水文学原理(第四章 降水)复习过程

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《水文学原理》考试复习大纲

《水文学原理》考试复习大纲

《水文学原理》考试复习大纲
一、适用专业
适用于水利类专业。

二、参考书目
《水文学原理》(闵孝芮,水利电力出版社)
《水文学原理》(一)(河海大学胡方荣成都科学技术大学侯宇光合编1988,水利电力出版社)
《水文学原理》(二)(河海大学于维忠1988,水利电力出版社)
三、基本内容及要求
(一)绪论:
1.水文学的主要分支
2.水文学原理研究的主要内容
(二)水文循环:
1.水文循环概念
2.水量平衡原理
(≡)河流与水系:
1.水系与流域的基本概念
2.河流、水系及流域的特征参数
(四)降水
1.降雨特征
2.面降雨量计算
(五)土壤水与下渗
1.土壤水分的分类
2.土壤水分常数
3.下渗过程及经验下渗公式(霍顿公式)
(六)蒸发
1.蒸发与蒸发能力
2.影响蒸发的因素
(七)洪水预报
1.洪水波类型及特征
2.槽蓄原理
3.常用的洪水演进计算
4.水文预报与水文统计
(八)流域产汇流
1.径流形成过程
2.蓄满产流与超渗产流
3.线性集中式流域汇流计算
4.分布式水文模型
(九)其他
考生应掌握水资源方面的基础概念和简单计算,关注当前热点,并对我国特别是长江流域的水资源特点有基本的了解。

河海大学《水文学原理》上部分复习

河海大学《水文学原理》上部分复习

第六章 下 渗
1. 基 本 概 念 2. 下渗的物理过程 3. 非饱和下渗理论 4. 饱和下渗理论 5. 天然条件下的下渗
第七章 蒸发与散发
基本概念 蒸散发的分类及控制条件 土壤蒸发规律 流域蒸散发规律
第八章 产流机制
31 包气带及其结构 2 包气带对降雨的再分配作用 3 产流的基本物理条件 4 基本产流模式
课程复习
第二章 水文循环
1. 水文循环现象 (内因、外因) 2. 水文循环的尺度 3. 水量平衡
第三章 流域和水系
1 基本概念 2 河流分级 3 三大定律
第四章 降 水
1
降水的定义
2
降雨的基本要素
3
降雨的分类
4
面平均降雨量的计算
第五章 土壤水
1 与土壤“三相”有关的物理量(相互转化关系) 2 土壤水的存在形态(作用力、类型、土壤水分常数) 3 土水势(重点) 4 土壤水运动的控制方程
第十二章 流域产流
1. 蓄水容量面积分配曲线 2. 蓄满产流总径流量计算 3. 径流成分的划分 4. 超渗产流的计算
循环图
添加文本
文本
文本
文本 文本
循环名称
文本
流程图
阶段 1
阶段 2
阶段 3
框图
文本 文本文本文本 Nhomakorabea文本
文本
文本
文本

文本
文本
文本
文本
文本
标题 A
标题 B
标题 C
标题 D
三维饼图
文本
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文本
文本 文本
市场分析图
标题
文本
文本
文本
文本

水文学原理(第四节)

水文学原理(第四节)

势能作为一种功,等于作用在物体上的力和物体在力 的方向上移动距离的乘积。
Fx
两点之间的势能差可看作力和距离增量的乘积
- F
x
两点之间的势梯度相当于作用力,负号表示作用力方 向指向势能减少的方向。
标准参照状态: 在大气压下,与土壤同温度、具 有固定高度的一个假想纯自由水面的储水池。 土水势分析的关键点: 1)标准参照面的确定 2)正方向的确定
毛细现象:当水与毛管接触时, 由于管壁对水分子的吸附力大于 水分子之间的内聚力,在毛管中 形成凹形的弯月面,使液体表面 变大;因表面张力和收缩的作用, 迫使液面又趋向水平,管内液体 随着上升,以减少面积。这样, 直到表面张力向上的拉引力与毛 管内升高的液柱重量达到平衡时, 管内的液体停止上升,该现象为 毛细现象。
重力势(ψg) 指在其他条件不变的情况下,将单位数量的土壤水分 从某一点移到参考面处对土壤水所做的功。
g mgZ
以单位重量的水为研究对象,则重力势可直接用高 度Z表示。
g Z
压力势(ψp) 饱和土壤中任一深度处的水滴,因受到来自其上的水 压力的作用而具有的势能。
土壤水体积
p Vp 压力差

z
K

z
K( )
4、饱和水流的基本微分方程
当含水率达到饱和时, K K
0
t
代入非饱和土壤水流基本微分方程,变为

x
x

y
y

z
z
K

0
因毛管势为0,总势等于重力势,K为渗透系数,故有
土壤水运动主要指土壤水中液态水的流动。 土壤物理特性在空间各个方向上都相同时称为均质土壤,

水 文 学 原 理(四降水)

水 文 学 原 理(四降水)
第四章
降 水(Precipitation)
Contents
降水要素及其时空变化表示方法
(Precipitation elements & Temporal and spatial variation)
H H U
降雨类型及其影响因素
(Types of rainfall and Affecting factors)
Δp(t ) i (t ) = Δt
p (t ) = ∑ i (t )Δt = ∑ Δp(t )
1
三、降雨时间变化的表示
H H U
3、时段降雨量柱状图(Rainfall histogram/Rainfall bar graph)
时段降雨量与相应时段之间的关系图称为时段降雨量柱状 图。
时间 13:40 14:40 15:40 16:40 17:40 18:40 19:40 1h时段雨量 (mm) 0 50.0 27.0 1.1 1.7 0.9 0
Example: 梅雨
对流作用 强度大,历时短,笼 罩面积不大 形成局部洪水
冷暖气团交绥
冷暖气团交绥 历时较长、强度变化 剧烈,平均强度较大 大范围洪涝灾害
范围大
形成内涝
三、影响降雨的因素(Affecting factors)
1. 地理位置的影响(Geographical locations)
H H U
120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0
降水量(mm)
累积降水量过程线
12 13 14 15 16 17 18 19 时间
三、降雨时间变化的表示
2、降雨强度过程线(Rainfall Intensity Process)

水文学原理2012复习ppt课件

水文学原理2012复习ppt课件

.
29
径流的年内变化:径流的年内分配情况如何
1、 径流年内分配不均匀系数
C 112112 (Ki1)2
Ki Qi Q
Qi 是某个月份的径流量
Q 是12个月的月平均径流量
C 值越大, 表明年内各月径流量相差悬殊, 径流年内分配越不均匀
2、月、旬、季的径流量占全年径流量的百分比
.
30
径流的年际变化
标准分数段 人 数 比 例 人 数 比 例 人 数 比 例 人 数 比 例 人 数 比 例 人 数 比 例
90~100 80~89 70~79 60~69 50~59 50以下
9 12.5% 4 4.6% 10 13.2% 7 15.6% 9 17.6% 9 26.5% 22 30.6% 18 20.7% 22 29.0% 7 15.6% 8 15.7% 14 41.2% 24 33.3% 28 32.1% 21 27.6% 14 31.1% 15 29.4% 3 8.8% 12 16.7% 25 28.7% 9 11.8% 6 13.3% 10 19.6% 5 14.7% 3 4.1% 7 8.0% 12 15.8% 6 13.3% 8 15.7% 2 5.9% 2 2.8% 5 5.7% 2 . 2.6% 5 11.1% 1 2.0% 1 5 2.9%
第七章 蒸发
第八章 产流机制
第九章 流域产流计算
第十章 河道洪水演算
第十一章 流域汇流
.
14
必须牢记的水循环过程示意图
蒸发 蒸散发
蒸散发
截留
降水
洼蓄 下渗
壤中流 地下水流
河道汇流
地表径流
深层地下水
.
t
流量历时曲线

水文学原理——精选推荐

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⽔⽂学原理第⼀章1. ⽔⽂循环现象:⽔在太阳能和⼤⽓运动的驱动下,不断地从⽔⾯、陆⾯和植物的茎叶⾯,通过蒸发或散发,以⽔汽的形式进⼊⼤⽓圈。

在适当的条件下,⼤⽓圈中的⽔汽可以凝结成⽔滴,⼩⽔滴合并成⼤⽔滴,当凝结的⽔滴⼤到能克服空⽓阻⼒时,就在地球引⼒的作⽤下,以降⽔的形式降落到地球表⾯。

我们把⽔的这种既⽆明确的“开端”,也⽆明确的“终了”的永⽆休⽌的循环运动过程称为⽔⽂循环。

2发⽣原因:内因:⽔在常温下能实现“三态”转化;外因:太阳辐射地⼼引⼒3影响⽔⽂循环的因素:⽓象因素:风向、温度、湿度等;⾃然地理条件:地形、地质、⼟壤、湿度等;⼈类活动:农业措施、⽔利措施等;地理位置4.科学意义:1.形成各种地貌,塑造地球表⾯;2众多物质循环中最重要的物质循环,地球上⽣命⽣⽣不息,能千秋万代延续下去;3.形成⼀切⽔⽂现象,调节⽓候;4提供巨⼤的⽔利资源,⽔资源和⽔能资源具有再⽣性。

第⼆章1.⽔量平衡原理:针对⼀定长度的时间段,针对某⼀空间尺度2全球⽔量平衡(陆地、海洋)3. 流域⽔量平衡4. ⽔⼟植被系统的⽔量平衡⽅程式第三章1. 流域⼭峰、⼭脊、鞍部的连接线称分⽔线流域: 地⾯分⽔线包围的区域地⾯分⽔线与地下分⽔线重合的流域称为闭合流域;地⾯分⽔线与地下分⽔线不重合的流域称为⾮闭合流域。

2.⽔系流域中⼤⼤⼩⼩河道交汇形成的树枝状或⽹状结构称为⽔系3.坡地: 流域中除⽔系以外的部分称为坡地4 Strahler分级(1)直接发源于河源的⼩河流为⼀级河流;(2)两条同级别的河流汇合⽽成的河流级别⽐原来⾼⼀级(ω*ω= ω+1 );(3)两条不同级别的河流汇合⽽成的河流的级别为两条河流中的较⾼(ω*n=n,n>ω);(4)整个河⽹中所有河流的级别的最⼤值取为整个河⽹的级别,也称流域级别。

5霍顿三⼤定律河数定律何长定律⽐降定律6.地形地貌与洪⽔关系第四章1降⾬(⽔)基本要素降⾬量(深):指⼀定时段内降落在某⼀点或某⼀⾯积上的总⾬量,⽤深度表⽰,以mm计。

水文学原理(4-5章)

水文学原理(4-5章)

a 2 t
)
z y y0erfc ( ) 2 Dt
z 2 Dt
y y0erfc( )
2

e

2
d
问题求解(续)
得到原问题的解为: ( z, t ) i
2( s i )

e

2
d
f p V | z 0 ( D ) z 0 ( D ) z 0 z z (D ( s i )
???zkzkzykyxkxt?????????????????????????zkzkzykyxkxt????????????????????????????????????????三非饱和水流的基本微分方程续zkzkzykyxkxt?????????????????????????????????????????d扩散系数?d?dkdddddd????????????????????????????z??????zzyyxxt?水平方向
二、土壤水分的存在形式
土粒分子从空气中吸附的水分。约几个分子厚度,为紧束缚 水,与水文现象关系不大。
薄膜水
吸湿水外面,土粒剩余分子力所吸持的水分。为受束缚水。
毛管水
a)
支持毛管水——地下水面以上受毛管力支持而存在于土壤孔 隙中的水分。
b)
毛管悬着水——受毛管力支持而悬吊于土壤孔隙中的水分。
第三节
重力水
p= e/(1+e)
第二节
1.
土壤含水量
重量含水量()
同一土样中水分重量占干土重量的百分比。
=(Ww / Ws)*100%
2.
体积含水量()
同一土样中水分体积占总体积的百分比。 = (Vw /V ) *100%

水文学原理考试复习重点

水文学原理考试复习重点

第十章洪水波的分类、运动特征及波速河段蓄槽原理和蓄槽方程四种简单入流及其出流过程洪水波及圣维南方程组洪水波特征河长演算细点:洪水波变形洪水波运动方程河段蓄泄方程特征河长及其求算四种单位入流及其出流过程线任意入流过程的矩形离散化河段汇流系数求算河段特征河长洪水演算洪水波特征:洪水波两类变形特点圣维南方程组(连续与运动方程)洪水波的四种分类(运动方程中要素的取舍)及其实际对应的河道及水流情形山区大比降河床河流洪水运动特性及波速深大水库入库洪水惯性波的运动特性河段洪水演算:蓄泄方程,河床调蓄洪水的原理三种基本的槽蓄关系曲线特征河长假设与特征河长河段特点四种单位入流的数学表达式瞬时单位线的概念与表达式、积分意义四种单位入流的出流过程之间的关系任意连续入流的矩形入流逼近第十一章流域汇流过程地面径流成因公式流域汇流系统分析流域汇流计算:汇流计算途径汇流时间地面径流成因公式(卷积公式)、汇流曲线流域汇流系统特性(线性时不变系统)经验单位线(时段单位线)及流域汇流计算纳什利用流域汇流瞬时单位线进行流域汇流计算的思掌握内容等流时线概念(等流时快概念)用图形直观推导地面径流成因公式流域汇流曲线的种类:线性时不变流域汇流系统的特性(线性系统表达式)经验单位线(或称为时段单位线)瞬时单位线利用经验单位线推流计算(公式及计算过程)利用瞬时单位线进行流域汇流计算的思路(或思想)两种流域汇流计算途径的差异影响流域汇流的因素第九章流域产流掌握内容蓄水容量与田间含水量如何理解蓄水容量曲线概念流域内可以蓄满产流的包气带总面积和土壤含水量的关系蓄满产流的内在意义及蓄水容量曲线的特点抛物线形与指数线性蓄水容量曲线第八章产流机制包气带水量平衡要素构成及平衡方程产流机制的发展历程霍顿产流机制的核心论点四种径流成分的产流机制九种产流类型的组合两种产流模式第一章水量平衡与水循环水循环概念水循环的动力水文现象大循环及两种小循环概念水量平衡原理和通用水量平衡方程第二章径流表示与径流情势径流定义及其类型径流表示方法:流量、径流量、径流深、径流模数、径流系数净雨的定义(形成)及其含义一次降雨形成的典型流量过程线的径流成分来源及概念河川径流情势概念反映径流年内分配特征的两个指标及其意义反映径流年际变化的两个指标及其意义第三、四章重点——降水要素及计算降水要素及时空分布特征面降水量计算方法降雨资料的分析与插补——双累计曲线降水截留概念及植物对降雨的截留过程特点。

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3)减少降水量
森林能抑制地面温度升高,削弱对流, 减少降水量;植物叶面对降水量截留可占总 降水量的10-20%,全部用于蒸发,间接减少 了降水量;森林对降水的影响研究受到典型 性、测试条件、测试精度等影响,有待于进 一步研究。
5 水体的影响 大面积水体表面光滑,阻力小,易产
生对流,减少降水量;水面易产生逆温 现象,上升气团稳定,不易形成降水。
一 降水的形式 ► 1 定义:降水是指液态或固态的水汽凝结 物从云中降落到地面的现象。 ► 2 形式:雨、雪、雹、露、霜、霰等
3 意义:
降水是水循环最活跃的因子;人类用水 的基本来源(可再生水资源);降水资料是 分析河流洪枯水情、流域旱情的基础;是水 资源开发利用和管理规划的依据。
4 降水的形成 蒸发蒸腾——水汽上升——气压降低、
6 人类活动影响 一般都是通过改变下垫面条件而间接影
响降水,其影响或减少降水,或增大降水。 植树造林、大规模砍伐森林、修建水库、
灌溉农田、围湖造田、疏干沼泽…… “雨岛效应”—即城市的增雨作用。其影
响的程度、增雨量的大小,与城市的规模、 工厂的多少、当地气候湿润的程度等有关。
第三节 降雨资料的分析与插补
时段
0
1
2
3
雨量(mm)
0
15
30
9
降雨强度(mm/h)
0
累计降雨量(mm)
0
Hale Waihona Puke 3) 等降水量线(等雨量线)
在一个区域某段时间内,降水量相等点的连 线所构成的等值线。
降水量等值线表示了给定时段内降水量随空 间的变化规律;
4) 降水特征综合曲线(如下图所示)
第二节 降水的类型及影响因素
一 降雨的类型
计算和绘制该次降雨的时段平均降雨强度和累计雨量 过程线。
根据水文年鉴资料,计算得某站的7月16日的一次降雨累计 过程如表所示,需要推求时段均为3h的时段降雨量。
时间 t(h)
0
累积 雨量Pi 0 (㎜)
6
12 14 16 20 24
12 66.3 139.2 220.2 265.2 274.8
例题:某地区降雨量的计算时段为3小时,经计算,相 邻3个时段面降雨量分别为15mm、30mm、9mm, 试绘制降雨过程线图和累计降雨量图。
1.降雨资料的合理性分析 1)利用本地区绘制的等雨量线图来审查个别站的降雨量资料是 否合理。 2)从降雨类型、性质、地形等方面分析雨量资料是否合理。 3)利用相邻站同时期的雨量、降雨强度及降雨历时作对比检 查。 4)利用双累积曲线分析技术,对测站记录的不一致性进行判 别和校正。
2.降雨资料的插补 1)算术平均法 2)比例法 3)等雨量线法 4)图解相关法
二 影响降水量的因素
1 地理位置的影响 1)纬度:纬度低气温高,空气湿度大,降水量大,地 球上2/3的降水分布在南北纬30度之间,以赤道附近为 最多,向两极逐渐递减。 2)海陆分布:沿海地区大气中水汽含量多,水循环交替强烈,
雨量丰富,向内陆逐渐减少。如在同一纬度上: 青岛 ----济南----西安 ----兰州 646 ---- 621 ---- 566 ---- 325 mm
体积膨胀、气温下降——凝结成云滴——碰 撞增大——降水。
5 降水形成的三个条件
形成降水,必须具备三个条件: 1)大量的暖湿空气源源不断地输入雨区; 2)地面空气强烈上升的机制; 3)冷却凝结; 即地面暖湿空气 -→ 抬升冷却 -→ 凝结为 大量的云滴 -→ 降落成雨。
二 降雨的基本要素及时空分布特征
(一) 器测法
(1)雨量器:如图,是最简单的测雨器,分 时段人工观测。
(2)称重式自记雨量计:连续测量记录降雨 量、降雨历时和降雨强度。
(3)虹吸式自记雨量计 承雨器将雨量导入浮
子室,浮子随注入的雨水 增加而上升,带动自记笔 在附有时钟的转筒上的记 录纸上连续记录随时间累 积增加的雨量。当累积雨 量达10mm时,自行进行虹 吸,使自记笔立即垂直下 落到记录纸上纵坐标的零 点,以后又开始记录。
1 降雨要素 1)降雨量:指一定时间段内降落在某一面积上的总 水量; 2)降雨历时:指一场降水自始至终所经历的时间; 3)降雨时间:指对应于某一降水而言的; 4)降雨强度:指单位时间内的降水量; 5)降雨面积:
2.降雨的分级
3.降雨的时空分布特征表示方法
1) 降水过程线: 表示降水随时间变 化过程的曲线;
2 大气环流的影响 大气环流决定着大气的流场和风速场,
从而直接影响全球水汽的分布变化,以及 水汽输送的途径和强度。
3 地形的影响
主要是通过气流的屏障与抬升作用 对降水的强度和时空分布产生影响。一 般情况下迎风坡降水量大,背风坡降水 量小。
地形对降水的影响程度决定于地面坡降、 气流特征以及地表高程的变化等因素。
第四节 降雨量的观测与计算
1 意义 1)了解和计算一个流域或地区总水资源量的基 础; 2)是进行水文分析计算,水资源评价的依据。
一 降雨的观测
为了掌握各地降水的变化,水文气象 部门设立了大量的雨量站、气象站、水文 站观测降水,每年汇总、整编、刊印或存 入水文数据库,供各部门应用。降水观测 有多种方法,简述于下:
第四章 降 水
教学要求:
1 降水的形成与分类(了解) 2 降水要素(掌握) 3 降水的分级(了解) 4 降水的时空分布特征表示方法(掌握) 5 降水观测与计算(了解) 6 流域平均降水量的计算(掌握,重点) 7 影响降水量的因素(了解) 8 我国降水量的时空分布特点(了解)
第一节 降水的类型及时空分布
2) 降水量累积曲线
X轴—时间(h, d, m) Y轴—自降水开始到各时刻 降水量累积值; 降水强度等于降水量累积 曲线的导数;
平均降水强度
i p t
瞬时降水强度
i dp dt
某站一次降雨实测的各时段雨量
时间 t(h)
0-8
雨量Pi (㎜)
8
8-12 12-14 14-16 16-20 20-24 36.2 48.6 54 30 6.8
不同地区的水汽含量不同,降水量随高 程的递增率差异很大。
4 森林的影响
森林对降水量的影响,有着不同的认识: 1)可增大降水量:法国学者对美国东部 大流域研究认为,森林覆盖率增10%,降 水量可增加3%左右。
2)影响不大:森林不会影响大尺度气候, 只能对微尺度的气候产生一定的影响,最多 增加降水量1-3%。
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