大庆石油学院：《水文学》讲义电子课件.doc_大学文库

水文学课程讲稿授课题目(教学章、节或主题):1绪论授课方式 (请打√) 理论课口√讨论课口实验课口习题课口其他口安排 2 教学要求(分掌握、熟悉、了解三个层次): 了解水文学的研究内容及其在农田水利工程建设中的作用,水文现象的基本特性, 现代水文学的特点。掌握水循环、大循环和小循环、水文现象等基本概念教学重点、难点及关键知识点水循环、大循环和小循环、水文现象等基本概念图例讲解方法及手段板书教学基本内容(教学过程) 改进设想 1.1水文现象及其循环水的表现形式:降水、蒸发、渗流、径流,统称为水文现象。降水:凡空气中水气以任何形式冷凝并降落在地表上都属于降水。降水的形式有雨、雪、雾、雹等蒸发:地表向空中逸散水分,使水上升成为水气的主要途径有截留蒸发、地面蒸发、叶面散发、水面散发、水面蒸发和海洋蒸发等5种。渗流:水从地表渗到地内,以及在地内流动的现象,可分为2步:下渗或入渗是指地表水经过土壤表面进入土壤的过程:渗透是指水分在土壤内的运动。径流:分为地表径流和地下径流地表径流是指水在地面上流动的现象,包括坡地谩流和河槽流动;地下径流是水在地下含水层内的流动现象。河川径流是和人类关系最密切的了,它是水文学研究的主要内容 3地球上的水在太阳热能的作用下,不断蒸发而成水汽,上升到高空,随大气运动而散布到各处。这种水汽如遇适当条件与环境,则凝结而成降水, 下落到地面。到达地面的雨水除部分为植物截留并蒸发外,一部分沿地面流动成为地面径流,一部分渗入地下沿含水层流动成为地下径流,最后,他们之中的大部分流归大海。然后,又重新蒸发,继续凝结形成降水,运转流动,往复不停。这种过程,成为自然界的水分循环,其示意图可见图1.1。根据水分循环过程的整体性和局部性,可把水分循环分为大循环和小循环两类, 由海洋蒸发的水汽降到大陆后又流归海洋的循环,称为大循环;海洋蒸发的水汽凝结后成为降水又直接降落到海洋上或者陆地上的降水在没有流归海洋之前,又蒸发到空中去的这些局部循环,成为小循环

水文学课程讲稿授课题目（教学章、节或主题）：1 绪论授课方式（请打√）理论课□ √ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时安排 2 教学要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：了解水文学的研究内容及其在农田水利工程建设中的作用，水文现象的基本特性，现代水文学的特点。掌握水循环、大循环和小循环、水文现象等基本概念教学重点、难点及关键知识点：水循环、大循环和小循环、水文现象等基本概念图例讲解方法及手段板书教学基本内容（教学过程）改进设想 1.1 水文现象及其循环水的表现形式：降水、蒸发、渗流、径流，统称为水文现象。降水：凡空气中水气以任何形式冷凝并降落在地表上都属于降水。降水的形式有雨、雪、雾、雹等，蒸发：地表向空中逸散水分，使水上升成为水气的主要途径有截留蒸发、地面蒸发、叶面散发、水面散发、水面蒸发和海洋蒸发等 5 种。渗流：水从地表渗到地内，以及在地内流动的现象，可分为 2 步：下渗或入渗是指地表水经过土壤表面进入土壤的过程；渗透是指水分在土壤内的运动。径流：分为地表径流和地下径流地表径流是指水在地面上流动的现象，包括坡地谩流和河槽流动；地下径流是水在地下含水层内的流动现象。河川径流是和人类关系最密切的了，它是水文学研究的主要内容。 3 地球上的水在太阳热能的作用下，不断蒸发而成水汽，上升到高空，随大气运动而散布到各处。这种水汽如遇适当条件与环境，则凝结而成降水，下落到地面。到达地面的雨水，除部分为植物截留并蒸发外，一部分沿地面流动成为地面径流，一部分渗入地下沿含水层流动成为地下径流，最后，他们之中的大部分流归大海。然后，又重新蒸发，继续凝结形成降水，运转流动，往复不停。这种过程，成为自然界的水分循环，其示意图可见图 1.1。根据水分循环过程的整体性和局部性，可把水分循环分为大循环和小循环两类。由海洋蒸发的水汽降到大陆后又流归海洋的循环，称为大循环；海洋蒸发的水汽凝结后成为降水又直接降落到海洋上或者陆地上的降水在没有流归海洋之前，又蒸发到空中去的这些局部循环，成为小循环

水文学课程讲稿云与大气中水 (雨.雪.雹等水雪量计或测雪场雨量计蒸发站地下径流成不漂水层图1.1水分循环示意图研究水分循环的目的:认识水分循环的客观规律,了解各项影响因素之间的客观联系,为改造自然,开发水利资源提供理论依据 1.2水文学的任务及作用水文学是研究地球上各种水体的形成、运动变化规律以及地理分布的科学广义的水文学可分为地表水文学、水文气象学与水文地质学本课程的内容,主要叙述水分循环运动中,从降水到径流入海的的这一段过程中,关于地表径流的运动规律、量测方法及在工程上的应用等问题。包括河川及径流的基本概念,河川水文要素量测方法,水文分析中常用的数理统计的基本原理,河川径流的年际变化与年内分配,枯水径流与洪水径流的调查分析与计算, 降雨资料的整理与暴雨公式的推求,小流域暴雨洪水流量的计算,城市降雨径流的特点等。通过本课程的学习,要求能了解河川水文现象的基本规律,掌握水文统计基本原理与方法,能够独立的进行一般水文资料的收集、整理工作;具有一定是水文分析计算技能。 1.3水文学与给排水工程的关系研究水文学的目的,是深入认识与广泛应用水文规律,为国民经济建设服务为给水排水工程的规划、设计、施工及管理提供正确的水文资料及分析成果,以利于充分开发和合理利用水利资源,减免水害,充分发挥工程效益 4水文现象的特征水文现象的基本特征可以归结为以下两个方面 1水文现象时程变化的周期性与随机性的对立统 2水文现象地区分布的相似性与特殊性的对立统 1.5水现象的研究方法按不同目的要求,可把水文学常用的研究方法归结为成因分析法、数理统计法和地理中和法三类。在解决实际问题时,以上3种方法常同时使用,相辅相成,互

水文学课程讲稿授课题目(教学章、节或主题):2水文学的一般概念与水文测验授课方式 (请打√) 理论课口√讨论课口实验课口习题课口其他口安排 2 教学要求(分掌握、熟悉、了解三个层次) 了解河流分段、长度、弯曲系数、河网密度;水系干、支流及水系形态;流域面积长度、形状系数及流域自然地理特征掌握河川径流及其表示方法教学重点、难点及关键知识点河川径流及其表示方法对比讲解方法及手段板书教学基本内容(教学过程) 改进设想 2.1河流和流域 2.1.1干流和支流将汇集的水流注入海洋或内陆湖的河流叫干流。支流可分为许多级,直接汇入干流的河流叫做一级支流直接汇入一级支流的河流叫做二级支流,依次类推 2.1.2河流长及弯曲系数从河源到河口的距离称为河长。河长是一个确定河流落差、比降和能量的基本参数,要在地形图上画出河道的中泓线,用两脚规逐段量测弯曲系数表示河流平面形状的弯曲程度,是河道全长与河源到河口间直线距离之比。它可说明河流流经地区的地质地貌等特点,也是影响河流水力特性的因素之 2.1.3河槽基本特征 2.1.3.1河道的平面形态平原河道,河床分布与河流平面形态有着密切的关系。在河流的凹岸,水深较大,称为深槽。两反向河弯之间的直段,水深相对较浅,称为浅槽。深槽和浅槽沿水流方向交替出现,具有一定的规律。河槽中沿水流方向各最大水深点的连线,叫做溪线,也称为中泓线 2.1.32河流的纵断面河流的纵断面一般是指河流中泓线的断面。用高程测量法测出该线上若干河底地形变化点的高程,以河长为横坐标,河底高程为纵坐标,可绘出河槽的纵断面图它明显地表示出河底的纵坡和落差的分布,是推算水流特性和估计水能蕴藏量的主要依据。 2.1.3.3河流的横断面

水文学课程讲稿授课题目（教学章、节或主题）：2 水文学的一般概念与水文测验授课方式（请打√）理论课□ √ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时安排 2 教学要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：了解河流分段、长度、弯曲系数、河网密度；水系干、支流及水系形态；流域面积、长度、形状系数及流域自然地理特征。掌握河川径流及其表示方法教学重点、难点及关键知识点：河川径流及其表示方法对比讲解方法及手段板书教学基本内容（教学过程）改进设想 2.1 河流和流域 2.1.1 干流和支流将汇集的水流注入海洋或内陆湖的河流叫干流。支流可分为许多级，直接汇入干流的河流叫做一级支流直接汇入一级支流的河流叫做二级支流，依次类推。 2.1.2 河流长及弯曲系数从河源到河口的距离称为河长。河长是一个确定河流落差、比降和能量的基本参数，要在地形图上画出河道的中泓线，用两脚规逐段量测。弯曲系数表示河流平面形状的弯曲程度，是河道全长与河源到河口间直线距离之比。它可说明河流流经地区的地质地貌等特点，也是影响河流水力特性的因素之一。 2.1.3 河槽基本特征 2.1.3.1 河道的平面形态平原河道，河床分布与河流平面形态有着密切的关系。在河流的凹岸，水深较大，称为深槽。两反向河弯之间的直段，水深相对较浅，称为浅槽。深槽和浅槽沿水流方向交替出现，具有一定的规律。河槽中沿水流方向各最大水深点的连线，叫做溪线，也称为中泓线。 2.1.3.2 河流的纵断面河流的纵断面一般是指河流中泓线的断面。用高程测量法测出该线上若干河底地形变化点的高程，以河长为横坐标，河底高程为纵坐标，可绘出河槽的纵断面图。它明显地表示出河底的纵坡和落差的分布，是推算水流特性和估计水能蕴藏量的主要依据。 2.1.3.3 河流的横断面

河流的横断面一般是指与水流方向垂直的断面,两边以河岸、下面以河底为界的称为河槽横断面:包括水位线在内的横断面称为过水断面。根据横断面形状又可分为单式及复试两种。枯水期水流通过的部分,称为基本河槽,也叫基本河槽和主河槽只有在洪水泛滥期才被洪水淹没的部分,称为洪水河槽或河漫滩。河槽断面是计算流量的重要依据上游:直接连接着河源而奔流于深山峡谷之间的一段河流,落差大,水流急,冲刷强烈,常有急滩与瀑布,两岸陡峭,为峡谷地形,见图2.5。中游:上游以下的河流,其纵比降逐渐缓和,河床冲淤接近平衡状态,两岸受河流的侵蚀而逐渐开阔,水量增加,两岸为U行河谷地形下游:河流的最下一段,位于冲积平原之上,坡度缓,水流慢,泥沙淤积,沙洲众多,河曲连绵不断,断面复杂。河口:河流的重点,是河流注入海洋、湖泊或其他河流的地方。 2.1.5分水线及流域分水线;当地形向两侧倾斜,使雨水分别汇集到两条不同的河流中去,这一地形的脊线起着分水的作用,是相邻两流域的界限,称为分水线或分水岭。流域:汇集地面水和地下水的区域称流域,分水线所保卫的区域面积就是流域面积。如上所述,分水有地面分水线与地下分水线之分,前着构成地面集水区域称集水面积,后者构成底下集水区横:50050100150m 比例尺 (a)虎跳石V形谷 (b)星光湾U形谷纵:2024 横向流速010010203ms 图2.5北盘江毛虎段河谷断面形态 1—洪水位;2枯水位;3砂卵石层; 图24河流横断面内的 4一崩坍岩石;5一页岩环流及横向流速 2.2河川径流及其表示方法 22.1河川径流的基本概念河川径流是指下落到地面上的降水,由地面和地下汇流到河槽并沿河槽流动的水流的统称。河川径流量一般是指河流才出口断面的流量或某一时段内的河水总量。此出口断面常指水文站或取水构筑物所在的断面。其中来自地面部分的成为地面径流:来自地下部分的称为地下径流,也叫地下水;水流中夹带的泥沙则称为固体径流。 2.22河川径流量的表示流量Q单位时间内通过河流过水断面的流量以m3每秒为单位径流总量W在一定时段内通过河流过水断面的总水量,以m3

河流的横断面一般是指与水流方向垂直的断面，两边以河岸、下面以河底为界的称为河槽横断面；包括水位线在内的横断面称为过水断面。根据横断面形状又可分为单式及复试两种。枯水期水流通过的部分，称为基本河槽, 也叫基本河槽和主河槽只有在洪水泛滥期才被洪水淹没的部分，称为洪水河槽或河漫滩。河槽断面是计算流量的重要依据。上游：直接连接着河源而奔流于深山峡谷之间的一段河流，落差大，水流急，冲刷强烈，常有急滩与瀑布，两岸陡峭，为峡谷地形，见图 2.5。中游；上游以下的河流，其纵比降逐渐缓和，河床冲淤接近平衡状态，两岸受河流的侵蚀而逐渐开阔，水量增加，两岸为 U 行河谷地形。下游；河流的最下一段，位于冲积平原之上，坡度缓，水流慢，泥沙淤积，沙洲众多，河曲连绵不断，断面复杂。河口；河流的重点，是河流注入海洋、湖泊或其他河流的地方。 2.1.5 分水线及流域分水线；当地形向两侧倾斜，使雨水分别汇集到两条不同的河流中去，这一地形的脊线起着分水的作用，是相邻两流域的界限，称为分水线或分水岭。流域；汇集地面水和地下水的区域称流域，分水线所保卫的区域面积就是流域面积。如上所述，分水有地面分水线与地下分水线之分，前着构成地面集水区域称集水面积，后者构成底下集水区。 2.2 河川径流及其表示方法 2.2.1 河川径流的基本概念河川径流是指下落到地面上的降水，由地面和地下汇流到河槽并沿河槽流动的水流的统称。河川径流量一般是指河流才出口断面的流量或某一时段内的河水总量。此出口断面常指水文站或取水构筑物所在的断面。其中来自地面部分的成为地面径流；来自地下部分的称为地下径流，也叫地下水；水流中夹带的泥沙则称为固体径流。 2.2.2 河川径流量的表示流量 Q 单位时间内通过河流过水断面的流量以 m3 /每秒为单位径流总量 W 在一定时段内通过河流过水断面的总水量，以 m3

水文学课程讲稿授课题目(教学章、节或主题):2.3河川径流形成过程及影响径流的因素授课方式 (请打√) 理论课口√讨论课口实验课口习题课口其他口安排 2 教学要求(分掌握、熟悉、了解三个层次): 掌握河川径流形成过程及影响径流的因素,水量平衡方程。教学重点、难点及关键知识点水量平衡方程板书讲解方法及手段板书教学基本内容(教学过程) 改进设想 2.3河川径流形成过程及影响径流的因素 23.1河川径流形成过程及其特征时期地面径流的形成可分为四个阶段,第一阶段是降水过程,第二个阶段是蓄渗过程,第三阶段的坡地慢流过程,第四阶段是河槽集流过程除地面径流外,产流过程还包括地下径流部分,整个产流、汇流过程可分为流域过程和河槽过程 232影响径流的主要因素流域的气象条件;河流的气象条件是影响径流量的绝对性因素,其中以降水和蒸发最为重要,直接影响流域内的径流量和损失量。降雨过程对径流形成过程影响最大,在相同的降雨量条件下,降雨强度越大降雨历时越短,则流量越大,径流过程急促:反之,则流量小,径流过程平缓蒸发是流域内的水分由液态变为气态的过程。由于降雨时空气湿润,蒸发对次降雨过程不大,但平时流域内的土壤水分大都消耗与蒸发其它气象因素如气温、湿度、风等,都通过降水和蒸发对径流产生间接作用。而以冰雪融水补给的河流,其径流变化与气温变化密切相关,有季变化与日变化之分流域的地理位置:流域的地理位置是以流域所处的地理坐标来表示的,并须说明它离开海洋有多远,它与别的流域和山岭的相对位置。这些与内陆水分小循环的强弱和径流过程有关。流域的地形特性;包括流域的平均高程、坡度、切割程度等。流域形状和面积;流域的程度决定了地面径流会流的时间,狭长地形较之宽短地形的汇流时间长,汇流过程平缓。大流域的径流变化较之小流域的要平缓的还有流域的植被、流域内的土壤及地质构造、湖泊和沼泽、水利化措施等影响因素。23.3地下径流下降的雨水渗入土壤后,一部分被植物吸收或通过地面蒸发而损失外,一部分渗如透水

水文学课程讲稿授课题目（教学章、节或主题）：2.3 河川径流形成过程及影响径流的因素授课方式（请打√）理论课□ √ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时安排 2 教学要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握河川径流形成过程及影响径流的因素，水量平衡方程。教学重点、难点及关键知识点：水量平衡方程板书讲解方法及手段板书教学基本内容（教学过程）改进设想 2.3 河川径流形成过程及影响径流的因素 2.3.1 河川径流形成过程及其特征时期地面径流的形成可分为四个阶段，第一阶段是降水过程，第二个阶段是蓄渗过程，第三阶段的坡地慢流过程，第四阶段是河槽集流过程。除地面径流外，产流过程还包括地下径流部分，整个产流、汇流过程可分为流域过程和河槽过程。 2.3.2 影响径流的主要因素流域的气象条件；河流的气象条件是影响径流量的绝对性因素，其中以降水和蒸发最为重要，直接影响流域内的径流量和损失量。降雨过程对径流形成过程影响最大，在相同的降雨量条件下，降雨强度越大，降雨历时越短，则流量越大，径流过程急促；反之，则流量小，径流过程平缓。蒸发是流域内的水分由液态变为气态的过程。由于降雨时空气湿润，蒸发对一次降雨过程不大，但平时流域内的土壤水分大都消耗与蒸发。其它气象因素如气温、湿度、风等，都通过降水和蒸发对径流产生间接作用。而以冰雪融水补给的河流，其径流变化与气温变化密切相关，有季变化与日变化之分。流域的地理位置；流域的地理位置是以流域所处的地理坐标来表示的，并须说明它离开海洋有多远，它与别的流域和山岭的相对位置。这些与内陆水分小循环的强弱和径流过程有关。流域的地形特性；包括流域的平均高程、坡度、切割程度等。流域形状和面积；流域的程度决定了地面径流会流的时间，狭长地形较之宽短地形的汇流时间长，汇流过程平缓。大流域的径流变化较之小流域的要平缓的多。还有流域的植被、流域内的土壤及地质构造、湖泊和沼泽、水利化措施等影响因素。2.3.3 地下径流下降的雨水渗入土壤后，一部分被植物吸收或通过地面蒸发而损失外，一部分渗如透水