水文学原理复习

水文学原理复习

1、简述水文学的研究任务。

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。

水文学是地球物理学和自然地理学的分支学科。研究存在于大气层中、地球表面和地壳内部各种形态水在水量和水质上的运动、变化、分布，以及与环境和人类活动之间相互的联系和作用。是关于地球上水的起源、存在、分布、循环、运动等变化规律，以及运用这些规律为人类服务的知识体系。

2、水文现象的基本特点。

时程变化上的周期性与随机性

地区上的相似性与特殊性

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，季风区域等，使水文现象在时程变化上形成一定的周期性。

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。

相似性：有些流域所处的地理位置(纬度或离海洋远近等)相似，气候与地理条件相似，因而所产生的水文现象在一定程度上有一定的相似性，即具有所谓地带性。

特殊性：不同流域虽所处的地理位置、气侯条件相似，但由于下垫面条件差异，而产生不同的水文变化规律。

3、水文现象的研究方法有那些。

成因分析法、数理统计法、地理综合法

成因分析法：按基本站网或室内外实验资料，从具体实际出发，研究水文现象的形成过程，揭示水文现象的本质及其相互关系，寻求其成因规律及各因素之间的内在联系，建立水文现象各要素与影响各要素变化的定性和定量关系，确定性的水文模型也属此类方法。

数理统计法：基于水文现象特征值的出现具有随机性，以概率理论为基础，根据长期的水文观测资料，运用数理统计方法，求得水文现象特征值的统计规律，或对主要水文现象与其影响因素之间进行相关分析，求出一定得经验关系以供应用，也是另一种统计规律。随机模型即属此类方法。

地理综合法：从气侯要素及其他景观要素的分布具有地区性得特点出发，求出各测站水文要素的分类地区特征值，建立地区经验公式，绘制各种特征值等值线图等，以分析水文现象的地区特征，揭示水文地区规律。

4、全球水资源总量是多少。

广义的水资源概念：地球上一切形式的水。地球上的总水量为13.86×108km3。

狭义的水资源概念：每年可更新和恢复的那部分动态淡水量。全球每年的水资源量约为4.7万立方公里。

5、中国水资源及其特征。

降水总量：多年平均降水总量6. 2万亿m³，地区分布不均匀；

河川径流量：降水量中约有56%通过地面蒸发返回大气，其余44%形成径流，全国河川径流量为2 .7万亿m³；

土壤水通量：土壤水通量4. 2万亿m³，其中16%通过重力作用补给地下含水层；

地下水资源量：全国地下水资源量为8288亿m³。

中国水资源特征：

（1）总量大，人均少

水资源总量为2.8万亿m3。其中地表水2.7万亿m3 ，地下水0.83万亿m3 （重复计算0.73万亿m3)，在全球排名第6。

人均水资源2200 m3 ，只占世界人均水资源量的1/4。

（2）地区分布不均，水土资源不匹配

东南向西北递减。多年平均降水量800mm、400mm和200mm等值线，为我国降水分布区的重要分界线。前为湿润区与半湿润区分界线，中为半湿润区与半干旱区的分界线，后为半干旱与干旱区的分界线。

水、土资源的区域分布条件不相匹配：

南方片——人多、地少、经济发达，为水资源丰富的地区；长江流域及其以南地区人口占了中国的53.6％，耕地面积占全国的34.7%，但是水资源却占了80.4％。

北方片——人多、地多、经济相对发达，为全国水资源最为缺乏的地区；北方(不包括内陆河)人口占44.3％，耕地面积占59.6%，水资源只有14.5％。

内陆河片——人少、地多、经济欠发达，生态环境脆弱，生态环境需水量大，水资源开发利用受到限制。

（3）年际年内变化大

降水量的年内分配：降水受东南季风和西南季风的影响，雨季随东南季风和西南季风的进退而变化。年内分配不均是造成我国水旱灾害频发的主要原因之一。长江以南地区，雨季一般为3～8月或4～9月，汛期连续最大四个月雨量约占全年雨量的50%～60%。华北和东北地区，雨季为6～9月，汛期连续最大四个月降水量可占全年降水量的70%～80%，为年内分配最为不均匀地区。

降水量的年际变化：中国降水量的年际变化大于世界同纬度的年际。国内各地区历年最大年降水深和历年最小降水深之比值：西北地区大于8，华北地区为4～6，东北地区为3～4，南方为2～3，西南地区小于2。降水量年际变化大，同样加剧水旱灾害频繁发生。

（4）生态环境用水问题突出

水土流失严重，河流高含沙量，水库淤积，河湖萎缩，内陆河流生态环境用水量大，加剧用水竞争。

6、什么是水危机。

水资源缺乏、水生态环境恶化和因缺水引发的冲突，是构成当代严重威胁人类生存和发展的水危机三大方面。

7、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,进行的周而复始的变换地理位置和物理形态的运动过程。又称“水分循环”、“水循环”。

8、大循环和小循环。

水分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。由于此水分交换广及及全球，故名大循环。

水分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。前者又可称为内陆小循环，后者称海洋小循环。

9、简述水文循环的影响因素有那些。

气象因素（如风向、风速、温度、湿度等）

自然地理条件（如地形、地质、土壤、植被等）

人类活动（包括水利措施和农业措施等）

地理位置

10、简述水文循环的作用和意义。

直接影响气侯的变化

形成江河、湖、沼等水体及各种地貌

造成巨大的水利资源

形成一切水文现象

11、水量平衡。

所谓水量平衡，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之间差额必等于该时段区域(或水体)内蓄水的变化量，即水在循环过程中，从总体上说平衡。

12、写出通用水量平衡方程式。

根据物质不灭定律，水量平衡原理的概念就是对于任一区域在给定的时段内，各种输入量等于输出量与区域内储水量变化之和。根据此原理可列出水量平衡方程：I=O+(W2—W1)=O ±ΔW

如果时段人流量以时段平均人流量(率)Q 表示；时段出流量以平均出流量(率)q 表示，则水量平衡方程式亦可写作：Q=q ±dW/dt

13、降水强度。

简称雨强，指单位时间内的降水量，以毫米／分或毫米／时计，在实际工作中常根据雨强进行分级，常用分级标准如下表所示。

14、计算区域面平均雨量常有哪些方法。

（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(n)后得出的算术平均值作为该区域的平均降水量。即：

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。

（2）垂直平分法。此法又称太森多边形法。方法原理是在图上将相邻雨量站用直线连结而成若干个三角形，而后对各连线作垂直平分线，连接这些垂线的交点，得若干个多边形，各个多边形内各有一个雨量站，即以该多边形面积(fi)作为该雨量站所控制的面积。则区域平

均降水量可按面积加权法求得： n

P P P P P n ++++= 3

21∑==++++++++=n i i i n n n P f F f f f f P f P f P f P f P 1

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