现代水文学与水资源学
水文与水资源学
名词解释1.水体：一定形态存在于自然界的水的聚集体。
2.水文学：研究地球表面水体的形成、演化、分布和运动规律，与自然环境和人类社会的关系以及相互作用的学科。
3.水文现象：自然界的水在其循环过程中存在和与运动的各种形态。
4.水循环：是指地球上各种形态的水，在太阳辐射地球引力等的作用下，通过水分蒸发、水汽输送、凝结降落、水分下渗、地表和地下径流五个环节，不断发生的周而复始的运动过程。
5.水分交换更替周期：是指水体在参与水分循环的过程中，全部水量被交换更新一次所需的时间，在数值上等于水体的静储量与年动态水量之比。
6.水量平衡：指任意区域在任意时间段内，其收入水量与支出水量的差额，必然等于蓄水量的变化量。
7.径流系数：降水量中转化为径流量的比例。
8.水面蒸发：充分供水条件下的蒸发现象。
9.有效蒸发量：在蒸发和凝结的水分子运动过程中，从水面跃出的水分子数量和返回水面的水分子数量之差为实际蒸发量E,即有效蒸发量。
10.土壤蒸发：指土壤孔隙中的水分离开土壤11.降水：指大气中水汽以液态水或固态水的形式从空中降落到地面的现象。
问答：1.水文学研究的意义和方向？答：意义（1）水是维持生命存活，保证生物体正常发育必需的物质之一，水分状况是区域动植物特征的重要形成因子，在土壤发育和区域景观特征形成中也有着重要作用。
（2）水是人类社会存在与发展不可或缺的自然资源，在人类生产与生活中有着非常重要的作用。
方向：（1）地理研究方向，探究水的时空分布和变化发展规律以及人地关系。
（2）物理学研究方向，运用数学和物理学的原理，建立和运用水文模型，探讨试问现象。
（3）工程研究方向，着重在全面了解水温过程的基础上，探讨与水利工程规划，设计，施工和运营管理关系的问题。
2.水文观察的主要特点？答：（1）成因上的自然性与人为性（2）时程上的周期性与随机性，（3）地域上的相似性和差异性，（4）运动的同在性和独立性。
3.现代水文学诞生的标志？答：17世纪，佩罗用获得的数据说明径流的降雨成因，首次将水循环的认识提高到定量描述的高度;马略特建立了基于流速和河流横断面面积的流量计算方法;哈雷提出了蒸发是河流径流的主要支持途径的观点。
【专业介绍】水文学及水资源专业介绍
【专业介绍】水文学及水资源专业介绍水文学及水资源专业介绍一、专业概述水文学及水资源学科是一级学科水利工程下的二级学科，是我校较早建立的硕士学位授权点，主要培养水文水资源、水利工程、节水灌溉、水土资源与水环境可持续开发、利用与保护及水利工程经济、生态水利、地质灾害、生态修复等领域的高级专业人才。
社会需求广泛，多年来毕业生就业、升学形势良好。
水文学及水资源专业介绍二、培养目标掌握马克思主义基本理论，热爱祖国，遵纪守法，具有良好的道德品质和较强的事业心，积极为社会主义现代化建设服务。
树立实事求是和勇于创新的科学精神，掌握坚实的水文学及水资源基础理论和系统的专门知识;掌握必要的实验技能和计算机技术;具备必要的社会实践经验，具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力;了解本学科的进展与动向，能解决本学科领域的科学问题并有新的见解。
水文学及水资源专业介绍三、课程设置公共基础课：思想品德修养、法律基础、马克思主义原理、中国近现代史纲要、毛泽东思想概论、邓小平理论与“三个代表”、形式与政策、大学英语、高等数学、普通物理及实验、普通化学及实验、体育、信息技术基础专业课：地貌与第四纪地质学、水文学原理、水力学、水力学实验、水文信息采集与处理、气象与气候学、地下水水文学、水文统计、水资源评价、水化学与环境水文学、水文水利计算、水资源系统分析、水文预报、水资源开发利用与管理选修课：地球科学概论、环境科学概论、计算机语言、综合地质学、数值分析工程力学、水利工程概论、地理信息系统、数学物理方法、水资源工程勘察、水利工程测量与制图、给排水工程、随机水文学、环境地质学、水利工程经济、生态水文学、流域水文模型、同位素水文学、水环境规划与管理工程、地质概论、环境工程物探、专业外语、水文学及水资源专题、农田水利学、中长期水文预报、水利法规、水文遥感、环境影响评价、工程岩土学水文学及水资源专业介绍四、就业方向水文学及水资源专业毕业生适宜在高等院校、科研机构、水利、水电、农林、能源交通、城市建设和环境保护等部门从事水文水资源领域教学、科研及工程规划、勘测设计和管理等工作。
《水文学与水资源》教学大纲
兰州大学地理学基地课程教学大纲《水文学与水资源》教学大纲（实习大纲附后）一、说明（一）课程性质地理科学系地理科学专业（地理学基地班）主干课、专业基础课。
（二）教学目的本课程着重阐述水文科学的基础知识和基本理论，使学生认识水是自然界中最活跃的因子之一，它不但与自然地理各要素有相互联系和相互制约的关系，而且广泛深入地球表层的岩石圈、大气圈和生物圈，积极参与地球上各种物理、化学及生物过程，对地理环境、生态系统产生重大影响。
水又是生命活动的物质基础，是人类赖以生存、发展的最宝贵的自然资源之一。
通过本课程的教学，使学生增强水资源开发利用和保护的一般知识。
通过该课程的学习可为从事地理学学习和研究工作的同学奠定良好的专业知识基础，有助于培养学生系统全面的思维方式和学习、研究方法。
同时，本课程重视水文科学新理论、新技术的探索和应用，并结合具体案例，培养学生从事科学研究和解决实际问题的能力。
（三）教学内容本课程注重反映现代水文科学和水资源学的最新成果，参考地理科学专业已有的教材和相关学科的水文学教材组织和安排教学内容。
主要内容由四部分组成。
第一部分概论，阐述水文科学的性质、研究内容和方法。
第二部分水文循环机理及过程，主要阐述水文循环基本过程、影响因素，各种过程的物理机制和分析计算方法，水量平衡原理以及水文循环的作用、效应等。
第三部分地球表层水的组成及其运动，分别阐述陆地表层水、海洋、地下水的组成、性质和运动变化规律，并阐明亚系统之间和亚系统内的子系统之间相互转化的关系。
第四部分水资源学，讨论水资源利用和水资源价值，重点阐述水资源的评价与规划和水环境保护问题，最后结合本地区的水资源开发利用的实际，探讨了3s技术在水文科学中的应用，以及水文科学的前沿领域。
同时，结合水文科学实践性强的特点，包括了课程实验和课间实习内容，加深对所学知识的理解和掌握。
（四）教学时数（宋体小四加粗）总计72学时，其中讲授54学时，实验、实习18学时。
现代水文水资源学科体系及研究前沿和热点问题
现代水文水资源学科体系及研究前沿和热点问题一、本文概述随着全球气候变化的加剧和人类社会对水资源需求的日益增长，现代水文水资源学科面临着前所未有的挑战与机遇。
本文旨在全面梳理现代水文水资源学科的体系框架，深入剖析其研究前沿和热点问题，以期为相关领域的研究者和实践者提供有价值的参考。
本文将首先回顾水文水资源学科的发展历程，阐述其基本概念和研究范畴，明确学科的定位与使命。
在此基础上，将重点分析现代水文水资源学科的研究前沿，包括气候变化对水文循环的影响、水资源评价与管理、水生态系统保护与恢复、水文极端事件与灾害风险评估等方面。
本文还将探讨当前水文水资源领域面临的热点问题，如水资源短缺与危机、水权与水市场、水资源利用效率与可持续性等。
通过对现代水文水资源学科体系及研究前沿和热点问题的系统梳理和深入剖析，本文旨在促进相关领域的学术交流与合作，推动水文水资源学科的创新与发展，为全球水资源的可持续利用和管理提供科学支撑。
二、现代水文水资源学科体系随着科学技术的快速发展和全球水资源问题的日益凸显，现代水文水资源学科体系已逐渐形成为一个综合性的、多学科的交叉领域。
它不仅涵盖了传统的水文学和水资源学内容，还融入了环境科学、生态学、地理学、气象学、社会学、经济学等多个学科的知识和方法。
现代水文水资源学科体系的核心在于对水循环过程的深入理解和模拟，包括降水、蒸发、入渗、径流等各个环节。
在此基础上，学科体系进一步扩展至水资源的评价、规划、管理、保护等方面，形成了水资源工程学、水资源管理学、水资源经济学、水资源生态学等分支学科。
同时，现代水文水资源学科体系还注重与其他相关学科的交叉融合。
例如，通过与环境科学的结合，研究水资源的污染与治理；通过与生态学的结合，探讨水资源开发与生态保护的平衡；通过与气象学的结合，分析气候变化对水资源的影响；通过与社会学和经济学的结合，评估水资源的社会经济价值及其合理配置。
在研究方法上，现代水文水资源学科体系强调定量分析与定性分析相结合，注重数据的采集与处理、模型的构建与验证，以及预测与决策支持系统的开发与应用。
水文与水资源工程专业的发展现状与思考
水文与水资源工程专业的发展现状与思考水文与水资源工程专业是一门涉及水文学、水资源学、水工程学等多学科交叉的综合性专业，其培养目标是培养具备扎实的水文水资源基础理论、系统的水文水资源工程技术和工程实践能力，能够在水文水资源勘测、规划设计、工程施工、管理和保护等领域从事科研、工程设计和实施、管理与监测、资料处理与信息评价等方面工作的高级技术及管理人才。
水文与水资源工程专业是我国的特色专业之一，因此在我国有很多高等院校设立了这个专业。
随着我国经济社会的快速发展，水资源问题越来越受到重视。
水文与水资源工程专业也因此保持着旺盛的发展态势。
现阶段，我国水文与水资源工程专业的发展面临着一些新情况、新挑战：水资源短缺、水污染严重、水环境恶化等问题日益突出，对水文与水资源工程专业提出了更高的要求。
需要专业人才在水文水资源科学、工程技术和管理等方面有更深入的研究和创新。
现代社会对水资源工程专业人才的需求更多地要求他们具备创新意识和创新能力。
这就要求学校在专业课程设置和教学管理上能够更多地注重培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。
水资源工程专业需要更多地与国际接轨，吸收国外先进的理论和技术。
学校需要与国外知名院校和机构进行合作，引入国外优秀的教学资源，帮助学生更好地了解国际水文水资源工程的发展动态。
水资源工程专业需要培养的不仅仅是技术人才，还需要培养具有国际视野和国际竞争力的人才。
学校需要加强对学生的国际化教育，提高他们的外语水平和国际交流能力。
针对这些新情况和新挑战，我认为水资源工程专业应该从以下几个方面进行思考和改进：专业课程设置方面，应该更加注重培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。
可以在课程设置中增加一些案例分析和实际工程项目的仿真操作，让学生在学习的同时能够更多地接触实际项目，锻炼自己的实际操作能力。
学校应该加强对学生的国际化教育，提高他们的外语水平和国际交流能力。
可以通过开设双语教学课程、组织学生参加国际交流项目、鼓励学生参加国际学术会议等方式，提高学生的外语水平和国际交流能力，为他们的国际化发展打下良好的基础。
水文学及水资源研究生专业课程
水文学及水资源研究生专业课程
水文学及水资源研究生专业课程是水文学和水资源领域中的一
门专业课程。
本课程主要涵盖了水文学和水资源的各个方面，包括水文学基础知识、水文地质学、水文统计学、水资源管理、水资源评价、水文模型等内容。
在此课程中，学生将学习如何对地球上的水资源进行科学研究和管理，以及如何应对日益增长的水资源压力。
本课程的核心目标是培养学生的科学研究能力和实践能力，使其能够在水文学和水资源领域中发挥重要作用。
该领域的研究需要广泛的专业知识和技能，因此本课程将提供全面的培训，以确保学生具备必要的能力和知识。
在水文学及水资源研究生专业课程中，学生将学习水文学基础知识，如水文地质学、水文统计学和水文模型。
这些知识将使他们能够对水资源进行科学研究和管理，并开发出有效的水资源方案。
此外，本课程还将介绍水资源管理和水资源评价的基本概念。
学生将学会如何评估水资源的可持续性，并提出相应的改进建议。
本课程还将涵盖现代水资源管理的最新趋势和技术。
学生将学习如何使用新技术和工具，如遥感和地理信息系统（GIS），来分析水资源数据和制定最佳管理方案。
此外，本课程还将介绍水资源法律和政策，使学生了解国际和国内水资源管理的法律和政策环境。
总之，水文学及水资源研究生专业课程是一门综合性的课程，旨在培养学生对水资源科学和管理的深入理解和掌握。
学生将学习如何进行水资源评价、如何开发水资源管理方案以及如何维护和保护水资
源。
这些技能将使他们成为水资源领域的专业人士，为国家的经济发展和社会进步做出重要贡献。
现代水文学与水资源学课后思考题
现代水文学与水资源学课后思考题PPT：第1章绪论08月30日2、如何看待我国治水文明与现代水科学之间的联系？答：我国古代社会以农业为经济基础，农业发展、商业与水运的繁杂都离不开水。
中华民族的发展史同时也是一部治水史。
中国古代水问题主要是洪水与干旱，古代治水围绕兴利和除害展开，经历了一个由“避”到“治”、由“堵”到“疏”、由“疏”到“导”的过程，同时也是一个由防水害到即防水害又兴水利、由被动治水到主动治水、由单一治水到全面治水的过程。
中国古代在长期的治水活动中形成了许多颇具特色的治水理念与朴素的辩证思想，包括古老的“天地人”三才系统观念、顺其自然理念和阴阳五行学说等，对现代水科学的发展奠定了基础，值得今人学习和思考。
现代水科学的发展离不开对古人治水理念和思想精髓的学习，以及与西方现代文明的有机结合。
现代水科学应该是顺其自然、因势利导的，同时又要辩证施治、进退有度，全面系统、长治久安，安全生态、完美结合，留有余地、适可而止。
在现代治水过程以及水科学的发展过程中，我们既要引进西方的先进技术与理念，更要传承古人“顺之水性”、“无为而治”等优秀的治水理念，要“迈步从头越”，学习古人治水的思想精髓。
3、如何理解现代水文学与水资源学区别与联系？答：水文学主要是研究地球上水的起源、存在、分布、循环运动规建，水资源学主要研究水资源的形成、演化、运动规建及水资源的合理开发利用的基础理论。
水文学与水资源受既有区别又有密切的联系。
水文学是水资源学的重要科学基础，水资源学是水文学服务于人类社会的重要应用。
水文学是水资源学的基础。
从水文学和水资源学的发展过程看：水文学具有悠久的发展历史，而水资源学是在水文学的基础上，为了研究和解决日益突出的水资源问题而逐步形成的一个知识体系。
因此，可近似的认为，水资源学是在水文学的基础上衍生出来的。
从研究内容上看：水文学是一门研究地球上各种水体的形成、运动规律以及相关问题的学科体系；水资源学主要研究水资源评价、配置、综合开发、利用、保护以及对水资源的规划与管理，按照水资源的定义，水资源是指可被人类利用的淡水资源，世界上大量的水中只有一小部分可以划归为水资源的范畴，水资源学对水资源的研究是建立在水文学对地球上各种水体的研究的基础之上的。
水文学及水资源081501
水文学及水资源（081501）
(Hydrology and Water Resources)
学科门类：工学（08）一级学科：水利工程（0815）
一、培养要求
培养面向现代化，品行端正，身心健康，具有强烈的事业心和良好的学术道
德，在水文学及水资源科学方面掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，
具备独立从事科学研究和专门技术工作的能力并做出创新性成果，适应我国社会
主义建设需要的德智体美全面发展的高层次学术型人才。
二、主要研究方向
1、水文物理规律模拟及水文预报(Watershed Hydrological Simulation and
Forecasting)
2、水文不确定性理论与应用(Theory of Hydrological Uncertainty and
Application)
3、水资源系统规划及可持续利用（Water Resources System and Sustainable
Utilization）
4、地下水系统理论与调控（Groundwater System Theory and Control
5、水信息理论与技术(Theory and techniques of hydroinformatics )
6 、生态水文与环境水文(Ecohydrology and Environmental hydrology)
三、学分要求
课程总学分为18个学分，其中学位课程为12个学分，非学位课程为6学分。
教学环节3学分。
四、课程设置
水文学及水资源学科博士研究生课程设置。
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1. 中国水问题 2. 水资源概念 3. 水资源评价 4. 水资源利用 5. 水资源配置 6. 水资源管理 7. 水科学前沿
水资源学的形成
水资源问题突出，水不仅仅是无限的自然资源，需要重新 认识自然界中的水及其价值。不仅是基础性资源，更是战 略性资源。水资源作为主体进行研究。 20世纪中期以后，水资源学开始逐渐被承认。一个重要 的标志是1972年IAHS 的协会宗旨中将水资源学和地球科 学一样作为学科的代表而并列。 独立学科标志是水资源评价工作理论与方法成熟，及水资 源模型的建立和应用。
北方河流断流情况加剧
干涸的河床
断流日数
250 200 150 100 50
0 1972
黄河断流（利津）
1982 年份
1992
土地荒漠化日益严重
草场退化
胡杨林衰败死亡
土地沙化面积扩 大
湖泊湿地面积萎缩，生态蜕化
•1977年水域面积9万亩，水深1.5-3.5米，库容9600多万立方 2001年5月建立沈阳市第一个省级卧龙湖自然保护区 2003年水域面积0，水深0，库容0
我国面临的水问题
洪涝灾害 干旱缺水 污染严重 水生态恶化
It caused a洪bou涝t US灾$ 2害.2 b频illio繁n dam（ag1e9s98长江流域大洪水）
旱灾频发
2002年7月18日统计：
全国作物受旱面积2.18亿亩
因旱未种2360万亩
有960万人、770万头大牲畜 饮水发生困难
水资源总量及其组成
（我国现行水资源评价导则SL/T238-1999 ）
水资源总量：一定区域的降水形成的地表和地下 产水量，即地表径流量与降水入渗补给地下水水 量之和。
基本表达式 W＝Rs＋RE＝R＋RE－Rg
式中：W为水资源总量；Rs为地表径流量;Up为降水入渗补给地下水 量；Rg为河川基流量。
1977年5月MSS
2003年2月MODIS
2004年4月湖底碱滩 （宋冬梅摄）
二、水资源的概念
水资源的概念
广义水资源：所有的水； 水循环中能够为生态环境和人类社会利用的淡水， 其补给来源主要为大气降水，赋存形式为地表水、 地下水和土壤水，可通过水循环逐年得到更新； 易于被工程开发利用的、可更新的地表水和地下水。
难于控制利用的洪水量 10686亿立方米，占40％
河流生态环境需水量 8510亿立方米，占32％
地表水可利用量7495 亿立方米，
5
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9 10 11 12
全国水资源量评估
(1956－1979年系列)
降水总量 : 61890亿m3(648mm) 地表径流量: 27115亿m3 (284mm) 土壤水通量: 41560亿m3 ✓ 其中:6780亿m3补给地下水， ✓ 34780亿m3消耗于土壤和植被的蒸散发。 地下水资源: 8288亿m3 (平原区 1874亿m3 )。 水资源总量 28124亿m3 。
山丘区水资源总量计算
山丘区按地下水总排泄量计算地下水资源量。 水资源总量计算式如下：
W＝R＋Q总排－Rg＝R＋Q其他排
式中：
Q总排包括：河川基流量、山前侧向流出量、山前泉水溢出 量、小型河谷平原潜水蒸发量和开采净消耗量。Q其他排为 除河川基流以外的各项排泄量之和。
水资源可利用量
地表水资源可利用量估算示意图
局部地区地下水大量超采
据不完全统计，全国目前已形成地下水超采区164个， 漏斗总面积达18万km2，其中严重超采区面积8.9万km2， 占超采区总面积的42.3%。多年平均超采地下水67.8 亿m3。
对生态环境关注不够，经济发展挤占生态用水， 使生态环境不断恶化。
上游水库
人工绿洲扩大
下游河道断流湖泊干涸
分区多年平均降水量及水资源量(1956-1979)（第一次评价结果）
分区
计算面积
降水量 降水深 降水量
径流总量 地下水量 水资源量
Km2
Mm
109m3
109m3
109m3
109m3
Ⅰ黑龙江
903418
496
447.6
116.6
43.1
135
Ⅱ辽河及其它河流 345027
551
190.1
48.7
19.4
源量
量
地表水资 源可利用
量
地表水资 源可利用 率（%）
三、水资源评价
起源
全球性国家级水资源评价工作开始于20世纪70 年代末。 1977年在阿根廷的马德普拉塔（Mar Del Plata) 召开的世界水会议号召各国要进行一次专门的国 家水平的水资源评价活动。 UNESCO&WMO组织了该工作的开展，推动了全球 水资源评价工作。 目前，我们通常谈到的国家级水资源评价数据 多数来源于该次进行的水资源评价。
57.7
Ⅲ海滦河
318161
560
178.1
28.8
26.5
42.1
Ⅳ黄河
794712
464
369.1
66.1
40.6
74.4
Ⅴ淮河及山东诸河 329211
860
283.0
74.1
39.3
96.1
Ⅵ长江
1808500
1071
1936.0
951.3
246
961
Ⅶ东南沿海诸河
239603
1758
421.6
因旱影响夏粮产量近100万公 斤 近600万户、5700万人出 现缺粮
土地干裂 河道干涸
水资源短缺，供需失衡
据1997年统计:
全国城市日缺水量为1600万m3
年缺水量近60亿m3
平均每年因缺水
影响工业产值
2000多亿元。
需水
供水
水污染严重
据统计，2001年全国工业、城市废污水排放总量626 亿吨，经过集中处理达标的只占23%，大都未经处理 或处理尚未达标就排入江河或用于农业灌溉。
255.7
61.3
259
Ⅷ珠江及华南诸河 580641
1544
896.7
468.5
112
471
Ⅸ西南诸河
851406
1089
934.6
585.3
154
585
Ⅹ内陆河
3374443
158
532.1
116.4
82.6
130
全国
9545322
648
6189
2711
829
2812
第二次水资源评价成果
水系
地表水资 水资源总
水资源学特点
社会性 实践性 整体性 多学科交叉 水资源可持续利用为核心
水资源学与水文学的关系
水文学是水资源学的基础 两者相互促进、相互依存，共同发展 水文学研究水文规律为主要目标 水资源学研究评价与合理开发利用与保护水资源为总目标 水文学与水资源学的联系通过人类干预的侧支水循环联系起来
一 、中国水问题