第一篇:氣候變化的水文水資源影響研究論文
氣候變化對我國水文水資源的影響在我國氣候變化也給水文水資源帶來的影響,西部和西北地區降水量和降水強度有明顯增加,西南地區趨于減少。東部地區降水的有很大的變化,西南沿海、長江中下游和華北中部降水量成增加的趨勢,華北大部、華北北部和東部降水量趨于減少。隨著氣溫的升高,地表水蒸發量也明顯的攀升,地表水的蒸發、植物蒸騰和滲透的量和我們可利用的地表水的實際降水量的差值是我國可利用的水文水資源增減的晴雨表。氣溫的增加也使我國冰川覆蓋面積減少,我國一些依靠冰川融化補給的河流徑流出現減少。其次降水的強度和平率,水循環系統也受到影響,引發水災害。還影響深林、濕地的生態系統,引發其他的自然災害。氣候變暖使水溫升高,地表水的大量蒸發,不僅使河流徑流減少,河道污染嚴重,還加快河流中的污染物分解速度,直接影響我國水文水資源的質量。研究方式
氣候變化的水文水資源影響的研究主要通過降水量、流域氣溫和地表水水蒸發等指標變化進行預測性研究,來推斷可能發生流域內供水和徑流增長趨勢,對于氣候變化的評價的影響方式一般分為三種:影響法、相互作用法和集成方法。對于一般氣候變化對于水文水資源影響的研究采用影響法,也就是WHAT-IF模式。在氣候發生變化后,對水文循環系統的各個分量會造成什么程度的影響,發生什么樣的變化。一般分四個步驟來完成:第一,自定義氣候變化的未來情景模式。第二,選擇、構建和驗證水文水資源模型。第三,把自定義的氣候變化情景當成流域水文模型進行數據輸入,對水文水資源循環系統進模擬、分析和水文變化檢測。第四,將結果進行科學評估,根據影響程度和變化規律提出相應的解決辦法。
2.1 氣候變化的情景生成技術
氣候變化具有極其不確定性和復雜性,不同的地域有著不同變化,任何專家都不能對未來氣候變化記性精確評估預測,情景生產模式只是對未來氣候變化進行可能性的預測,在一定假設條件下,對未來氣候發生的時間、狀態、空間和分布性合理推算描述,通過現階段的研究成果來看,對氣候變化的情景生產技術有二種主要方式。
2.1.1 設置情景模式。在未來氣候變化的可能范圍內,選擇任意的氣候變化因素,像降雨、濕度和溫度等。假設未來氣候升高2~3℃,平均降雨量減少或增加10%~15%.根據不同的要素組合、分析和判斷,這種設置是敏感性的分析,就是一種性能的檢驗。
2.1.2 分析歷史資料。首先選取一段具有短期影響意義異常天氣時間,通過歷史記載對氣候變化狀況進行冷暖分析,在和現在天氣做對比,建立模擬模型,創建未來天氣變化的情景,這種方法完全選用了氣候變化中自然變化。其次就是利用古代相似發,在種方法就是通過對地區內地質地貌考察,找到地區歷史氣候變化的規律,應用的現代氣候變化上面,建立未來氣候變化模型,推比未來氣候變化。再次就是空間類比法,就是把一個區域氣候變化照搬到另一個區域內,由于地理條件不同,氣候變化誘因也存在差別,這種方法準確性比較差。
2.2 水文模型技術
在選擇和使用的水文模型,氣候變化對水文水資源的影響的因素要考慮到。主要因素包括:模型精度,模型參數變化,現有的數據準確性、模型通用性和便利。現在,用來估計評價區域水文水資源影響最大水文模型技術有以下三種。
2.2.1 經驗統計模型。根據在同一時期降水、徑流和氣溫觀測數據之間的關系對比,構建的模型。在建立模型的過程中,環境因素的影響,如地質地貌、區域水系和植被、蒸騰效應、抗水和洪水頻率的對溫度有不同的影響都應該考慮進去。在研究過程中,要結合區域變化情況,對波動較大的效應進行科學的統計、測試和評估,才能更好的掌握氣候變化的規律。
2.2.2 概念性水文模型。在不同的地區水平衡的基礎上,土地的降雨徑流產生的蒸發、滲透和產流到從新生成的過程。水文模型是以水文物理現象的物理過程為基礎,徑流的因果關系和氣候研究和分析流域水資源產生的影響。這個模型也有一些缺點,通常忽略的影響土壤、地形、植被和其他參數的空間分布,通常把一個區域當一個整體來對待。
2.2.3 分布式水文模型。就是把整個區域劃分成不同的單元,在根據不同單元內的植被、地形、土地利用、土壤和降水不同建立水文模型單元,該模型的特點是反映在每個獨立的單元都能很好反映流域的特性。研究中存在的問題
當今在我國和國際上對氣候變化對水文水資源的研究取得一定的成果,但是還有一些問題需要解決:
1)長期以來陸上水文系統和氣候都是相對獨立的,在氣候變化對水文水資源的影響當中,都是才有氣候模式和水文模型這種單向被動的反映模式,沒有考慮氣候和水文之間雙向的相互作用關系。因此要改變氣候模型和水文模型當中物理過程中描述和參數方案,提高二者模擬精度。
2)由于目前氣候模型模擬出的數據空間分辨率較差,我們需要深入研究氣候模型和水文模型的緊密結合技術,使二者之間時空轉換和模擬精度更加精確。
3)在未來的發展中,需要對現有的模型進行改進,使之能夠使應未來發展方向,比如具有物理機制的大尺度的水循環系統模型。結語
在全球氣候變暖的前提下,在水里工程建設方面需要面對的是極端天氣下可能出現的水災害的預防,提高水里工程的防洪標準,增強供水能力。還要建立完善法律政策,我國水文水資源管理提供法律依據,提高管理水平。最后是加大對水文水資源的人力、物力的投入,深化研究力度,建設水資源的浪費,提高水資源的利用率,才能緩解氣候變化給我國水文水資源工作帶來的挑戰。
參考文獻
[1] 王國慶,張建云,劉九夫,等。氣候變化對水文水資源影響研究綜述[J].中國水利,2008(,2):47-51.[2] 張利平,陳小鳳,趙志鵬,等。氣候變化對水文水資源影響的研究進展[J].地理科學進展,2008(,3):60-67.[3] 任必窮,董立新。氣候變化對水文水資源的影響分析[J].環境與生活,2014(,18):201-202.
第二篇:水文與水資源復習題
水文與水資源復習題
一、名詞解釋
水文現象:指地球上的水受外部作用而產生的永無休止的運動形式。
降水:大氣中水汽凝結后以液態水或固態水降落到地面的現象
蒸發:水分子從水面、冰雪面或其它含水物質表面以水汽形式逸出的現象
滲流:陸地上的降水匯流到河流、湖庫、沼澤、海洋、含水層或沙漠的水流
徑流:水從地表滲入地下及在地下流動的現象
水文循環:地球上或某一區域內,在太陽輻射和重力的作用,水分通過蒸發、水汽輸送、降水、入滲、徑流等過程不斷變化、遷移的現象
中泓線:河道中各橫斷面水流最大流速點的連線。
深泓線(溪線):河道中各橫斷面最大水深點的連線。
河道彎曲系數:沿河流中泓線兩點間的實際長度與其直線距離的比值
河流的橫斷面:是指與水流方向垂直的斷面
河流的縱斷面:河流從上游至下游沿深泓線所切取的河床和自由水面間的剖面
河流的比降:河段首尾兩端的高程差與其長度之比就是縱比降
分水線:地形上的脊線將降水分開,成為流域的界線,稱為分水線
流域:分水線圍成的面積
閉合流域:地上分水線與地下分水線重合的流域。
河川徑流:下落到地面的降水,由地面和地下匯流到河槽并沿河槽流動的水流
等流時線
共時徑流面積
二、原理(填空、選擇、簡答)
河川徑流的特征值包括:流量、徑流總量、徑流模數、徑流深度、徑流系數
河川徑流形成過程包括:降水、蓄滲、坡地漫流(產流)、河槽集流(匯流)四個階段。
水文循環有:區域大循環、領域小循環兩種類別,大循環(海洋、云和大氣、陸地、海
洋),小循環(海洋、云和大氣,海洋或陸地、云和大氣、陸地)
一定時段區域水量平衡的基本方程:降水=徑流+蒸發
數據資料的基本統計特征數:平均數、方差、變差(標準差)、變差系數、偏態系數
頻率、概率和累積頻率有何區別:頻率是經驗數據計算出來的,概率是依據理論分布計
算的,累積頻率是大于或小于某個值的頻率之和。
累積頻率(經驗累積頻率)與設計頻率的區別:設計頻率是由經驗頻率按照某種(皮爾
遜3型曲線)推算的虛擬頻率。
連續序列數據與不連續序列數據:
降水、洪水的三要素
降雨有哪些主要損失
城市徑流有哪些特殊性
三、計算
平均數
標準差
變差系數
直線回歸系數、截距、相關系數(習題3.9,4.12,4.13,5.5,6.2)
第三篇:水文與水資源復習題
水文與水資源復習題
一、名詞解釋
水文現象:指地球上的水受外部作用而產生的永無休止的運動形式。
降水:大氣中水汽凝結后以液態水或固態水降落到地面的現象
蒸發:水分子從水面、冰雪面或其它含水物質表面以水汽形式逸出的現象
滲流:陸地上的降水匯流到河流、湖庫、沼澤、海洋、含水層或沙漠的水流
徑流:水從地表滲入地下及在地下流動的現象
水文循環:地球上或某一區域內,在太陽輻射和重力的作用,水分通過蒸發、水汽輸送、降水、入滲、徑流等過程不斷變化、遷移的現象
中泓線:河道中各橫斷面水流最大流速點的連線。
深泓線(溪線):河槽中沿流向各最大水深點的連線
河道彎曲系數:沿河流中泓線兩點間的實際長度與其直線距離的比值
河流的橫斷面:是指與水流方向垂直的斷面
河流的縱斷面:河流從上游至下游沿深泓線所切取的河床和自由水面間的剖面
河流的比降:河段首尾兩端的高程差與其長度之比就是縱比降
分水線:地形上的脊線將降水分開,成為流域的界線,稱為分水線
流域:分水線圍成的面積
閉合流域:地上分水線與地下分水線重合的流域。
河川徑流:下落到地面的降水,由地面和地下匯流到河槽并沿河槽流動的水流
等流時線:流域上徑流能同時到大出口的所有地點的連線
共時徑流面積:由等流時線與流域分水線所構成的面積
二、原理(填空、選擇、簡答)
1、河川徑流的特征值包括:流量、徑流總量、徑流模數、徑流深度、徑流
系數
2、河川徑流形成過程包括:降水、蓄滲、坡地漫流(產流)、河槽集流(匯
流)四個階段。
3、水文循環有:區域大循環、領域小循環兩種類別,大循環(海洋、云
和大氣、陸地、海洋),小循環(海洋、云和大氣,海洋或陸地、云和大氣、陸地)
4、一定時段區域水量平衡的基本方程:降水=徑流+蒸發
5、數據資料的基本統計特征數:平均數、方差、變差(標準差)、變差系
數、偏態系數
6、頻率、概率和累積頻率有何區別:頻率是經驗數據計算出來的,概率是
依據理論分布計算的,累積頻率是大于或小于某個值的頻率之和。
7、累積頻率(經驗累積頻率)與設計頻率的區別:設計頻率是由經驗頻率
按照某種(皮爾遜3型曲線)推算的虛擬頻率。
8連續序列數據與不連續序列數據:
連續系列:對于n年實測和插補延長的資料系列,若沒有特大洪水需提出另
外處理,則將其值按從大到小排列,序號是連貫的不連續序列:若通過歷史洪水調查和文獻考證后,實測和調查的特大洪水需
在更長時期的N內進行排列,序號是不連貫的,其中有不少屬于漏缺項位
9、降水、洪水的三要素:降水量、降水歷時、降水強度
10、降雨有哪些主要損失:植物截留、蒸發、填洼、下滲
11、城市徑流有哪些特殊性:
暴雨徑流總量增大,洪峰流量增高,出現時間提前。
河道中水流流速加大,徑流過程中懸浮固體及污染物濃度提高
三、計算
平均數
標準差
變差系數
直線回歸系數、截距、相關系數(習題3.9,4.12,4.13,5.5,6.2)
第四篇:水文與水資源工程
水文與水資源工程 [2011-6-17 11:55:00]
資源環境與城鄉規劃管理 [2011-6-17 11:54:00]
水務工程 [2011-6-17 11:53:00]
水利水電工程 國家首批特色專業之一
農業水利工程 [2011-6-17 11:52:00]
港口航道與海岸工程 國家級特色專業
海洋科學 [2011-6-17 11:49:00]
交通工程 [2011-6-17 11:48:00]
土木工程 國家特色專業建設點 土木工程為我校與法國里爾科技大學和杜埃礦業學院工程師項目中共同培養專業,在大二學生中選拔的優秀學生赴法國學習兩
年,完成法方規定課程后,頒發法國工程師學位證書。
環境科學類(環境工程)[2011-6-17 11:47:00]
給水排水工程 [2011-6-17 11:46:00]
環境科學類(環境科學)[2011-6-17 11:46:00]
新能源科學與工程 [2011-6-17 11:45:00]
熱能與動力工程 國家特色專業
自動化 [2011-6-17 11:30:00]
風能與動力工程 [2011-6-17 11:29:00]
電氣工程及其自動化 [2011-6-17 11:29:00]
計算機科學與技術 [2011-6-17 11:28:00]
通信工程 [2011-6-17 11:27:00]
電子信息工程 [2011-6-17 11:27:00]
第五篇:水文與水資源學習
水文與水資源學》知識點
01緒論
1水文&水資源 水 文 水資源
水文與水資源的基本特征 2水文學&水資源學 水文學 水文學研究方法 水資源學 水資源學研究方法
水文學與水資源學的關系
3水文與水資源學的研究對象、任務與內容 4水文學的發展 水文學發展的驅動力
水文學的發展可歸納為四個階段 5水資源現狀 我國水資源特征 中國水環境面臨的三個嚴重問題 世界水資源概況 02 水循環及其要素 1水分循環 水圈
水分循環定義 水分循環內外因 水分循環基本環節 水分循環類型 水分循環周期 影響水循環的因素 水循環的作用和意義 2水量平衡 水量平衡原理
水量平衡的基本形式 水量平衡必須具備 列水量平衡方程需要注意 非閉合流域、閉合流域
多年平均徑流系數?和多年平均蒸發系數?
非閉合流域、閉合流域水量平衡方程、全球陸地水量平衡方程、全球海洋水量平衡方程、全球多年平均的水量平衡方程 3河流與流域 河流
河流組成要素 干流 支流 外流河 內流河
河流的分段特征 水系及其幾何特征 河長 河網密度 河流的彎曲系數 河道級別 級序分叉比 河流的斷面形態(縱斷面、橫斷面)河流的比降(縱比降、橫比降)
分水嶺(線)流域
流域的幾何特征:流域面積、流域長度(L)、流域平均寬度(B)、流域的形狀系數(Ke)、流域的不對稱系數(Ka)流域的地形特征:流域平均高度、流域平均坡度 流域自然地理特征:地理位置、地形特征、氣候條件 流域的影響因素
4降水及其特征 降水定義
降水類型:按降水性質、按降水強度、按降水形態、按降水成因
降水的基本要素:降水量、降水歷時、降水時間、降水強度、降水面積
為了充分反映降水隨時間的變化規律和空間分部規律,常用降水過程線、降水累計曲線、等降水量線、降水特性綜合曲線表示降水的特性。
影響降水的因素:地理位置、地形、氣旋、臺風路徑、森林、水面、人類活動 我國降水特征:地理特征(空間分布不均);時間特征(年內分配不均、年際變化大)降水觀測:是水文觀測的主要內容,降水量的精確測定是水文計算、水文模型研究、洪水預測預報的基礎。
空曠地降雨量的測定:標準雨量筒、虹吸式自計雨量計、翻斗式自計雨量計。
大范圍降水的測定:雷達測雨、衛星遙感測雨。平均降水量的計算(點降水量→流域面降水量)5蒸發散
蒸發散定義 水面蒸發散過程 水面蒸發的測定
土壤蒸發散及其過程 土壤蒸發取決于兩個條件 土壤蒸發的影響因素 土壤蒸發散的測定 植物蒸發散
影響植物蒸發散的因素 蒸發散的計算方法 6下滲 下滲 下滲能力 下滲率
下滲的物理過程
下滲過程中土壤含水量的垂直分布 土壤水分再分配 再分配的驅動力 土壤水的運動速度 影響下滲的因素 下滲速率的測定方法 7徑流
徑流
徑流分析和計算中,常用的徑流表示方法:(1)流量Q(Discharge)
流量過程線:通過某斷面的流量隨時間的變化過程。(2)徑流總量W(Runoff volume)(3)徑流深R(runoff depth)(4)徑流模數M(5)徑流系數(runoff coefficient)(α)(6)模比系數(K)徑流的形成過程:是指由降水開始到水流流經流域出口斷面的整個物理過程。根據各個階段的特點,劃分為流域蓄滲(也稱流域產流)、坡地匯流及河網匯流三個過程。流域蓄滲過程
(1)植物截留及其相關概念
植物截留 截留過程 截留量 穿透降雨 滴下降雨
植物截留量的影響因素(2)枯枝落葉吸水(3)下滲(4)填洼 坡地匯流過程 徑流成分的區別:
(1)坡面漫流(2)壤中流匯流(3)地下徑流匯流 河網匯流過程
河槽調蓄作用、河岸調蓄作用
徑流的形成過程小結:產流過程、匯流過程、坡地匯流 影響徑流的因素 8徑流測定
水位及其觀測的作用 水位
水位特征值 相應水位 水位過程線
水位歷時曲線(水位歷時是指某斷面上一年中等于和大于某一水位所出現的天數。)水位的觀測 水流的運動狀態 影響流速分布的因素
水力學方法計算河道中的平均流速河道中的流速分布 用流速儀測流速 流量:
河流斷面平均流量的測定和計算——流速面積法。
03 水文統計
1水文現象與隨機性 隨機現象
水文現象、水文變量、水文統計 水文統計的任務 水文統計的基本方法和內容 2隨機變量
隨機變量、離散型隨機變量、連續型隨機變量 隨機變量是以一定概率來取某一可能值的,即隨機變量X的取值與其概率存在一一對應關系。3概率分布
隨機變量的概率分布(隨機變量的分布律)隨機變量X的概率分布函數F(x)隨機變量X的概率密度函數f(x)4分布參數 位置特征參數
離散特征值標準差、變差系數(Cv)、對稱特征值:偏態(差)系數(Cs)
5概率與頻率的區別 經驗頻率公式
經驗頻率曲線的繪制方法 頻率密度圖/概率密度曲線 重現期
6水文隨機變量總體分布的線型
P-Ⅲ型分布比較符合水文隨機變量的分布,在水文與水資源中應用較廣。其概率密度函數為:
利用適線法繪制理論頻率曲線的步驟: 04 流域產流與匯流 1包氣帶和飽水帶 包氣帶(或非飽和帶)、飽水帶(或飽和帶)包氣帶水分狀況
2包氣帶對降雨的再分配作用 產流 產流過程
對于產流來說,包氣帶發揮著 “篩子”和“門檻”作用。3包氣帶水量平衡方程: 4霍頓產流
霍頓認為降雨徑流的產生受控于兩個條件:降雨強度超過地面下滲能力()pif?--“篩子”作用;包氣帶的土壤含水量超過田間持水量()fWW?--“門檻”作用。它們實質上是指自然界均質包氣帶產流的兩種物理條件,即超滲地面產流和地下徑流產生的物理條件。1)超滲地面徑流產生的條件 2)地下水徑流產生的條件。3)超滲地面產流和地下徑流的組合出現: 5山坡水文學產流
多數情況下包氣帶的巖土結構是非均質的。因此,產生了一些新的產流機制,如壤中徑流與飽和地面徑流的形成機制,以及回歸流概念。6四種產流機制共同規律 7產流面積的變化 產流區 流域產流面積的變化取決于? 產流面積變化特征 8兩種主要產流方式(模式)
1.超滲產流方式--多發生在干旱地區 2.蓄滿產流--多發生在濕潤地區 3.超滲與蓄滿產流交替型方式--在自然界較普遍存在 發生條件: ? 包氣帶厚度約2—4米左右,? 土壤透水性中等,? 年內及多年降水量很不均勻,? 地下水位變幅較大的地區。9流域匯流過程
流域匯流過程:坡地匯流、河網匯流 10匯流歷時 最大匯流歷時
平均流域匯流歷時 等流時線 等流時面積 流域匯流的影響因素
流域匯流計算:等流時線法(表格、公式)。等流時線法的優缺點 11河川徑流成分分析
流量過程線分割:地下徑流 → 河流的基本流量 → 基流。Ch07水資源的計算與評價
1地下水資源及其基本特征 地下水基本概念 地下水的賦存空間 空隙根據成因劃分為 2地下水與空隙的關系 空隙特點 結合水、重力水、毛細水
3與地下水的儲容及運移有關的巖石性質 容水度、給水度、持水度、透水性
4埋藏條件和巖層介質 地下水埋藏條件分帶 巖層介質的水文地質分類:含水層和隔水層。5地下水類型
按含水介質(空隙)類型,地下水分為孔隙水、裂隙水和巖溶水,按埋藏條件分為包氣帶水(包括土壤水和上層滯水)、潛水和承壓水。上層滯水、潛 水、承壓水 6重力水運動的基本規律 達西定律 虛擬水流(稱作滲流)滲流場 流網 7地下水的補給與排泄
地下水補給、補給過程的變化、研究補給的內容、補給來源 大氣降水入滲機制—松散沉積物
影響大氣降水入滲補給地下水的因素
河流與地下水之間的補給關系:不同地段、不同季節 河流補給地下水的影響因素 人類對地下水補給的影響
地下水排泄、排泄過程的變化、研究含水層的排泄內容、排泄途徑 泉:定義、分類
地下水蒸發:①蒸發與飽水帶無直接聯系;②蒸發與飽水帶的潛水有直接聯系。地下水的排泄類型、地下水循環分類、地下水補給與排泄對地下水水質的影響 CH09 水質與水環境 天然水水質的組成 天然水中的主要離子成分 天然水中的氣體成分 天然水中的有機質 2 天然水水質的形成 鹽循環
天然水的礦化過程 礦化作用的影響因素 礦化作用類型: 1.溶濾作用:鹽效應、同離子效應、酸度、分步沉淀、沉淀轉化。2.吸附性陽離子交換作用 3.氧化還原作用 4.蒸發濃縮作用 5.混合作用 天然水水化學成分的表示方法:庫爾洛夫式 4 天然水的分類
(1)按礦化度(離子總量)大小分為淡水、微咸水、咸水、鹽水、鹵水;(2)按硬度分級(德國度)分為很軟水、軟水、中等硬水、硬水、很硬水。(3)按主要離子成分比例分類(阿列金分類法)。5 天然水體的化學特征:
大氣降水的化學特征 地下水的化學特征 河水的化學特征 湖水的化學性質 6 水污染
水污染、水污染類型、水體污染特征 7 水質標準
地面水環境質量標準:水域功能和標準分類 地下水環境質量標準 8 水質評價的基本方法 單因子評價指數法 多因子評價指數法
? 均值型多因子環境質量評價指數 ? 計權型多因子環境質量評價指數 ? 幾何均值多因子環境質量評價指數 ? 內梅羅(N.L.Nemerow)指數 ? 地下水綜合評價法――加附注的評分法