1天津大学建工学院河流水文学2第一章绪论第一节河流水文学研究对象第二节河流水文学的研究方法第三节河流的形成与补给3第一节河流水文学研究对象1.概念河流水文学：就是研究河流中所发生的各种水文现象的基本规律，流域产流与汇流，河流资源的利用以及人类活动与河流生态系统的关系等。42.河流水文学的主要研究对象洪水与枯水热状态与冰情水化学与水质泥沙运动流域地形地貌河流形势以及河床演变河流资源可持续利用人类活动与河流生态系统关系53.河流水文学研究对象的发展过程河流水文学是随着生产的发展和科技的进步而不断丰富的，其发展过程大致分为四个阶段：1）19世纪，基于牛顿力学，于1856年提出了描述渗流运动的Darcy定律，于1871年提出了描述明渠缓变不稳定流的St.Venant方程组。这两个理论为河流水文学奠定了理论基础。62）20世纪初—50年代由于生产力的发展，人们期望能更科学地了解和掌握河流洪水和枯水变化规律，以便能预测预报未来洪水与枯水情况，在河流上修建水利工程，达到控制洪水、调节枯水、减少灾害造成生命财产损失的目的。在此基础上，使得流域产流与汇流、河流洪水与枯水，河流泥沙，河流冰情等成为河流水文学的主要研究对象。73）20世纪60年代—70年代计算机的发明与应用引发了信息革命，带来了现代科学技术的突飞猛进。经济的迅速发展和人口的快速增加，使一些国家和地区出现了水危机，水资源的紧缺成为经济社会发展的制约因素，加强水资源形成变化规律和河流水量合理开发利用的研究，成为河流水文学的主要任务。同时，经济的发展，也造成了水体的污染，因此，如何防治河流污染，保护河流水质，也成为河流水文学的研究对象。84）20世纪80年代以来全球气候变化及大气、海洋与陆地相互作用过程的研究，引起了科学家的广泛兴趣，认为波及许多国家和地区的水危机和洪涝灾害，与全球气候变化异常有关。于是提出了全球尺度水文学，这将为河流水文学提供新的研究课题。9第二节河流水文学的研究方法1.河流水文学的研究方法包括以下四个：1）科学实验2）数学模型3）确定性与随机性方法的结合4）多学科的交叉与渗透101）科学实验包括：原型观测实验如水文站网进行观测，实验河段、流域等。物理模型实验（属于室内实验）如水文实验室，河流比尺模型等。112）数学模型包括：数学物理模型，就是根据物理定律，建立河流水文要素时空变化数学方程式，然后求其解的一种模型，如St.Venant方程组。概念性模型，基于一定的物理成因概念，从河流水文现象的宏观表现上进行数学模拟，称为概念性模型。如流域汇流概念性模型，就是在汇流计算过程中，并不主要追求产生这些现象的物理原因，而是去探索一些模拟元件，然后应用这些元件按某种排列组合来模拟流域汇流。123）确定性与随机性方法的结合比如河川径流量在一年之内，有丰、枯水期的变化，在年与年之间有多水年，少水年的变化，这些是确定性表现。而径流在未来某一时刻将出现什么量值，是不能事先确切预知的，这是随机性的表现。134）多学科的交叉与渗透河流水文学是一门综合性学科，除基础学科外，水动力学、热力学、环境科学、地球科学以及计算机科学等都影响着河流水文学的发展。14第三节河流的形成与补给1.定义河流：是陆地上水流的通道，是溪、川、河、江等的总称。河流是气候的产物，它深刻地指出了自然界河流形成的充分而必要的条件是降水。15但不同地区河流水量的补给来源是不同的。主要包括以下几种：1）地面水补给2）地下水补给3）冰雪补给4）地面水和地下水混合补给5）降雨和冰雪混合补给等161）地面水补给172）地下水补给183）冰雪补给194）地面水和地下水混合补给205）降雨和冰雪混合补给21根据以上讨论，河流中某一断面流量的组成可用下式表达：wigsQQQQQ式中:Q为河流某断面的流量；Qs为降雨补给形成的地面水流量；Qg为地下水补给的流量；Qi为冰雪融化水补给的流量；Qw为其他形式补给的流量。22第二章河系及流域地貌第一节引言第二节河系的拓扑学特征第三节河系的几何学特征第四节流域的形状特征第五节流域的结构特征第六节河系的随机模拟第七节数字高程模型(DEM)及应用23第一节引言1....
