。
第一步：水文学的概念和研究内容是什么？水文学是研究水文现象及其变化规律的学科，主要包括以下内容：1. 水文要素：包括降水、蒸发、径流、地下水以及土壤水等。
2. 水文运动：研究水在地表和地下运动的过程，分为表流和地下水流两大类。
3. 水文平衡：研究降水和蒸发之间的关系，以及在水循环过程中的水量变化。
4. 水文变异：研究水文要素在时间和空间上的变化规律，包括水文循环的季节变化、气候变化对水文过程的影响等。
第二步：水文循环是什么？有哪些类型和过程？水文循环是指地球上水分在不同水体之间循环流动的现象。
主要类型有大气水循环、陆地水循环和海洋水循环。
1. 大气水循环：水汽从海洋、湖泊、河流、植被等表面蒸发，形成云，然后通过降水（雨、雪等）返回地面。
这个过程中，水汽在大气中的水平和垂直运动非常重要。
2. 陆地水循环：陆地水循环分为地表径流和地下径流两个部分。
地表径流指降水在地表形成的流水，湖泊、河流等水体接收并流入海洋；地下径流则指水在地下层的流动。
3. 海洋水循环：海洋表面的水在太阳能的推动下蒸发，升华成为水汽，然后随着气流运动到达陆地和海洋上空，形成云，最终又在陆地上或海洋上释放出来，完成循环。
第三步：水文循环的重要性和影响因素有哪些？1. 水资源供给：水文循环是水资源供给的基础，对农业、工业、饮用水等方面都具有重要影响。
通过研究水文循环的变化规律可以更好地预测水资源状况和合理利用水资源。
2. 自然灾害：水文循环是自然灾害（如洪涝、干旱等）的重要原因。
对水文循环进行研究可以更好地预警和应对灾害的发生。
3. 气候变化：水文循环是气候系统的一个重要组成部分，水汽的蒸发和降水过程对气候变化具有重要影响。
水文学原理
第四节线性运 动波演算法
5
第五节线性扩 散波演算法
第六节线性特征河长 连续演算法
第七节马斯京根演算 法
思考题 习题
第二节冰雪水文
第一节湖泊水文
第三节湿地水文
1
第四节森林水 文
2
第五节城市水 文
3
第六节河口水 文
4
第七节河流泥 沙
5
思考题
作者介绍
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第四节土壤水分运动 方程
第五节土壤含 水量的测定
思考题
1
第一节下渗的 物理过程
2
第二节下渗理 论
3
第三节下渗曲 线经验公式
4
第四节天然条 件下的下渗
5
第五节下渗实 验与分析
思考题
习题
第二节水面蒸发
第一节基本概念
第三节土壤蒸发
第五节流域蒸散发
第四节植物散发
思考题
1
第一节径流形 成过程
2
第二节径流的 表示方法
读书笔记
读书笔记
⭐⭐⭐⭐本科上水文学原理这门课的时候，还是双语教学，用的教材是英文的，叫《Physical hydrology》 （好像是）。
目录分析
第二节水文学发展 概况
第一节水文学概念 及其分类
第三节水文现象的 基本特点与研究方
法
第四节本课程 的性质与主要
内容
思考题
第一节河流 第二节流域
精彩摘录
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水文学原理
读书笔记模板
01 思维导图
水文学原理
水文学原理
水文学原理是指研究地表水运动的科学，是一门关于水的科学。
它的研究内容涉及到水的物理、化学、生物学等多方面，是研究陆地水文过程的一门学科。
水文学的研究内容包括水的物理特性、水的地质特性、水的化学特性、水的生物学特性以及水的运动特性等，是研究地表水运动的科学。
水文学原理涉及到多个学科，如水文学、地理学、地质学、水文地质学、水质学、水利学等。
它的研究内容涉及到水的物理特性、水的地质特性、水的化学特性、水的生物学特性以及水的运动特性等，是研究地表水运动的科学。
水文学的研究可以帮助我们更好地了解水的特征和运动，以便对水的运动和利用进行合理规划。
水文学研究的结果可以帮助水利工程设计者和决策者更好地了解水的运动特征，以便制定有效的水利设施管理措施。
水文学研究的结果还可以用于水资源管理和开发，以及水资源管理和水污染控制等领域。
水文学对水资源的管理和利用有着重要的作用，它不仅是水资源管理的基础，而且也是水利工程的基础。
水文学的原理是关于水的科学，它的研究内容涉及到水的物理、化学、生物学等多方面，是研究陆地水文过程的一门学科。
它的研究
结果可以用于水资源管理、水利工程设计以及水资源管理和水污染控制等领域，为水资源的管理和利用提供了重要的参考。
《水文学原理》课件
水文学在水利工程中的应用
水利工程规划
水文学为水利工程提供基础数据 ，如流域的径流量、水位、流速 等，帮助规划者评估工程对流域
水文环境的影响。
洪水预测与管理
水文学通过分析历史洪水数据， 预测未来洪水趋势，为洪水预警
和防洪减灾提供科学依据。
水资源评价与开发
水文学研究流域的水资源量、分 布和变化规律，为水资源评价、 开发利用和保护提供重要依据。
意义
水循环是地球上水圈和大气圈相互作用的产物，是地球上水的重要运动和循环过 程，对地球表面的气候、生态系统和人类生活等方面都有重要影响。
水循环的环节与过程
环节
水循环包括蒸发、降水、径流等环节 。
过程
水从海洋蒸发后形成水汽，通过气流 输送到陆地，在陆地形成降水，再通 过地表径流和地下水等方式回到海洋 ，完成一个循环。
水文学观测的现代技术
遥感技术
利用卫星或飞机搭载的 遥感设备，对大面积水 体进行快速、准确的观
测。
自动监测技术
利用传感器、数据采集 器等设备，对水体各项
参数进行实时监测。
GIS技术
利用地理信息系统，对 水文学数据进行空间分
析和管理。
数学模型
利用数学模型模拟水文 学过程，预测水文学变
化趋势。
水文学观测数据的处理与分析
河流、湖泊、地下水等水体类型与特征
河流
地下水
河流是流动的水体，由雨水、融雪等 补给，具有水位、流量、流速等特征 ，是水循环的重要环节。
地下水是储存在地下的水体，主要由 降水、地表水渗透形成，具有水位、 水质、储量等特征，是重要的水资源 之一。
湖泊
湖泊是静止的水体，主要由河流、地 下水等补给，具有水深、水质、湖岸 线长度等特征，对周边生态环境有重 要影响。
(完整word)水文学原理
水文学原理•名词解释1、水文大循环和小循环：水文循环:地球上的水在太阳辐射和重力作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗及径流等环节，进行的周而复始的地理位置和物理形态的变换的运动过程。
水的三态转化特性是水文循环的内因，太阳辐射和重力作用是外因或动力。
1）水文大循环是发生于全球海洋与陆地之间的水分子交换过程。
由海洋上蒸发的水汽，被汽流带到大陆上空，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,其余部分都经地面和地下注入海洋。
2）水文小循环是指陆地上的水分经蒸发、凝结作用又降落到陆地上，或海洋面蒸发的水汽在空中凝结后，又以降水形式降落在海洋中。
前者可称为内陆小循环，后者称海洋小循环。
2、水量平衡：是指任意选择的区域（或水体），在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之差必等于该时段区域（或水体)内蓄水的变化量，即水在循环过程中,总体上水量是平衡的。
3、流域蒸发能力：是指充分供水条件下的流域日均总蒸发量。
4、田间持水量：土壤中所能保持的分子水和毛管悬着水的最大量5、凋萎系数：植物无法从土壤中吸收水而开始凋萎枯死时的土壤含水量6、水系: 在河流运动过程中，逐渐由小溪、小河集成大河，这样便构成脉胳相通的河流系统。
7、流域形状系数：是流域分水线的实际长度与流域同面积园的周长之比，R=A/L2R:形状系数, A：流域面积（km2）；L:流域长度(km)R值小，流域呈长形,流域水流变化缓和；反之，则水流变化剧烈.8、径流模数: 指流域出口断面流量与流域面积的比值。
M＝Q/F ，m3/s·km29、水质：水体质量的简称。
水分子H2O，化学成分复杂，水中有80多种化学元素.水中有8大离子：K+、Na+、Ca+、Mg+、Cl—、SO42—、HCO3—、CO32-10、最小值定律：植物生长取决于外界给它的所需养分中数量最少的一种.11、输沙率:单位时间内通过断面的泥沙含量.Q s=QP ,Q s－悬沙输沙率(kg/s）；Q－流量（m3/s）；P－断面平均含沙量（kg/m3）12、流域蓄水容量曲线:如果把全流域按蓄水容量大小划分成许多小块，然后把蓄水容量由小到大进行排列，并和其相应的面积（%)绘在一张图上，纵坐标是蓄水容量Wm’,横坐标是小于或等于蓄水容量Wm的各小块面积之和F0占全流域面积F的百分数（F0/F）、点绘的Wm’~F0/F关系曲线，称流域蓄水容量曲线。
水文学原理与应用
水文学原理与应用水文学是研究水文现象及其规律的一门科学。
它主要研究水文循环、水文过程、水文特性、水文数据的收集、分析和应用等方面的内容。
水文学与水力学、水资源学、环境水文学等学科紧密相关，是保障水资源合理利用和环境保护的重要基础。
一、水文学基本原理1、水文循环原理水文循环是指地球上水在不同形态之间不断转化的过程，包括蒸发、降水、地下水渗漏、径流、蒸散等。
水文循环对于水文学的研究至关重要。
2、水文过程原理水文学将水文过程分为几个不同的阶段，包括降雨、入渗、蓄水、径流、蒸发和蒸散等。
每个阶段的特征不同，需要采取不同的措施来管控。
3、水文特性原理水文特性是指水体在不同时间、空间和水量条件下表现出的性质和特点。
水文特性是不同水文参数（如水位、流量、速度等）的重要指标，反映了水体的变化趋势和状态。
二、水文学的应用领域1、水资源开发和利用水文学提供了水资源的定量分析和预测，能够为水资源的合理利用提供依据。
水文学在水库、水电站、灌区等方面具有广泛的应用。
2、水文灾害研究和预报水文学研究洪水、干旱、地质灾害等水文灾害，提供预报和预警服务，为灾害防治和抢险救援提供科学依据。
3、环境水文学研究水文学在环境保护领域具有重要的作用，能够协助制定环保标准和保护措施，提供水环境评估和监测数据，为环保科学评估提供依据。
三、水文学数据的收集和处理水文学需要大量准确的数据来支持研究，包括气象数据、水文数据、地形数据、水文观测数据等。
这些数据需要精确地测量和记录，再经过处理、分析和建模，才能揭示水文现象和规律。
四、水文模型在水文学中的应用水文模型是通过模拟水文过程、模拟流域水循环和水文特性，为水文学提供辅助决策和预测的工具。
研究人员可以依据实际情况，选择不同的水文模型来分析和预测水文数据和水文特性变化。
总之，水文学的研究和应用对于水资源的合理利用、水环境的保护以及灾害防治等方面都具有重要的作用。
未来将有更多的技术手段应用到水文学中，以支持水资源管理的科学化、系统化和精细化。
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Qn Qh Qe Q Qv Qe
Qe E w L
Bowen比：
R Qh Qe
Qe Qn Qv Q E w L w L(1 R)
E=f(S,ta)
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S:日照；ta:气温
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface) 20cm口径蒸发器
器测法
(Instrumental measurement)
器测法
(Instrumental measurement)
热量平衡法
理论途径
(Theoretical methods)
经验途径
(Empirical methods)
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(Energy balance method) 空气动力学法 (Aerodynamic method) 混合法 (Hybrid method) 水量平衡法 (Water balance method)
气象因素(Meteorological factors)
太阳辐射
(Solar radiation)
风速
(Wind velocity)
温度
(Temperature)
气压
(Air pressure)
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湿度
(Humidity)
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface)
Wanilyfor10hydro
20cm口径蒸发器
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface)
彭曼公式(Penman’s equation,1948)
E0 Qn Ea
水体吸收净 辐射热量引 起的蒸发 风速和饱和 差引起的蒸 发
Δ ：温度－饱和水汽压曲线中
气温ta处的斜率；
γ ：湿度计算常数，常取0.66；
Qn：以蒸发单位表示的净辐射； Ea：气温等于水温时的蒸发量。
1 影响水面蒸发的因素
(Factors influencing evaporation from open water surface)
水体因素(Water body related factors)
水质 (Water quality)
水面大小 (Water surface area)
水深 (Water depth)
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7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface) 混合法(Hybrid method)
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气象条件 (meteorological conditions)
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
1 影响水面蒸发的因素
(Factors influencing evaporation from open water surface)
E C ( e ws
u ea )(1 ) 10
华东水利学院(1966)经验公式 ：
E 0.22 1 0.31u 2 200 ( e0 e200 )
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7-3 土壤蒸发(Soil evaporation)
1 土壤蒸发过程(Soil evaporation process)
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7-1 蒸发现象及其控制条件
(Evaporation phenomenon and its governing conditions) 2 蒸发分类(Classification of evaporation) 按蒸发面(Evaporative surface)的类型分： 水面蒸发(Evaporation from open water surface) 流域蒸散发 土壤蒸发(Soil evaporation) 植物散发(Plant transpiration) 冰雪蒸发(Evaporation from ice-snow surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface) 空气动力学途径(Aerodynamic method)
q E f (u ) z
Dulton Law:
E f (u , d )
E f (t0 , t a , u ) f (u , d ) E f (t a , u )
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水面形状 (Shape of water body)
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface)
1 1 2 2 3 3 4 4 5 5
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7-1 蒸发现象及其控制条件
(Evaporation phenomenon and its governing conditions) 1 基本概念(Basic concepts) 蒸发(Evaporation)：水分子从物体表面向大气逸散的现象 称为蒸发 凝结(Condensation)：水汽分子从空气中返回水面的现象。 蒸发潜热(Latent heat of evaporation)：蒸发必须消耗能 量，单位水量蒸发到空气中所需的能量。 凝结潜热(Latent heat of condensation)：凝结要释放能 量，单位水量从空气中凝结返回水面释放的能量。
S 2 S1 I t O t P E
E P I t Ot ( S 2 S1 )
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7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface) 经验途径(Empirical methods) Mayer(1942)经验公式：
80cm口径套盆蒸发器 E601蒸发器 20m2和100m2的大型蒸发池
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蒸发器观测的数值不能直接作为大水体的水面蒸发值，必须 乘以一折算系数。折算系数与蒸发器类型、自然环境、季节 变化等因素有关。实际工作中，应根据当地实测资料分析。
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
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7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface) 水量平衡法(Water balance method)
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7-1 蒸发现象及其控制条件
(Evaporation phenomenon and its governing conditions) 1 基本概念(Basic concepts) 蒸发率(Evaporation rate) : 单位时间内通过单位蒸发面逸 散到大气中的水分子数与从大气返回到蒸发面的水分子数 之差值（当为正值时），称蒸发率。一般用mm/d or mm/a 表示。 •蒸发能力(Evaporation capacity or potential evaporation)：在充分供水条件下，单位时间通过单位蒸发 面逸散到大气中的水分子数与从空气中返回到蒸发面的水 分子数之差值（当为正值时）称为蒸发能力。
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E601蒸发皿
7-2 水面蒸发(Evaporation from open water surface)
2 水面蒸发的确定(Estimation of evaporation from open water surface) 热量平衡途径(Energy balance method)
(1)供水条件(water supply conditions) (2)能量条件(energy conditions) (3)动力条件(dynamic conditions)
水汽分子扩散(molecular diffusion) 对流作用(convection) 平流作用(空气紊动)(turbulent diffusion)
第七章 蒸发与散发
(Evaporation & Transpiration)
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Part 7 Evaporation & Transpiration
蒸发现象及其控制条件 蒸发现象及其控制条件 ((Evaporation Evaporation phenomenon phenomenon and and its its governing governing conditions conditions)) 水面蒸发 水面蒸发 (Evaporation (Evaporation from from open open water water surface) surface) 土壤蒸发 土壤蒸发 (Soil (Soil evaporation) evaporation) 植物散发 植物散发 (Transpiration) (Transpiration) 流域蒸散发 流域蒸散发 (Watershed (Watershed evapotranspiration) evapotranspiration)