水文學(xué)原理-復(fù)習(xí)

水文學(xué)：研究地球上水的科學(xué)就是水文學(xué)，具體來(lái)說(shuō)，是研究各種水體的存在、運(yùn)動(dòng)、循環(huán)和分布，水體的物理化學(xué)性質(zhì)，以及水體與環(huán)境的相互作用和影響，包括與生物特別是人類(lèi)的相互作用和影響。水文學(xué)的主要研究對(duì)象：各種不同的水體。水文學(xué)的核心內(nèi)容是水循環(huán)。水文現(xiàn)象：水循環(huán)過(guò)程中，水的存在和運(yùn)動(dòng)的各種形態(tài)，例如：降水、蒸發(fā)、徑流、下滲等，統(tǒng)稱(chēng)為水文現(xiàn)象。水文現(xiàn)象的特點(diǎn)：（1）水循環(huán)永無(wú)止盡（境）

（2）水文現(xiàn)象在時(shí)間變化上，既具有周期性，又具有隨機(jī)性（3）水文現(xiàn)象在地區(qū)分布上，既存在相似性，又存在特殊性第1章緒論1第2章地球上水的性質(zhì)與分布自然界，水不完全是單水分子H2O，而更多的情況下是水分子的聚合體。水分子聚合體包括：?jiǎn)嗡肿?H2O)、雙水分子(H2O)2、三水分子(H2O)3。

世界大洋表面水溫分布的總趨勢(shì):水溫從低緯向高緯遞減；南北回歸線(xiàn)之間的熱帶海區(qū)水溫最高；大洋東西兩側(cè)，水溫分布有明顯差異；寒暖流交匯處，等溫線(xiàn)特別密集，水溫水平梯度很大；夏季大洋表面水溫普遍高于冬季，梯度則冬大于夏。1、為什么說(shuō)海水結(jié)冰比淡水更難？通常大洋表面鹽度均大于24.695‰，因此冰點(diǎn)更低。當(dāng)海面水溫達(dá)到冰點(diǎn)時(shí)，因密度增大形成對(duì)流，所以難于結(jié)冰。只有相當(dāng)深的一層海水充分冷卻后才開(kāi)始結(jié)冰。海水結(jié)冰時(shí)，就要不斷的析出鹽分，使表層海水鹽度增加，密度增大，因而表層水繼續(xù)下沉，加強(qiáng)了海水的對(duì)流，結(jié)冰就更困難、更緩慢。22、簡(jiǎn)述湖泊、水庫(kù)水溫的分布情況導(dǎo)致湖水溫度分布差異的原因，一是水氣界面上增溫與冷卻作用，一是湖泊、水庫(kù)水內(nèi)部紊動(dòng)、對(duì)流的混合作用。水溫的垂直分布常用水溫垂直梯度表示。當(dāng)湖水溫度隨水深的增加而降低時(shí)，即水溫梯度成負(fù)值時(shí)，將出現(xiàn)上層水溫高，下層水溫低，但不低于4℃，這種水溫的垂直分布，稱(chēng)為正溫層；當(dāng)湖溫隨水深的增加而升高時(shí)，即水溫垂直梯度成正值時(shí)，將出現(xiàn)上層水溫低，下層水溫高，但不高于4℃。這種水溫的垂直分布，稱(chēng)為逆溫層；當(dāng)湖溫上下層一致，即水溫垂直梯度等于零時(shí)，將出現(xiàn)上下層水溫完全相同，這種水溫的垂直分布，成同溫狀態(tài)。33、天然水中各種物質(zhì)按性質(zhì)通常分為三大類(lèi)：懸浮物質(zhì)：粒徑大于100納米（10-7

米）的物質(zhì)顆粒，在水中呈懸浮狀態(tài)，例如泥沙、粘土、藻類(lèi)、細(xì)菌等不溶物質(zhì)。懸浮物的存在使天然水有顏色、變渾濁或產(chǎn)生異味。有的細(xì)菌可致病。膠體物質(zhì)：粒徑為100-1納米的多分子聚合體，為水中的膠體物質(zhì)。其中無(wú)機(jī)膠體主要是次生粘土礦物和各種含水氧化物。有機(jī)膠體主要是腐殖酸。溶解物質(zhì)：粒徑小于1納米的物質(zhì)，在水中成分子或離子的溶解狀態(tài)，包括各種鹽類(lèi)、氣體和某些有機(jī)化合物。4天然水中形成各種鹽類(lèi)的主要離子包括四種陽(yáng)離子和四種陰離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+；Cl-、

HCO3-、SO4

2-

、CO3

2-八種離子含量都占溶解質(zhì)總量95-99％以上。天然水中各種元素的離子、分子與化合物的總量稱(chēng)為礦化度。各種溶解質(zhì)在天然水中的累積和轉(zhuǎn)化，是天然水的礦化過(guò)程。54、河水化學(xué)成分的特點(diǎn)：河水的礦化度普遍低；河水中各種離子的含量差異；河水化學(xué)組成的空間分布有差異性；河水化學(xué)組成的時(shí)間變化明顯。5、湖水化學(xué)成分的特點(diǎn)（1）湖水的礦化度有差異。不同地區(qū)湖泊具有不同的化學(xué)成分和礦化度。按照礦化度，通常將湖泊分為：淡水湖：＜1克/升，微咸水湖：1-24.7克/升，咸水湖：24.7-35克/升，鹽湖：＞35克/升。（2）湖中生物作用強(qiáng)烈.營(yíng)養(yǎng)元素（N、P）在湖水、生物體、底質(zhì)中循環(huán)，各地的淡水湖泊都有不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化的趨勢(shì)（3）湖水交替緩慢，深水湖有分層性。隨著水深增加，溶解氧含量降低，CO2的含量增加。湖水停滯區(qū)域，會(huì)形成局部還原環(huán)境，以致湖水中游離氧消失，出現(xiàn)H2S、CH4類(lèi)的氣體66、水資源的涵義廣義水資源

世界上一切水體，包括海洋、河流、湖泊、沼澤、冰川、土壤水、地下水及大氣中的水分，都是人類(lèi)寶貴的財(cái)富，即水資源。狹義水資源僅指在一定時(shí)期內(nèi)能被人類(lèi)直接或間接開(kāi)發(fā)利用的那一部分動(dòng)態(tài)水體，主要指河流、湖泊、地下水和土壤水等淡水，個(gè)別地方還包括微咸水。這幾種淡水資源合起來(lái)只占全球總水量的0.32%左右。71、簡(jiǎn)述水文循環(huán)過(guò)程自然界的水在太陽(yáng)能和大氣運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)下，不斷地從水面(江、河、湖、海等)、陸面(土壤、巖石等)和植物的莖葉面，通過(guò)蒸發(fā)或散發(fā)，以水汽的形式進(jìn)入大氣圈。在適當(dāng)?shù)臈l件下，大氣圈中的水汽可以凝結(jié)成水滴，小水滴合并成為大水滴，當(dāng)凝結(jié)的水滴大到能克服空氣阻力時(shí)，就在地球引力的作用下，以降水的形式降落到地球表面。到達(dá)地球表面的降水，一部分在分子力、毛管力和重力的作用下，通過(guò)地面滲入地下；一部分則形成地面徑流，在重力作用下流入江、河、湖泊，再匯入海洋；一部分通過(guò)蒸發(fā)和散發(fā)重新逸散到大氣圈。滲入地下的那部分水，或者成為土壤水，再經(jīng)由蒸發(fā)和散發(fā)逸散到大氣圈，或者以地下水形式排入江、河、湖泊，再匯入海洋。第3章水文循環(huán)與水量平衡82、水文循環(huán)的概念水圈中的各種水體在太陽(yáng)輻射和地心引力作用下通過(guò)不斷蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)、降落、入滲、地表徑流和地下徑流的往復(fù)循環(huán)過(guò)程，稱(chēng)為水文循環(huán)，又稱(chēng)水循環(huán)或水分循環(huán)。3、水文循環(huán)的分類(lèi)（1）按水循環(huán)過(guò)程的整體性與局部性，可把水循環(huán)分為大循環(huán)和小循環(huán)從海洋蒸發(fā)的水汽，被氣流輸送到大陸上空形成降水，其中一部分以地表徑流和地下徑流的形式通過(guò)河流匯入海洋；另一部分重新蒸發(fā)返回大氣。這種在海洋與陸地之間的水分交換過(guò)程，稱(chēng)為大循環(huán)或外循環(huán)。海洋上蒸發(fā)的水汽在海洋上空凝結(jié)后，以降水的形式降落到海洋里，或陸地上的水經(jīng)過(guò)蒸發(fā)或散發(fā)凝結(jié)后又落到陸地上，這種局部的水循環(huán)稱(chēng)為小循環(huán)或內(nèi)循環(huán)。前者稱(chēng)為海洋小循環(huán)，后者稱(chēng)為陸地小循環(huán)。（2）按水循環(huán)研究尺度的不同，可分為全球水文循環(huán)、流域或區(qū)域水文循環(huán)和水-土壤-植被系統(tǒng)水文循環(huán)三種。94、水文循環(huán)的影響因素①氣象因素。溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、濕度等。②自然地理?xiàng)l件。地形、地質(zhì)、土壤、植被等。③地理位置。距離海洋的遠(yuǎn)近。④人類(lèi)活動(dòng)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水利工程和城市建設(shè)等。5、水量平衡的原理指任意區(qū)域（或水體），在任意時(shí)段內(nèi)，其收入的水量與支出的水量的差額必等于該時(shí)段區(qū)域（或水體）內(nèi)蓄水的變化量。即水在循環(huán)過(guò)程中，從總體上說(shuō)收支平衡。水量平衡是地球上水循環(huán)持續(xù)不斷進(jìn)行下去的基本前提。10第4章河流和流域1、基本概念河流——匯集地面水和地下水的天然泄水通道。流域中干流及其全部支流交匯形成的樹(shù)枝狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)稱(chēng)為水系、河系或河網(wǎng).流域是匯集地面水和地下水的區(qū)域，也即是分水線(xiàn)包圍的集水區(qū)。有地面集水區(qū)和地下集水區(qū)兩類(lèi)。平時(shí)所指的流域一般指地面集水區(qū)。流域中水系以外的陸域部分稱(chēng)為坡地。

112、

流域特征（1）流域的形狀特征①流域面積：因地下分水線(xiàn)不易確定，通常所指的流域?yàn)榈孛娣炙€(xiàn)包圍的區(qū)域。地面分水線(xiàn)所包圍區(qū)域的平面投影面積，稱(chēng)為流域面積，記為F，以km2計(jì)。如不特別說(shuō)明，流域面積是指河口斷面以上地面分水線(xiàn)包圍的面積。②流域長(zhǎng)度：目前確定流域長(zhǎng)度的常用方法有以下三種，從流域出口斷面沿主河道到流域最遠(yuǎn)點(diǎn)的距離為流域長(zhǎng)度；從流域出口斷面至分水線(xiàn)的最大直線(xiàn)距離為流域長(zhǎng)度；用流域平面圖形幾何中心軸的長(zhǎng)度(也稱(chēng)流域軸長(zhǎng))表示。③流域平均寬度：流域面積與流域長(zhǎng)度的比值④流域形狀：流域平均寬度與流域長(zhǎng)度的比值為流域形狀系數(shù)。12（2）流域的地形特征流域平均高程：指流域地面分水線(xiàn)內(nèi)地表的平均高程。直接影響流域的氣溫和降水。流域平均坡度：對(duì)地表徑流的產(chǎn)生、集流、下滲、土壤水、地下水、土壤流失、河流的含沙量等均有很大影響。面積高程曲線(xiàn)：某些水文要素，如降水、蒸發(fā)等，與高程之間具有一定的關(guān)系，為研究高程對(duì)水文特征值的影響，就需要了解流域面積隨高程的分布變化情況。13（3）流域的自然地理特征流域地理位置：一般用流域中心或其邊界的經(jīng)緯度表示，還需要說(shuō)明流域距離海洋的遠(yuǎn)近以及與其他流域和周?chē)^大山脈的相對(duì)位置。流域氣候條件：包括降水、蒸發(fā)、氣溫、濕度、氣壓、風(fēng)速等。流域下墊面條件：指流域的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、土壤和巖石性質(zhì)、植被、湖泊、沼澤、河網(wǎng)等情況。141、降水及其要素的表示方法（1）降水：液態(tài)或固態(tài)的水汽凝結(jié)物從空中降落到地面的現(xiàn)象。如雨、雪、雹、露、霜等。形成降水，必須具備三個(gè)條件：大量的暖濕空氣源源不斷地輸入雨區(qū)；地面空氣強(qiáng)烈上升的機(jī)制;冷卻凝結(jié)；（2）降水要素降水量（深）(rainfall)：指一定時(shí)段內(nèi)降落在某一點(diǎn)或某一面積上、未經(jīng)蒸發(fā)和滲漏損失所形成的水層深度，以mm計(jì)。降水歷時(shí)

(rainfallduration)：一次降水過(guò)程中從某時(shí)刻到另一時(shí)刻經(jīng)歷的降水時(shí)間。其中一次降雨從開(kāi)始到結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間稱(chēng)為次降雨歷時(shí)，以min，h

或

d

計(jì)。降水強(qiáng)度

(rainfallintensity)：簡(jiǎn)稱(chēng)雨強(qiáng),指單位時(shí)間內(nèi)降水量(mm/min，mm/h)。有時(shí)段平均降水強(qiáng)度和瞬時(shí)降水強(qiáng)度之分。降水面積

(rainfallarea)：即降水所籠罩范圍的水平投影面積，以平方千米計(jì)。暴雨中心

(rainstormcenter)：暴雨集中的較小的局部地區(qū)。第五章降水15（3）表示方法為了充分反映降水的空間分布與時(shí)間變化規(guī)律，常用降水過(guò)程線(xiàn)、降水累積曲線(xiàn)、等雨量線(xiàn)以及降水特征性綜合曲線(xiàn)表示。降水過(guò)程線(xiàn)：以一定時(shí)段（時(shí)、日、月或年）為單位所表示的降水量在時(shí)間上的變化過(guò)程，可用曲線(xiàn)或直線(xiàn)圖表示。累積降水量指自降水開(kāi)始至各時(shí)刻降水量的累積值。降水累積曲線(xiàn)是累積降水量隨降水歷時(shí)的變化曲線(xiàn)。等降水量線(xiàn)（等雨量線(xiàn)）指在一個(gè)區(qū)域某段時(shí)間內(nèi),降水量相等點(diǎn)的連線(xiàn)所構(gòu)成的等值線(xiàn)。降水特征綜合曲線(xiàn)：A、雨強(qiáng)—?dú)v時(shí)曲線(xiàn)、B、降雨深—面積曲線(xiàn)、C、雨深—面積—?dú)v時(shí)關(guān)系曲線(xiàn)：162、降雨的類(lèi)型及影響因素（1）降水類(lèi)型按氣流上升冷卻的原因分氣旋雨、對(duì)流雨、地形雨、鋒面雨按雨量大小、強(qiáng)度及過(guò)程特征分暴雨、暴雨型霪雨、霪雨（2）影響因素主要有地理位置，氣旋、臺(tái)風(fēng)路徑等氣象因子，以及地形、森林、水體等下墊面條件。173、降水資料的獲取及其分析（1）降水資料的獲?。撼Ｓ脺y(cè)量降水的儀器有雨量器、翻斗式雨量計(jì)、虹吸式雨量計(jì)和雙閥容柵式雨量傳感器等。（2）降水資料的合理性分析184、流域面平均降水量的計(jì)算方法有：算術(shù)平均法、泰森多邊形法、等雨量線(xiàn)法、客觀運(yùn)行法。5、我國(guó)年降水量特性（1）年降水量的地區(qū)分布不均：總的特點(diǎn)是東南部濕潤(rùn)多雨、西北部干旱少雨，由東南沿海向西北內(nèi)陸逐漸遞減。根據(jù)我國(guó)各地降水量分布的特點(diǎn)，全國(guó)大致劃分為五個(gè)不同的類(lèi)型地帶。十分濕潤(rùn)帶、濕潤(rùn)帶、過(guò)渡帶、干旱帶、十分干旱帶。（2）降水量的年計(jì)變化不同地區(qū)年降水量極值比：降水量年際變化的大小，通?？捎脤?shí)測(cè)年降水量的最大值和最小值的比值Km來(lái)反映（極值比）。就全國(guó)而言，年降水量變化最大的是華北和西北地區(qū)，極值比一般可達(dá)3～5。南方濕潤(rùn)地區(qū)降水量的年際變化相對(duì)北方要小，一般為1.5～2.0。不同地區(qū)年降水量變差系數(shù)CV值：年降水量變差系數(shù)CV值的變化越大，表示年降水量的年際變化越大；反之則越小。（3）降水的年內(nèi)分配除個(gè)別地區(qū)外，我國(guó)大部分地區(qū)降水的年內(nèi)分配很不均勻。冬季，氣候寒冷，雨雪較少。春暖以后，南方地區(qū)開(kāi)始進(jìn)入雨季，隨后雨帶不斷北移。進(jìn)入夏季后，全國(guó)大部地區(qū)都處在雨季，雨量集中，是全國(guó)的防汛期。秋季，隨著夏季風(fēng)的迅速南撤，天氣很快變涼，雨季也告結(jié)束。19

第6章土壤水與下滲包氣帶：地下水面以上，土壤含水量未達(dá)飽和，是土壤顆粒、水分和空氣同時(shí)存在的三相系統(tǒng)，稱(chēng)為包氣帶或非飽和帶(Unsaturatedzone)。飽和帶：地下水面以下，土壤處于飽和含水量狀態(tài)，是土壤顆粒和水分組成的二相系統(tǒng)，稱(chēng)為飽和帶或飽水帶。土壤比重：土壤中固體物質(zhì)重量與同體積水的重量比。土壤容重：自然條件下，單位土體體積的干土重量(g/cm3）?？紫抖龋剩和寥揽紫扼w積與土壤總體積之比，一般0.3～0.6土壤孔隙比：土壤孔隙所占總體積與固體物質(zhì)所占體積之比。土壤水分所受到的力主要為分子引力，其次為毛管力和水分子自身的重力。土壤水分根據(jù)受力情況，可將土壤水分為束縛水和自由水兩類(lèi)。束縛水又可分為吸濕水和薄膜水，自由水則可分為毛管水和重力水。毛管水則又有毛管懸著水和毛管上升水之分，重力水則有滲透重力水和支持重力水之分。202、土壤含水量：?jiǎn)挝煌馏w中所含水分的數(shù)量(1)重量含水量：?jiǎn)挝毁|(zhì)量土壤中所含有的水分?jǐn)?shù)量。（2）體積含水量：?jiǎn)挝惑w積土壤中含有的水分?jǐn)?shù)量。（3）飽和度：?jiǎn)挝惑w積土壤中，水的體積與土壤空隙體積的比值。（4）土壤水的相對(duì)含量：指土壤含水量占田間持水量或全持水量的百分?jǐn)?shù)213.土壤水分常數(shù)：指每種土壤各種類(lèi)型水分達(dá)到最大量的含水量。吸濕系數(shù)：干土從相對(duì)濕度接近飽和的空氣中吸收水汽的最大量，即吸濕水達(dá)到最大量時(shí)的土壤含水量

。凋萎系數(shù)：植物產(chǎn)生永久凋萎時(shí)的土壤含水量。包括全部吸濕水和部分膜狀水。

最大分子持水量：膜狀水的水膜達(dá)到最大厚度時(shí)的土壤含水量。包括全部吸濕水和全部膜狀水。毛管斷裂含水量：當(dāng)土壤中的懸著毛管水因作物吸收和土表蒸發(fā)而發(fā)生斷裂時(shí)的土壤含水量。相當(dāng)于全部吸濕水、膜狀水和部分懸著毛管水。田間持水量：土壤中懸著毛管水達(dá)到最大值時(shí)的土壤含水量稱(chēng)為田間持水量。相當(dāng)于全部的吸濕水、膜狀水和懸著毛管水。毛管持水量：土壤中所有毛管孔隙全部充滿(mǎn)水分時(shí)的含水量。（包括全部吸濕水、膜狀水和上升毛管水）全持水量又稱(chēng)飽和含水量：土壤所有孔隙全部充滿(mǎn)水分時(shí)的含水量。毛管孔隙和通氣孔隙全部充滿(mǎn)水分，常作為計(jì)算淹灌稻田各種水量的依據(jù)。224、土壤水分有效性的分類(lèi)：（1）無(wú)效水：不能被作物吸收，包括全部吸濕水和部分膜狀水，凋萎系數(shù)是有效水和無(wú)效水的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。（2）難有效水：不容易被作物吸收，包括部分膜狀水和懸著毛管水，毛管斷裂含水量是難有效水與易有效水轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因此毛管斷裂含水量是灌水的下限值。（3）易有效水：容易被作物吸收利用，包括部分上升毛管水或部分懸著毛管水。全持水量是易有效水和多余水轉(zhuǎn)折點(diǎn)（4）多余水：是滲漏水，包括重力水235、土壤總水勢(shì)土壤總水勢(shì)代表土壤水分總的能量水平，是以上各分勢(shì)之和。

不同土壤條件下的土壤總水勢(shì)：1、無(wú)植物根系的土壤系統(tǒng)，溶質(zhì)勢(shì)可不考慮

2、無(wú)作物且土壤水呈飽和狀態(tài)下：基質(zhì)勢(shì)消失，主要存在重力勢(shì)和壓力勢(shì)。

3、無(wú)作物土壤水不飽和情況下：主要存在基質(zhì)勢(shì)和重力勢(shì)

246、與下滲有關(guān)的基本概念下滲率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fp：又稱(chēng)下滲容量。指在充分供水條件下的下滲率。累積下滲量F：入滲開(kāi)始后一段時(shí)間內(nèi)，通過(guò)單位面積下滲到土壤中總水量。下滲曲線(xiàn)確切地說(shuō)，應(yīng)稱(chēng)下滲能力曲線(xiàn)，指地面充分供水條件下下滲率隨時(shí)間的變化過(guò)程線(xiàn)。累積下滲曲線(xiàn)：累積下滲量隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。實(shí)際下滲率：累積下滲曲線(xiàn)上任一點(diǎn)切線(xiàn)的斜率為某一時(shí)刻的下滲率穩(wěn)定下滲率：隨時(shí)間的推移下滲率逐漸減小，最后趨于較穩(wěn)定的值并持續(xù)下降，稱(chēng)此時(shí)的下滲率為穩(wěn)定下滲率。257、下滲過(guò)程的階段劃分整個(gè)下滲的物理過(guò)程按照作用力（重力、分子力和毛管力）的組合變化及其運(yùn)動(dòng)特征，可分為3個(gè)階段：（1）滲潤(rùn)階段：降水初期，若土壤干燥，下滲水主要受分子力作用，被土粒所吸附形成吸濕水，進(jìn)而形成薄膜水；當(dāng)土壤含水量達(dá)到巖土最大分子持水量時(shí)，開(kāi)始向下一階段過(guò)渡。（2）滲漏階段：隨著土壤含水率（量）的不斷增大，分子作用力漸由毛管力和重力作用取代，水在巖土孔隙中作不穩(wěn)定流動(dòng)，并逐漸充填土壤孔隙，直到基本達(dá)到飽和為止，下滲過(guò)程向第三階段過(guò)渡。（3）滲透階段：土壤孔隙被水充滿(mǎn)達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，水分主要受重力作用呈穩(wěn)定流動(dòng)。滲潤(rùn)與滲漏階段的特點(diǎn)是非飽和水流運(yùn)動(dòng)，而滲透則屬于飽和水流運(yùn)動(dòng)。268、影響下滲的因素自然界中的實(shí)際下滲過(guò)程往往呈現(xiàn)不穩(wěn)定和不連續(xù)性。（1）土壤特性的影響.土壤特性對(duì)下滲的影響主要在于土壤的前期含水量及其透水性能。（2）降水特性的影響。降水強(qiáng)度直接影響土壤下滲強(qiáng)度及下滲水量。（3）流域植被、地形條件的影響。由于植被及地面上枯枝落葉具有滯水作用，增加了下滲時(shí)間，從而減少了地表徑流，增大了下滲量。（4）人類(lèi)活動(dòng)的影響人類(lèi)活動(dòng)既可增大下滲量，也可減少下滲量。27第7章蒸散發(fā)1、基本概念蒸發(fā)：水分子從物體表面向大氣逸散的現(xiàn)象稱(chēng)為蒸發(fā).根據(jù)水分所在物體表面性質(zhì)的不同，蒸散發(fā)一般可以分為水面蒸發(fā)、土面蒸發(fā)和植物散發(fā)三類(lèi)。蒸散發(fā)消耗的水量，常用蒸發(fā)強(qiáng)度和累計(jì)蒸發(fā)量來(lái)表征。蒸發(fā)強(qiáng)度是指單位時(shí)間從單位面積土壤表面或植物葉面以及水面所消耗的水量，其常用單位為mm／d，mm／月或mm／a。某一時(shí)段內(nèi)從這些物體表面所消耗的水量稱(chēng)為累積蒸發(fā)量。蒸發(fā)能力：供水充分條件下，單位時(shí)間從單位面積蒸發(fā)面逸散到大氣中的水分子數(shù)與從大氣中返回到蒸發(fā)面的水分子數(shù)之差值稱(chēng)為蒸發(fā)能力單位時(shí)間從單位蒸發(fā)面面積逸散到大氣中的水分子數(shù)與從大氣中返回到蒸發(fā)面的水分子數(shù)之差值(當(dāng)為正值時(shí))稱(chēng)為蒸發(fā)率，通常用時(shí)段蒸發(fā)量表示，常用單位為mm／h，mm／d，mm／月和mm／a等，蒸發(fā)率是蒸發(fā)現(xiàn)象的定量描述。282、影響蒸發(fā)率的大小的條件有那些：供水條件

——蒸發(fā)面上儲(chǔ)存的水量多少能量條件

——蒸發(fā)面上水分子獲得能量的多少動(dòng)力條件

——蒸發(fā)面上空水汽輸送的速度如何3、當(dāng)降雨或灌水后，土壤的含水率非常大，接近飽和狀態(tài)，此時(shí)根據(jù)土壤蒸發(fā)的特點(diǎn)和規(guī)律，可將其分為三個(gè)階段，即穩(wěn)定蒸發(fā)階段，蒸發(fā)強(qiáng)度隨含水率降低的階段以及水汽擴(kuò)散階段土壤蒸發(fā)主要受制于兩大因素，其一為氣象因素，即大氣蒸發(fā)能力；決定大氣蒸發(fā)能力的主要?dú)庀笠蜃佑袦囟?、濕度、風(fēng)速、氣壓等。其二為土壤的供水能力;決定土壤供水能力的因素主要有土壤的含水率、土壤的孔隙性、土壤的溫度分布特點(diǎn)以及地下水埋深等。29第八章徑流1、河川徑流形成過(guò)程徑流形成過(guò)程中的從降雨扣除各項(xiàng)損失稱(chēng)為產(chǎn)流階段；坡面匯流及河網(wǎng)匯流稱(chēng)為匯流階段。（1）產(chǎn)流過(guò)程降雨開(kāi)始時(shí)，有些雨水被植物莖葉所截留，稱(chēng)為植物截留。植物截留的水量消耗于蒸發(fā)

，回歸到大氣之中。落到地面的雨水，除下滲外，有一部分填充低洼地帶或塘堰

，稱(chēng)為填洼。這一些水量，有的下滲，有的以蒸發(fā)形式被消耗。當(dāng)降雨強(qiáng)度小于下滲強(qiáng)度時(shí)，降落在地面的雨水將全部滲入土壤；當(dāng)降雨強(qiáng)度大于下滲能力時(shí)，雨水除按下滲能力入滲外，超出下滲能力的部分便形成地面徑流

，通常稱(chēng)它為超滲雨。下滲的雨水，滯留在土壤中，這些水量除被土壤蒸發(fā)和植物吸收散發(fā)而損耗掉的以外，余下的補(bǔ)充了土壤含水量，當(dāng)土壤包氣帶的水量超過(guò)田間持水量時(shí)，在一定條件下，部分水分沿坡地土層側(cè)向流動(dòng)，形成壤中徑流.下滲水流達(dá)到地下水面的部分，以地下水的形式沿坡地土層匯入河槽形成地下徑流?？梢?jiàn)，產(chǎn)流過(guò)程與滯蓄和下滲有著密切的關(guān)系。把扣除損失之后形成徑流的那部分雨水稱(chēng)為凈雨。形成地面徑流

那部分雨水稱(chēng)為地面凈雨，形成地下徑流的那部分雨水稱(chēng)為地下凈雨。30（2）匯流過(guò)程凈雨沿坡面從地面和地下匯入河網(wǎng)，然后再沿著河網(wǎng)匯集到流域出口斷面的整個(gè)過(guò)程；前者稱(chēng)為坡地匯流；后者稱(chēng)為河網(wǎng)匯流。A、坡地匯流坡地匯流分為三種情況：坡面漫流：超滲雨滿(mǎn)足了填洼后產(chǎn)生的地面凈雨沿坡面流到附近河網(wǎng)的過(guò)程。二是表層流凈雨沿坡面?zhèn)认虮韺油寥揽紫读魅撕泳W(wǎng)，形成表層流徑流。第三是地下凈雨向下滲透到地下潛水面或深層地下水體后，沿水力坡度最大的方向流入河網(wǎng)，稱(chēng)為坡地地下匯流。在徑流形成中，坡地匯流過(guò)程起著對(duì)凈雨在時(shí)程上的第一次再分配作用。降雨停止后，坡地匯流仍將持續(xù)一定時(shí)間。B、河網(wǎng)匯流進(jìn)入河網(wǎng)的水流，從上游向下游，從支流向干流匯集，最后全部先后流經(jīng)流域出口斷面，這個(gè)匯流過(guò)程稱(chēng)為河網(wǎng)匯流。312、水情要素水位：水體的自由水面高出某一基面以上的高程，以m計(jì)。目前全國(guó)統(tǒng)一采用黃?；妗Ａ魉伲菏侵负恿髦兴|(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離。流量：指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某過(guò)水?dāng)嗝娴乃矿w積。徑流量是指一定時(shí)段內(nèi)流過(guò)某一斷面的總水量，常用w表示，以m3、萬(wàn)m3等。徑流深：將徑流量平鋪在整個(gè)流域面積上所得的水層深度，用R表示，單位mm。徑流模數(shù)：流域出口斷面的流量與流域面積之比值。3233河流豐、枯水年的劃分，可按一定保證率（P）的年徑流標(biāo)準(zhǔn)劃分，通常以P＜25％為豐水年；P＞75％為枯水年；25％＜P＜75％為平水年。洪水過(guò)程線(xiàn)：用曲線(xiàn)表示流量從起漲到退落隨時(shí)間的變化過(guò)程。典型洪水過(guò)程線(xiàn)的三個(gè)特征點(diǎn)：洪峰流量、起漲點(diǎn)、地表徑流退水終止點(diǎn)；描述洪水特征的三要素：洪峰流量、洪水總量（一次洪水過(guò)程或一個(gè)洪水期洪水量的總和）和洪水總歷時(shí)（一次洪水從起漲至退落到基流所經(jīng)歷的時(shí)間）；343、徑流的分割與計(jì)算從徑流組成角度上看，流域出口斷面觀測(cè)到的流量過(guò)程線(xiàn)包括地表徑流、表層流、地下徑流和基流；從降雨角度上看，流域出口斷面的流量過(guò)程線(xiàn)除本次降雨形成的徑流外，還有前次降雨、下次降雨以及很久以前的降雨形成的徑流成分。研究分析降雨徑流形成規(guī)律，計(jì)算本次降雨的徑流量時(shí)，首先將不是本次降雨形成的徑流成分分割出去；其次，不同徑流成分的水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同，因而需要對(duì)本次流量過(guò)程線(xiàn)進(jìn)行水源劃分，以便進(jìn)行匯流計(jì)算。354、徑流的影響因素（1）氣候因素氣候因素包括降水、蒸發(fā)、氣溫、氣壓、風(fēng)、濕度等。降水和蒸發(fā)的總量、時(shí)空分布、變化特性，直接導(dǎo)致徑流組成的多樣性、徑流變化的復(fù)雜性。氣溫、氣壓、濕度和風(fēng)是通過(guò)影響蒸發(fā)、水汽輸送和降水而間接影響徑流的。（2）流域下墊面條件流域下墊面條件包括：地理位置（緯度、距離海洋遠(yuǎn)近、面積、形狀等）、地貌特征（山地、丘陵、盆地、平原、谷地、湖沼等）、地形特征（高程、坡度、坡向）、地質(zhì)條件（構(gòu)造、巖性等）、植被特征（類(lèi)型、分布、水理性質(zhì)等）。（3）人類(lèi)活動(dòng)主要是通過(guò)改變下墊面條件，直接或間接地影響徑流的流量大小、水質(zhì)好壞和徑流過(guò)程線(xiàn)形狀。36第9章流域產(chǎn)流包氣帶又可劃分為三帶。接近地下水面處存在毛管上升水帶；接近地面處存在毛管懸著水帶；位于兩者之間則為中間帶?；鶐r裂隙水的特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①裂隙水一般是存在于巖石裂隙和溶隙中，裂隙水的分布不均勻。②由于裂隙發(fā)育具有一定的方向性，故造成沿裂隙發(fā)育方向?qū)詮?qiáng)，水力聯(lián)系好，徑流通暢；反之，導(dǎo)水性差，徑流不通暢。③地質(zhì)構(gòu)造對(duì)裂隙水控制作用非常明顯。④裂隙水的動(dòng)力性質(zhì)比較復(fù)雜，水流狀態(tài)也比較復(fù)雜。溶隙水的特點(diǎn)：巖溶洞隙空間大，連通性好，導(dǎo)水能力強(qiáng)，常常形成地下河系、地下湖池及強(qiáng)巖溶富水帶等特殊的含水空間系統(tǒng)，對(duì)徑流形成和地下水開(kāi)發(fā)利用顯然有重要影響。371、包氣帶對(duì)降雨的再分配作用包氣帶對(duì)降雨的第一次再分配發(fā)生在土壤表面。而包氣帶對(duì)降雨的第二次再分配發(fā)生在包氣帶的內(nèi)部。地面猶如一面“篩子”。地面的下滲容量好比“篩孔”，下滲容量大表示篩孔也大，可以把大的雨強(qiáng)“篩入”土中；下滲容量小表示篩孔也小，只能把小的雨強(qiáng)篩入土中。由于下滲容量是隨土壤含水量的增加而逐漸減小，直至達(dá)到穩(wěn)定下滲率，因此，地面像一面篩孔會(huì)逐漸變小的“篩子”。降雨通過(guò)地面進(jìn)入土中的那部分水量，即下滲水量I，首先在土壤吸力作用下被土壤顆粒吸附保持，成為土壤含水量的一部分，而其中的一些要以蒸散發(fā)形式E逸出地面，返回大氣。當(dāng)I-E>D(D為包氣帶缺水量)時(shí)，剩余部分的水量便成為可從包氣帶中排出的自由重力水Rsub。可見(jiàn)，進(jìn)入土中的下滲水量I被包氣帶土層劃分為E/D/R三部分。382、產(chǎn)流基本物理?xiàng)l件目前揭露出來(lái)的基本產(chǎn)流機(jī)制是超滲地面徑流產(chǎn)流機(jī)制、地下水徑流產(chǎn)流機(jī)制、壤中水徑流產(chǎn)流機(jī)制和飽和地面徑流產(chǎn)流機(jī)制等四種。（1）超滲地面徑流產(chǎn)生的物理?xiàng)l件是雨強(qiáng)大于地面下滲容量。（2）地下水徑流產(chǎn)生的物理?xiàng)l件是整個(gè)包氣帶土壤含水量達(dá)到田間持水量。（3）壤中水徑流物理?xiàng)l件：包氣帶中必須存在相對(duì)不透水層，并且上層土壤的質(zhì)地比下層粗；至少要上層的土壤含水量達(dá)到田間持水量（4）飽和地面徑流物理?xiàng)l件：存在相對(duì)不透水層，且上層土壤的透水性遠(yuǎn)強(qiáng)于下層土壤的透水性；上層土壤含水量達(dá)到飽和含水量。39如著眼于影響次降雨一徑流關(guān)系的因素，則自然界的產(chǎn)流只有兩種基本模式：“蓄滿(mǎn)”產(chǎn)流模式、“超滲”產(chǎn)流模式。流域產(chǎn)流特征通?？梢詮囊韵聨追矫孢M(jìn)行分析論證：根據(jù)流域所處的氣候條件。根據(jù)其中典型山坡流域的包氣帶結(jié)構(gòu)和水文動(dòng)態(tài)。根據(jù)出口斷面流量過(guò)程線(xiàn)的形狀，尤其是它的退水規(guī)律。根據(jù)流域中地下水動(dòng)態(tài)觀測(cè)資料。根據(jù)影響次降雨一徑流關(guān)系的因素。40流域蓄水容量曲線(xiàn)：流域上各處包氣帶厚薄及土壤特性一般是不同的。因此當(dāng)全流域處于最干旱狀態(tài)時(shí)，各處包氣帶的缺水量也不一樣，或者說(shuō)，各處包氣帶達(dá)到田間持水量時(shí)的土壤含水量不一樣。如果以包氣帶達(dá)到田間持水量時(shí)的土壤含水量Wm為縱坐標(biāo)，以小于等于該值所占的流域面積比重a為橫坐標(biāo)，則所得到的曲線(xiàn)稱(chēng)為流域蓄水容量曲線(xiàn)。流域飽和容量曲線(xiàn)：如果不是以包氣帶田間持水量，而是以包氣帶飽和含水量為縱坐標(biāo)，以小于等于某一飽和含水量所占的流域面積比重為橫坐標(biāo)，則所得的曲線(xiàn)稱(chēng)為流域飽和容量曲線(xiàn)。這條曲線(xiàn)的性質(zhì)與上述流域蓄水容量曲線(xiàn)的性質(zhì)類(lèi)似。這里僅指出一點(diǎn)，就是它與流域蓄水容量曲線(xiàn)之間的面積即為當(dāng)全流域達(dá)到飽和含水量時(shí)土壤中重力水的全部含量。41流域下滲容量分配曲線(xiàn)：在一定的流域初始土壤含水量W0（即使其空間分布是均勻）情況下，流域各處的地面下滲容量是不相同的，這取決于流域上土壤、植物和包氣帶中土壤含水量及其垂線(xiàn)分布。如果以地面下滲容量fp為縱坐標(biāo)，以小于等于該地面下滲容量所占的流域面積比重為橫坐標(biāo)，則所得的曲線(xiàn)稱(chēng)