水文学教材pdf
水文学手册说明书
In Memory of Ven Te Chow（1919～1981）Scholar，Teacher，Author，Friend怀念学者、导师、作者和我的朋友周文德先生（1919～1981）水文学手册HANDBOOK OF HYDROLOGY 〔美〕David R．Maidment 主编张建云 李纪生 等译北 京内容简介本书是由国际著名水文学家David R ．Maidment 主编的一部重要水文学工具书。
全书总结了２０世纪６０～９０年代初、特别是８０～９０年代初世界各地区、各气候类型下的水文问题，包括相关的水文理论、方法、技术与大量模拟模型和计算公式等，为近年来世界最权威的水文工具书之一。
主要内容分为四大部分２９章。
第一部分为水文循环，包括：水文、气候、降水、蒸发、入渗和土壤水运动、地下水流、雪与浮冰、河川径流、洪水径流、流量演算；第二部分为水文输送，包括：水质、侵蚀和输沙、土地利用变化的水文效应、地表水污染物输送、非饱和带污染物输送、地下水污染物输送；第三部分为水文统计，包括：水文数据的统计处理、极值事件的频率分析、水文时间系列的分析和模拟、地质统计学；第四部分为水文技术，包括：地表水、地下水的计算机模型、水文计算的进展、遥感、水文数据自动采集与传输、水文预报、水利用的水文设计、城市排水和防洪水文设计、地下水防污水文设计等。
本书可供广大水文、水利、地理、环境、农林牧业等有关专业技术人员、中高等院校有关师生及研究人员使用和参考。
图书在版编目（CIP ）数据 水文学手册桙（美）梅德门特（David R ．Maidment ）主编；张建云、李纪生等译．—北京：科学出版社，２００２ 书名原文：Handbook of Hydrology ISBN ７ ０３ ０１０４４９ ８ Ⅰ 水… Ⅱ ①梅…②张…③李… Ⅲ 水文学手册 Ⅳ P ３３桘６２ 中国版本图书馆CIP 数据核字（２００２）第０３７８１９号责任编辑：吴三保桙责任校对：宋玲玲责任印制：刘秀平桙封面设计：韦万里科学出版社发行 各地新华书店经销２００２年１０月第 一 版 开本：B ５（７２０×１０００）２００２年１０月第一次印刷 印张：８１１桙４印数：１—２５００ 字数：１５７００００定价：126 00元（如有印装质量问题，我社负责调换枙杨中枛）出版北京东黄城根北街１６号邮政编码：１００７１７h t tp ：／／w w w ．sciencep ．co m印刷HANDBOOK OF HYDROLOGYDavid R．Maidment，Editor in Chief（Professor of Civil Engineering University of Texas at Austin）McGRAW HILL，INC．１９９２New York San Francisco Washington，D．C． Auckland Bogotá Caracas Lisbon London Madrid Mexico City Milan Montreal New Delhi San Juan Singapore Sydney Tokyo Toronto译者的话水文学探讨地球上各种水体的存在、循环和分布，研究水体的化学和物理性质，以及水对环境的影响等。
水文学第1、2章
流域的形状
流域的面积
平均高程
平均宽度 不对称系数等
平均坡度
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（2）自然地理特征
地理位置
后详叙
气象条件
（3）人类活动
地理位置；地形；植被； 土壤；湖泊率；地质构造。
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下垫面因素
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§2—2 河川径流及表示方法
一、河川径流的基本概念 1、径流——降落在地表上的雨水沿着一定 的路径流动的水流。
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34
（1）*纵比降计算式：
6—31式 （p186）
s
(z0 +
z1 ) l1 + ( z1 +
z 2 )l2 + L + ( z n 1 + l2
zn )ln 2 z0l
其中： L1 、 L2 …… Ln——为各相邻两断面之间的距离。 Z1 、Z2 …… Zn——为各断面高程。
森林水文学
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研究流域规划、水文计算、 水文预报
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（5）随着科技发展，又有：
随机水文学
模糊水文学等
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17
§1—3 水文学与给排水工程的关系
水文学是与给排水工程密切相关的一门学科。 主要研究从降水到径流入海这一段中地面径流的
规律、测量方法及在工程中的应用。
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不重合的流域。
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闭合流域
非闭合流域
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地面分水线与地 下分水线重合
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2、流域的基本特征： 主要指流域的几何特征、自然地理 特征及人类活动的影响。
水文学(黄锡荃)第一章 地球上水的性质和分布
1.3 地球上水的分布与水资源
1.3.1 地球上水的分布
地球上的总水量为大约13.86亿立方千米
44
视频资源：水的星球
思考：地球上为什么会有那么多水？
45
1.3 地球上水的分布与水资源
1.3.2 水资源涵义与特性
• 广义水资源
o 世界上一切水体，包括海洋、河流、湖泊、沼泽、 冰川、土壤水、地下水及大气中的水分
21
1.2 水的化学性质
1.2.2天然水的矿化过程 • • • • • • 溶滤作用 吸附性阳离子交替（交换）作用 氧化作用 还原作用 蒸发浓缩作用 混合作用
22
溶滤作用
• 溶滤
o 土壤和岩石中某些成分进入水中的过程。当地 动态 表水或地下水流经土壤或岩石时，在与其密切 接触过程中，不断地溶解其中常含有的易溶盐 类，从而提高了矿化度。 静态 o 溶解
4
1.1 水的物理性质
1.1.1水分子极性结构
o 较强的表面张力
水表面的水分子由于上层空间气相分子对它的吸引力小于 内部液相分子对它的吸引力，产生垂直指向液体内部的合 力，结果导致液体表面具有自动缩小的趋势，这种收缩力 称为表面张力。 如果液面是平面，表面张力就在这个平面上。 如果液面 是曲面，表面张力就在这个曲面的切面上。
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舒卡列夫分类当量比例计算
项目 mg/l ClSO4
2-
HCO3
-
Ca2+ 99.8
Mg2+ 32.1
Na+ 145.8
132.8 291.1
253.2
mmol/l
毫克当 量/升 毫克当 量%
3.75
3.75 26.9
3.03
6.06 43.4
水文学与水资源pdf
水文学与水资源
水文学是地球科学中的一个分支领域，研究地球表面水文循环的物理、化学和生物过程，包括水文气象、流域水文学、水力学、河流地貌学等学科，是研究水资源的基础。
水资源是指自然界中的水，包括地下水和地表水、湖泊、河流等水体，是人类社会生活和经济发展的基础资源之一。
水资源的开发与利用一直是人类社会的重要问题，而水文学则是水资源管理的重要工具之一。
水文学的研究可以帮助我们了解水的分布和变化规律，预测和预警灾害性天气，提升水资源开发利用的效率和安全性，还能对防洪、治理水污染等方面提供科学依据。
地球表面水文循环是指水在不同形态下（如气态、液态和固态）在地球表面不断循环的过程。
水文气象是研究大气水分的科学，主要包括降水、蒸发和潜在蒸散等方面。
通过对这些因素的研究，可以更好地预测未来的气候变化和干旱风险，以及优化灌溉等农业生产方式。
流域水文学则是研究一个特定地区内地下水和地表水的动态变化和水文循环过程，包括河流径流、蒸发和蓄水等方面。
对于开发和利用水资源，流域水文学对于研究流域的水文特征、水文模型、水文过程等有着重要的意义。
水利工程中的水力学是研究水在运动过程中的流动规律和基本特性的学问。
通过对水的流动状态进行分析、研究和模拟，可以为水力发电、水利工程设计和河流防治等方面提供重要的工程技术应用。
水文学与水资源的研究是人类社会发展的重要保障，同时也是保护环境和可持续发展的核心之一。
在未来的发展中，需要更多地关注水资源的有效管理和持续利用，同时提升水文学技术的应用和研究能力，以更好地为人类社会和自然环境的互动提供技术支持和科学依据。
水文学原理(水文水资源绪论及第一章)PPT课件
%
淡水亿 km3
%
96.54
0
0
地表水
0.242541
1.75
0.2417
69.0
地下水
0.23700
1.71
0.1083
30.916
土壤水
0.000165
0.001
0.000165
0.047
大气水
0.000129
0.0009
0.000129
0.037
生物水
0.0000112
0.00001
0.0000112
承压水
大气降水
水汽水平运动
地面 蒸发 根系吸收
蒸腾 内陆
海陆间
海上
滴落 地表径流
根系吸收 地下径流
蒸腾
滴落 根系吸收
水面蒸发 海洋
2.水文学的研究内容：
水文学作为地球物理科学的一个分 支，主要研究地球系统中水的存在、分 布、运动和循环变化规律，水的物理性 质、化学性质，以及水圈与大气圈、岩 石圈和生物圈的相互关系。
各省会城月市份 分月降雨量
400 350 300 250 200 150 100
50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月份
降雨量（mm）
北 京 天 津 石家庄 太 原 呼和浩特 哈尔滨 长 春 沈 阳
上 海 南 京 合 肥 杭 州 福 州 南 昌 武 汉 长 沙 南 宁
香 港 澳 门 台 北
年径流量（亿m3） 牋巴西 牋俄联邦 牋加拿大 牋美国 牋印度尼西亚
中国 牋印度 牋日本
各主要国家的年径流总量
60000 50000 40000 30000 20000 10000
第一章：绪论,水文学,黄廷林,西安建筑科技大学课件
永冻土底冰 湖泊淡水 土壤水
2.53%
0.03%
海洋水 湖泊咸水和地下咸水 淡水 冰川 地下淡水 其他淡水
大气水 沼泽水 河水 生物水
Natural Renewable Water Resource (km3)
10,000
2,000
4,000
6,000
8,000
0
Brazil Russia USA Canada Indonesia China Colombia Peru India Congo
环境与市政工程学院
92,810
85,221
84787
6,859
2,186
环境与市政工程学院
环境与市政工程学院
中 国 缺 水 地 区 分 布 情 况
Aridity
环境与市政工程学院
(2)水资源与水文循环的关系 地球表层可供人类利用的水称为水资源。包括水量、水质、 水能资源和水域。 水文循环供给陆地源源不断的降水、径流，某一区域多年平 均的年降水量或年径流量，即该地区的水资源量，因此水文 循环的变化将引起水资源的变化 。 各级水文部门根据水文、水质观测资料通过水文学分析计算 进行水资源评价（包括水环境质量）工作。
环境与市政工程学院
1.2 水文学的研究领域及发展
1.2.1 水文学的研究领域
(1) 水文学定义 研究水存在于地球上的大气层中和地球表面以及地壳内的
各种现象的发生和发展规律及其内在联系的学科。包括水体的
形成、循环和分布，水体的化学成分，生物、物理性质以及它 们对环境的效应等。 (2) 研究领域(分类) 水文学主要研究陆地表面的河流、湖泊、沼泽、冰川等， 以后逐渐扩展到地下水、土壤水、大气水和海洋水。
讲义《工程水文学》大学教材课件-由流量资料推求设计洪水(附例题)
可处在非常情况下运行，即允许保持较高水位，电站、船闸等正
常工作允许遭到破坏
第一节
概
述
二、水工建筑物的等级和防洪标准
表6.1
水利水电工程分等指标
防洪
治涝
灌溉
供水
发电
工程 工 程规 总库容 防护城镇及
等别
模
（108m³） 工矿企业的 保护农田 治涝面积 灌溉面积 供水对象 装机容量
（104亩） （104亩） （104亩） 重要性 （104kw）
Q～t 情况下，为了不使洪水漫溢坝顶造成毁坝
灾害，所需要的坝顶高程等工程规模数据。
如何设计调洪库容和泄洪建筑物？
——水工建筑物的设计洪水
第一节
概
述
2. 下游地区防洪问题，一般是水库下游河道
要求水库下泄流量不超过某一流量值。
如何设计防洪库容？
——防护对象的设计洪水
第一节
概
述
一、设计洪水
1. 设计洪水概念
空位，由大到小是不连序的
历史调查期
历史调查期
第二节
设计洪峰、洪量的计算
1. 特大洪水序列
历史特大洪水：通过洪水痕迹，查水位流量关系获得；实测特大洪
水：通过资料观测得到
特大洪水确定以后，要分析其在某一代表年限内的大小序位，以便
确定洪水的重现期
目前我国根据资料来源不同，将与确定特大洪水代表年限有关的年
➢
确定特大洪水重现期实例
[例]1992年长江重庆～宜昌河段洪水调查
同治九年（1870年）川江发生特大洪水，沿江调查
到石刻91处，推算得宜昌洪峰流量Qm＝110000m3/s。
如此洪水为1870年以来为最大，则N=1992-1870+1＝123（年）。
水文学(第一章)
环境等提供科学依据。
研究存在于地球上的大气层中和地球表面以及地 壳内水的各种现象的发生和发展规律及其内在联系的学 科。包括水体的形成、循环和分布，水体的化学成分，
生物、物理性质以及它们对环境的效应等。
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国际水文计划（IHP）、世界气候研究计划 （WCRP）、国际地圈生物圈计划（IGBP） 关注焦点：气候变化的水文响应问题，无 资料区的水文预报（PUB）问题，参数的不 确定性问题、尺度问题、水文信息获取技 术问题，生态-水文反馈问题等等。
水分子从水面、冰雪面或其它含水物质表面以水
汽形式逸出的现象。包括截留蒸发、地面蒸发、叶面
散发、水蒸发等。
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3) 渗流(Seepage flow)： 水从地表渗入地下及在地下流动的现象。包括 入渗（下渗）和渗透两种现象。 4) 径流(Runoff)：
陆地上的降水汇流到河流、湖库、沼泽、海洋、
含水层或沙漠的水流。包括地面径流和地下径流。
为什么要学习水文学？ 怎样学习和研究水文学？
42
什么是水文学？
Hydrology
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(3) 运动形式
包括四种：降水、蒸发、渗流、径流等。
1) 降水(Precipitation)： 大气中水汽凝结后以液态水或固态水降落到地 面的现象。如雨、雪、露、霜、雹、霰等。 2) 蒸发(Evaporation)：
世界气候研究计划（WCRP）
两个目标：一是气候的可预报程度，二是 人类活动对气候的影响。
三个研究方向：为期数周的长期天气预报、 全球大气年际变率以及为期数年的热带海 洋的年际变率、长期变化。
两大试验：热带海洋和全球大气试验和世 界海洋环流试验
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水文学教材pdf
《水文学》
一、水文学的基本概念
1. 水文学定义：水文学是研究地表水循环及其对环境的影响，以及地表水资源的利用的学科。
2. 水文学内容：水文学涉及水资源清淤及有关工程、河流流量及其影响、水库积水、地下水流、降雨量及其分布、水土保持、水文监测、水
质污染以及控制等内容。
3. 水文学的研究方法：水文学的研究基于地理和物理的原理，重点关注水的来源、形态变化及其分布，以及随水流变化的地质环境演变情况。
二、水文学在自然资源开发中的应用
1. 供水：水文学可以帮助我们分析水文地质条件，以选择合适的供水地，并确定供水的质量和量。
2. 灌溉：水文学可以帮助我们确定施水时间和量、施水方式和阶段性及节水性等，以便提高作物产量及其质量。
3. 水利工程：水文学可以帮助我们提供有效的水利工程建设方案，为社会发展服务。
三、水文学的历史渊源
1. 先秦时期：我国先秦时期就有关于天水流量的记载，如《诗经》
《易经》《淮南子》等，开创了中国水文学。
2. 两汉时期：孙思邈的《治水论序》是两汉时期水文学的重要著作，
从水体的整体性和流动性出发，理论上做出了比较科学的洪水治理构想。
3. 唐宋元明清时期：唐宋元明清时期出现了许多水利工程，也对水文
学观点形成了重大影响，如张普水《芦沟集》，陆九渊《灌河集》等，直接开创了水文学发展的新篇章。
4. 近现代：近现代，著名水文学家牛顿及其派别和麦克斯韦等准确描
述了水的循环过程，从数学上研究了其不稳定状态，为水文学发展奠
定了坚实的基础。
四、水文学的发展趋势
1. 将环境，技术和社会因素纳入水文学概念；
2. 更为重视水资源可持续利用；
3. 向空间和时间尺度上发展；
4. 加强可操作信息数量获取；
5. 加强生态学和水文学的结合；
6. 开发具备多尺度模型；
7. 水资源开发对社会经济的影响评价；
8. 水资源开发的多目标优化；
9. 水资源开发管理的智能化技术；
10. 水文学产品开发与服务。