绪 论
一、水文学的研究对象及主要内容 （一）研究对象
1、 水文学——研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系的科学。
2、水体——以一定形式存在于自然界中水的总称。水的形态包括大汽水、河流水、湖泊水、海洋水、湖泊水、沼泽水、冰川水、地下水、土壤水、生物水等。 （二）水文学研究的主要内容及本课程的内容结构 1、主要内容
（1）水分循环及水量平衡（水文学的核心内容） （2）水的数量、质量及分布
（3）各种水体的性质（物理性质、化学性质） （4）各种水体的类型结构及运动规律
（5）水在地理环境中的作用（与生态系统、地理环境、人类活动之间的关系） （6）水资源开发利用及人类活动的水文效应 2、本课程的内容结构
二、水文学的发展简介
水文学经历了从萌芽到成熟、从经验到理论、从定性到定量的历史发展过程。 （一）水文现象定性描述阶段 1、时期：远古——14世纪未 2、标志
（1）世界上最早的水文观测：中国和埃及（大禹冶水、随山刊木） （2）水经注吕氏春秋定性描述各大河流的源流、水情、水文循环的初步概念 （3）特点水文观测定性描述经验积累 （二）水文科学的形成阶段 1、时期：15世纪初——19世纪未 2、特点：
（1）概念描述进入定量描述
（2）水文理论的形成 3、标志
（1）1674年p.佩罗提出了水量平衡概念
（2）1775年谢才提出了谢才公式（明渠畅流等流速公式） （3）1802年道尔顿提出蒸发公式 （4）1856年达西定律形成 （三）应用水文学阶段
1、时期：20世纪—20世纪五十年代 2、特点
（1）水文观测理论体系进一步完善 （2）应用水文学发展 3、标志
（1）工程水文学成为应用水文学的主要分支 （2）产汇流理论计算公式
（3）森林水文学、城市水文学的形成 （四）现代水文学阶段 1、时期：20世纪50年代以来 2、特点：
（1）水文技术科学的发展 （2）分支科学不断诞生 （3）研究方法趋向综合
（4）水资源开发利用、管理、评价成为重点 3、标志 （1）雷达测雨
（2）中子散射法测土壤含水量 （3）放射性示踪测流 （4）同位素测沙
（5）卫星遥感及GIS的利用
（6）水文模拟、随机分析、系统分析方法
（7）水文研究自动化
（8）水资源的评价、管理、优化利用
三、水文学体系
（一）按水体的分类（对象）（传统分类法） （二）系统水文学体系 1、水文学的学科体系
2、普通水文学：水文学基本理论、方法 3、水文测验学 4、区域水文学
（1）流域水文学 （2）河口水文学 （3）山地水文学 （4）平原水文学 （5）坡地水文学 （6）干旱区水文学 （7）岩溶区水文学 5、应用水文学
（1）工程水文学 （2）城市水文学 （3）森林水文学 （4）农业水文学 （5）土壤水文学 6、新技术方法
（1）随机水文学 （2）模糊水文学 （3）系统水文学 （4）遥感水文学 （5）同位素水文学
四、水文学地理研究方向及其与其它学科的联系 （一）水文学的地理研究方向 1、水文学的三个研究方向
（1）地理学方向 （2）地球物理学方向 （3）工程学方向 2、水文学地理方向（地理水文学） （1）水文学与地理学共同隶属、分别分支
（2）侧重水体运动变化的自然规律，总体演化趋势，与其它地理要素相互关系的综合研究；水体差异的区域性研究 （3）特点：宏观性、区域性、综合性
（二）水文学在地理学中的地位 1、地理学的学科体系
2、水文学是地理学自然地理的学科分支学科
自然地理包括气候学、地貌学、水文学、土壤地理学、生物地理学等。
五、水文现象的基本特点
（一）水文现象--水循环过程中，水的存在和运动的各种形态，统称为水文现象。 （二）水文现象的特点 1、水循环永无止境
2、周期性与随机性（时间变化上）
（1）、周期性：年周期、季周期、月周期、日周期 （2）、随机性：不重复性 3、地区颁布上的相似性和特殊性 （1）相似性：地带性规律 （2）特殊性：区域性（差异性）
六、水文学的研究方法 （一）、传统研究方法
1、成因分析法（物理学原理为基础进行水文解释） 2、数理统计法 相关分析——经验性模型
3、地理综合防治法——等值线法（地带性规律、非地带性规律） （二）、新技术方法
第一章 地球上水的性质与分布
第一节 地球上水的物理性质
地球上水的物理性质包括：水的形态及其转化、水的热力学性质、水温、水的密度、水色及透明度
一、水质形态及其转化
地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在，在常温条件下三相可以互相转化。 （一）水分子的结构 1、单水分子结构 （1）单水分子结构图
（2）氧原子附近形成负极，氢原子附近形成正极；水分子具有极性 2、水分子聚合体
由于水分子具有极性，故有聚合体 （1）双水分子聚合体 （2）三水分子聚合体 （二）水的三态及其转化 1、冰点与沸点
在一个标准大气压下，纯水0℃为冰点，100℃为沸点 2、水的三态与水温
（1） 不同水温水分子聚合体的分布（％） 温度 类型 38 ℃ 98 ℃ 冰（0℃） 水（0℃） 4℃ 单水 双水 三水
0 41 59 19 58 23 20 59 21 29 50 21 36 51 13 （2）三个结论
a) 随着水温的升高，单水分子比例升高，聚合体比例下降，当温度高于100℃以上时，主要为单水分子。当温度高于100℃呈气态时，水主要由单水分子组成。 b) 随着温度的降低，水分子聚合体不断增多，单水分子不断减少。水温达到0℃结冰时，单水分子为零，三水分子增多，因三水分子结构特性，使液态水变成固态冰时，体积膨胀10％，若冰变成液态水时，体积减小10％。
c) 水温在3.98℃时，二水分子占比重大，而二水分子结合紧密，故密度最大，
水文学教案资料
