水文學基礎(chǔ)教材

工程水文學東華軟件2014.7緒論水文循環(huán)與徑流形成水文信息采集與處理流域產(chǎn)匯流計算水文預(yù)報水文模型水文統(tǒng)計目錄緒論水文循環(huán)與徑流形成1.1緒論--水文學定義水文學(Hydrology)是一門研究水在自然界中運行、變化和分布規(guī)律的科學。水文學水文氣象學水文地質(zhì)學地表水文學海洋水文學陸地水文學河川水文學冰川水文學湖泊水文學沼澤水文學水的這種既無明確的“開端”，也無明確的“終了”的永無休止的循環(huán)運動過程---水文循定義2.1

水文循環(huán)與徑流形成—水文循環(huán)2024/7/22.2水文循環(huán)與徑流形成

—地球上的水量平衡在水文循環(huán)過程中，對任一區(qū)域、任一時段進入水量與輸出水量之差額必等于其蓄水量的變化量，這就是水量平衡原理。根據(jù)水量平衡原理，可列出水量平衡方程。對某一區(qū)域，有式

I—O=△SI、O—給定時間內(nèi)輸入、輸出該區(qū)域的總水量;△S—時段內(nèi)區(qū)域蓄水量的變化量，可正可負。地形等高線中的極大值稱為山峰，山峰的下坡方向為山脊，相鄰山峰之間的區(qū)域稱為鞍部。山峰、山脊和鞍部的連接線稱為分水線。有地面分水線

地下分水線1、分水線2.3水文循環(huán)與徑流形成

—流域與水系地面分水線包圍的區(qū)域稱為流域。2、流域地面分水線與地下分水線重合的流域稱為閉合流域(closedwatershed)；地面分水線與地下分水線不重合的流域稱為非閉合流域(unclosedwatershed)。1、斷面垂直于水流方向的斷面稱為橫斷面，簡稱斷面。斷面內(nèi)通過水流的部分稱為過水斷面，其面積稱為過水斷面面積，單位m2。2.4水文循環(huán)與徑流形成

——水系特征縱斷面河流中沿水流方向各斷面最大水深點的連線稱中泓線，沿中泓線的斷面稱為河流的縱斷面。河流縱斷面能反映河床的沿程變化。大斷面河道斷面擴展至歷年最高洪水位以上0.5~1.0m的斷面稱為大斷面。

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度的比值稱為河底比降。2、河底比降水面線：河道上水位的連線。

流域分水線包圍區(qū)域的平面投影面積，稱為流域面積。3、流域地貌特點從流域出口斷面至分水線的最大直線距離稱流域長度Lb。與流域長度正交方向上分水線之間的最大直線距離稱流域?qū)挾?。大氣中的液態(tài)水滴或固態(tài)冰雪顆粒，在重力作用下，克服空氣阻力，從空中降落到地面的現(xiàn)象稱為降水。包括雨、雪、露、雹、霜等等。1、降雨定義2.5水文循環(huán)與徑流形成

—降雨18降雨量(深)：指一定時段內(nèi)降落在某一點或某一面積上的總雨量。單位mm降雨歷時：降雨從某時刻到另一時刻所經(jīng)歷的時間稱為降雨歷時。單位min，h，d降雨強度：單位時間內(nèi)的降雨量稱為降雨強度降雨面積：降雨籠罩范圍的水平投影面積暴雨中心：暴雨集中的較小的局部地區(qū)1.2降雨的基本要素2、相關(guān)概念2024/7/2降水量等級表24h雨量(mm)<0.10.1-1010-2525-5050-100100-200>200等級微量小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨20

水文學中把存于包氣帶中的水稱為土壤水，而將飽和帶中的水稱為地下水。定義2.6水文循環(huán)與徑流形成

—土壤水、下滲與地下水

土壤含水率:

一定量的土壤中所含水分的數(shù)量。飽和含水量:

土壤中所有孔隙都被水充滿時的土壤含水量，它取決于土壤孔隙的大小。田間持水量:

指土壤中所能保持的最大毛管懸著水量21

下滲:水分透過土壤層面沿垂直和水平方向滲入到土壤中的運動過程。定義下滲

下滲率(Infiltrationrate):

單位時間通過單位面積的土壤層面滲入到土壤中的水量(mm/min,mm/h)。

下滲能力/容量(Infiltrationcapacity):

供水充分條件下的下滲率。從水面、冰面或其他含水物質(zhì)表面逸出水汽的過程。定義2.6水文循環(huán)與徑流形成

—蒸發(fā)降落在流域上的具有一定時空分布的降水，扣除損失后，在重力作用下，從地面和地下向流域出口斷面匯集的水流現(xiàn)象稱徑流。降水－徑流過程中最根本的損失即蒸散發(fā)。

地表徑流地下徑流1、定義2.6水文循環(huán)與徑流形成

—徑流2、徑流形成過程2024/7/2產(chǎn)流凈雨：降雨扣除損失后的雨量我們把降雨扣除損失成為凈雨的過程稱為產(chǎn)流過程，凈雨量也稱產(chǎn)流量。2024/7/2匯流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，這一完整的過程稱為流域匯流過程。坡地匯流過程河網(wǎng)匯流過程2024/7/2徑流量時段T內(nèi)通過河流某一斷面的總水量，記為W。

2024/7/2徑流深將徑流量平鋪在整個流域面積上所得的水層深度，記為R，以mm計。

2024/7/2徑流系數(shù)某一時段的徑流深R與相應(yīng)時段內(nèi)流域平均降雨深度P之比值稱為徑流系數(shù)，記為ɑ.ɑ=2024/7/22024/7/2我國河川徑流分布豐水帶多水帶過渡帶少水帶干涸帶年徑流深(mm)>800m200—80050—20010—50<10地理分布包括東南和華南沿海地區(qū)、臺灣、海南、云南西南部及西藏東南部。長江流域大部、淮河流域南部、西江上游、云南大部大興