工学水文循环与径流形成
工程水文学题库及题解答案部分
32.答土壤下渗各阶段的特点大体是： 第一阶段称渗润阶段：降雨初期，主要受分子力作用，干燥土壤吸附力极大，从而造成初期下渗率 很大，当土壤含水量达到最大分子持水量，土粒分子吸力消失，这一阶段结束； 第二阶段称渗漏阶段：下渗水分在毛管力和重力作用下，沿土壤空隙向下运动，并逐步填充土壤空 隙，直至土层的全部空隙为水充满而饱和，此时毛管力消失，下渗率很快减少，进入下一阶段； 第三阶段称渗透阶段：土壤饱和后，水分在重力作用下按达西渗流定律稳定向下流动，下渗率基本 为常量 fc，称稳定下渗阶段。 33.答：水面蒸发强度完全受控于当时当地的气象条件，如温度、风、湿度等；土壤蒸发强度除了受 气象因素影响外，还受土壤含水量的重要影响，如土壤含水量大于田间持水量时，土壤蒸发基本受控于 气象条件，蒸发按蒸发能力进行；土壤含水量减小到田间持水量以后，土壤蒸发基本上与土壤含水量、 土壤蒸发能力成正比。 34.答：这是由于一方面大流域的河网汇流时间较长，另一方面在涨洪汇集过程中河网和河岸蓄积了 很多的水量，退水时需从河网、河岸消退流出（称调蓄作用），这样也需要比较长的时间。 35.答：某闭合流域的年水量平衡方程式为：
工程水文学 第一章
水文气象学
按圈层分布
地表水文学
地下水文学
按地球表面分布 按理论基础与应用
海洋水文学 陆地水文学
水文学原理 应用水文学
水文学原理研究水文循环、水流 运动及与之相关的溶质输移转化 机制理论。
工程水文学 农业水文学 土壤水文学
森林水文学
城市水文学
二、水文现象
地球上的水只要受太阳辐射和地心引力两种作用而 不停地运动，其表现形式为：降水、蒸发、下渗、径
工程水文学
主要内容
u 第一章 绪论 u 第二章 水文循环与径流的形成 u 第三章 水文信息采集与处理 u 第四章 流域产汇流计算 u 第五章 水文预报 u 第六章 水文统计 u 第七章 设计年径流 u 第八章 由流量资料推求设计洪水 u 第九章由暴雨资料推求设计洪水 u 第十章 可能最大降水/可能最大洪水 u 第十一章 河流泥沙分析计算
第一章 绪论
第一节 水文学 第二节 工程水文学的研究方法 第三节 水文学的发展
第一节 水文学
水，以其善下而润万物，以其三态之变 而求创新，以其生态而绵延，以其汇聚而 纳团结。
故，上善若水！
第一节 水文学
水文学（hydrology）是地球物理学和自然物理学的
分支学科。研究地球上水的性质、分布、循环、运动变 化规律及其与地球环境，人类社会之间相互关，在重力作用下沿着一定方向
和路径流动的水流。
祁连山河川径流
第二节 工程水文学的研究方法
工程水文学的主要内容为水文测验、水文分析计算 和水文预报，其中水文预测与水文预报已成为一门独立 的学科，因此水文分析计算是工程水文学的主要内容。
一、工程水文学在工程建设与管理中的作用
与陆地上的水返回大气的唯一途径。
径流形成过程及其度量
散发过程与土壤的蒸发过程很相似，常常与土壤 的蒸发一起计算。
四、流域总蒸发
流域总蒸发（流域蒸散发）：流域内的水面蒸发、 土壤蒸发、植物散发的总称。 陆地上的年降水量有60～70％通过蒸发和散发返回 大气，因此总蒸发是水文循环的重要组成要素。 流域总蒸发是通过估算求得。
工程水文学
第二章 水文循环与径流形成
水文循环及水量平衡 河流与流域 降水 下渗 蒸散发 径流
第六节 径流
内容提要
➢ 径流形成过程 ➢ 径流的度量 ➢ 河川径流的动态变化
一、径流形成过程
径流：由降水形成的，沿着流域地面和地下向河 川、湖泊、水库、洼地等流动的水流。其中流出 流域出口断面的水流称为河川径流。
入渗能力曲线 fc
fF f0
0
2020/12/3
Ft ft
下渗能力随时程而递减， 初期很大，后期逐渐变小 ，最后趋于稳定。
fc t
三、下渗 自然条件下的下渗
f f0
C
fc 0
（1）i1≥fp，按下渗能力下渗
（3）fc＜i3＜fp，i1下渗能力下降到稳定下渗
率前，全部雨水渗入土壤
i3
A
D
B
i2
（2）i2<fC，按降雨强度下渗
三、下渗 物理过程
（2） 渗漏阶段 下渗的水主要在毛细管力和重力共同作用下，在土壤孔 隙中形成不稳定运动，并逐步充填空隙，直到孔隙充满 水之前均称为第二阶段。该阶段水呈非饱和运动，有时 将渗润阶段和渗漏阶段合称为渗漏阶段。 （3）渗透阶段 当土壤孔隙被水充满达到饱和时，水在重力作用下向 下运动，属饱和水流运动。这时，下渗率维持稳定， 称稳定下渗率。
水文循环与径流形成
水文循环与径流形成水循环的定义水循环是指大自然的水通过蒸发，植物蒸腾，水汽输送，降水，地表径流，下渗，地下径流等环节，在水圈，大气圈，岩石圈，生物圈中进行连续运动的过程。
地球上的水在太阳幅射及地心引力作用下不断运动变化,周而复始的形成一个循环,这个循环称为水循环.水循环的路径可分为大循环和小循环。
1.河流的形成和分段河流的形成降水（重力作用）--小溪—小河—汇合成大的江河—流入海洋或内陆湖泊河谷：河水流经的谷地。
河床：河谷底部有流水的部分。
水系：脉络相通的大小河流构成的系统。
河流的分段河源:河流最初具有水流的地方。
上游:流量小，水位涨落急剧。
中游:河床坡度较平缓，冲淤不明显下游:流量大，流速小，坡底缓，淤积明显河口:河流入海或者湖泊的河段。
河流的基本特征用河流断面，河流长度，河流比降描述河流长度：从源到河口的距离。
河流比降：单位长度河流的落差山区河流特性：河流断面狭窄，坡面呈直线或曲线。
河流比降大。
平原河流特性：河流断面平坦，呈抛物线型、不对称三角形等。
河床宽而浅，有一定的规律。
2.流域流域：河流的集水的区域。
分水岭：相邻流域的分界线。
流域的面积：流域的分水线和出口断面所包围的面积。
流域的特征几何特征流域面积和流域形状。
流域面积大小影响汇集的流量和径流的形成。
流域形状：1.狭长而呈羽形2.宽阔呈扇形。
自然地理特征流域的地理位置和地形。
地理位置与水文特征，气象特征有关系。
地形平均高度，平均宽度，平均坡度。
径流形成过程及其主要影响因素径流的形成：由降水开始到水流流经流域出口断面的全部物理过程物理过程：1.降水过程 2.流域蓄渗 3.坡面漫流4.河槽集流产流过程汇流过程流域蓄渗：植物截留，入渗和填圭的整个过程。
影响径流的主要因素1.气象气候因素。
降雨，蒸发。
影响产流过程2.下垫面因素。
地形，土壤和地质，植被和湖沼，流域形状和面积3.人类活动对径流因素。
农业措施，林牧业措施，水利措施。
流域蓄渗过程地面汇流流域产流过程径流形成过程坡地汇流过程壤中汇流地下水汇流流域汇流过程河网汇流过程在径流形成中通常将流域蓄渗过程，到形成地面汇流及早期的表层流过程，称为产流过程。
工程水文学第二章试题
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______ _,__________, ___________, __________。
工程水文学流域径流形成过程
等压面上位势高度分布图
（高空天气图）
第三节
降
水
一、与降水有关的气象因素
地面天气图
高 低 鞍 低压槽
高
高压脊
高压脊 低
鞍
低压槽 高
低
第三节
降
水
一、与降水有关的气象因素
3. 风：空气的水平运动 地转风: 由于在北半球地转偏向力A总是偏于风向的右侧，使气流开始与 气压梯度力G一致的方向，最终变成与G垂直，即与等压线平行，指向G 的右方，因G＝ - A，使空气作等速运动 地面风：在地面附近，空气的水平运动同时受G、A、R（地面阻力）三 者的作用，最终三者达到平衡，风速趋于稳定，风向偏于G的右方，但 与等压线成一夹角
第三节
2. 降水分类
Ø
降
水
对流雨
当地面局部受热，温度升高，下层空气膨胀和上层空气形成对流运 动。上升的空气形成动力冷却而致雨称为对流雨。对流雨多发生在夏季 酷热的午后，它的强度一般较大，降雨面积小，历时短。
第三节
Ø
降
水
地形雨
当暖湿气流遇到山岭障碍时，被迫沿迎风坡上升，由于动
力冷却成云致雨，称为地形雨。如地形抬高作用强烈，迎风 坡上的雨量就大，而背风坡的雨量则较小。
•
第三节
降
水
一、与降水有关的气象因素
5. 云：水汽凝结或凝华而成的水滴或冰晶
通常由云量、云状两个状态参量表示： 1．云量 表示云的多少，以云块占据天空的面积，即云遮盖天 空的成数。将天空分为十分，遮盖几份就是几。 2．云状 国际通用的方法是按照云的外貌特征、云高分为3族10 属： 高云族、中云族、 低云族（直展云族）
锋的分类
冷锋:锋面向暖气团移动的锋 暖锋:暖气团占主导地位，锋面向冷气团移动 准静止锋:冷暖气团势力相当 锢囚锋:两锋相遇后合并所成的锋
工程水文学知识点
第一章1.水循环是指地球上各样水体在太阳辐射和重力的作用下，经过蒸发、水汽输送、冷凝下降、下渗，形成径流的来去循环过程。
外因：太阳辐射、地球重力以及地形地貌等下垫面因素。
内因：水拥有固液气三态互相转变的物理性质2.在太阳辐射下，不断地蒸发变为水汽进入大气，并随气流输送到各地，在必定的条件下形成降水回到地球表面，此中一部分被植物截留和土壤积蓄，经过蒸发散返回大气，另一部分以地表径流和地下径流的形式汇入江河湖库，最后回归海洋。
在水循环过程中，太阳辐射强度、大气环流体制和海陆散布决定了水汽的运转规律。
3.水资源是水文循环使陆地必定地区内均匀每年产生的淡水量，是陆地上由大气降水补给的各样地表和地下淡水水体的动向水。
往常用多年均匀年降水量和多年均匀年径流量描绘/地球表面可供人类利用的水称为水资源。
4.我国水资源散布的趋向是由东南向西北递减，空间散布十分悬殊。
5.河流的水资源之因此络绎不绝是因为自然界存在着永不断止的水文循环过程。
使水拥有再生性6.工程水文学任务三个阶段：（1）规划设计阶段，主要任务：确立工程的规模，依据工程的特征和规划设计要求，展望和预估将来工程使用限期的水文形势，供给用于确立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行用于预估暂时性水工建筑物设计洪水，并为施工期的防洪安全供给短期洪水预告。
（3）运用管理阶段，主要任务：在于使建成的工程充发散挥效能。
经过水文预告，预告来水量大小和过程，以便进行合理调动，充发散挥工程效益；同时，还需不断进行水文复核修正本来预估的水文形势数据，改良调动方案或对工程推行扩建、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）水文信息采集和办理（2）降雨径流关系剖析揭露流域径流的形成规律，描绘流域产汇流计算方法和数学模型。
（3）水文剖析与计算揭露水文现象的成因规律与统计规律，研究水文因素与地理因素之间的联系实时空散布特点，预估将来（很长期间内）水文形势的方法和门路（4）水文预告：短期预告方法，估计水文变量在预示期内的大小和时辰变化。
《工程水文学》模拟试题之水文循环与径流形成一
第一篇工程水文学试题库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（五）填空题1. 地球上的水以_汽___态，_液___态，_固___态三种形式存在于自然界的_大气___ 、__陆地___ 和__海洋___ 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__微粒_____, 以及使空气湿度_达到或超过饱和____________状态。
3. 使暖湿空气达到饱和主要靠空气___强烈上升___________运动引起的绝热冷却冷却。
4. 按水文循环的规模和过程不同，水文循环可分为__大_____循环和__小______循环。
5. 自然界中,海陆之间的水文循环称__大循环_ 。
6. 自然界中,海洋或陆面局部的的水循环称__小循环___________。
7.水循环的外因是_太阳辐射和地球重力作用___ ，内因是_水具有固液汽三态转换的物理特性。
8. 水循环的重要环节有_蒸发_______，__降雨______，__下渗_____，___径流______。
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水文循环过程。
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、某一时段流入的水量减去流出的水量等于该时段区域蓄水量的变化。
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水循环过程中的水量平衡方程的基本因素为降水量、蒸发量和径
流量20以20/及11/7区域蓄水量的变化量。
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二 地球的水量平衡
3 全球水量平衡 全球=陆地+海洋 Δt：陆地：Pc R Ec Sc 海洋：Po R Eo So
全球：Pc Po Ec Eo Sc So
P E S
多年平均：S 0
内部对因合素理：开水发的利物用理水三资态源（、固抵、御液洪、旱气灾）害在等一都定有条重件要下的可意以义相。互转换。
2020/量平衡原理
定义：在水文循环过程中，对任一区域，任一时段输入水量与 输出水量的差额必等于其蓄水变化量。
它是水文学的基本原理，也是水文学最成熟的理论，主要用于定量 分析水文要素值。
地壳运动——形成线形槽状凹地
径流侵蚀作用——冲淤、改道等
大气降水——提供水源
3 河流分段
河源 上游 中游 下游 河口
河流的发源地，多为溪涧、泉、湖 紧泊接、河冰源川，、多沼处泽于等深山峡谷，坡陡 流三急江，源河：谷长下江切、剧黄烈河，、常澜有沧急江滩或 河床底坡瀑和布水流速度渐缓，河槽变宽，两岸 有位滩于地冲澜， 积沧河 平江床 原扎冲 ，曲淤 河不 槽明 宽黄显 阔河。 ，扎河陵床湖底坡、长江水各流拉流丹速东 河较流小的，终泥点沙，淤即积河严流重注，入浅海滩洋、、河湖湾泊多等的地方。水流流 速骤减，大白水量河泥黄沙果淤树积瀑，布形成三角洲。 有些河流高消7失7.8在m沙，宽漠1中01，.0m则无河口，如甘肃石羊河。
主要内容：自然界的水循环、大循环、小循环；地球上 的水量平衡。 学习要求：了解自然界的水文循环现象、原因与作用； 掌握海洋的、陆地的、全球水量平衡原理与方程。
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一 自然界的水文循环
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一 自然界的水文循环
1 水文循环定义 2 水文循环的原因 3 水文循环分类 4 水文循环的主要环节 5 水文循环作用
第二章 水文循环与径流形成
研究对象 1.自然界的水文循环 2.河流与流域 3.降雨、蒸发、下渗与径流
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第二章 水文循环与径流形成
研究内容
1. 自然界水文循环及水资源 2. 河流、流域特征及其对水文变化的影响 3. 降水成因、分类、观测 4. 蒸发观测与计算 5. 下渗观测与计算 6. 径流及其形成过程 7. 全球、流域水量平衡
主要内容： 河流及其特征、河流地貌定律；流域及其特征
学习要求： 了解河流、水系的基本概念； 掌握河流主要特征的计算方法； 掌握流域、闭合流域、非闭合流域的基本概念以
及流域特征对径流的影响。
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一 河流及其特征
1 基本概念：
河流：汇集一定区域内地表水与地下水的天然泄水通道，由流 动的水体与容纳水流的河槽两大要素构成。
凹岸
凸岸
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凸岸
凹岸
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一 河流及其特征
干流：将汇集的水流注入海洋、湖泊甚至沙漠等的河流。如长江、 黄河、珠江，以及塔里木河(入湖)、石羊河(消失于沙漠)等 。
支流：将汇集的水流注入一个更高一级河流的河流；
支流分级：
直接汇入干流的河流称为干流的一级支流，直接汇入一级 支流的河流称为干流的二级支流，依此类推。
河谷：河流流经的谷地。 河床或河槽：河谷底部有水流的部分。
枯水期水流所占据的河床称为主槽； 仅在汛期才被洪水淹没的河床部分称为河漫滩。
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洪水位
枯水位
河床
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滩地 主槽
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一 河流及其特征
左、右岸：面向下游，位于身体左侧的河岸为左岸，位于身体 右侧的河岸为右岸。
凹、凸岸：弯曲河段沿流向的平面水流形态呈凹形的岸称为凹 岸，相反称凸岸；
2 水量平衡方程
将水量平衡原理应用于某一区域，可列出如下水量平衡方程：
I Q S
式中：I为给定时段内输入研究区域的总水量；O为给定时段内输出 研究区域的总水量；△S为给定时段内研究区域蓄水量的变化量。
上式是水量平衡方程的最基本形式，对于不同的区域和研究问题 ，还应具体分析其输入输出量的组成，写出相应的水量平衡方程。
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第二章 水文循环与径流形成
研究目的
1.从自然界的水文循环理解水资源的再生性与有限性 2.了解流域对水文变化的作用及影响 3.掌握降水、蒸发、下渗的基本概念与变化规律 4.掌握径流形成的基本概念与定量描述方法 5. 熟练掌握水量平衡原理及方程。
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第一节 水文循环与水量平衡
陆地： Pc R Ec 海洋： P o R E o
全球： Pc Po Ec Eo 或 P E 1130mm
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三 人类活动对水循环、水平衡的影响
有利影响
修建水库 引水灌溉 跨流域调水
不利影响
大面积滥伐森林 排干湖、沼 过度抽取地下水
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第二节 河流与流域
外定不复部水的循和义断循因形环时文：蒸环素成，空循水过地发：文环、才分程球、汽地太地循是演使布上水，，面阳心环化得的地主各汽称并，辐引小大和人不球要种输为引并射力循循人类均上环水送水起促为、环环类 生 匀最节文体 、空 使水太，陆重生 产 性海：循中 凝气 地分阳海地洋要存 和 ，降的 结环流 表洋蒸辐小小都 生 提、水水 、，动 水发射循循有 活 供最、在 降或； 、大提环环着 中 了活蒸太 水水气地 地，， 供重 不 江跃发循阳 、陆海 心 下热的要 可 河、地洋辐 下环引 水陆量的 或 湖物下射 渗。地力 汇，作 缺 泊质渗大大和 、使 入促用 的 等循、气气地 径空 海海使和 水 地环径心 流洋 中 洋液影 资 表之流陆海引 的水 。态响源水一地洋力 永汽、。具资。作无以固正有源它用休降态是了和对下止水的由可地地通的形水于再下球过往式变水生水环回成文性资境到水 源，同时另也外造，成陆了地旱上涝的灾地害形，、给地水质资、源土的壤开、发植利被用等增条加件了对难水度文。循环 研究也水有文一循定环的的影目响的。在于认识其基本规律，揭示其内在联系，这
南溪河 黑河 泾河 渭河
黄河
岔巴沟
大理河
无定河
黄河
河系或水系：河流的干流及其全部支流构成的脉络相通的水流系统
。水系通常用干流命名，如长江水系、黄河水系；或以归宿
2020/11的/7 湖泊而定名，如洞庭湖水系，鄱阳湖水系等。
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一 河流及其特征
2 河流形成