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自-工程水文学 第2章 水文循环与径流形成

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第二章 水文循环与径流形成

第一节 水文循环 ........................................................................... 错误!未定义书签。 第二节 河流和流域 ................................................................... 错误!未定义书签。 第三节 降水 ................................................................................... 错误!未定义书签。

第四节 土壤水、下渗和地下水 ?错误!未定义书签。

第五节 蒸散发 ............................................................................... 错误!未定义书签。 第六节 径流 ................................................................................... 错误!未定义书签。 小结 ................................................................................................ 错误!未定义书签。

课前学习指导 课程要求

要求学员建立水文循环、流域、河流、水文要素等基本概念,认识流域降雨形成径流过程的基本原理。 课时安排

共需6个课内学时,12个课外学时 课前思考

水循环与水资源的联系

流域、河流、出口断面、水利工程之间的关系 流域降雨、蒸发、下渗、径流之间的物理关系 学习重点

流域降雨~径流的产生机制和水文物理过程 难点

对于初步接触水文学的学员,本章涉及大量水文词汇、概念、原理和基本知识,不易记住和掌握,在授课时注意用通俗的语言和形象的图表加以介绍。 知识点

自然界水循环基本概念 流域、流域特性 河流、河道特性 流域水量平衡原理

降雨成因、分类、分布与观测 下渗物理过程与下渗曲线 定性描述径流形成的物理过程

第一节 水文循环

一、水文循环

海洋是陆地降水的主要水汽来源,从海洋蒸发的水汽,被气流输送到大陆而成降水。其中一部分以地面和地下径流的形式从河流汇归海洋;另一部分重新蒸发返回大气。这种海陆间的水分交换过程,称为大循环或外循环。

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,这种局部的水文循环称为小循环或内循环。

因为内陆地区距离海洋很远,从海洋直接输送到内陆的水气来源,通过陆地内循环,水汽逐渐向内陆输送,在输送过程中会沿途损耗,故内陆距海洋越远,输送的水汽量越少,降水量越小。

研究水文循环的目的

水在自然界循环的路径和过程极其复杂且多变。有的地区湿润多雨,水量丰沛,有的地区则干旱少雨,河湖干涸。同一地区,有时大雨滂沱,江河横溢;有时却久旱不雨,江河枯竭。研究水文循环的目的,在于认识它的基本规律,揭示其内在联系,这对合理开发和利用水资源,抗御洪旱灾害,改造自然,利用自然都有十分重要的意义。 二、地球上的水量平衡

在自然界的水循环中,地球上的总水量是不会产生损耗的,满足水量平衡原理。

特征值 降水(km/a) 蒸发(km/a) 总径流(km/a) 333海洋 458000 505000 陆地 119000 72000 47000 第二节 河流和流域

一、河流

1、河流形成和分段

河流流经的谷地为河谷,河谷底部有水流的部分称为河床或河槽。枯水期水流所占部位为基本河床,或称主槽;洪水泛滥及部位为洪水河床,或称滩地。面向河流下游,左边的河岸称为左岸,右边和河岸称为右岸。

一条河流沿流方向,自高向低可分为河源、上游、中游、下游和河口五段。河源是河流的发源地,多为泉水、溪涧、冰川、湖泊或沼泽等。

上游 紧接河源,多处于深山峡谷中,坡陡流急,河谷下切强烈,常有急滩和瀑布。 中游河段坡度渐缓,河槽变宽,两岸常有滩地,河床较稳定。

下游是河流的最下段,一般处于平原区,河槽宽阔,淤积明显,浅滩和河湾较多。

河口是河流的终点,是河流注入海洋或内陆湖泊的地段,因流速骤减,泥沙大量淤积,往往形成三角洲。

注入海洋的河流,称为外流河,如长江、黄河等;流入内陆湖泊或消失于沙漠中的河流,称为内流河或内陆河,如新疆的塔里木河和青海的格尔木河等。 2、河流特性

河流长度(L):自河源沿河道至河口的长度,单位km,可在适当比例尺的地形图上量出。

河流横断面:垂直于水流方向的断面称为横断面,简称断面。只有主槽而无滩地的断面称单式断面,有主槽又有滩地的断面称为复式断面。断面内通过水流的部分称为过水断面,其面积称为过水断面面积,单位m。

河流纵断面:河流中沿水流方向各断面最大水深点的连线称中泓线,沿中泓线的断面称为河流的纵断面。河流纵断面能反映河床的沿程变化。

河道纵比降(J):河段两端的河底高程差⊿h叫做落差。单位河长的落差称为河道纵比降或比降。当河流纵断面近于直线时,按下式计算:

当河段纵断面呈折线时,可在纵断面图上,通过下游端断面河底处作一斜线,便此斜线以下的面积ω2原河底线以下的面积ω1相等,此斜线坡度即为河道平均纵比降。计算公式如下:

式中:h0,……,hn——自下游到上游沿程各河底高程,m; l1……,ln——相邻二点间的距离,m; L——河段全长,m。

第三节 降水

一、降水成因

水汽压(e):指空气中水汽压力,以Hpa计,在一定温度下,空气中所含水汽量的最大值,称为饱和水汽压E。饱和水汽压随气温而变,温度越高,空气中饱和水汽压越大,反之则越小。

饱和差:在一定温度下,饱和水汽压与空气中的实际水汽压之差E-e,称为饱和差。若实际水汽压超过了饱和水汽压,空气中多余的水汽就会发生凝结。

露点(Td):水汽量不变,在气压一定的条件下,气温下降,空气达到饱和水气压时的温度称为露点温度。露点高,实际水汽压大;露点低,实际水汽压小。

饱和湿度:在一定温度下空气中最大的水汽含量称为饱和湿度。如果空气中的水汽量达到了饱和或过饱和,多余的水汽就可能发生凝结。

自-工程水文学 第2章 水文循环与径流形成

第二章水文循环与径流形成第一节水文循环...........................................................................错误!未定义书签。第二节河流和流域...................................................................错误
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