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水文学与水资源复习提纲(2011.9.-2012.1.)绪论水文学的定义和研究

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“水文学与水资源”复习提纲 (2011.9.-2012.1.)

绪论

1. 水文学的定义和研究对象什么?

水文学定义:研究自然界各种水体,如河流、湖泊、冰川、沼泽、海洋、地下水及大气中的水汽的运动、变化和分布规律的学科。

研究对象:地球上所有的水体。但事实上,主要研究对象是地球上的淡水。

2. 水文现象的基本特点是什么?

1. 时间上的周期性和随机性 2. 空间上的相似性和特殊性

第一章 地球上的水循环和水量平衡

3. 何谓水循环?

地球上的水并不是静止不动的,而是在不断运动着的,这种运动过程就是水循环

4. 水循环有哪些类型?

大循环(外循环):海陆间水分交换的过程。 小循环(内循环):

1 海洋小循环:仅有纵向水分交换

2 陆地小循环:外流区小循环(存在横向水分交换),内流区小循环(仅有纵向水分交换)

5. 水循环有哪些作用和意义?

1 影响气候状况

2 形成江河、湖泊、沼泽等水体及相关的各种地貌现象 3 形成巨大的水资源 4 形成一切水文现象

6. 何谓水量平衡?

根据物质不灭定律可知,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,这就是所谓的“水量平衡”或“水文平衡”(Water balance)

7. 试在理解的基础上写出通用水量平衡方程式。

I-O=ΔS

其中:I为来水量,O为出水量。 I=P+RsI+RgI O=RsO+RgO+q

(P降水+ RsI地表流入+RgI地下流入)- (E蒸发+RsO地表流出+RgO地下流出+q生活工业用水) = ΔS

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第二章 降水

8. 降水有哪些基本要素?

1. 降水量

2. 降水历时和降水时间 3. 降水强度 4. 降水面积

9. 试述地理位置对降水的影响。

地理位置除了影响年降水量之外,还可能影响降水的季节性分布;而降水的不同的季节性分布特征又常常是特定的类型的气候的表象。(看看澳大利亚的例子,记住,背下来)

10. 试述地形对降水的影响。

坡向对降水的影响是非常明显的。 (迎风坡降水多) 高程对降水也有明显的影响。 (越高降水越多) 山脉的缺口和海峡常常是气流的通道。在这些地方,气流运动速度加快,水汽难以停留,故降水机会减少。

第三章 蒸发

11. 试述蒸发的概念。

水由液态转化为气态、逸入大气称为蒸发(evaporation)

12. 试述土壤蒸发的三阶段。

土壤蒸发可分为三个阶段

第I阶段(定常蒸发率阶段)蒸发速率接近水面蒸发量

第II阶段(蒸发率下降阶段)土壤中水分降至约为田间持水量时开始,主要蒸发毛管水 第III阶段(蒸发率微弱阶段) 蒸发在较深的土壤中进行,完全没有毛管水。

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13. 何为确定水面蒸发量的“水面蒸发模型法(经验公式法)”?这类公式的基本形式为何?

水面蒸发模型法,又称为“经验公式法”。

道尔顿(John Dalton)(1766-1844)提出,蒸发量与水汽压差存在着密切的关系。根据这一原理,利用蒸发实验获得的资料数据,建立蒸发与水汽压差等若干气象要素间的经验公式。这些公式仅考虑影响蒸发的一些主要的气象要素,如水面温度下的饱和水汽压、风速等,而其它的次要因素的影响则在公式的系数中得以体现。 这类公式的一般形式为:E=k(e0-ez)f(w) E:蒸发速率; k:系数;

e0:水面温度下的饱和水汽压; ez:水面上空z m处的空气水汽压;

f(w):蒸发与风速w的关系函数 f(w)通常为直线关系,即f(w)=A+Bw,也可为幂函数,即f(w)=wn,还可以是其它形式。k、 A、B和n均随研究区域的条件而异而待定。

14. 试述气象因素对水面蒸发的影响。

影响水面蒸发的主要气象因素包括太阳辐射、温度、湿度、风、气压、降水 太阳辐射是水分汽化的主要能源。

气温是影响水温的主要因素,气温升高间接促进水分蒸发。但蒸发与水温的关系比气温更大。温度与风速或其他环境影响因素结合时对蒸发的影响更为显著。

湿度:空气湿度常用饱和水汽压差表示,饱和水汽压差越大湿度越小。空气湿度与气温有关。气温越高,相对湿度减小,蒸发增强。 风对蒸发的影响有一定的限度。

气压:压制水分子子水面逸出,气压越大,蒸发速率越低。

降水:降水会干扰水分子的逸出和破坏水面结构,因此,降水的总量、强度、分布都会影响蒸发。

15. 试述气象因素对植物散发的影响。

1). 日照:有利于植物散发。

2). 温度:气温低于1.5时植物几乎停止生长,散发极低。同时,气温还通过影响土壤温度影响植物散发。土温越高,植物从土壤中吸收的水分越多,散发越快。 3). 湿度:除极度干燥或者湿润之外,散发有随湿度增加而减弱的趋势。 4). 风:风可促进植物散发,但是强风会是植物的气孔关闭,暂停散发。

第四章 下渗

16. 试述下渗过程的三阶段。

渗润阶段(吸湿水——薄膜水) 渗漏阶段 (毛管水)

? 通常也将以上两个阶段统称为“渗漏阶段”。 渗透阶段 (重力水)

? 渗漏是非饱和水流运动,而渗透则属饱和水流运动。在实际下渗过程中,两个阶段

并无十分明显的界线,有时是相互交错的。

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17. 包德曼和考尔曼将遭受下渗的土体沿垂直方向划分为哪几个水分带?各个水分带的特

征为何?

可将遭受下渗的土体沿垂直方向划分为四个水分带。

1. 饱和带:位于土壤表层,当下渗水分浸润至10cm时,饱和带不超过1.5cm。 2. 过渡带:含水量随深度急剧减少。 3. 水分传递带:含水量基本保持在饱和含水量和田间持水量之间。水分运行主要靠重力。

4. 湿润带:含水量随深度急剧减少,末端为湿润锋面,锋面两侧含水量突变,此锋面为上部湿土与下部干土之间的界面。

18. 有哪三个计算下渗率或下渗量的公式,其形式如何?

1. 霍顿公式(拟合最好)

下渗率 ft=fc+(f0-fc)e-βt ft:t时刻的下渗率(mm/hour) fc:稳定下渗率 f0:初始下渗率

β:常数,下渗曲线的递减参数,“决定于土壤特性的常数”

f0和fc可由实测资料中直接求出,即可用小面积人工降雨法求出。 β则需根据实测资料作图推求。

下渗量

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2. 考斯加柯夫公式

下渗量 F=atn F:累积下渗量 t:时间 a、n:参数

3. 霍尔坦公式

f为下渗率(in/h),

fc为稳定下渗率(in/h);

GI为作物生长指数(growth index),

A为一参数,系下渗率(in/h)与土壤缺水量(in)的1.4次方之比, 与土壤孔隙率和植物根系密度有关,根据土地利用或土地覆被情况可取0.10-1.00,

Sa为表层土壤的缺水量(in), 对于农耕土壤, 为A层即地表以下约6 in厚的土层中的缺水量。

霍尔坦公式的基本思想是,下渗率f是土壤缺水量Sa的函数。土壤缺水量常被表述为土壤的可能最大含水量S与土壤某一时刻的累积下渗量或含水量F之差, 即Sa=S-F。因此, 霍尔坦公式表明, 在降雨期间, 随着累积下渗量F的增大, 土壤缺水量Sa不断减小, 下渗率f趋近fc。

19. 试述影响下渗的因素。

一 、 降水

降水强度小于下渗率时,全部下渗,否则产生径流。 二 、 土壤

土壤的颗粒组成 :土壤粒径越大,孔隙度越大,下渗率越大

? 土壤中的胶质:土壤越细,胶质越多,胶质遇水膨胀,最后下渗率会很小。 ? 土壤中的矿物质:矿物质可溶,则遇水后被溶解,有利于下渗。 ? 土壤含水量 :土壤越干燥含水量越低,下渗率越高。

土壤入渗与土壤容重、孔隙度和孔隙率的大小比例有关,土壤容重越大,入渗速率越低,土壤容重越小,孔隙度和孔隙率越大,入渗速率越大 三、 植被

1. 延缓地表径流,使水分更长时间停留,有利于下渗 2. 减弱雨滴溅击效果,增强下渗。

3. 植物根系增加土壤空隙,有利于下渗。 四 、 地形

坡度越大,径流速度越快,下渗越少。

地表形态影响也较大。若地面凹凸,起伏较大,且积水无出口流出,则下渗较强。 五 、人类活动

耕作深度越大,下渗越强。

第五章 径流

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20. 何谓径流?简述径流的形成过程。

径流或河川径流(runoff):自地表、土层或地下含水层汇入河网并向流域的出口汇聚的水流。 根据水流汇入的途径,可将径流划分为:

? 地表径流:自地表进入河网中的水流 ? 壤中径流:自土层进入河网中的水流

? 地下径流:自地下含水层进入河网中的水流 径流的形成过程

简单说明,由降水到达地表时起,到水流流经出口断面的整个过程

详细说明,降雨经植物截流、下渗、填洼及蒸发等损失后,在流域内形成地表径流、壤中流和地下径流,再经过河槽汇聚,流经出口断面的过程就是径流的形成过程

20. 试述蓄满产流和超渗产流。

蓄满产流:降雨在补足了饱气带中的水分缺亏之后,所余的水量全部形成地表径流和地下径流。

R=P-(Wm-W0)-E ? R:一次降雨中形成的径流,包括地表径流、壤中流和浅层地下径流(mm) ? E:降雨期间的蒸发量(mm)

? P、Wm和W0的含义与前述相同

超渗产流:当降雨强度超过下渗率时,未渗入土壤的水分便形成地表径流。

Rs=(I-f)Δt

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21. 熟记五个径流特征值的计算公式并能熟练应用之。

流量:某一时刻或单位时间内通过河道某一过水断面的水量称为流量(Q),常以m3/sec或公升/秒

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称为径流总量(W),常以m3计。若时段为T(秒),时段内的平均流量为Q,

则:W=QT (m3) 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/sec/m2或l/sec/km2计。若流域的面积为F(km2),时段内的平均流量为Q(m3/sec),

Q 则: 10 8 (l/sec/km2) M? ?F径流深度:一定时段内径流总量均匀地平铺在流域表面所成的水层厚度称为径流深度(R),又称径流深,常以mm计。

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(α)。若时段内的降水量为P (mm),相应的径流深为R (mm)。 ??RP

22. 降水和温度是如何影响径流的?

. 降水

? 降水量的影响

? 降水历时和降水强度的影响 ? 降水的空间分布的影响

温度主要通过影响蒸发影响而径流。

? 若年降水量相同,年气温越高,则年径流深越小;反之,年径流深则越大。

23. 地形因素是如何影响径流的?

坡度越大,坡地汇流就越快,下渗损失越小,径流就越集中。因此,山区河流的径流变化要较平原河流的变化更急剧。

坡向和高程主要通过影响降水和蒸发来影响径流。

课外作业: 某水文站的控制流域面积F=566 km2, 年平均降水量 =686.7 mm, 多年平均径流系数a=0.357,

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求:

(1)多年平均径流总量 (2)多年平均流量

(3)多年平均径流深 (4)多年平均径流模数

第六章 河流

25. 何谓闭合流域及非闭合流域?

地表分水线与底下分水线重合的流域称为闭合流域。

在岩溶发育区,地下水对水系或者河流的补给较大,要考虑是否闭合的问题。

26. 何谓水情三要素?其概念为何?

水位、流速以及流量

水位:自由水面超出某一基面的高程称为水位。

用于确定水位的基面有绝对基面为河口处的海平面和测站基面水文观测站最低水位以下0.5-1.0 m处的假想水平面。

L流速:河流中的水质点在单位时间内移动的距离称为流速(V),即: ? VtV:流速(m/sec);

L:距离(m); t:时间(sec)

流量 :单位时间内流经过水断面的水量称为流量(Q),常以m3/sec计,即:

F Q?VFQ?dQ?VdF30? Q:流量(m/sec);

? V:过水断面平均流速(m/sec); ? F:过水断面面积(m2)

27. 写出用于计算河流过水断面的平均流速的谢才公式。 V ? C Ri

?? 8

? V :断面平均流速 (m/s); ? C :流速系数 (m1/2/s); ? R :水力半径 (m); ? i :水面比降

其中,水面比降难以计算,通常用河床比降代替。同时,流速系数C用曼宁公式得到:

C :流速系数;

11C?R6R:水力半径;

nn :粗糙系数

28. 何谓河流的补给?河流的补给可分为哪几种类型?以之获得补给的河流各有哪些水情特点?

? 河流的补给系指其水分的来源。

? 河流的补给通常可分为雨水补给、冰雪融水补给以及地下水补给。

? 以雨水补给为主的河流的水情特点是,流量明显随着雨量的增、减而增、减。 ? 以冰雪融水补给为主的河流的水情特点是,流量与气温的关系非常密切,流量明显

随气温的升、降而增、减。

? 以地下水补给为主的河流的水情特点是,流量在年内的分配十分均匀。影响地下水

补给的最重要的因素是流域所处的气候状况,其次是流域内的地表物质组成和槽道的切割深度。

29. 何谓年径流的年际变化?它通常包括哪两个方面的涵义?

年径流的年际变化:河流的不同年份的年径流量的差异性 年径流量的年际变化幅度和年径流量的多年变化过程。

30. 通常以哪两个水文学变量表述年径流量的年际变化幅度?试写出其计算公式。

一般以年径流量的变差系数和年径流量的年际比值表示年径流量的年际变化幅度。

n(Ki?1)2? C :年径流量的变差系数;

VC?? n :计算中所用资料的年数; Vi?1n?1? K i :第i年的年径流量变率、即第i年的年径流量与正常年径流量的比值

C C V 值的计算公式表明,该值能够反映总体的相对离散程度,即不均匀性。 V 值越

大,年径流的年际变化越剧烈,对水资源的利用越不利,且越易发生洪涝灾害。

年径流量的的年际比值

最大年径流量与最小年径流量的比值称为年径流量的年际比值或年径流的绝对比

Qmax率,即:

Ka?Qmin在上式中,

? Ka:年径流量的年际比值; ? Qmax:最大年流量;

Qmin :最小年流量

31. 何谓径流的年内变化或年内分配?

河流的不同季节的径流量的差异性称为径流的年内变化或年内分配。

通常以季节径流量或若干个月径流量之和占全年径流量的百分比(简称为“径流的季节分配”)以及若干特征值表述径流的年内变化情况。

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32. 通常以哪两个特征值表述径流的年内变化状况?试写出其计算公式。

流年内分配不均匀系数和径流年内分配完全年调节系数表述径流的年内变化状况 12KVK=1/12 (i?1)2Cr? i?1KWCvy? 12Ki为第i月径流量占年径流量的百分比

? V :完全年调节库容; ? W :年径流总量

33. 如何利用实测或推测资料推求给定频率的洪峰流量? P=m/(n+1)

34. 试述洪水波的几个最大特征值(最大流量、最高水位、最大流速、最大比降)出现的 顺序及其原因。

洪水波的最大特征值为最大流量、最高水位、最大流速以及最大比降。

出现次序为①最大比降;②最大流速;③最大流量(洪峰流量);④最高水位(洪峰水

位)

35. 何谓枯水、枯水期或枯水季节、枯水径流?

? 因水分补给不足尤为降水补给不足而在河流槽道中造成的流量明显偏小的现象称为

枯水。枯水所持续的时期称为枯水期或枯水季节,而此时槽道中的水流称为枯水径流。

36. 试写出表述枯水径流消退规律公式的基本形式。

??t

t0

?Q?Qe?? Q t :退水开始后t时刻的出流量(m3/sec); ? Q 0 :退水开始时的出流量(m3/sec); ? :参数

第七章 河流泥沙

37. 何谓泥沙?按泥沙的运动状态,可将泥沙分为哪两类?其各自的定义为何?

沟谷槽道中的水流所携带以及堆积于其中的固体颗粒称为河流泥沙(river sediment),简称泥沙(sediment)。

推移质和悬移质。 (1) 推移质

堆积在河底或沿河底朝下游方向运动的泥沙称为推移质,又称底沙。 (2) 悬移质

悬浮在水中并随水流运动的泥沙称为悬移质,又称悬沙。

38. 何谓泥沙的水力粗度?试写出计算泥沙水力粗度公式的基本形式。

? 泥沙在静水中均匀沉降的速度称为水力粗度。

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? 沉降速度的大小在一定程度上可反映泥沙的粒径,故又称为泥沙的水力粗度。

39. 熟记表述泥沙的数量状况的五个特征值的计算公式并能熟练应用之。Ws

??1. 含沙量 单位体积浑水所含的泥沙的重量称为含沙量 V2. 输沙率 单位时间内通过过水断面的泥沙的重量称为输沙率 Qs?Q??3. 输沙量 一定时段内通过过水断面的泥沙的重量 Wts?QsT4. 侵蚀模数 流域内, 单位面积地表产出的泥沙重量称为侵蚀模数, 以流域面积除输沙量即可算得侵蚀模数

5. 侵蚀深度 流域内,被剥离地表的土壤和其它物质的平均厚度称为侵蚀深度。根据侵蚀模

Ms数即可算得侵蚀深度

?Z?0.001?0 ? 0 :被剥离地表的土壤和其它物质的平均干容重(t/m3)

40. 何谓泥沙的起动流速、扬动流速及水流挟沙能力? 起动流速(推移质):泥沙颗粒最初在河床上静止不动,当接近河底的水流速度增大到一定数值时,泥沙颗粒所受的纵向水流的正面推力的大小开始超过抗拒起动的力的大小,作用于泥沙颗粒的力开始失去平衡,泥沙开始起动,此时水的流速即为起动流速 扬动流速(悬移质):当河水的流速超过起动流速时,泥沙开始作为推移质运动。随着河水的流速进一步增大,泥沙沿河床跳跃前进,成为“跃移质”。当河水的流速增大到某一数值时,泥沙便悬浮在水中,随水运动,此时河水的流速即为扬动流速。

水流挟沙能力:当水流挟带一定数量的泥沙通过某一段河道时,河道既不遭受冲刷,其内也不发生淤积,此时水流的挟沙量便可反映水流挟带泥沙的最大能力,而此时单位体积的水中的泥沙重量便称为水流挟沙能力。若水流的实际含沙量小于其挟沙能力,河道便会遭受冲刷;反之,若水流的实际含沙量超过了其挟沙能力,河道内便会发生淤积。

41. 气温、降水和植被是如何影响泥沙数量的? 气温

地表水是侵蚀的重要动因,气温通过影响蒸发而影响地表水量,进而影响侵蚀或泥沙数量。 年气温越高,与年侵蚀模数的最大值相应的年降水量就越大。这是因为,气温升高时,蒸发增强,地表水减少,需要更多的降水补给地表水使之造成相同程度的侵蚀。

年降水量一定,年气温越高,年泥沙含量就越大。这是因为,气温升高时,蒸发增强,地表水减少,故单位体积的水中的泥沙增多。 降水

降水可补给地表水促成侵蚀,此外,雨滴落下时,还可溅击土粒和其它松散物质的颗粒,故降水可直接侵蚀地表。因此,降水为侵蚀或泥沙数量的主要影响因素。 植被

植被是影响侵蚀或泥沙数量的另一重要因素。植被越茂密,地表遭受的侵蚀就越微弱,泥沙数量就越小。

第八章 湖泊

42. 何谓波浪?从计算波浪要素的经验公式来看,有哪些影响波浪形态和周期的因素? 在湖泊中,水质点在外力作用下,在平衡位置附近周期地振动称为波浪。

22311

??0.542WD92T?0.692W2D92h?0.0155W2D9

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W :风速(m/sec); D :吹程(km);

D?100kmW?16m/sec以上三公式的适用范围为

43. 试写出单节定振波和多节定振波周期的计算公式,湖泊形态是如何影响定振波周期的?

在湖泊中,在外力作用下,水位有节奏地升降称为定振波或波漾(seiche)。

一个振节的定振波称为单节定振波,而两个振节的定振波称为双节定振波;此外,还有更多振节的定振波。

影响定振波的最主要的因素是

湖泊形态。在面积小但深度大的湖泊中,定振波摆动快,周期短;反之,在深度小的湖泊中,定振波摆动慢。周期长。此外,湖岸形状和湖底起伏也对定振波有所影响

L单节定振波 T ? 2 L表示水体长度 gH

2L多节定振波 T?ngH

44. 何谓湖流?湖流有哪几种类型,其定义如何? 湖水在外力作用下,沿一定方向的运动称为湖流。 按成因,可将湖流分为重力流、密度流和风成流

45. 风向、风速及风速增大的速率如何影响增、减水?

倾斜的水面阻滞了风成流向迎风岸的运动并促成了水面以下与风成流运动方向相反的补偿流的出现

风速越大,湖泊两岸增、减水的幅度便越大。 风速急剧增大,风成流将大量的湖水移至迎风岸,补偿流来不及将等量的湖水送还至背风岸,迎风岸的水位就会更为明显地上升

46. 可用哪两个水文学变量表述湖水的稳定度?试写出其计算公式。

d?湖水的垂直密度梯度

E? dH改变处在成层稳定状态下的水体的重心位置所需要作的功的大小 Sy?M? Sy :改变处在成层稳定状态下的水体的重心位置所需要作的功 (kg m);

M :整个水体的质量 (kg); :处在成层稳定状态下的水体的重心位置与处在不成层均匀状态下的水体的重心位置

? 12

之间的垂直距离 (m)

47. 配以示意图,简要说明水库的调洪作用或调蓄作用。

第九章 沼泽

48. 根据沼泽的发育阶段,可将沼泽划分为哪三种类型,其各自的表面径流特征如何? 1. 低位沼泽(富营养型沼泽)

特点是,泥炭积累不太厚,沼泽表面呈浅碟形,水分补给充足(包括降水、地表水和地下水),其上生长的植物以嗜养分植物为主(以莎草科植物占优势)。水文状况尚未发生显著的变化。 2. 中位沼泽(中营养型沼泽)

泥炭层逐渐增厚,沼泽表面趋于平坦,补给水源逐渐转为以大气降水为主,土壤养分逐渐减少,沼泽上生长的植物以中养分植物(如水藓和羊胡子草等)为主。水分运动状况发生了变化 3. 高位沼泽(贫营养型沼泽)

特点是,泥炭积累较厚,沼泽表面中部呈凸起形,有的中央部分高出四周边缘达7-8 m,因地形的变化,水文状况发生了显著的变化,补给水源以大气降水为主,土壤养分非常贫乏,故沼泽上的植物以少养分植物(如苔藓等)为主。

49. 以哪一个水文学变量表征沼泽的透水性?在泥炭沼泽和潜育沼泽中的垂直方向上,这一变量的变化趋势如何?

沼泽的透水性系指沼泽中的草根层和泥炭层的渗吸作用和渗透作用。

渗吸作用是由分子力、毛管力以及重力共同作用产生的,而渗透作用则是在沼泽土壤饱和的情况下由重力作用产生。

常用渗透系数表征沼泽透水性的强弱

AA:常数,取决于沼泽类型; K?(Z?1)mZ:潜水面的埋深;即从沼泽表面到潜水位的距离。”

m:指数,取决于草根层的剖面结构

13

第十章 河口

50. 如何对河口区分段?

河口区既受到河流径流的影响,也受到海洋潮流的影响。一般来说,将潮流的作用和影响消失之处视为河口区的上界,将径流的作用和影响消失之处视为其下界。

涨潮时,潮水沿河上溯,一方面受到河床摩擦阻力的作用,另一方面,受到河水下泻的阻压作用;故潮水上溯至某一处,便停止下来,该处称为潮流界。在潮流界以上的河段,潮波继续传播,但潮波的振幅急剧减小,在潮差为零处,潮汐的影响已完全消失,该处称为潮区界。在枯季或大潮时,潮流上溯和潮波传播的距离要大些,其相应的界线分别称为潮流上界和潮

区上界。在洪季或小潮时,潮流上溯和潮波传播的距离要小些,其相应的界线分别称为潮流下界和潮区下界。

含盐度≥2‰的海水可到达的上限称为咸水界,河流淡水在口外扩散影响所达的下限称为淡水界。枯水时,咸水界近陆,称为咸水上界;洪水时,咸水界近海,称为咸水下界。枯水时,淡水界在口门附近,称为淡水内界;洪水时,淡水界在口外,称为淡水外界。

潮区界与淡水界之间的地段即为河口区的范围

自潮区界至滨海浅滩前缘的河口区分为河流近口段、河流河口段以及口外海滨段 1. 河流近口段

? 潮区界至潮流界之间的河段称为

河流近口段,又称河流感潮区。 在这一河段,水流流向始终指向海洋,径流作用占绝对优势 2. 河流河口段

? 河流近口段的下界,即潮流界至

海边(即口门)之间的河段称为河流河口段,又称河流潮流区。 ? 在这一河段,可出现三角洲或可

呈喇叭口状;在三角洲上或河道中,水流可分汊,进而形成汊河。 ? 河流河口段为河口区的主体部

分。在这里,水流为周期性的往复流,方向有时指向海洋,有时指向陆地;河流径流和海洋潮流的作用互为消长;水位发生周期性的涨、落。

3. 口外海滨段

? 河流河口段的下界至海滨沿岸浅滩前缘之间的区段称为口外海滨段。

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? 在这一区段,水面开阔,径流的作用逐渐减弱,直至完全消失;海洋潮流和波浪的

作用占主导地位

51. 可将河口区的涨、落潮过程划分为几个阶段?各个阶段的水流特征如何?

52. 何谓盐水楔异重流和淡水舌? 盐水楔异重流的概念

河口为咸、淡水交汇处,一方面有淡水径流的下泻,另一方面海水的上溯。当潮流自外海涌入河口时,海水因含有盐分,密度较大,呈楔状伏于密度较小的淡水之下,此即盐水楔异重流现象,而覆于其上的密度较小的淡水层则称为淡水舌

53. 如何计算河口区咸、淡水的混合指数(M.I.)?根据混合指数,可将河口的咸、淡水的混合分为哪几种类型?试举出具各混合类型的河口实例。 河口区咸、淡水的混合指数(M.I.):径流量与潮流量的比值 M.I= QR/ QT

? QR:半个潮周期内进入河口的淡水量; ? QT :涨潮阶段的进潮量 弱混合型 M . I ? 1

咸、淡水的混合程度较轻,海水沿底床楔入,淡水覆于其上,故水流分层明显;在垂直方向上,水的密度变化较大,上层水流与底层水流的盐度差可大于20‰;在水平方向上,水的

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密度变化较小

混合类型一般出现在径流量比较大、潮差比较小的河口。例如,在美国的密西西比河河口的西南水道、法国的隆河河口、日本的信农川河口以及中国的珠江的磨刀门河口便会出现弱混合的咸、淡水。

缓混合型 M.I?0.1?1.0咸、淡水的混合程度中等,咸、淡水之间已无明显的交界面,底部有咸水上溯,淡水自表层下泄;在垂直方向上,水的密度仍有变化,上层水流与底层水流的盐度差为4-20‰;在水平方向上,水的密度也有变化(图10-9 b)。

这种混合类型一般出现在径流作用和潮流作用均很强的河口。例如,在全年的大部分时间中,中国的长江口都会出现缓混合的咸、淡水。 强混合型 M.I?0.1咸、淡水混合强烈;在垂直方向上,水的密度梯度很小,几乎可以忽略,盐度的差异一般小于4‰;在水平方向上,水的密度差异则比较明显(图10-9 c)。

这种混合类型一般出现在径流作用弱、潮流作用强的河口。例如,在中国的钱塘江河口常常出现强烈混合的咸、淡水。(喇叭形河口)

第十一章 地下水

54. 何谓地下水的贮存空间?可将其分为哪几类?如何表示它们的数量状况?

地下水贮存在土壤和岩石的空隙中,土壤和岩石的这些空隙即为地下水的贮存空间。

V孔隙空间、裂隙空间、岩溶空间。

KK?K?100% V55. 何谓容水性、持水性和给水性?如何定量地表示土壤和岩石的容水性、持水性和给水性?

土壤和岩石可容纳一定水量的性能称为容水性。

在重力的作用下,土壤和岩石依靠分子力和毛管力可保持一定水量的性能称为持水性。 在重力的作用下,含水饱和的土壤和岩石能自由地排出一定水量的性能称为给水性。 (公式与上题形式相似)

56. 何谓含水层、隔水层?通常依据哪一个水文学变量划分含水层和隔水层?试举出自然界一些常见的含水层和隔水层。

贮存有地下水并在自然条件或人工条件下能流出水的松散堆积物或层状岩石称为含水层。 最为常见的含水层有砂、砾石、砂岩以及砂砾岩;此外,一些石灰岩、破碎程度较高的火山岩和结晶岩也可能是含水层。

虽然含水,但几乎不透水或透水很弱的松散堆积物或层状岩石称为隔水层。

最为常见的隔水层有粘土和页岩;此外,一些质地致密的岩浆岩和变质岩也可能是隔水层。 可根据水分在这些土壤和岩石中的贮存和通行的状况,将之划分为含水层和隔水层。

57. 何谓蓄水构造?蓄水构造的形成需要哪些基本条件?试举出自然界一些常见的蓄水构造。

由透水层与隔水层相互结合而构成的能够贮存和富集地下水的地质体称为蓄水构造。 蓄水构造的形成需要三个基本条件:存在透水层构成的蓄水空间;存在隔水层构成的隔水边界;存在透水边界、补给水源和排泄出路。

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在坚硬岩石分布的地区,常见的蓄水构造为:单斜蓄水构造(图11-5);背斜蓄水构造(图11-6);向斜蓄水构造(图11-7);断裂型蓄水构造(图11-8);岩溶型蓄水构造(图11-9)。 在松散堆积物广泛分布的河谷和山前平原地带,常见的蓄水构造为:山前冲洪积型蓄水构造;河谷冲积型蓄水构造;湖盆沉积型蓄水构造。

58. 试述饱气带水、潜水和承压水的基本特征。

埋藏在地表以下、潜水面以上的饱(包)气带中的地下水称为饱(包)气带水。 (1) 埋藏特征

饱气带水处在地表与潜水面之间的深度范围内(饱气带),直接与大气相同。 (2) 水力特征

饱气带水所受的水压力小于大气压力,受分子力、毛管力和重力的作用;饱气带水中的中上层滞水属无压水。 (3) 水面特征

毛管水无连续水面,而上层滞水的水面受局部不透水层构造的支配。 (4) 补给区与排泄区的分布关系

饱气带水因与大气直接相通,故补给区与排泄区分布一致。 (5) 动态特征

饱气带水受气候变化的影响明显,随季节的变化而变化。 处在饱水带中、埋藏在地表以下、第一个稳定隔水层之上并具有自由水面的地下水称为潜水。

59. 试述潜水与地表水的水力联系。

潜水与地表水之间这种相互补给和排泄称为水力联系。

60. 可将蓄存承压水的向斜构造或构造盆地分为哪三个部分,其各有哪些特征?

按水文地质特征,可将向斜构造或构造盆地分为三个部分:补给区、承压区和排泄区

补给区处于构造边缘,出露在地势较高的地表部位,直接接受大气降水和地表水的补给,具

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有较好的补给条件和径流条件,其动态变化受气象和水文因素的影响,实际上,补给区的地下水仍具有潜水的特征

承压区为含水层被上覆隔水层覆盖的地段,它的主要特征是承受静水压力,具有压力水头,因此,在同一构造区域内,不同承压含水层之间,可以通过裂隙和断层导水,发生越流补给。承压含水层中水的储量,主要与承压区的范围、含水层的厚度和透水性、蓄水构造的破坏程度、补给区的大小和补给来源以及地下径流的水力坡度等因素有关。一般来说,承压区的范围大,含水层厚度大且透水性强,补给来源充分,则承压水的储量便大

排泄区常处于构造边缘,出露在地势较低的地段,或处在断裂构造错动带。在这些地段,由于含水层遭受河流侵蚀或被断裂破坏,承压水往往以上升泉的形式出露地表。 一些单斜蓄水构造是因岩相变化而形成的,另一些则是因断块作用形成的

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水文学与水资源复习提纲(2011.9.-2012.1.)绪论水文学的定义和研究

“水文学与水资源”复习提纲(2011.9.-2012.1.)绪论1.水文学的定义和研究对象什么?水文学定义:研究自然界各种水体,如河流、湖泊、冰川、沼泽、海洋、地下水及大气中的水汽的运动、变化和分布规律的学科。研究对象:地球上所有的水体。但事实上,主要研究对象是地球上的淡水。2.水文现象的
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