水文学第一章

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1、n n水文学（水文学（hydrology）是地球物理学和自然是地球物理学和自然地理学的分支学科。研究存在于大气层中、地理学的分支学科。研究存在于大气层中、地球表面和地壳内部各种形态水在水量和地球表面和地壳内部各种形态水在水量和水质上的运动、变化、分布，以及与环境水质上的运动、变化、分布，以及与环境及人类活动之间相互的联系和作用。是关及人类活动之间相互的联系和作用。是关于地球上水的起源、存在、分布、循环、于地球上水的起源、存在、分布、循环、运动等变化规律，以及运用这些规律为人运动等变化规律，以及运用这些规律为人类服务的知识体系。类服务的知识体系。n n太阳辐射太阳辐射 地心引力地心引力n n伴随

2、着水资源利用而产生的n n水在人类历史上的巨大作用n n水到渠成 n n水可载舟，亦可覆舟n n饮水思源 n n滴水成冰 滴水穿石 n n逆水行舟 n n流水不腐 n n细水长流 朴素的唯物主义思想n n火山火山地球上最根本的自然力量，它是地球系统的一部分，它们一直地球上最根本的自然力量，它是地球系统的一部分，它们一直在改变着地貌，火山在很大程度上决定了地球的生命起源。火山和地球在改变着地貌，火山在很大程度上决定了地球的生命起源。火山和地球生命相互依存，给地球生物提供了适宜生存的环境。生命相互依存，给地球生物提供了适宜生存的环境。n n大气层大气层雷电是怎样形成的？为何阿根廷是世界上暴风雨最频

3、繁的地雷电是怎样形成的？为何阿根廷是世界上暴风雨最频繁的地区？西班牙殖民妇女在安第斯山区某村落难以生育又是怎么回事呢？这区？西班牙殖民妇女在安第斯山区某村落难以生育又是怎么回事呢？这些都跟大气有关。为何我们的大气层是生命唯一能赖以生存的地方。些都跟大气有关。为何我们的大气层是生命唯一能赖以生存的地方。n n冰冰世界上最具动能，变化最快，最强大的力量。冰是如何刻凿地貌、世界上最具动能，变化最快，最强大的力量。冰是如何刻凿地貌、推动人类的演化，在未来又会对人类构成什么样的威胁？推动人类的演化，在未来又会对人类构成什么样的威胁？n n海洋海洋从夏威夷到亚马逊河再到埃塞俄比亚，还有地中海，汹涌的波从夏

4、威夷到亚马逊河再到埃塞俄比亚，还有地中海，汹涌的波浪，巨大的潮汐，独特的洋流以及全球暖化将带来的危险。浪，巨大的潮汐，独特的洋流以及全球暖化将带来的危险。n n珍稀地球珍稀地球从光秃秃的岩石变成我们今天所熟悉的世界，用了从光秃秃的岩石变成我们今天所熟悉的世界，用了4545亿年亿年漫长的时间孕育并发展，那是充满了灾难和重生的不可思议的旅程。在漫长的时间孕育并发展，那是充满了灾难和重生的不可思议的旅程。在这个稀少又壮丽的星球上一直面临着巨大的挑战，包括来自我们人类的。这个稀少又壮丽的星球上一直面临着巨大的挑战，包括来自我们人类的。在各种力量的威胁作用下，地球还能幸存下去吗？或者只是时间问题？在各种

5、力量的威胁作用下，地球还能幸存下去吗？或者只是时间问题？水文学历史水文学历史n白鹤梁题刻位于长江三峡库区上游涪陵城北的长江中，是三峡文物景观中唯一的全国重点文物保护单位，联合国教科文组织将其誉为“保存完好的世界唯一古代水文站”。n白鹤梁上还有黄庭坚、朱熹、庞公孙、朱昂、王士祯等历代骚人墨客众多的诗文题刻，篆、隶、行、草皆备，颜、柳、黄、苏并呈，有较高的艺术价值，故有“水下石铭”之美誉。n在尧舜禹时期，天下洪水为患。当时中国四条江河在尧舜禹时期，天下洪水为患。当时中国四条江河之源，叫做之源，叫做“四渎四渎”，包括岷江、黄河、淮水、和，包括岷江、黄河、淮水、和济水，都未打通，淹没了大片地方，浩浩怀

6、山襄陵。济水，都未打通，淹没了大片地方，浩浩怀山襄陵。包括天府之国包括天府之国今天的四川，还是一片泽国之地。今天的四川，还是一片泽国之地。尧舜命他的父亲鲧治水，鲧用堵河栏坝的方法，结尧舜命他的父亲鲧治水，鲧用堵河栏坝的方法，结果不成功，被大舜处死。父志子承，大禹就带领夏果不成功，被大舜处死。父志子承，大禹就带领夏后氏部族从石纽山开始，改变堵截的方法，用疏导后氏部族从石纽山开始，改变堵截的方法，用疏导的方法，的方法，顺水之势，因水之性顺水之势，因水之性，首先治理岷山和岷，首先治理岷山和岷江。用随山刊木的办法，划定河道，有壅塞的堰塞江。用随山刊木的办法，划定河道，有壅塞的堰塞湖，就用向东南开辟淝水

7、沱，加以疏导和分洪泄洪湖，就用向东南开辟淝水沱，加以疏导和分洪泄洪的办法，这就叫做的办法，这就叫做“东别为沱东别为沱”。都江堰都江堰n n李冰修都江堰時，曾設立三李冰修都江堰時，曾設立三個石人水則，以水位竭不個石人水則，以水位竭不至足，盛不沒肩來衡量水至足，盛不沒肩來衡量水量足夠與否。圖中量足夠與否。圖中Q1Q1所示者所示者灌區最低需水量；灌區最低需水量；Q2Q2所示者所示者保證灌區安全的最高引水量。保證灌區安全的最高引水量。191424年中国和朝鲜先后开始使用统一的测雨器；1663年C.雷恩制造了自记雨量计；1687年E.哈雷研制成功了蒸发器；1870年T.G.埃利斯研制出了流速议；19世纪

8、以来，世界各国普遍建立了水文站网，制定了统一的观测规范，为观测水文现象、定量研究和科学试验提供了条件。201674年P.佩罗提出了水量平衡概念；1775年出现了谢才(Chezy)公式；1802年道尔顿(Dalton)提出了蒸发公式；1856年达西(Darcy)提出了非常著名的达西定律；这些理论和公式的相继出现，促使了水文学成为一门科学。尤其是1674年法国人P.佩罗根据他在赛纳河观测到的降雨和径流资料，计算出塞纳河在伯格底以上流域的年经流量是年降雨量的1/6，这是人们第一次建立的降雨径流定量关系，这一结论的公布，被认为是现代水文学的开始。n n反映水在岩土孔隙中渗流规律的实验定律。反映水在岩土

9、孔隙中渗流规律的实验定律。n n由由法国法国水力学家水力学家 H.-P.-G.H.-P.-G.达西在达西在1852185218551855年年通过大量实验得出。其表达式为通过大量实验得出。其表达式为 n nQ=KFh/L Q=KFh/L n n式中式中QQ为单位时间渗流量，为单位时间渗流量，F F为过水断面，为过水断面，h h为总水头损失，为总水头损失，L L为渗流路径长度，为渗流路径长度，I=h/LI=h/L为水力为水力坡度，坡度，K K为渗透系数。关系式表明，水在单位时为渗透系数。关系式表明，水在单位时间内通过多孔介质的渗流量与渗流路径长度成反间内通过多孔介质的渗流量与渗流路径长度成反比，

10、与过水断面面积和总水头损失成正比。比，与过水断面面积和总水头损失成正比。27进入50年代以来，由于水文理论的深入发展和其他科学（概率论、统计学、计算数学、系统工程学、气象学等）的渗透，水文计算和水文预报出现了许多新方法，另一方面，由于计算机、遥感、遥测等新技术的应用，水文学进入了现代化时期。这一时期的主要特点是：引进了遥感、计算机等新技术、新方法，重点开展水资源及人类活动的水文效应研究，分支学科不断产生，研究方法趋于综合。28 科学技术进入了新的发展时期，气象卫星、雷达测雨、中子法测土壤含水量、放射示踪测流、同位素测沙、卫星遥感传送资料等现代化技术使人们能够获得用常规方法无法取得的水文数据，现

11、代化的研究实验设备使人们对水文现象有了更深的了解，水文模拟、水文随即分析、系统分析等方法使人们分析水文现象的能力大大增强，计算机的应用更使水文测验、水文研究的自动化成为可能。29 社会生产规模空前扩大，生产生活用水不断增多，环境污染日趋严重，水资源日益紧张，迫使水文学特别侧重于水资源和水环境的研究，研究工作既着眼于水量，也着眼于水质，既注意洪水、也注意枯水；从研究范围上讲，不仅要研究一条河流、一个流域的水文特性，还要研究跨流域、跨地区的水资源综合利用、综合调度中的水文问题。n n水文科学开始主要研究河流、湖泊、沼泽、冰川和水文科学开始主要研究河流、湖泊、沼泽、冰川和水文科学开始主要研究河流、湖

12、泊、沼泽、冰川和水文科学开始主要研究河流、湖泊、沼泽、冰川和积雪，以后扩展到地下水、大气中的水和海洋中的积雪，以后扩展到地下水、大气中的水和海洋中的积雪，以后扩展到地下水、大气中的水和海洋中的积雪，以后扩展到地下水、大气中的水和海洋中的水。传统的水文科学是按研究对象划分分支学科的，水。传统的水文科学是按研究对象划分分支学科的，水。传统的水文科学是按研究对象划分分支学科的，水。传统的水文科学是按研究对象划分分支学科的，主要有：主要有：主要有：主要有：河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川

13、水文学、雪水文学、水文气象学、地下水水文冰川水文学、雪水文学、水文气象学、地下水水文冰川水文学、雪水文学、水文气象学、地下水水文冰川水文学、雪水文学、水文气象学、地下水水文学、区域水文学和海洋水文学学、区域水文学和海洋水文学学、区域水文学和海洋水文学学、区域水文学和海洋水文学等。等。等。等。n n河流水文学也称河川水文学，研究河流的自然河流水文学也称河川水文学，研究河流的自然河流水文学也称河川水文学，研究河流的自然河流水文学也称河川水文学，研究河流的自然地理特征、河流的补给、径流形成和变化规律、河地理特征、河流的补给、径流形成和变化规律、河地理特征、河流的补给、径流形成和变化规律、河地理特征、

14、河流的补给、径流形成和变化规律、河流的水温和冰情、河流泥沙运动和河床演变、河水流的水温和冰情、河流泥沙运动和河床演变、河水流的水温和冰情、河流泥沙运动和河床演变、河水流的水温和冰情、河流泥沙运动和河床演变、河水的化学成分、河流与环境的关系等。的化学成分、河流与环境的关系等。的化学成分、河流与环境的关系等。的化学成分、河流与环境的关系等。n n 河流水文学也称河川水文学，研究河流的自然河流水文学也称河川水文学，研究河流的自然地理特征、河流的补给、径流形成和变化规律、河地理特征、河流的补给、径流形成和变化规律、河流的水温和冰情、河流泥沙运动和河床演变、河水流的水温和冰情、河流泥沙运动和河床演变、河

15、水的化学成分、河流与环境的关系等。的化学成分、河流与环境的关系等。n n湖泊水文学湖泊水文学主要研究湖泊中的水量变化和运动，主要研究湖泊中的水量变化和运动，湖水的物理特性和化学成分、湖泊沉积湖泊的利用湖水的物理特性和化学成分、湖泊沉积湖泊的利用等。等。n n沼泽水文学沼泽水文学研究沼泽径流、沼泽水的物理化学研究沼泽径流、沼泽水的物理化学性质、沼泽对河流和湖泊的补给、沼泽改良等。性质、沼泽对河流和湖泊的补给、沼泽改良等。n n冰川水文学冰川水文学主要研究冰川的分布、形成和运动、主要研究冰川的分布、形成和运动、冰川融水径流的形成过程及其时空分布、冰川突发冰川融水径流的形成过程及其时空分布、冰川突发

16、性洪水的形成机制和预测、冰川水资源的利用。性洪水的形成机制和预测、冰川水资源的利用。n n 雪水文学主要研究积雪的数量和分布、融雪过程、融雪水文学主要研究积雪的数量和分布、融雪过程、融雪水文学主要研究积雪的数量和分布、融雪过程、融雪水文学主要研究积雪的数量和分布、融雪过程、融雪水对河流雪水对河流雪水对河流雪水对河流 和湖泊的补给、融雪洪水的形成和预报，有时和湖泊的补给、融雪洪水的形成和预报，有时和湖泊的补给、融雪洪水的形成和预报，有时和湖泊的补给、融雪洪水的形成和预报，有时把雪水文学和冰川水文学合称为雪冰水文学。把雪水文学和冰川水文学合称为雪冰水文学。把雪水文学和冰川水文学合称为雪冰水文学。把

17、雪水文学和冰川水文学合称为雪冰水文学。n n水文气象学水文气象学水文气象学水文气象学研究水圈和大气圈的相互关系，包括大气研究水圈和大气圈的相互关系，包括大气研究水圈和大气圈的相互关系，包括大气研究水圈和大气圈的相互关系，包括大气中水文循环和水量平衡，以蒸发、凝结、降水为主要方式中水文循环和水量平衡，以蒸发、凝结、降水为主要方式中水文循环和水量平衡，以蒸发、凝结、降水为主要方式中水文循环和水量平衡，以蒸发、凝结、降水为主要方式的大气与下垫面的水分交换，其中尤其着重研究暴雨和干的大气与下垫面的水分交换，其中尤其着重研究暴雨和干的大气与下垫面的水分交换，其中尤其着重研究暴雨和干的大气与下垫面的水分交

18、换，其中尤其着重研究暴雨和干旱发生和发展的规律。旱发生和发展的规律。旱发生和发展的规律。旱发生和发展的规律。n n地下水水文学地下水水文学地下水水文学地下水水文学主要研究地下水的形成和运动，地下水主要研究地下水的形成和运动，地下水主要研究地下水的形成和运动，地下水主要研究地下水的形成和运动，地下水与河流，湖泊的相互补给，地下水资源的评价和开发利用。与河流，湖泊的相互补给，地下水资源的评价和开发利用。与河流，湖泊的相互补给，地下水资源的评价和开发利用。与河流，湖泊的相互补给，地下水资源的评价和开发利用。n n区域水文学区域水文学区域水文学区域水文学着重研究某些特定地区的水文现象，如河着重研究某些

19、特定地区的水文现象，如河着重研究某些特定地区的水文现象，如河着重研究某些特定地区的水文现象，如河口水文，坡地水文、口水文，坡地水文、口水文，坡地水文、口水文，坡地水文、平原水文平原水文平原水文平原水文、岩溶地区水文、干旱地区、岩溶地区水文、干旱地区、岩溶地区水文、干旱地区、岩溶地区水文、干旱地区水文现象等。水文现象等。水文现象等。水文现象等。n n海洋水文学海洋水文学海洋水文学海洋水文学着重研究海水的物理性质和化学成分，海着重研究海水的物理性质和化学成分，海着重研究海水的物理性质和化学成分，海着重研究海水的物理性质和化学成分，海洋中的波浪、潮汐、洋流、海岸带泥沙运动等。上述诸学洋中的波浪、潮汐

20、、洋流、海岸带泥沙运动等。上述诸学洋中的波浪、潮汐、洋流、海岸带泥沙运动等。上述诸学洋中的波浪、潮汐、洋流、海岸带泥沙运动等。上述诸学科通常也统称为普通水文学或水文学。科通常也统称为普通水文学或水文学。科通常也统称为普通水文学或水文学。科通常也统称为普通水文学或水文学。n n水文科学主要通过定点观测、野外查勘和水文实验(主要是野外实验)等手段，获得水体时空分布和运动变化的信息，因而逐渐形成了水文测验学、水文调查、水文实验三个分支学科。n n水文测验学研究如何正确、经济、迅速地测定各种水文要素的数量及其在时间和空间上的变化，主要包括站网布设、测验方法和资料整编方法的研究。还包括测量仪器的研制和资

21、料存储、检索、传送系统的研究。n n 水文调查是水文科学的野外勘测和考察部分，旨在对水体形态和数量、集水面积内的自然地理条件等作出科学的分析和讦价。在中国，历史大暴雨、历史大洪水和枯水的调查是水文调查的重要内容。n n水文实验旨在通过野外和室内实验，揭示水文循环过程各环节中水的运动、变化的某些规律，如水向土中下渗的规律，土壤水的运动规律、径流形成规律、土壤和水面蒸发的规律，以及人类活动的水文效应等。3、水文学与给排水工程的关系、水文学与给排水工程的关系n n深入认识与广泛运用水文规律，为国民经济建设服务，为给排水工程的规划、设计、施工及管理提供正确的水文资料及分析成果，以充分开发与合理利用水利

22、资源，减免水害，充分发挥工程效益。n n 随着城市发展，雨水、污水排放、水力发电、防洪等都与水文学息息相关。41什么是水文学？什么是水文学？为什么要学习水文学？为什么要学习水文学？怎样学习和研究水文学？怎样学习和研究水文学？42什么是水文学？什么是水文学？Hydrology43(3)运动形式 包括四种：降水、蒸发、渗流、径流等。1)降水(Precipitation)：大气中水汽凝结后以液态水或固态水降落到地面的现象。如雨、雪、露、霜、雹、霰等。2)蒸发(Evaporation)：水分子从水面、冰雪面或其它含水物质表面以水汽形式逸出的现象。包括截留蒸发、地面蒸发、叶面散发、水蒸发等。443)渗流

23、(Seepage flow)：水从地表渗入地下及在地下流动的现象。包括入渗（下渗）入渗（下渗）和渗透渗透两种现象。4)径流(Runoff)：陆地上的降水汇流到河流、湖库、沼泽、海洋、含水层或沙漠的水流。包括地面径流地面径流和地下径流地下径流。452.水文循环（Hydrologic Cycle）(1)定义 地球上或某一区域内，在太阳辐射和重力的作用下，水分通过蒸发、水汽输送、降水、入渗、径流等过程循环不断的变化、迁移现象的现象称为自然界的水文循环。46(2)分类 1)大循环：大区域（领域）内的循环，也称外循环。海洋海洋云、大气云、大气海洋海洋陆地陆地云、大气云、大气陆地陆地2)小循环：小区域（领

24、域）内的循环，也称内循环。海洋海洋云、大气云、大气陆地陆地海洋海洋47(3)意义水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一：为人类带来了取之不尽用之不竭的水资源。为人类提供了洁净的、可再生的能源。对生态环境直接和间接的影响。对人类生产生活的直接影响（洪涝灾害，雪灾等）认识它的基本客观规律，了解其各影响因素间的内在联系，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。48二、水文学的研究领域及发展1.水文学及其研究领域(1)水文学定义 研究水文现象及其规律的学科称为水文学，它是通过分析观测资料，模拟和预报自然界中水量和水质的变化及发展动态，为开发利用水资源，控制洪水

25、和保护水环境等提供科学依据。研究存在于地球上的大气层中和地球表面以及地壳内水的各种现象的发生和发展规律及其内在联系的学科。包括水体的形成、循环和分布，水体的化学成分，生物、物理性质以及它们对环境的效应等。n n国际水文计划（IHP）、世界气候研究计划（WCRP）、国际地圈生物圈计划（IGBP）关注焦点：气候变化的水文响应问题，无资料区的水文预报（PUB）问题，参数的不确定性问题、尺度问题、水文信息获取技术问题，生态-水文反馈问题等等。n n世界气候研究计划（WCRP）n n两个目标：一是气候的可预报程度，二是人类活动对气候的影响。n n三个研究方向：为期数周的长期天气预报、全球大气年际变率以及

26、为期数年的热带海洋的年际变率、长期变化。n n两大试验：热带海洋和全球大气试验和世界海洋环流试验n n国际水文计划（国际水文计划（IHPIHP）n n第一阶段（第一阶段（1975-19801975-1980年）集中于水科学中的水文研究方法、年）集中于水科学中的水文研究方法、培训和教育；培训和教育；n n第二阶段（第二阶段（1981-19831981-1983年）是一个短期计划，与第三阶段年）是一个短期计划，与第三阶段（1984-19891984-1989年）一起致力于应用水文学与水资源水文学的年）一起致力于应用水文学与水资源水文学的研究，并加强对水资源进行合理管理的科学基础的研究；研究，并加强

27、对水资源进行合理管理的科学基础的研究；n n第四阶段（第四阶段（1990-19951990-1995年）研究变化环境中的水文与水资源年）研究变化环境中的水文与水资源的可持续发展；的可持续发展；n n第五阶段（第五阶段（1996-20011996-2001年）关注脆弱环境中的水文与水资源年）关注脆弱环境中的水文与水资源发展，发展，n n第六阶段（第六阶段（2002-20072002-2007年）主要研究水的交互作用年）主要研究水的交互作用-处于风处于风险和社会挑战中的体系。险和社会挑战中的体系。n n第七阶段（第七阶段（2008-20132008-2013年）的框架议题将会就如何利用现有年）的框

28、架议题将会就如何利用现有科学知识来发展新的研究方向和方法，以对环境变化、生科学知识来发展新的研究方向和方法，以对环境变化、生态系统和人类活动做出响应。态系统和人类活动做出响应。n n主题一：流域和浅层地下水系统对全球变化影响的适应性主题一：流域和浅层地下水系统对全球变化影响的适应性研究研究 n n n n 主题二：加强水资源管理，提高水资源利用的可持续性主题二：加强水资源管理，提高水资源利用的可持续性n n n n 主题三：面向可持续性的生态水文学主题三：面向可持续性的生态水文学 n n n n 主题四：淡水与生命支撑系统主题四：淡水与生命支撑系统 n n n n 主题五：面向可持续发展开展水

29、资源保护教育主题五：面向可持续发展开展水资源保护教育n nIGBPIGBP由由由由8 8个核心研究计划和个核心研究计划和个核心研究计划和个核心研究计划和3 3个支撑计划所组成。个支撑计划所组成。个支撑计划所组成。个支撑计划所组成。3 3个支撑计划为全球分析、个支撑计划为全球分析、个支撑计划为全球分析、个支撑计划为全球分析、解释与建模（解释与建模（解释与建模（解释与建模（Global AnalysisGlobal Analysis，Interpretation and ModelInterpretation and Model，GAIMGAIM），全），全），全），全球变化分析、研究和培训系统（

30、球变化分析、研究和培训系统（球变化分析、研究和培训系统（球变化分析、研究和培训系统（Global Change System for Analysis Global Change System for Analysis Research and TrainingResearch and Training，STARTSTART），），），），IGBPIGBP数据与信息系统（数据与信息系统（数据与信息系统（数据与信息系统（IGBP Data IGBP Data and Information Systemsand Information Systems，IGBPIGBPDISDIS）。）。）。）。

31、8 8个核心研究计划分别为：个核心研究计划分别为：个核心研究计划分别为：个核心研究计划分别为：n n（1 1）国际全球大气化学计划（）国际全球大气化学计划（）国际全球大气化学计划（）国际全球大气化学计划（International Global Atmospheric International Global Atmospheric Chemistry ProjectChemistry Project，IGACIGAC）n n（2 2）全球海洋通量联合研究计划（）全球海洋通量联合研究计划（）全球海洋通量联合研究计划（）全球海洋通量联合研究计划（Joint Global Ocean Flux S

32、tudy,Joint Global Ocean Flux Study,JGOFSJGOFS）n n（3 3）过去的全球变化研究计划（）过去的全球变化研究计划（）过去的全球变化研究计划（）过去的全球变化研究计划（Past Global Changes,PAGESPast Global Changes,PAGES）n n（4 4）全球变化与陆地生态系统（）全球变化与陆地生态系统（）全球变化与陆地生态系统（）全球变化与陆地生态系统（Global Change and Terrestrial Global Change and Terrestrial Ecosystems,GCTEEcosystems

33、,GCTE）n n（5 5）水文循环的生物学方面（）水文循环的生物学方面（）水文循环的生物学方面（）水文循环的生物学方面（Biospheric Aspects of the Hydrological Biospheric Aspects of the Hydrological Cycle,BAHCCycle,BAHC）n n（6 6）海岸带的海陆相互作用（）海岸带的海陆相互作用（）海岸带的海陆相互作用（）海岸带的海陆相互作用（Land-Ocean Interactions in the Coastal Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone,LO

34、ICZZone,LOICZ）n n（7 7）全球海洋生态系统动力学（）全球海洋生态系统动力学（）全球海洋生态系统动力学（）全球海洋生态系统动力学（Global Ocean Ecosystem Global Ocean Ecosystem Dynamics,GLOBECDynamics,GLOBEC）n n（8 8）土地利用与土地覆盖变化（）土地利用与土地覆盖变化（）土地利用与土地覆盖变化（）土地利用与土地覆盖变化（Land Use and Land Cover Change,Land Use and Land Cover Change,LUCCLUCC）n n1.1.现代水文基础理论研究现代水

35、文基础理论研究n n2.2.现代环境下水文响应及其规律研究现代环境下水文响应及其规律研究n n1 1）全球变化和人类活动影响的水文响应）全球变化和人类活动影响的水文响应n n2 2）水循环分过程的耦合模拟）水循环分过程的耦合模拟n n3 3）现代环境下的水文规律认知）现代环境下的水文规律认知n n3.3.水文循环系统边界问题研究水文循环系统边界问题研究n n水圈与社会圈、生物圈的不匹配水圈与社会圈、生物圈的不匹配n n4.4.水文预测和预报研究水文预测和预报研究n n5.5.现代水文观测和实验技术研究现代水文观测和实验技术研究n n水热通量观测、示踪剂和同位素观测、卫星遥感水热通量观测、示踪剂

36、和同位素观测、卫星遥感（GISGIS）n n演变：演变：n n1.1.还原论与整体论思维方法的均衡与发展还原论与整体论思维方法的均衡与发展n n2.2.归纳与演绎推理逻辑方法的综合与突破归纳与演绎推理逻辑方法的综合与突破n n3.3.集总式与分布式描述方法的统一集总式与分布式描述方法的统一n n4.4.物理认知与数学描述的协同物理认知与数学描述的协同n n中国水利水电科学研究院中国水利水电科学研究院 中国工程院院士中国工程院院士 王浩王浩 57 水文学是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、人类社会活动之间相互关系的科学。Hydrology is one of the e

37、arth sciences.It studies the waters of the earth,their occurrence,circulation and distribution,their chemical and physical properties,and their relation to living things.from Engineering Hydrology：Principles and practices by Victor Miguel PONCE58四、水文现象的特性1.水文现象时程变化的周期性与随机性的对立统一 （1）周期性的体现 （2）随机性的体现 （

38、3）二者对立统一2.水文现象地区分布的相似性与特殊性的对立统一 （1）相似性的体现 （2）特殊性的体现 （3）二者对立统一59小结：（1）由水文现象具有时程上的随机性和地区上的特殊性，需要对各个不同流域的各种水文现象进行年复一年的长期观测，积累资料，进行统计，分析其变化规律。（2）由水文现象具有地区上的相似性，可有目的选择代表性的河流进行观测，并移用其成果于相似地区。60内 容：1水文现象及水文循环2水文学的研究领域及发展3水文学和环境科学与环境工程学科的关系4水文现象的特性5水文现象的研究方法重 点：水文现象表现的运动形式及水文循环的定义和分类；水文现象的特征和研究方法难 点：水文现象的特性

39、本章总结61本课程的学习内容(1)内容 主要涉及水文学的范畴。以叙述和研究从降水到径流入海的过 程中，关于河川径流的运动规律，测算方法以及在环境科学和环境工程中的应用等问题。(2)目的1)为今后专业方向课的学习打基础；2)通过认识和熟练运用水文规律、合理规划、开发、节约水资源，保护水环境。(3)要求 认真学习水文的经验和规律、掌握量测和统计分析方法。62 教 材 1.芮孝芳，水文学原理，中国水利水电出版社社2.黄锡荃，水文学.高等教育出版3.王小华，水文学.华中科技大学出版社4.张仁铎，环境水文学。中山大学出版社5.V.M.Ponce,Engineering Hydrology Principles and Pratices.PRENTICE HALL,Englewood Cliff,N.J.076326.V.P.Singh,Environmental hydrology.Kluwer Academic Publishers黄廷林,马学尼.水文学(第四版).中国建筑工业出版社 参考书目