水文學(xué)原理復(fù)習(xí)苪孝芳

1、水文學(xué)原理復(fù)習(xí)（上）芮孝芳水文學(xué)原理第一章緒論第一節(jié)人類(lèi)面臨的主要水問(wèn)題一、水的自然屬性和社會(huì)屬性1、主要的自然屬性：水在地球系統(tǒng)中作周而復(fù)始的水文循環(huán)運(yùn) 動(dòng)；水是良好的溶劑，很多物質(zhì)都容易溶解于水 體；水具有勢(shì)能、動(dòng)能、壓力能和化學(xué)能等，具 有很好的驅(qū)動(dòng)力。2、主要的社會(huì)屬性：水是維持生命不可替代的物質(zhì)，是生命之 源，是地球的“血液”；水可能引起澇、旱災(zāi)害以及環(huán)境惡化，產(chǎn)生 與人類(lèi)生活和生產(chǎn)用水不協(xié)調(diào)；水雖是可再生資源，但有時(shí)空變化，因此水 資源有價(jià)值，價(jià)值規(guī)律適用；水資源問(wèn)題處理不好可能引發(fā)地區(qū)甚至是 國(guó)家之間的尖銳矛盾，成為社會(huì)不穩(wěn)定的一 個(gè)因素。第二節(jié)水文學(xué)發(fā)展的回顧一、水文學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)

2、史：萌芽階段、奠基階段、 應(yīng)用發(fā)展階段、現(xiàn)代發(fā)展階段、學(xué)科交叉研究階 段。萌芽時(shí)期（遠(yuǎn)古至約公元1400年）在尼羅河、幼發(fā)拉底河、恒河和黃河這些古老 文化發(fā)祥地的遺跡中，我們可以看到這一時(shí)期已 經(jīng)開(kāi)始了原始的水文觀測(cè)。最早的水位觀測(cè)是在 中國(guó)和埃及開(kāi)始的。奠基階段：19世紀(jì)，牛頓力學(xué)使古典科學(xué)得到 了極大的發(fā)展，基于牛頓力學(xué)，水科學(xué)領(lǐng)域有兩 大發(fā)展：1856年提出描述滲流運(yùn)動(dòng)的達(dá)西（Darcy）定律， 為研究土壤水、地下水動(dòng)力學(xué)和地下水資源的形 成變化奠定基礎(chǔ)；1871年提出描述明渠緩變不穩(wěn)流運(yùn)動(dòng)規(guī)律的圣 維南（St. Venant）方程組，為研究河道和坡面 洪水運(yùn)動(dòng)，以及流域匯流奠定了基礎(chǔ)。

3、應(yīng)用發(fā)展階段：20世紀(jì)初至50年代，由于生產(chǎn) 力的發(fā)展，人們期望能夠科學(xué)的了解和掌握河流 洪水與枯水的變化規(guī)律。現(xiàn)代發(fā)展階段：20世紀(jì)6070年代，電子計(jì)算 機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用所引發(fā)的信息革命，帶來(lái)科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)。學(xué)科交叉研究階段：近10多年來(lái)，全球氣候變 化及大氣、海洋、陸地相互作用的研究，弓1起了 水文學(xué)家的廣泛興趣，并認(rèn)為波及許多國(guó)家的水 危機(jī)和洪澇災(zāi)害，與全球氣候變化異常有關(guān)。 第三節(jié)水文學(xué)研究方法的基本特點(diǎn)多學(xué)科的交叉與滲透通過(guò)水文實(shí)驗(yàn)揭示水文規(guī)律三、四、應(yīng)用流域水文模型探索水文規(guī)律確定性與隨機(jī)性研究方法的結(jié)合 水文學(xué)常用研究方法1、考察法目的是了解一個(gè)地區(qū)的水體；方法是通過(guò)調(diào) 查和

4、考察,收集改地區(qū)的水文地理資料，這 些資料多半是關(guān)于水體的描述和水情的定 性特征。2、長(zhǎng)期觀測(cè)法目的是了解水體長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)發(fā)生的變化，方法 是水文站觀測(cè)，定量描述。3、成因分析法目的是闡明支配水文變化過(guò)程的規(guī)律，不僅 要作定性描述，還要作定量的分析，方法是對(duì)水文現(xiàn)象要素及影響因素進(jìn)行定性、定量l=j的分析，如降雨徑流，融雪徑流。4、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法目的是了解水文現(xiàn)象特征值的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，方 法是一概率論為工具進(jìn)行頻率計(jì)算，求水文 現(xiàn)象特征值的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。5、地理綜合法氣候要素、地理要素的分布具有地區(qū)性，據(jù)此特點(diǎn)，可建立地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式，繪制特征值 等值線圖，從而分析水文地區(qū)規(guī)律。第二章水文循環(huán)和水量平衡i=j第二

5、節(jié) 水文循環(huán)現(xiàn)象水文循環(huán)的定義：水圈中的各種水體，在太 陽(yáng)輻射和地心引力的作用下，通過(guò)不斷的蒸 發(fā)、水氣輸送、凝結(jié)、降落、下滲、地面和 地下徑流的往復(fù)循環(huán)過(guò)程，稱(chēng)為水文循環(huán)， 也稱(chēng)水循環(huán)。分類(lèi)：大循環(huán)（外循環(huán)）和小循環(huán)（內(nèi)循環(huán)）: 海-陸大循環(huán)；陸-陸小循環(huán)和海-海小循環(huán); 水文循環(huán)的四個(gè)環(huán)節(jié)：蒸發(fā)、水汽輸送、降 水、徑流水文循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力：內(nèi)因一一水在常溫狀態(tài)下的三相轉(zhuǎn)換，外因一一太陽(yáng)輻射和地球引 力的作用影響水分循環(huán)的因素各影響因素主要是通過(guò)蒸發(fā)，水汽輸送，降 水和徑流四個(gè)環(huán)節(jié)影響水分循環(huán)的。（一）氣象因素：l=J是影響水分循環(huán)的主導(dǎo)因素，起著主導(dǎo)作 用。因?yàn)樵谒盅h(huán)的四個(gè)環(huán)節(jié)中，有三個(gè)

6、環(huán)節(jié)蒸發(fā)，輸送，凝結(jié)降水取決于氣象過(guò)程， 亦地面輻射，大氣環(huán)流和熱量平衡。（二）下墊面因素：通過(guò)對(duì)水分循環(huán)的蒸發(fā)和徑流兩個(gè)環(huán)節(jié)而 影響水分循。主要有水面的大小、地下水位 的高低、植被、地表坡度、巖石透水性。下墊面因素對(duì)水分循環(huán)的影響比較復(fù)雜，在 人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)過(guò)程中，有時(shí)需要加快某環(huán)節(jié) 的速度，有時(shí)需要延緩某環(huán)節(jié)，按人類(lèi)的需 要去影響水分循環(huán)。（三）人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水分循環(huán)的影響人類(lèi)活動(dòng)是通過(guò)改變下墊面因素進(jìn)而影響蒸發(fā)，徑流，降水三個(gè)環(huán)節(jié)而影響水分循環(huán) 的。表現(xiàn)：調(diào)節(jié)徑流（使徑流均勻）、加大蒸發(fā)、增加降水。水文現(xiàn)象的基本特點(diǎn)在過(guò)程中的環(huán)境性和人為性 在過(guò)程內(nèi)的周期性和隨機(jī)性 在地區(qū)上的相似性和差異性

7、在運(yùn)動(dòng)時(shí)的同在性和獨(dú)立性 水文現(xiàn)象的永無(wú)止盡性水文循環(huán)的尺度 TOC o 1-5 h z （一）、（二）、（三）、（四）、（五）、 第三節(jié) 全球水文循環(huán)它是空間尺度最大的水文循環(huán)，也 是最完整的水文循環(huán)，涉及到大氣、海洋、陸地 之間的相互作用，與全球氣候變化的關(guān)系密切； 流域或區(qū)域水文循環(huán)：其就是流域降雨徑流形成 過(guò)程，空間尺度一般在廣10000km2之間，是流域 水文學(xué)或徑流形成學(xué)研究的核心；實(shí)際上并沒(méi)有 嚴(yán)格的尺度規(guī)定；這部分是目前研究最多的尺度 水-土-植系統(tǒng)水文循環(huán)是流域水循環(huán)的一部分， 是自然界最小的水文循環(huán)。其不僅是流域水文學(xué) 的基礎(chǔ)，更是生態(tài)水文學(xué)的重要研究基礎(chǔ)。 第四節(jié)地球上水

8、的儲(chǔ)量及水量平衡一、地球系統(tǒng)中水的儲(chǔ)量存在于地球圈層中的水可分為地面水、地下 水、大氣水和生物水等四個(gè)部分海洋水占全球水量的96.54%；地球上的淡水 僅占總量的2.53%l=J與人類(lèi)生存和發(fā)展關(guān)系最為密切的河流、湖 泊、沼澤儲(chǔ)存的水量只占到全部水量的 0.014%l=Jw大氣總水量占0.001%，這部分水量所占比例 很小，但是循環(huán)更新快，是地球上可更新淡 水資源的主要來(lái)源。二、地球系統(tǒng)中水的更新速度水體通過(guò)水循環(huán)得到更新，更新所需時(shí)間：三、水平衡原理水量平衡是水文循環(huán)遵循物質(zhì)不滅定律的具體 表現(xiàn)，水量平衡方程式實(shí)際就是水量收支平衡關(guān) 系式，具體表達(dá)式為：W -W =WI O Sl=Jw四、流

9、域水量平衡方程式l=Jw對(duì)于流域而言，水量平衡方程式可以表達(dá)為：P+R I=E+R O+R o+q+W通過(guò)上式可以得到閉合流域的水量平衡方程式:P =E+R +AW進(jìn)一步得到閉合流域多年水量平衡方程式: p=e0+R0 五、全球水量平衡方程式 I=Jw地球由陸地和海洋兩部分組成，其年水量平 衡方程式可以分別寫(xiě)為：Ec=Pc-R+AWcEs=Pc+R+AWsl=J對(duì)于多年平均值來(lái)講，蓄變量趨于零，將上 兩式相加得到:Eo=po1=1w此式即為全球多年平均水量平衡方程式。它表 明，對(duì)全球而言，多年平均降水量與多年平均蒸 散發(fā)量相等第三章流域和水系第一節(jié)基本概念一、分水線山峰山脊鞍部地下分水線地表分

10、水線二、流域 EJ地面分水線包圍的匯集降落在其中的雨水舊 至出口的區(qū)域稱(chēng)為流域。三、河流降落到地面的雨水，除下滲、蒸發(fā)損失外，在重 力的作用下沿一定的方向和路徑流動(dòng)，這種水 流稱(chēng)為地面徑流。地面徑流長(zhǎng)期侵蝕地面，沖成 溝壑，形成溪流，最后匯集成河流。河谷：河流流經(jīng)的谷地。河槽：谷地過(guò)水部分 沿水流方向河流可分為：河源、上游（V型）、 中游（U型）、下游和河口（特點(diǎn)）四、坡地流域中水系以外的陸域部分稱(chēng)為坡地。坡地的幾何形狀：傾斜面、收斂曲面、發(fā)散曲面五、流域基本單元一個(gè)流域按流域內(nèi)的自然分水線劃分成若干不 嵌套的子流域，再劃分成更小的不嵌套的子流 域最后劃分成不可在劃分的部分就是流域 基本單元，

11、它是組成流域的最小單位?；拘螤睿簳?shū)型、扇形、倒扇形、馬蹄形 第二節(jié)水系的拓?fù)鋵W(xué)特征水系的拓?fù)鋵W(xué)特征主要表現(xiàn)為：水系分叉、河流 分級(jí)、滿足河數(shù)定律一、水系分叉l=j大量的資料表明：自然界的水系一般屬于二分叉 樹(shù)的形狀。水系的組成：源、出口、節(jié)點(diǎn)、鏈。l=jw一般來(lái)講，源越多，水系的量級(jí)就越大，反之水 系的量級(jí)就越小。二、河流分級(jí)水系中直接流入海洋、湖泊的河流稱(chēng)為干流。流入干流的河流稱(chēng)為一級(jí)支流；匯入一級(jí)支流的 河流為二級(jí)支流。其余以此類(lèi)推。三、河數(shù)定律 w級(jí)河流的數(shù)目Nw隨著w的增加而減小，且 水系中最高級(jí)別的河流數(shù)目總是1。定義水系中w級(jí)河流數(shù)目N與高一級(jí)（w+1）w河流數(shù)目N的比值稱(chēng)為分叉

12、比，記作R。w+1b1945年霍頓發(fā)現(xiàn)，對(duì)于一個(gè)自然水系，其近 似于一個(gè)常數(shù)。第三節(jié)水系的幾何學(xué)特征11河流長(zhǎng)度河流長(zhǎng)度是指從起始斷面，沿河流 中心線至終了斷面的距離。河長(zhǎng)定律 河長(zhǎng)比Rl： w級(jí)河流的平均長(zhǎng)度 與比其低一級(jí)即（w-1）級(jí)河流的平均長(zhǎng)度的比值。對(duì)于自然水系而言，R幾乎不變，大量資料L分析表明，河長(zhǎng)比約為：1535鏈長(zhǎng)度鏈長(zhǎng)度可作為水系中基本的單元河長(zhǎng)。彎曲度 在河流上取兩點(diǎn)，其沿中心線的長(zhǎng) 度與該兩點(diǎn)之間的直線長(zhǎng)度的比值稱(chēng)為這 兩點(diǎn)之間河段的彎曲率。河流比降 河段上相鄰兩斷面河底的高程 差與該兩斷面之間中心線的長(zhǎng)度的比值稱(chēng) 為河底比降S比降定律比降比的公式：河流橫斷面形狀交匯角

13、 霍頓1945年研究發(fā)現(xiàn)，兩條河流 的交匯角與該兩條河流的比降有關(guān)，即：tan 0 cos 0 =1tan 02橫斷面 利奧波德（Leopold ）和馬多克（Madock）在1953年研究指出，通過(guò)河流橫斷 面的流量與斷面平均流速或水面寬或斷面平均 水深之間的關(guān)系一般為冪函數(shù)關(guān)系：第四節(jié)流域的形狀特征流域面積：分水線包圍區(qū)域的平面投影面積稱(chēng)為 流域面積，它是水系的集水面積。R =卬=a A w - 1面積定律面積比：1954年舒姆（Schumm）發(fā)現(xiàn)，對(duì)于一個(gè)流域，R幾乎不隨流域級(jí)w的變化而變化，大體上是一 A個(gè)常數(shù)（36）。即 這就是面積定律，也稱(chēng)作霍頓面積定律。流域長(zhǎng)度從流域出口斷面至分水

14、線的最大直線距離稱(chēng)為流域長(zhǎng)度流域?qū)挾扰c它正交方向的分水線之間的最大直11線距離稱(chēng)為流域?qū)挾刃螤钜蜃有螒B(tài)因子一一流域面積與流域長(zhǎng)度平 方的比值圓度一一流域面積與周長(zhǎng)為流域周長(zhǎng)的圓面積的比值伸長(zhǎng)比一一面積等于流域面積的圓的直徑與流域長(zhǎng)度的比值第五節(jié)流域的結(jié)構(gòu)特征一、河網(wǎng)密度和河道維持常數(shù)單位面積流域上的河流長(zhǎng)度稱(chēng)為河網(wǎng)密度，即:I=Jl=J河網(wǎng)密度首先由霍頓于1945年引入，它表達(dá)了 流域水系排水的有效性；梅爾頓發(fā)現(xiàn)，河網(wǎng)密度 與多年平均降水量和多年平均蒸發(fā)量的比值有 密切的關(guān)系，而與流域面積的大小無(wú)關(guān)。河網(wǎng)密度的倒數(shù)稱(chēng)為河道維持常數(shù)，又稱(chēng)水道給 養(yǎng)面積。二、河流頻度和鏈頻度單位流域面積上的河流數(shù)

15、目稱(chēng)為河流頻度， 即梅爾頓，河流頻度和河網(wǎng)密度密切相關(guān)：?jiǎn)挝幻娣e上的鏈數(shù)稱(chēng)為鏈頻度，即：三、面積-河長(zhǎng)曲線若自分水線開(kāi)始，沿河道量取河長(zhǎng)及相應(yīng)的匯水 面積，則兩者之間的關(guān)系稱(chēng)為面積-河長(zhǎng)曲線四、高程曲線流域在某一高程處的水平截面面積與該高程的 關(guān)系曲線稱(chēng)為高程曲線。五、流域坡度11流域上兩點(diǎn)之間的坡度是該兩點(diǎn)高差與它們之 間直線距離的比值。第四章降水第一節(jié)降水要素和時(shí)空表示方法一、降水及其基本要素降水包括雨、雪、雹、露、霜等從空中降落到地 表的液態(tài)水，其中主要是雨、雪，尤其降雨，因 此也常把降水混稱(chēng)為降雨。1=1w降水量等級(jí)表中，把降水分為：小雨10、中雨 25、大雨50、暴雨100、大暴雨2

16、00、特大暴雨降雨深降雨歷時(shí)降雨強(qiáng)度降雨面積暴雨中心二、降雨時(shí)間表示方法降雨強(qiáng)度過(guò)程線降雨量累計(jì)過(guò)程線時(shí)段降雨柱狀圖I=Jw三、降水空間表示方法等雨量線四、降雨特性綜合曲線降雨強(qiáng)度與歷時(shí)關(guān)系曲線降雨深與面積關(guān)系曲線降雨深與面積和歷時(shí)關(guān)系曲線第二節(jié)降雨的類(lèi)型及其影響因素一、降雨的形成條件l=J大量的暖濕空氣源源不斷地輸入雨區(qū)這里存在使地面空氣強(qiáng)烈上升的機(jī)制l=Jw地面暖濕空氣-抬升冷卻f凝結(jié)為 大量的云滴f降落成雨。二、降水的分類(lèi)l=Jw五、降水量觀測(cè)l=Jw1=1w方法：器測(cè)法（雨量器和自記雨量計(jì)）、雷達(dá)探 測(cè)、衛(wèi)星云圖l=Jw第三節(jié)區(qū)域（流域）平均降雨量主要方法及其適用條件算術(shù)平均法 當(dāng)流域

17、內(nèi)雨量站分布較均 勻，地形起伏變化不大時(shí)，可用算術(shù)平均法求得 流域上的平均降水量I三 I泰森（Thiessen）多邊形法 當(dāng)流域內(nèi)雨量l=Jw站分布不均勻時(shí)，假定流域各處的降水量由距離 最近的雨量站代表l=JI=jwl=Jw等雨量線法當(dāng)流域上雨量站分布較密 時(shí)，可用等雨量線圖來(lái)計(jì)算流域平均雨量。4、距離平方倒數(shù)法(客觀運(yùn)行法)l=jwl三三I例：某流域有五個(gè)雨量站：某日各站點(diǎn)的降雨量 (mm)觀測(cè)值分別為：28.0、32.0、30.0、42.0、 46.0，各雨量站的控制面積(kmO分別是：20、 25、30、3。、2試用算杰平均法和泰森多邊形 法計(jì)算流域平均降雨量?。阂?、卯也片制血枳分別,W

18、：用算術(shù)平均法和泰森多邊形法計(jì)算流域平均 降雨里解：算術(shù)平均法：l 掃十*+ 32 + 30 + 42 + 46) = 35.6 (g泰森多邊形法：F - V- 20 + 25 + 3() + 3() + 27 = 132 (km2)I - I r = _L(2o x 28 + 25第四節(jié)降雨資料的檢驗(yàn)；+ 27 x 46) = 36.1 (mm)利用雙累積曲線檢驗(yàn)降水資料的一致性。降 雨資料的代表性、一致性和可靠性l=Jw雙累計(jì)曲線是指被檢驗(yàn)雨量站的累積降雨 量與其周?chē)舾捎炅空酒骄档睦塾?jì)雨量 的相關(guān)曲線。第五章土壤水一、土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地的含義：指組成土壤顆粒的主要粒徑或粒徑范圍（定性&定

19、量）粒級(jí)（質(zhì)地粒組）：砂粒、粉粒、粘粒二、土壤結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)是指：土壤中固體顆粒的排列方式、 排列方向和團(tuán)聚狀態(tài)，有時(shí)也指土壤空隙的幾何 形狀與大小一、土壤水作用力分子力指土壤顆粒表面分子對(duì)水分子的吸引力，可達(dá)10000個(gè)大氣壓。土壤顆粒對(duì)水分子的作用不僅與孔隙度有關(guān)，更重要的是與土壤顆粒的大小有關(guān)。毛管力：由于浸潤(rùn)性液體表面張力作用引起 的水分在土壤毛細(xì)管中上升的力。重力：土壤水分受到的地心引力稱(chēng)為重力。二、土壤水類(lèi)型吸濕水：被分子力緊緊吸附在土粒表面、不 能流動(dòng)、也不能為植物利用的土壤水分。薄膜水：被剩余的分子力吸附在吸濕水層外的水膜，這部分水可從薄膜厚的地方緩慢地 流到薄膜較薄的地方。毛管

20、水：土壤孔隙中被毛管力所吸持的水 分，不能在重力作用下流走。重力水：在重力作用下可以流動(dòng)的土壤水， 是地下水的來(lái)源。三、土壤水分常數(shù)l=Jl=J土壤含水量是指包氣帶土壤含水的多少，常 用單位土壤體積內(nèi)包含的水體體積、或包含 的水體質(zhì)量來(lái)表示。水文上還常用包氣帶土 層的含水量折合為水深（皿）來(lái)表示，稱(chēng)土 壤蓄水量。土壤含水量常劃分為：I=J最大吸濕水量：在飽和空氣中，干燥土粒能 夠吸附的最大水量。1=1wI三最大分子持水量：土粒分子力所結(jié)合水分的 最大量，薄膜水厚度達(dá)最大值。凋萎含水量（凋萎系數(shù)）：植物根系的吸力 約為15個(gè)大氣壓，對(duì)于土粒吸附的吸力大 于該值的水分，植物則無(wú)法利用。當(dāng)土壤水 分

21、低于這時(shí)的含水量時(shí)，植物將缺水而凋萎 死亡，該土壤含水量稱(chēng)為凋萎含水量。毛管斷裂含水量：濕潤(rùn)的土壤逐漸干燥時(shí)， 毛管懸著水的連續(xù)狀態(tài)開(kāi)始斷裂，此時(shí)的土 壤含水量稱(chēng)毛管斷裂含水量。土壤含水量低于該值后，土壤中的水分只能以水汽和薄膜 水的形式向蒸發(fā)面運(yùn)移，約為田持的65%。田間持水量：土壤能夠保持而不在重力作用下流走的最大含水量，稱(chēng)田間持水量。這時(shí) 繼續(xù)下滲的雨水，將補(bǔ)給潛水，形成地下徑 流。l=J飽和含水量：土壤中的孔隙全部被水充滿情況下的土壤含水量。一、土水勢(shì):動(dòng)能和勢(shì)能:土壤水的勢(shì)能通常稱(chēng)為土水勢(shì)。1、重力勢(shì)2、靜水壓力勢(shì)飽和土壤中的任一深度處的水滴，受到水壓 力的作用而具有的勢(shì)能稱(chēng)為壓力勢(shì)

22、。3、基質(zhì)勢(shì)基質(zhì)勢(shì)是指由分子力和毛管力引起的勢(shì)能的總稱(chēng)。4、總勢(shì)：飽和土壤非飽和土壤三、土壤水分特征曲線土壤含水量與吸力之間的關(guān)系曲線就稱(chēng)為土壤水分特征曲線，土壤水分特征曲線是土 壤水運(yùn)動(dòng)的重要資料之一。 土壤水分運(yùn)動(dòng)的滯后作用及其影響因素：空 氣的存在、土壤膨脹和收縮等作用、接觸角 作用、孔隙幾何形狀等土壤水分特征曲線的表達(dá)式維塞公式加德納公式已知某土柱處于非飽和穩(wěn)定下滲狀態(tài)，其基模勢(shì) 分布如圖，已知q=-11cm/天， 、= B=-34cm 無(wú)地面積水。(1)試確定地下水埋深及朋3間的水 流運(yùn)動(dòng)方向；(2)繪出重力W勢(shì)和總勢(shì)分布曲線;(3)求出點(diǎn)AB間的傳導(dǎo)度K。AB解：(1)取土柱頂層為

23、基準(zhǔn)面，由基模勢(shì)分布 圖知地下水埋深為100m，由中/b知水流方 向?yàn)槿隑 B(3) q=-K dO/ds-11=-k-74-(-54)/-40-(-20)、=11第六章下滲一、土壤水分剖面及下滲現(xiàn)象土壤含水率沿深度方向的變化曲線稱(chēng)為土壤水分剖面（土壤含水率垂向分布），它 描述了土壤含水量在深度方向上的分布情 況。水分透過(guò)土壤層沿垂直和水平方向滲入土 壤中的現(xiàn)象稱(chēng)為下滲。二、下滲率、下滲能力、下滲曲線i=j下滲率f：又稱(chēng)下滲強(qiáng)度。指單位面積上、 單位時(shí)間內(nèi)滲入土壤中的水量。下滲能力f：又稱(chēng)下滲容量。指在充分供水 p條件下的下滲率。l=J累積下滲量Fd F / d t = f下滲曲線確切地說(shuō)，應(yīng)

24、稱(chēng)下滲能力曲線，指地面 充分供水條件下下滲率隨時(shí)間的變化過(guò)程線 按水分所受的作用力及運(yùn)動(dòng)特征，分三個(gè)階段滲 潤(rùn)階段；滲漏階段；滲透階段三、下滲容量與土壤水分剖面的關(guān)系？ = d- Jo9 )d + 巳F = * z ( , t ) d + K t0已知某地土壤累積下滲能力曲線及某次降雨的 累積雨量曲線如圖，累積下滲量曲線 F(t)=36t0.5+0.4t,累積降雨量曲線為 P(t)=9.4t (1)求該地的下滲能力曲線f(t)及該次降雨強(qiáng)度 過(guò)程由該次降雨求出產(chǎn)流開(kāi)始的時(shí)間解(1)f(t)=dF(t )/dt=18t-0.5+0 .4i(t)=dP(t)/dt=9.4(mm/ 分鐘) f(t)

25、= i(t)18t-0.5+0.4=9.4t=4 分第一節(jié)徑流的概念及其形成過(guò)程一、徑流的概念徑流是指降水所形成的，沿流域地面、地下 向河流、湖泊、水庫(kù)、洼地等流動(dòng)的水體。沿地面流動(dòng)的水流為地面(地表)徑流。沿土地壤巖石孔隙流動(dòng)的水流為地下徑流。匯集到河流后，沿河床流動(dòng)的水流為河川徑 流。按補(bǔ)給來(lái)源不同，可以分為：降雨徑流，雪 融徑流水流中挾帶的泥沙稱(chēng)為固體徑流。二、徑流形成過(guò)程由降雨到水流匯集到流域出口斷面的整個(gè) 物理過(guò)程，稱(chēng)為徑流形成過(guò)程。l=J降雨過(guò)程f扣除損失f凈雨過(guò)程f流域 匯流f流量過(guò)程徑流形成過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程， 為了便于分析，可以概括為產(chǎn)流過(guò)程和匯流過(guò)程 （一）產(chǎn)流過(guò)程凈

26、雨：降雨扣除損失后的雨量。凈雨和其 所形成的徑流數(shù)量上相等。降雨扣除損失形成凈雨的過(guò)程稱(chēng)為產(chǎn)流 過(guò)程，凈雨量也稱(chēng)為產(chǎn)流量。（二）匯流過(guò)程凈雨沿坡地從地面和地下匯入河網(wǎng)（坡地 匯流），然后再沿河網(wǎng)匯集（河網(wǎng)匯流）到流域 出口斷面的過(guò)程一一匯流過(guò)程。第二節(jié)徑流的表示方法河川徑流在一年內(nèi)和多年期間的變化特性，稱(chēng)為徑流情勢(shì)。常用流量，徑流量，徑流深，徑流模 m3 3、徑流深R :徑流總量平鋪在整個(gè)流域面積 上所得的水深。mm 4、徑流模數(shù)M：流域出口斷面流量與流域面積 之比值。L/(s.km2) 5、徑流系數(shù):某一時(shí)段的徑流深與相 八R/P應(yīng) 時(shí)段內(nèi)流域平均降雨深度之比值。數(shù)，徑流系數(shù)的大小表示。1、流量Q :單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一斷面的水量。 流量隨時(shí)間的變化過(guò)程用流量過(guò)程線表示。2、 徑流量W :某時(shí)段(一年、一月、一日或一次 洪水歷時(shí))內(nèi)通過(guò)河流某一斷面的總水量。單位:l=jwliiJliiJl=JW QT / 、 q ,、R = _=(mm) M = F(m3/2)103F T0：F捐某水文站。流域面積尸=54500km 2, 多年平均降雨量P = 1650mm, 多年平均流量0 = 1680m3 / s, 求布，R, M,(1) W = QT = 1680*365*24*3600 = 530億m3530*108W 八-(2) R = 972mm