第四章城市水文及水资源34
城市生态环境学知识点总结
城市生态环境学第一章引论?城市生态环境学研究的对象是城市，是城市居民与其生存环境之间的相互关系——城市生态环境。
?生态学家定义：城市是一个复杂的生态系统，是以人为本，人口、活动、设施、物质、科技、文化高度集中，并不断高速运转的开放性有机综合体。
?城市的定义（联合国）：凡拥有10万人以上，居住、工商业、行政、文化娱乐等建筑物占50%以上的面积，具有发达的交通网络和车辆来往频繁的人类集聚区域。
?人口高度集中、物质高度集中、设施高度集中、活动高度集中、科技文化高度集中是城市区别于乡村的基本特征。
?人、物（生物、非生物）、空间（理化环境），是构成城市的三个基本因素，三位一体，以人为主体。
以人为主体是城市的根本性质。
?城市的主要机能：居住、工作、休息、交通。
?1970年4月22日为第一个“地球日”；9月16日国际保护臭氧层日；6月5 日世界环境日；7月11日世界人口日。
?环境总是相对于某个中心事物（或称主体）而言的，总是作为某个中心事物的相对面而存在的。
?环境对干扰具有的功能特性：整体性、有限性、隐显性、灾害放大性、持续反映性、不可逆性。
?生态：关于生物有机体与其周围外部世界之间相互关系的科学。
?生命有机体存在的周围空间，包括空气、阳光、水体、地质、地貌、动物、植物、微生物、土壤等，是客观存在的自然物或称自然条件。
?与生物体相互作用的资源环境或与生物体进行物质能量流动的因素，称为生态环境（有机体所处的环境或称生活环境）。
?城市生态环境学其学科性质具有交叉性、二重性和综合性。
?实现城市可持续发展，是城市生态环境研究的目的和任务。
?城市生态环境研究可以分为三个密切联系的方面：一是资源方面，二是环境方面，三是生态方面。
?环境问题是指地球环境对人类生存和发展产生不良影响的问题，是人类活动作用于地球环境所引起的环境质量变化以及这种变化反作用于人类，对人类的生存发展产生不良的影响的问题，或者说由自然力或人力引起的生态平衡破坏最后直接或间接影响人类生存和发展的问题。
水文学与水资源基础
水文学与水资源基础一、水文学部分1. 水循环- 概念：地球上的水在太阳辐射和重力作用下，通过蒸发、水汽输送、降水、下渗、径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。
- 主要环节：- 蒸发：包括水面蒸发、土壤蒸发和植物蒸腾。
水面蒸发受温度、风速、湿度等因素影响。
例如，温度越高，水分子运动越剧烈，蒸发越快；风速越大，水汽被带走的速度越快，也会加速蒸发。
- 水汽输送：水汽随着大气环流从一个地区输送到另一个地区。
例如，季风就会将海洋上的水汽大量输送到陆地。
- 降水：包括雨、雪、雹等形式。
降水的形成需要水汽饱和、有凝结核以及水汽能够冷却凝结等条件。
地形对降水影响很大，迎风坡降水多，背风坡降水少。
- 下渗：降水到达地面后渗入土壤的过程。
土壤的质地、结构、植被覆盖等都会影响下渗量。
例如，疏松、多孔的土壤下渗能力强，植被覆盖良好可以增加下渗。
- 径流：分为地表径流和地下径流。
地表径流是降水沿地表流动形成的水流，其大小与降水强度、地形坡度、土壤透水性等有关。
地下径流是水在地下土壤孔隙和岩石裂隙中流动形成的水流。
2. 河流水文特征- 流量：单位时间内通过河流某一断面的水量，其大小取决于河流的补给类型（如雨水补给、冰雪融水补给等）、流域面积等因素。
例如，以雨水补给为主的河流，流量随降水量的季节变化而变化；以冰雪融水补给为主的河流，流量在夏季气温高时较大。
- 流速：与河流的落差、河道宽窄等有关。
落差大、河道窄的河段流速快。
流速影响河流的侵蚀、搬运和沉积作用。
- 水位：河流中某一地点的水面高程。
水位受流量、河道形态等因素影响，洪水期水位高，枯水期水位低。
- 含沙量：单位体积河水中所含泥沙的质量。
其大小与流域内的植被覆盖、土壤性质、降水强度等有关。
植被覆盖率低、土壤疏松、降水强度大的地区，河流含沙量往往较高。
- 结冰期：是否有结冰期以及结冰期的长短取决于河流所在地区的气温。
最冷月均温低于0℃的河流一般有结冰期，而且纬度越高，结冰期越长。
课件4：3.3水资源
【典例 2】我国水资源总量大，但时空分布不均，据此完成
(1)～(2)题。
(1)我国水资源地区分布的特点是( )
A．西北多，东南少
B．内陆多，沿海少
C．东多西少，南多北少
D．西多东少，北多南少 (2)解决我国水资源地区分布不均，最有效的措施是( )
A．跨流域调水
B．植树造林
C．疏通河道
D．人工降雨
【名师点拨】本题考查我国水资源的分布特点和解决水资 源时空分布不均的措施。我国受季风气候影响，降水量自东南 沿海向西北内陆递减，水资源东多西少，南多北少。跨流域调 水是解决水资源空间分布不均的有效办法之一。
【答案】(1)C (2)A
二、节约用水，保护水资源 1．世界水日和中国水周：每年的 3 月 22 日为“世界水日”， 每年的 3 月 22 日至 28 日是“中国水周”。 2．节水措施 (1)农业节水：推广喷灌、滴灌技术，种植耐旱、耗水量少 的作物，减少农药、化肥的使用。 (2)工业节水：工业用水重复使用、循环使用，降低生产耗 水，提高利用效率，污水处理，达标排放。 (3)家庭节水：生活用水，一水多用，推广节水器具，少使 用洗涤剂和清洁剂。
源的宣传活动。
【答案】A
Байду номын сангаас
际变化大
候的影响 节变化
空间上
南丰北缺，东多西 少，水、土资源配 合不合理
主要受海陆位 置影响
跨流域调水
2.南水北调工程 南水北调工程就是把长江水系丰富的水资源，通过引水工程调 到我国缺水严重的华北、西北地区。分为东、中、西三条调水线路。
图 3－3－1 南水北调的输水路线示意图
(1)东线：从长江下游扬州附近抽引长江水，沿京杭运河苏 北段和沿途河湖北上，在山东西部穿过黄河，进入河北抵达天
【专业知识】水利知识之水文水资源
【专业知识】水利知识之水文水资源一、水文基础知识水文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。
水文学既是地球科学中一门独立的基础科学，并与气象学、地质学、地理学、生态学等有着密切的联系；又是一门应用科学，广泛地为水利、农业、林业、城市、交通等部门服务。
二、水文循环水文循环是指地球上的水分通过蒸发、水汽输送、降水、下渗、径流等过程不断转化、迁移的现象。
水文循环由一系列复杂的过程和路径组成，由海洋的、大陆的以及各种不同尺度的局部循环系统组成，它们互相联系，周而复始，形成庞大而复杂的动态系统。
水文要素是构成某一时间的水文情势的主要因素，是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、流速、流量、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。
水文循环过程中某区域在任一时段内，输入的水量等于输出的水量与蓄水变量之和，即水量平衡。
水汽输送为大气中的水分被气流从一个地区输送到另一地区，或从低空输送到高空的现象，是水文循环的一个环节，可分为水平输送和垂直输送，前者是水汽输送的主要形式，后者是成云致雨的重要条件。
三、水资源及其特性地球上各种形态的天然水，包括大气中的水汽和水滴，海洋、湖泊、水库、河流、土壤、含水层和生物体中的液态水，冰川、积雪和永久冻土中的固态水，岩石中的结晶水。
人类大量利用的是大气降水、河流、湖泊和水库水、土壤水和地下淡水。
地球上水的储量很大，但97.5%是海水，只有2.5%的是淡水。
而2.5%的淡水中可供人类利用的淡水资源在数量上是有限的，不足世界淡水储量的1%，即相当全球水储量的0.007%.从我国水资源特点来看，主要有人均占有水量低、区域分布不均匀、与耕地和人口的分布不相匹配、年际变化大等特点。
水文及水资源学知识整理
水文水资源专业技术知识整理专题1：名词解释1.1水文类（1）实测径流系列：（2）天然径流系列：（3）可能蒸发：可能蒸发量是指在一定的气温和环流条件下的蒸发能力，实际蒸发量是测量得到的具体数据。
（4）最大可能蒸发量：指在下垫面足够湿润条件下，水分保持充分供应的蒸发量。
它表示一个地方自然条件下潜在的蒸发能力。
（5）参考作物蒸发：（6）超渗产流：地面径流产生的原因是同期的降水量大于同期植物截留量、填洼量、雨期蒸发量及下渗量等的总和，多余出来的水量产生了地面径流。
（7）蓄满产流：又称超蓄产流。
因降水使土壤包气带和饱水带基本饱和而产生径流的方式，是降雨径流的产流方式之一。
在降雨量较充沛的湿润、半湿润地区，地下潜水位较高，土壤前期含水量大，由于一次降雨量大，历时长，降水满足植物截留、入渗、填洼损失后，损失不再随降雨延续而显著增加，土壤基本饱和，从而广泛产生地表径流。
（8）释水系数：水头(水位)下降(或上升)一个单位时，从底面积为一个单位高度等于含水层厚度的柱体中所放(或贮存)的水量。
（9）给水度：一般指饱和水的土或岩石在重力作用下，流出来的水体积与土或岩石总体积的比值，称为土或岩石的给水度，又称重力给水度。
它是表征土或岩石给水能力的重要参数。
（10）持水度：饱和岩石经重力排水后所保持水的体积与岩石体积之比。
（11）容水度：岩石空隙能够容纳水量的体积与岩石体积之比。
（12）潜热：物质发生相变（物态变化），在温度不发生变化时吸收或放出的热量。
（13）感热：亦称显热，物体在加热或冷却过程中，温度升高或降低而不改变其原有相态所需吸收或放出的热量。
（14）导水系数：渗透系数与含水层厚度的乘积。
（15）可能最大降雨：现代气候条件下，一定历时内的最大降水量。
（16）净雨：指降雨量中扣除植物截留、下渗、填洼与蒸发等各种损失后所剩下的那部分量。
也叫做有效降雨。
净雨量就等于地面径流，因此又叫做地面径流深度。
在湿润地区，蓄满产流情况下；净雨就包括地面径流和地下径流两部分。
新疆维吾尔自治区考研水利工程学复习资料水文与水资源重要概念总结
新疆维吾尔自治区考研水利工程学复习资料水文与水资源重要概念总结水利工程学是研究水资源的开发、利用和管理，以满足人类社会和经济发展的需要的学科。
而水文与水资源是水利工程学中的重要概念之一。
本文将对新疆维吾尔自治区考研水利工程学的水文与水资源相关概念进行总结。
一、水文的概念水文指的是研究地表水和地下水的分布、变化及其规律的科学。
在水利工程学中，水文是进行水资源管理、水文预报和水文计算的基础。
水文的主要内容包括以下几个方面：1.降水降水是指大气中水分凝结成颗粒并沉降到地面的现象。
降水是水文循环的重要过程之一，对水资源的形成和分布具有重要影响。
2.蒸发蒸发指的是水从地表或水体中转化为水蒸气的过程。
蒸发是水文循环中的重要环节，影响地表水和地下水的资源量。
3.径流径流是指在降水过程中，不能通过地面的水分流向地表水体或地下水体的过程。
径流是水文循环中的重要组成部分，对水资源的形成、分配和利用起着重要作用。
4.土壤水土壤水是指土壤中储存的水分，对植物生长和地下水的补给有着重要作用。
土壤水的含量和分布对水文过程和水资源的管理具有重要意义。
二、水资源的概念水资源是指可供人类社会利用的水的总量。
水资源的合理利用和管理对于维护社会经济的可持续发展和生态环境的平衡具有重要意义。
水资源的主要内容包括以下几个方面：1.水资源的分布水资源的分布不均匀，受到地理、气候和地质等因素的影响。
不同地区的水资源分布具有一定的差异，了解水资源分布对水利工程规划和水资源管理至关重要。
2.水资源的利用水资源的利用包括工业用水、农业用水、生活用水和生态用水等。
合理利用水资源是水利工程学的核心任务之一，也是保障社会经济可持续发展的重要保障。
3.水资源的管理水资源管理是指对水资源进行合理配置、科学利用和有效保护的一系列综合措施。
水资源管理包括水利工程建设、水资源调度和水环境保护等，旨在实现水资源的可持续利用。
4.水资源的保护水资源的保护是指对水环境进行保护，避免水污染和水资源的过度开发。
4-水资源规划与利用-第四章(兴利调节)
第四章兴利调节(综合利用水库)4.1 水库特性4.2 兴利调节分类4.3 设计保证率4.4 设计代表期4.5 兴利调节计算的原理和方法4.6 兴利调节计算的时历列表法4.7 兴利调节时历图解法4.8 多年调节计算的概率法本章思考题及课外延伸兴利调节：以水库的容积V 兴，控制和改变河川的时程分配，以满足（或适应）国民经济各用水部门的需要。
兴利调节的中心任务：研究天然来水——各部门用水——V 兴关系QtQ~tq~t+∆V-∆V蓄水期供水期§4.1 水库特性一。
水库面积特性和容积特性1.水库面积特性——指水库水位与水面面积的关系曲线020040060080010001200140010311032103310341035103610371038103910401041104210431044104510461047104810491050水位（米）面积（平方米）水库水位周口市沈丘县淮河槐店闸上, 2010周口市沈丘县淮河槐店闸上, 2010GPS定位水库面积遥感影象图上量测地形图上量测2.水库容积特性——指水库水位与容积的关系曲线是面积曲线的积分⎰=zz dzz F V 0)(02040608010012010311032103310341035103610371038103910401041104210431044104510461047104810491050水位（米）库容（亿立方米）（1）静库容曲线——设水库库面水平，水库水流流速u=0 时的z~V 关系曲线（2）动库容曲线——实际上，库面非水平，u 0,V = V 静+ V 附加——山谷水库，用于研究水库淹没，梯级衔接，水库移民V 静V 附加Z二。
水库的特征水位和特征库容特征水位——水库工程为完成不同任务在不同时期和各种水文情况下，需控制达到或允许消落的各种库水位。
特征库容——相应于水库特征水位以下或两特征水位之间的水库容积。
图6.2.1 特征水位与特征库容示意图1—死水位；2—防洪限制水位；3—正常蓄水位；4—防洪高水位； 5—设计洪水位；6—校核洪水位；7—坝顶高程；8—兴利库容； 9—死库容；10—防洪库容；11—调洪库容；12—重叠库容；13—总库容6 5 4 32 1131110 12897（1）死水位（Z 死）和死库容（V 死）在正常运用的情况下，允许水库消落的最低水位，称死水位。
ch4城市水文及水资源
径流高峰出现的滞后时间：
一、城市化对地面径流的影响
3、城市水文模型
路面、停车场模型 屋顶排水模型 《水利水电工程水利动能设计规范》中的防洪 标准
4、城市防洪标准
二、城市地面雨洪排水系统
（一）建排水系统的原因和目的
二、城市水资源问题
1、城市用水量激增，水资源短缺
2、城市水质污染严重 3、城市用水不合理
三、城市水资源系统
1、组成和结构 l 组成：供水系统，用水系统，处理系统， 容纳系统，水资源管理系统 l 供水水源：地表水源；地下水源；污水的 回用也是一种水资源。 l 管理控制系统。
三、城市水资源系统
2、防治
点源控制：城市污水处理系统：物理法，化学 法，生物法 面源： 采取综合防治措施
控制污染来源 及时清扫街道，贮运垃圾 植树种草 修建沉淀池、及时清除下水道中沉积的污染物
§4-3 城市水资源系统及管理
一、城市水环境的特点 1、淡水资源
的有限性 受降雨的影响 受过境径流 水量的制约
一、城市水环境的特点
四、城市水资源供求平衡预测和模型
3、城市供需水平衡预测和模型
l 城市需水量：城市生活用水、工业用水、城郊 农业用水、环境与绿化等用水； l 城市供水：蓄水工程、引水工程、提水工程、 跨流域调水工程、海水淡化、咸水利用工程等。 l 先预测需水，再在需水的情况下进行供水预测
四、城市水资源供求平衡预测和模型
国内外改造老城市的合流制体系时通常采用
二、城市地面雨洪排水系统
（三） 排水系统的类型
2．分流制：
将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或
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4-12
第四节 城市水资源系统及管理
一、水资源概述 （一）城市需水状况 人、工业、农业、其它 （二）水资源的特点 1、存在的特点 （1）循环不息 （2）可利用的淡水资源有限 （3）时空分布不均 2、利用上的特点 （1）利用广泛，不可替代 （2）既有利又有害 （3）需求增长快 （4）水的浪费严重 （5）水20污20/8染/20日益加剧
（二）主要污染源
（1）点源污染 固定，容易确定位置进行监视和控制
（2）面源污染 分散
（三）防治措施
1、污水处理－三级处理
2、综合防治
（1）控制污染来源－大气：污染物浓度 地面：清扫
（2）植树种草－覆盖、过滤
（3）控2020制/8/2入0 下水道系统的污染物－废污水的处理等
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
2020/8/20
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
4-4
第三节 城市化地区的雨洪径流
（二）城市化地区年径流总量的理论分析-对流域产生影响 城市化地区年径流总量比同一地区自然条件下的总量大 原因（1）城市化地区降雨量大
（2）地表径流系数大 （3）抽取的地下水或从流域引水 年径流量变化计算：AR=(0.15+0.75I)P-a(DS)m
DS=DS0-bI 其中：AR－年径流深 P－降雨量 I－不透水率
DS－平均洼蓄量 DS0－降雨初期洼蓄量 a，b，m—为参数 计算方法主要采用水文学方法
2020/8/20
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
4-5
第三节 城市化地区的雨洪径流
（三）城市雨洪径流计算法概述 1、城市雨洪径流计算的特点 城市排水系统的设计，需要了城市雨洪的汇流特
（2）屋顶排水模型
2020/8/20
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
4-8
第三节 城市化地区的雨洪径流
二、城市防洪标准 目前尚无统一的规定，因为不同的城市情况不同。设计
标准过高，耗费巨大工程费用，设计标准过低，遇洪 水灾害，会造成更大损失，所以主要是根据城市的重 要性来确定。如重要的城镇、工业中心、大城市应按 一百年一遇的洪水位来定标准，并以两百年一遇的特 大值校核，一般城镇可按20年到50年一遇的洪水频率 来考虑。目前我国普遍采用1978年颁布的《水利水电 工程水利动能设计规范》（试行）防洪标准。
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
4-3
第三节 城市化地区的雨洪径流
一、城市化地区雨洪径流的计算 （一）城市地面产流过程 产流：指降水后产生地表径流 雨水降至地面 填洼 地面漫流 汇入水道 地表径流
下渗 为影响产流的三个主要因素 蒸发 其中：满足填洼后的产流，称蓄灌产流 满足下渗后的产流，称超渗产流 下渗到土壤中的雨水在超过土壤持水能力时，在 土壤中继续向下运动，称壤中流（经土壤汇入河道） 天然流域中，壤中流缓慢，故产流慢 城市流域中，超渗流很快汇聚，产生径流，故产流快， 流量大，洪峰高，
径流高峰滞后时间：指降水达到高峰时的时间与径流高 峰出现的时间之间的时间差值。前者快后者慢，故称 滞后时间。用流域比值表示：rb=L/S L流域长度，S 流域坡度。
滞后时间(t)与此比值成正比。
城市化地区为了使排水通畅，排水系统距离短，坡度大， rb小。
4、城市水文模型（计算城市化地区径流流量）
（1）路面、停车场模型
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
4-10
第三节 城市化地区的雨洪径流
2020/8/20 合流制排水系统示意图
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
4-11
第三节 城市化地区的雨洪径流
四、城市径流水质污染及防治
（一）城市径流水质污染－来自末经处理的或处理不充分 废污水的排入（流经城市的河流）
2020/8/20
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
4-9
第三节 城市化地区的雨洪径流
三、城市地面雨洪排水系统 1、建设雨洪排水系统的目的和意义 城市化地区，地面雨洪径流量大、速快、洪值高、历时短
，极易造成灾害。通过建立雨洪排水系统的分洪、调蓄 和排水，从而缓解城市洪涝灾害，保证城市安全， 2、城市地面雨洪排水系统的组成 （1）地表径流子系统－地面以上部分 （2）传输子系统－地下管网 （3）受纳水体子系统－河、湖、海等 3、城市地面雨洪排水系统的类型 （1）合流制排水系统 （2）分2020流/8/2制0 排水系统
q为设计暴雨强度（L/s.hm2），
ψ为径流系数，
F为汇水面积。
设计暴雨强度：
q=167A1(1+ClgP)/(t+b)n 式中：t为降雨历时（min）
p为设计暴雨重现期（a）
A1，C，n，b为参数
2020/8/20
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
4-7
第三节 城市化地区的雨洪径流
3、径流高峰滞后时间计算
2020/8/20
第四节
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
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城市水资源系统及管理
人 均 占 有 水 资 源 量 （
立 方 米 ）
2020/8/20
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
4-15
第四节 城市水资源系统及管理
二、城市水资源 （一）城市水资源问题 缺水产生的各类问题 如经济、生活、稳定 1、城市水资源问题的主要表现 （1）城市用水量激增，水资源短缺 （2）城市水质污染严重 （3）城市用水不合理 2、城市水资源问题的实质 社会经济发展与资源环境的
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
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第四节 城市水资源系统及管理
（3）中国水资源现状 总量不少，居世界第6，但人均占有量少，居世
界第110位 分布不均：南多北少，易造成旱涝灾害 污染严重：水质下降 浪费严重 总之，我国水资源现状为：可利用水资源日益短
缺，北方城市普遍缺水，南方城市水质性缺水
城市生态环境学 2006.10.11-12
主讲教师：邹宽生
联系电话：3842567(h) 电子信箱：zks3980@
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
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第四章 城市水文及水资源
城市水系的基本特征 城市化的水文效应 城市化地区的雨洪径流 城市水资源系统及管理
2020/8/20
征 主要的计算对象是城市地表径流 计算范围是整个城市化流域、个别河段和河网式
排水管路网络
2、设计暴雨强度计算－影响城市径流峰值速度
依据：我国城镇建设给排水规范
据公式计算设计暴雨强度，再计算雨水设计流量
2020/8/20
江西财经大学教学课件《城市生态环境学》
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雨水设计流量：
Q=qψF
式中：Q为雨水设计流量（L/s)，