工程水文学 武汉大学水利水电学院 WUHEE
WUHEE 工程水文学 武汉大学水利水电学院
第二章水文循环与径流形成 第一节水文循环与水量平衡 自然界的水文循环 地球上以液态、固态和气态的形式分布于海洋、陆地 大气和生物机体中的水体构成了地球上的水圈。 水圈中的各种水体通过不断蒸发、水汽输送、凝结 降落、下渗、地面和地下径流的往复循环过程,称为水 文循环。 水文循环的范围贯穿整个水圈,向上延伸到10km左 右,下至地表以下平均Ikm深处 WUHEE
WUHEE 第二章 水文循环与径流形成 第一节 水文循环与水量平衡 一、自然界的水文循环 地球上以液态、固态和气态的形式分布于海洋、陆地 、大气和生物机体中的水体构成了地球上的水圈。 水圈中的各种水体通过不断蒸发、水汽输送、凝结 降落、下渗、地面和地下径流的往复循环过程，称为水 文循环。 水文循环的范围贯穿整个水圈，向上延伸到10km左 右，下至地表以下平均1km深处
大循环:海陆之间的水分交换过程,又称为外循环。 小循环:海洋上蒸发的水汽在海洋上空凝结后,以降水 的形式落到海洋里,或陆地上的水经蒸发凝结又降落 到陆地上,又称为内循环。前者称为海洋小循环,后 者称为陆地小循环 水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一 。正是由于自然界的水文循环,才形成永无终止干变 万化的水文现象。 水文循环也是水资源具有再生性的原因。 WUHEE
WUHEE 大循环：海陆之间的水分交换过程，又称为外循环。 小循环：海洋上蒸发的水汽在海洋上空凝结后，以降水 的形式落到海洋里，或陆地上的水经蒸发凝结又降落 到陆地上，又称为内循环。前者称为海洋小循环，后 者称为陆地小循环。 水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一 。正是由于自然界的水文循环，才形成永无终止千变 万化的水文现象。 水文循环也是水资源具有再生性的原因
陆上水汽 海洋水汽 漫流 陆面降水陆面蒸发 降水时蒸发 截留与散发 海洋面上 地水面蒸发 4自叶面 的降水 自土壤 海洋燕发 自溯泊水库 不透水层地下水位 地面径 地 下渗l 表层流 流 子地下水出流 流 海洋 深层渗透 海水人浸 团土壤水分□地下水海洋包面地球表面的1951000k0 图2-1水文循环示意图 WUHEE
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二、地球上的水量平衡 水量平衡原理:在水文循环过程中,对任一区城 任一时段进入水量与输出水量之差额必等于其蓄水 量的变化量。 水量平衡方程: I-O=AS O给定时段内输入、输出该地区的总水量 4S时段内区域蓄水量的变化量,可正可负。 WUHEE
WUHEE 二、地球上的水量平衡 水量平衡原理：在水文循环过程中，对任一区域 、任一时段进入水量与输出水量之差额必等于其蓄水 量的变化量。 水量平衡方程： I −O = S I、O——给定时段内输入、输出该地区的总水量 △S——时段内区域蓄水量的变化量，可正可负
若以地球的整个大陆作为研究范围,其水量平衡方程为: P-R-E.=△S 若以海洋为研究对象,其水量平衡方程为: P+R-E=△S Sc大陆在研究时段內蓄水量的变化量 △So海洋在研究时段内蓄水量的变化量 对多年平均情况,4Sc、△So趋于零。所以 Pc-R=ec Po+R=Eo/全球多年平均 降水量等于多 合并得 年平均蒸发量 为1130mm P+P。=E+E或 b≡E WUHEE
WUHEE 若以地球的整个大陆作为研究范围，其水量平衡方程为： Pc − R − Ec = Sc 若以海洋为研究对象，其水量平衡方程为： Po + R − Eo = So △Sc——大陆在研究时段内蓄水量的变化量 △So——海洋在研究时段内蓄水量的变化量 对多年平均情况， △Sc 、 △So 趋于零。所以： Pc − R = Ec Po + R = Eo 合并得： Pc + Po = Ec + Eo 或 P = E 全球多年平均 降水量等于多 年平均蒸发量， 为1130mm
第二节河流与流城 河流 )河流的形成与分段 地面径流长期侵蚀地面,冲成沟壑,形成溪流,最后 汇集成河流。 河谷、河槽或河床。 上游、下游、左岸、右岸。 分段:沿水流方向,自高向低可分为河源、上游、中 游、下游和河口五段。 外流河、内流河或内陆河。 WUHEE
WUHEE 第二节 河流与流域 一、河流 （一）河流的形成与分段 地面径流长期侵蚀地面，冲成沟壑，形成溪流，最后 汇集成河流。 河谷、河槽或河床。 上游、下游、左岸、右岸。 分段：沿水流方向，自高向低可分为河源、上游、中 游、下游和河口五段。 外流河、内流河或内陆河
(二)河流的基本特征 1.河流的长度 自河源沿主河道至河口的距离称为河长(km)。 2.河流的断面 洪水位 横断面 中泓线 纵断面 滩地 枯水位 滩地 主槽 图2-2河流横断面的一般形状 WUHEE
WUHEE （二）河流的基本特征 1. 河流的长度 自河源沿主河道至河口的距离称为河长（km）。 2. 河流的断面： 横断面 中泓线 纵断面
3.河道纵比降: 任意河段两端(水面或水 底)的高差h称为落差, 单位河长的落差称为河道纵 比降 水面比降、河底比降 图2-3河道纵断面示意图 _(h+h+(h+h2)2+…+(hn-+hn)=2hnL L WUHEE
WUHEE 3. 河道纵比降： 任意河段两端（水面或水 底）的高差△h称为落差， 单位河长的落差称为河道纵 比降。 水面比降、河底比降 2 0 1 1 1 2 2 1 2 0 ( ) ( ) ... ( ) L h h l h h l h h l h L J + + + + + n + n n − = −
二、水系及河流地 貌定律 斯特拉勒河流分 级法: 河流地貌定律: 23/33 河数律 河长律 面积律 河流比降律 图2-4流域与水系示意图 1、2、3-河流的级别 WUHEE
WUHEE 二、水系及河流地 貌定律 斯特拉勒河流分 级法： 河流地貌定律： 河数律 河长律 面积律 河流比降律