水文复习.doc

1、名词解释：1. 水文现象：地球上的水主要受太阳辐射和地心引力两种作用力而不停地运动，气表现形式概括为四大类型，即降水、蒸发、渗流、径流，统称为水文现象。2. 水文学：是研究地球上各种水体的形成、运动变化规律和地理分布的科学。分类：分为地表水文学、水文气象学、水文地质学。3. 流域累积效应：指能产生负面影响的流域活动的综合环境效应。不同的土地和水资源利用之间存在着相互关系和递增的影响，这些影响可与过去的影响叠加，从而产生更严重的影响。4. 水文循环：水通过各种过程在全球系统性中循环运动的途径。水循环的类型：按途径和规模，划分为大循环和小循环。水循环包括降水、蒸发、腾发、蒸腾、渗流、径流。5. 水

2、量平衡：对于任意水文系统，在任意时段内，来水量与出水量之差额等于系统蓄水的变化量。通用水量平衡方程：IO =S 最基本形式I 为时段内的来水量，O 为时段内的出水量，S 为时段内系统蓄水的变化量。6. 降水：水分以各种形式从大气到达地表称为降水。主要指降雨和降雪，此外还有雹、霰等。7. 蒸发：地表向空气中逸散水分，有截留蒸发、地面蒸发、叶面散发、水面蒸发、海洋蒸发。8. 腾发：植物释放水汽到大气中的这一过程叫做腾发。9. 蒸腾：蒸发和腾发过程合并称为蒸腾过程。蒸腾既包括从土壤和植物表面蒸发的水，又包括经过植物腾发从土壤中吸走的水。10. 渗流：是水分在土壤内的运动。 11. 径流：指降雨、溶雪

3、或灌溉用水经过地表或土壤最终进入地表水系统（如海洋、湖泊和江河）中的那一部分水量。径流的来源可包括地表径流、侧向流和地下水流。12. 露点温度：非饱和气体达到饱和气压时的温度称为露点温度（如 A 点的露点温度为 15.56） ，简称露点。13. 冷容量：单位面积的积雪体积（即积雪深度）的温度上升到 0所需的能量。14. 土壤水：存在于土壤颗粒上和土壤孔隙中的水分。15. 饱和土壤 / 非饱和土壤：所有的土壤孔隙都充满了水，称为饱和土壤，否则称为非饱和土壤。16. 渗流：水经过土壤地表进入土壤孔隙中的运动过程。17. 蒸发蒸腾量：从土壤、植物表面和水体蒸发的水量和经过植物系统从叶面变为水汽（蒸腾

4、）的水量，简称腾发量，用 ET 来表示。18. 潜在腾发量：完全覆盖地表、同等高度、从不缺水的低矮农作物在单位时间内的蒸腾量。表示最大 ET 只受到可利用能量的限制，所有充分灌溉的土壤植物系统都损失相同的、只受可利用能量控制的水量。19. 径流的形成过程：由降水到达地表时起，到水流流经出口断面的整个过程。20. 排水密度：排水密度定义为所有流道的总长度除以流域面积，排水密度越大，径流反应越快，洪峰值越高。21. 径流的“多源区域”：在大部分情况下，径流的形成是由各地区的各种水源所作出的贡献。22. 单位水文曲线：指在整个流域上，在某一降雨时段，以某一特定空间分布的单位有效降雨所形成的暴雨径流水

5、文曲线。23. 汇流：地表径流、壤中流以及地下径流沿着坡面,在饱气带的土层中以及地下含水层中向河槽汇聚。24. 径流总量：一定时段内(时、日、月、年)内通过河道某一过水断面的总水量 (W)，常以 m3 计。25. 径流模数：流域内单位面积上的平均流量称为径流模数 (M)， 常以 m3/(sm2)或 L/(skm2)计。26. 径流深度：一定时段内径流总量均匀地平铺在流域表面所形成的水层厚度称为径流深度(R)，又称径流深，常以 mm 计。27. 径流系数：一定时段内的径流深与同一时段内降水量之比称为径流系数()。28. 包气带：非饱和带，由包括根系层在内的土壤水带、上层滞水带和毛管水上升带组成。

6、29. 含水层：含有相当量水的土壤或岩石储水体；30. 阻水层：任何不透水的土壤或岩石层，如页岩、板岩或粘土扁平体；31. 弱透水层：具有小的透水能力而减缓地下水流动的地质层，如淤泥层和泥岩；32. 非承压含水层：通过多孔介质与大气直接接触的含水层叫非承压含水层，也叫潜水含水层。33. 流线图：通过从高程高的等值线向高程低的等值线所画的垂直线就是地下水流方向线，即流线图。34. 土壤侵蚀：土壤表面的颗粒被水或风剥离和转移的过程，通过雨滴、地表径流的涡流或风力施加在地表上的能量而使土壤颗粒从地表剥离，然后随水流、风或重力作用而转移。35. 安全产水：年地下水的抽取量不会达到产生负面影响的水平。3

7、6. 泥沙的运动：当足够的力施加在流道上时，就会侵蚀泥沙并将其带走。37. 输沙量：经过某一河流的某一位置，某一特定时段从流域或排水区输出的泥沙的总量。38. 输沙率：某一点处的输沙量除以流域的总侵蚀量。39. 平岸水位：是河流流道的一个重要特性，平岸水位及其保持的流量可作为流道的形成、变化的形态指标。40. 洪水：与河道与泛洪区的形成与保持构成一体的自然发生的现象。深度为纵坐标、以面积为横坐标，点绘曲线，此曲线即简答题：1. 水对地球和生命的意义：(1) 地球表面的约 71被海洋所覆盖，水是地球表面最常见的一种物质；(2) 由于海洋和大气中水分的存在，地球的气候适宜于生命的存活、栖息和繁衍；

8、(3) 水具有很低的粘滞性，是一种非常有效的输送介质；(4) 水是地球上一种最好的天然溶剂，生命可以在河流、湖泊、海洋等水体中存活；(5) 水作为细胞的组成部分，对生命活动有重要影响。2. 水文现象的基本特点：(1)时间上的周期性和随机性；(2)空间上的相似性和特殊性；3. 水循环的作用和意义：(1) 影响气候状况；(2) 形成江河、湖泊、沼泽等水体及各种地貌现象；(3)形成巨大的水资源；(4) 形成一切水文现象；4. 研究水量平衡的意义：(1)有助于对水循环与全球自然地理-环境、人类社会的关系的认识；(2) 有助于对水循环本身和水文现象的认识；(3)有助于水资源现状的评价和水资源供需的预测；

9、(4)有助于水利工程规划、设计、效益评价、运行；(5)有助于水文观测的检验和改进；5. 降水的形成条件：(1)大气变得饱和；(2)在大气中存在小颗粒（如尘埃、海盐） ，冷凝和升华作用可在这些小颗粒上发生；(3)水珠或冰珠相互结合，这些水珠或冰珠变得比较大时就能克服向上的力量到达地面上。6. 降水的基本要素：(1)降水量：某一时段内降落到地表上一点或一定面积上的水的总量；(2) 降水历时：一次降水过程中，从开始到结束所持续的时间。(3)降水时间：对应于某一降水量的时段；(4) 降水强度：单位时间内的降水量，分为平均降水强度和瞬时降水强度；(5) 降水面积：降水笼罩范围的水平投影面积；7. 降水特

10、征的表示方法：降水量过程线：以时段次序为横轴、以时段降水量为纵轴绘制而成的直方图称为降水量过程线。降水量过程线表示降水量随时间的变化过程。降雨强度过程线(雨强过程线）：以时间为横轴、以降雨强度为纵轴绘制而成的直方图称为降雨强度过程线。降水累积曲线（降水量累积曲线）：以时间为横轴、以降水开始至各个时刻的累积降水量为纵轴绘制而成的曲线称为降水累积曲线。等降水量线（等雨量线）：在图上，将各雨量站观测所得的同一时段的降雨量或一次降雨的降雨量标注在每站的位置上，再将降雨量相等的各点连接绘成光滑线，这些光滑线即称为等降水量线，换言之，图上降水量相等各点的连线即为等降水量线。降水特征综合曲线：A 降雨强度与

11、历时关系曲线：对一次降雨过程，统计其不同时段的最大平均降雨强度，然后以最大平均降雨强度为纵坐标、以时段为横坐标，点绘曲线，此曲线即为降雨强度与历时关系曲线。B 降雨平均深度与面积关系曲线：对一次降雨过程，在降水量等值线图上，自等雨量线的中心起，分别量取不同的等雨量线所包围的面积并计算面积内的降雨平均深度；为降雨平均深度与面积关系曲线。8. 区域降水量计算常用方法：算术平均法、泰斯多边形法、等雨量法和地质统计方法。9. 降水的影响因素：(1) 地理位置；(2) 气旋、台风途径等气象因素的影响；(3)地形的影响；(4)其他因素的影响。10. 地表蒸发与水面蒸发的不同：水面蒸发：在池塘、湖泊或水库的

12、表面，由于有充足的水源供给，蒸发量主要随能量流和气体流的情况变化。地表蒸发：对于没有植被、平坦和湿润的土壤，在蒸发的初始阶段，土壤蒸发过程与自由水面的蒸发过程相似。随着蒸发的进行，蒸发失去的水通过从更深层土壤中向上运动的土壤水得到补充，由于土壤变干，水力传导度降低，土壤水向上运动速率明显减小，限制地表的蒸发速率。裸地、草本植物覆盖和成熟森林等植被覆盖对蒸腾和总ET 的影响：A 裸地、草本植物覆盖和成熟森林情况下的土壤耗水量（暗色区域） ； B 裸地和成熟森林情况下的累积蒸腾量。11. 影响植被蒸腾量的因素：1）气孔的阻力，水汽流根据叶面的气压梯度经过叶气孔进入大气：2）风速，在有风的情况下，叶

13、面气孔的改变和边界层阻力的变小可大大地提高蒸腾速率；3）输入叶中的能量产生和保持使气流流出叶面气孔的压力梯度。总之，如果水量都很充足，那么蒸发和蒸腾的速率主要取决于可利用的净能量、气压梯度和风速。12. 影响渗流过程的因素：(1)地表条件：植被条件和土地的使用对渗流有明显影响；(2)土壤条件：土壤质地和结构、土壤容重、水力传导度、不均匀性、大孔隙等都影响到渗流过程。(3)水流特性：在具有不同土壤层的剖面中，上层土壤中的渗流速率会受到下层土壤的影响。(4) 土壤含水量梯度、土壤的初始含水量影响渗流流速。13. 蒸发和蒸腾过程发生的条件：(1)在蒸发和蒸腾面上有足够的能量的供应；(2)在蒸发和蒸腾

14、面上有足够的水量供应；(3)在蒸发和蒸腾面与大气间具有一定的气压梯度。 （重力、基质、溶质势）15. 影响径流的因素：(1)气象因素：降水：若其他影响因素相同或相似，降水量越大，径流量越大。蒸发：降水的一部分主要由蒸发所损耗，而余下的部分才能形成径流。温度：主要通过影响蒸发而影响径流；(2)下垫面因素：地形、土壤和地质、植被类型、湖泊和沼泽、流域的形状和面积；(3) 人类的活动：公路、水库、排输水系统、流道改变。16. 径流过程：流域蓄渗阶段（植物截留、下渗、填洼）；坡地产流和汇流阶段（蓄满产流、超渗产流） ；河槽集流阶段；17. 土壤流失的防止和控制(1)保护土壤表面不受雨滴能量的打击；(2

15、)增加土壤表面的糙率，从而增加水流途经的弯曲性；(3)减少降雨和地表径流对地面的侵蚀能量；(4)缩短坡长和坡度的工程措然后以降雨平均减少径流能量，减少径流的总量和速度。(5)垂直于坡向的带状植被可减慢和减少地表径流。(6)通过加入有机质而改善土壤结构和通过活跃的根系可减少土壤的侵蚀度。(7)植物的蒸腾减少降雨事件之间土壤中的含水量，因而提供了更多的降雨储水空间，减少地表径流。18. 土体运动：影响岸坡稳定性的因素多种重要的物理和生物因素可影响到山坡的稳定性，单独或混合起作用的一些重要因素：(1)气候：包括降雨强度和时段，温度的变化；(2)土壤：包括土壤强度，颗粒分布，粘粒含量，粘土类型，入渗能

16、力，土壤排水条件，孔隙率，有机含量和深度，土层分布和母质层；(3)地貌：坡的陡度、长度和糙率； (4)植被：植被覆盖的密度和类型，森林落叶的厚度，树根的分布和强度；(5)水侵蚀力：地表径流，融雪水流；(6)人为因素：伐木，将森林变为其它的土地利用，修路，在坡度上过度加载；(7)动物因素：过度放牧。19. 影响泥沙运移过程的因素：(1)泥沙来源：如地表侵蚀、沟蚀、土体运动、河岸侵蚀等；(2)泥沙从某一临时储存地转移到另一储存地的速率；(3)泥沙在每一储存地的数量和停留时间；(4)泥沙的传输过程与储存地之间的联系；(5)物质在系统传输中的各种变化。20. 增加河流输沙能力：增加河道梯度和流量可增加

17、河流输沙能力，将细颗粒加入到粗颗粒占主导的河床物质中，可同时增加大、小颗粒的输沙能力。小颗粒增加悬浮液的容量，因而增加输沙能力。但将大颗粒加到细颗粒物质中，河流的输沙能力就降低。论述题：1. 河流和泛洪区溪流和河流从其源头到海洋的沿途中冲刷切入土壤形成河岸，河岸是随时间逐步形成的，具有一定的高度，在一年中除了较大洪水，河岸能容纳河道中的流量。当流量增加，水位超过河岸高程时，部分水就会漫溢河道而发生洪水。除了在陡峭的山区地带或深切河流，洪水发生时，漫岸水流就会扩散到泛洪区。在泛洪区里，由于糙率增加（比如洪水遇到沿河植被，以前洪水的冲积物等）使流速降低，泥沙和冲积物就沉积下来，形成一个与河流相邻的

18、、比较平坦的泛洪平原的地带。对于大多数河流，河水流入泛洪区约每年一次。随着时间推移，河流的变化使得新的泛洪区形成，并放弃旧的泛洪区。河流流道和泛洪平原之间的关系是很重要的，在洪水期泛洪平原变成了河流的一部分。正如前面指出，这并非不常发生的事，但这一事实常被坚持开垦、进行城市化和其它开发泛洪平原的人们所忽略或没有很好地认识。应该区分泛洪平原和代表旧的、放弃了的泛洪平原的河施可通过在泛洪区减少洪水流速和提供储水区，泛洪区对于减少下游的洪峰流量具有一个累积效应。同时，泛洪区中的饱和土壤和残留水塘可减少向下游运移的含氮量，沿河植物的蒸腾和反硝化也可减少泛洪区中的含氮浓度。随着时间的推移，一条河流会经历

19、大大小小的洪水。在泛洪区中引起较深积水和高流速的主要洪水事件可引起相当大的侵蚀和泥沙运移，在一些地方会在泛洪区中冲刷出新的流道，更多的泥沙和冲积物会沉积下来。当水力梯度降低时就发生河流弯曲，通过水流侵蚀河道一侧而将泥沙堆积在河岸的另一侧（曲流内侧沙洲沉积） ，河流在河谷中侧向运动。由于洪水事件和自然流道过程的结果，河流在泛洪区内侧向迁移。河流在平坦河谷和经历一个长长时段后，最终河流流道将占领河谷中的所有位置。当河流弯曲时，除非河流量或（和）泥沙沉积发生明显改变，否则河流会保持一定的深度和宽度。随着时间的推移，新的河段形成，旧的河段被放弃，大多数河谷就是这样形成的。 2. 河流评价和分类：流道的

20、形成和作用、河流的形式、水生动物的类型以及水质都是流域和流道条件的指示性标志。在流域上和流道中的人类活动也影响到河流的稳定、形成和作用、水质和河流生态系统。在有的情况下,某一河段或整个河流系统发生退化,而需采取一定的管理或治理措施。这些退化变化包括大量河岸侵蚀、泥沙沉积、河道加宽、悬浮质浓度上升、鱼的种类减少等等，应对这种情况,管理人员需要能够对河流进行评价、分类和设置治理的优先顺序。当河道受到自然或人类活动扰动时，就需要评价河流的现状，并最终建立起某种补救措施以恢复或改善河流的形成、生态和作用。 （河流生态系统健康评价）基于河流的形态、生态和相关的生物条件，有许多对河流进行评价和分类的方法。

21、由于河流中物理和生物关系的各种性质以及管理者的各种需要（水质，鱼类，沿河管理，河道恢复等） ，所以没有一种单一的分类系统能满足所有的需要。3. 地下水资源的管理地下水可用“安全产水” （指年地下水的抽取量不会达到产生负面影响的水平）来进行管理。地下水的管理策略应该是：在一个较长的时段内，地下水的储量不发生变化，即输入和输出量相等。人工补给有时可与抽水量抵消使S=0。地下水储量的减少不仅影响地下水的使用，由于减少了对湖泊和河流的补给，也影响到地表水的供水。过度开采的危害：在沿海地区超采地下水会引起咸水入侵，淡水含水层的水压降低造成一个水力梯度使咸水进入含水层。一旦含水层被咸水污染了，这一地区地下

22、水的利用就会受到严重限制。有时可用昂贵的人工补给的方法，即用井将淡水注入含水层，来减少咸水的入侵。渗入溪流的地下水提供了这些溪流的基流，如果严重开)(LSRKTCPe流沉积残留平台，活跃的泛洪平原经历经常的水淹，而地势较高的残留平台却很少受水淹，所以区分这两者对于泛洪平原的开发很重要。流域开发和地下水库相互影响，但一般在流域开发中常忽略了地下水因素。如果洪水可用来增加地下水的补给量，那么就可以扩大对地下水的利用。流域的发展应包括一个控制洪水和地下水人工补给的协调计划，重要的是，必须充分意识到地表水和地下水之间的联系。 4. 沟蚀的控制沟蚀是由两个主要过程所导致的，即下游的冲刷过程和向上游的淘沙

23、过程。控制沟蚀必须有效地使流道的坡度和流道断裂点（跌坎）稳定。拦砂坝：拦砂坝是建在活跃的冲沟中以阻拦流砂的建筑物。阻拦在坝后的沉积土壤具有以下功用：1）形成一个比原来沟底坡度缓的新沟底，因此减少流速和水流的侵蚀力；2）稳定沟的边坡，减少对沟两侧的进一步冲刷；3）促使在沟的两側坡上和底部的植被恢复，储存的土壤水使地下水位升高，帮助沟外的植物生长。 溢洪道：是拦沙坝的一个组成部分，它的目的是将水流引导到流道的中心，防止冲刷坝的周围。一般来说，应优先选择梯形溢洪道，这是因为随水流深度的增加溢洪道的有效宽度也增加。在植被恢复较慢的地区，溢洪道的设计应能通过回复期为 20 年至 25 年降雨的洪峰流量。

24、溢洪道对于保护流道和结构都是重要的，通常，溢洪道的设计长度不大于沟底部的宽度以减少水对沟两侧的冲击。确定拦砂坝之间距离的因素：应考虑到具体的地貌和其它条件，比如，应将坝布置在流道上的一个收缩地带，或将坝布置在不受支流流水冲击的地方，或将坝布置在弯曲带以下等。拦砂坝所选择的距离和有效高度不仅取决于沟中的坡度和局部条件，也取决于控制冲沟的主要目标，如果目的是为了在沟中有最大可能的泥沙沉积量，那么坝的高度就应比较高，坝之间距离也应比较大；如果主要目的是为了稳定沟的坡度，泥沙沉积不是主要的考虑因素，那么坝就可以较低，相隔较近。5. 河道的稳定性：河道演进模型：该模型假定，无论是由于人类活动或自然扰动，

25、流道随时间经过一系列变化而趋于平衡。在这些过程中，清除河边植被的影响，反过来流道退化对植被的影响是很明显的。从一个稳定的河道开始（第 I 阶段） ，清除河边植被或（和）增加河流流量就开始河道的冲刷过程，当河道变深、河岸变陡，就开始发生滑坡，沿岸植物就开始向河道内倾斜（第 II 和第 III 阶段） ，这时河岸不稳定，发生土体运动。当土体滑到河道中后，河道就变宽了（第 IV 阶段） ，然后开始淤积过程（第 V 阶段） 。最终，当沿河植物重新在河岸上生长，河岸变得平坦，经过弯曲延伸，水力梯度减少时， 流道达到一个新的动态平衡（第 VI 阶段） 。然后形成一个新的、较狭的泛洪区，旧的泛洪区变成一个平

26、台。在这新的条件下，洪水受到新的河流沉积边界的限制，产采，地下水水位下降，溪流的基流也会减少。地表水和地下水是不可分割的，应该放在一起进行评估。6. 水土保持规划为了进行水土保持规划,需要建立起土壤流失的允许值,土壤流失的允许值是在经济和生态上保持高水平的农业生产力条件下的最大的土壤流失速率。一般对每一个土壤系列给定一个 Te 值，对于一定种类的土壤，如果侵蚀已大大减小了有效根层的厚度，减少了土壤在一定时间内产生生物量的潜力，那么就应该设定另一个较小的Te 值。必须在土壤中保持一个植物生长的足够的根系层深度。对于岩石或其它不透水层上的浅层土壤，保持剩下的土壤是很重要的，因此，浅层土壤的 Te

27、值比深层土壤的小。对于侵蚀带走表土引起产量严重下降的土壤，Te 值要小，相反，侵蚀对产量影响较小的土壤，Te 值可较大。 建立起土壤流失允许值后，应用 USLE 模型可得：通过适当的农业耕作管理和水土保持措施，来达到上式中的 CP 值（或 VP 值）的要求。 7. 淤积和剥蚀：河流输送的泥沙量主要取决于以河流供给的泥沙量、流道特性、泥沙的物理特性、以及河流的流量和流速之间的相互作用。泥沙的供给量和河流量取决于流域的气候、地形、地质、土壤、植被和土地使用情况。主要的河道特性包括其形态、河床糙率、河床物质和河床坡度等。土壤、流域和河道的地质物质及其风化阶段主要决定了泥沙颗粒的物理特性。当淤积发生时

28、，多余的物质储存下来，最终形成一个与上游坡度一致的新坡度。淤积建立起来的新的平衡坡度可以输送进来的泥沙，但下游的坡度还未调整，所以就发生泥沙沉积，这阻碍了河水的流动，沉积也在这些河段之上发生。结果是沉积在上下河段发生，就将河床抬高，与新的平衡坡度平行。这一运动速率随时间而减少或随向下游的运动距离而减少，淤积速率的变化也是如此。以淤积峰面分出的上游和下游就像两个不同河段，具有不同流速，直到淤积停止，恢复动力平衡为止。淤积一般在流道系统中形成一个凸形的纵向剖面，粗的物质首先沉积下来，细的物质继续向下游运动。结果是，颗粒尺寸向下游变小。当淤积发生时，河床慢慢上升，造成使河水漫过河岸的趋势。这一过程可形成天然堤防，不断的淤积最终形成网状河。生更大的流速和更大的冲蚀能力，这种不稳定河流可引起涵洞、桥梁等建筑物的破坏。六个阶段：稳定；河边植物被清除；衰退；衰退和扩宽；沉积和扩宽；拟稳态