水文與水資源學

授課教師：周俊菊授課時間：2005.08-2006.01第一章緒論內容簡介世界與中國水資源概況研究對象研究方法研究目的

（1）水文：自然界中水的分布、運動和變化規律以及與環境的相互作用.

海洋水文學：主要研究海溫、洋流、風浪、潮汐等（3）根據水體分布情況，水文學可分為1.1水文學的研究對象及其發展1.1.1水文學的研究對象

水文氣象學：主要研究降水、蒸發、溫度、濕度、風、氣壓

陸地水文學：主要研究地表水、地下水，又可分為河流水文學、湖泊水文學、沼澤水文學、冰川水文學、地下水文學、森林水文學等（2）水文學:研究水文規律的學科1.1.2水文學發展簡介四、現代水文學時期（1950年后）

隨著計算機、遙感等高新技術的應用，使水文學發展進入了一個新時代，流域數學模型、水資源學、水環境學、隨機水文學相繼形成。一、萌芽時期（1400年以前）

水文現象定性描述階段.這一時期中國的水文知識居于世界領先地位，如2000年前建成的都江堰，至今仍在發揮巨大作用，其中就體現著成功的水文知識；又如527年的《水經注》，是早于歐洲1000多年的水文地理巨著；公元前239年的《呂氏春秋》最先提出水文循環的概念。二、奠基時期（1400～1900年）

水文現象由概念性描述進入定量表達.該時期，西歐的產業革命促進了水利事業的發展，在水文觀測方面，發明制造了雨量器、蒸發器、流速儀等，系統的水文測驗為水文定量計算及預報奠定了堅實基礎。三、應用水文學的形成（1900～1950年）

進入20世紀，大規模的水利水電建設蓬勃發展，需要科學的水文計算和水文預報，使應用水文學迅速發展起來。這一時期我國則比較落后。1.2水資源學1.2.1水資源

廣義：水資源是指能夠直接或間接使用的各種水和水中物質，對人類活動具有使用價值和經濟價值的水

狹義：水資源是指在一定經濟技術條件下，人類可以直接利用的淡水。

水資源包含水量和水質兩個方面,是人類生產、生活及生命生存不可替代的自然資源和環境資源，是在一定的經濟技術條件下能夠為社會直接利用或待利用，參與自然界水分循環，影響國民經濟的淡水。（姜文來等，水資源管理學導論，2005，化學工業出版社）

研究地球水資源的形成、分布、運動和演變規律及應用這些規律解決人類對水的需求和由此引起的環境問題的科學(中國資源科學百科全書)1.2.2水資源學1.3水文學和水資源學的關系

IHP-Ⅰ(1975-1980年),IHP-Ⅱ(1981-1983),IHP-Ⅲ(1984-1989),IHP-Ⅳ(1990-1995),IHP-Ⅵ(1996-2000)（1）水文學是水資源學的基礎

在水資源學發展的過程中,水文學的內容一直貫穿在水資源學的始終,是水資源學的基礎.

水文學通過模擬和預報自然界中水量和水質的變化及發展動態,為開發利用水資源,控制洪水和保護水環境等方面的水利建設提供科學依據.（2）水資源學是水文學的發展和深化1.4水文與水資源學的基本特征及研究方法1.4.1水文與水資源學的基本特征(4)利用的多樣性

(1)時程變化的必然性和偶然性

必然性：水文與水資源的基本規律是一定條件下的必然現象

偶然性：不能作出解釋或難以預測的部分(2)地區變化的相似性和特殊性

相似性：氣候及地理條件相似的流域，其水文與水資源現象則具有一定的相似性

特殊性：不同下墊面條件產生不同的水文和水資源的變化規律

(3)水資源的循環性、有限性及分布的不均一性1.4.2水文與水資源學的研究方法

按照水文現象地帶規律和非地帶性的地域差異,用各種水文等直線圖表示水文特征的分布規律,或建立地區經驗公式,以揭示地區水文特征1.4.2.1水文研究的基本方法:(1)成因分析法

根據水文變化的成因規律，由其影響因素預報、預測水文情勢的方法。如降雨徑流預報法、河流洪水演算法等。(2)數理統計法

根據水文現象的統計規律，對水文觀測資料統計分析，進行水文情勢預測、預報的方法。如設計年徑流計算、設計洪水計算、地區經驗公式等。

(3)地理綜合法1.4.2.2水資源利用和管理理論和方法方面的研究進展(1)水資源模擬與模型化(2)水資源系統分析(3)水資源信息管理系統(4)水環境研究水環境(waterenvironment)是指圍繞人群空間及可直接或間接影響人類生活和發展的水體，其正常功能的各種自然因素和有關的社會因素的總體。[中華人民共和國國家標準GB/T50095-98]1.5水文與水資源學的任務與內容

（2）系統學習地表水和地下水資源形成規律,掌握水資源評價的基本方法以及管理水資源的基本知識1.5.1主要任務

（1）使學生全面深入了解水資源形成、分布特征、開發利用狀況,(5)有關水資源開發利用以及科學管理的基本知識、內容和措施1.5.2主要內容(1)水文循環及地表徑流形成及調查、分析和計算的基本知識(2)地表水形成、分布和運動規律

(3)地下水資源及其基本特征及計算評價的方法(4)各種水體的水質組成和評價?能否說水資源學已經代替了水文學？為什么？[思考題1-1]1.6世界和中國水資源概況1.6.1世界水資源概況

資料來源:德國環境部地球上的淡水總量約為3.8億億噸，是地球總水量的2.8%,而地球可供陸地生命使用的淡水量不到淡水總水量的0.3%

目前全球人均供水量比1970年減少了1/3，這是因為在這期間地球上又增加了18億人口。世界銀行1995年的調查報告指出：占世界人口40%的80個國家正面臨著水危機，發展中國家約有10億人喝不到清潔的水，17億人沒有良好的衛生設施。聯合國預計，到2025年，世界將近一半的人口會生活在缺水的地區.世界銀行的官員預測，在未來的5年內“水將像石油一樣在全世界運轉”。

據衛生學家估計,目前世界上有1/4人口患病是由水污染引起的.發展中國家每年有2500萬人死于飲用不潔凈的水,占所有發展中國家死亡人數的1/3.(1)水量短缺嚴重,供需矛盾尖銳(2)水源污染嚴重,“水質型缺水”突出河南民謠“河流污染”——

50年代淘米洗菜，

60年代洗衣灌溉，

70年代水質變壞，

80年代魚蝦絕代，

90年代身心受害。廣東民謠“水源污染”——

50年代淘米洗菜，

60年代水質不壞，

70年代也還可愛，

80年代魚蝦絕代，

90年代不洗馬桶蓋。沙穎河(5月)水污染造成腫瘤村驚人的“人間罪惡”恐怖的沙穎河地下水受到嚴重污染2.2我國水資源概況2.2.1我國水資源基本國情

圖1-2世界部分國家年徑流量、每公頃平均水量和耕地面積的對比(1)水資源總量相對比較豐富:全國河川年平均總徑流量約2700km3,僅次于巴西、前蘇聯、加拿大、美國、印度尼西亞，居第6位(2)人均和每公頃平均水資源量比較貧乏:我國人均淡水資源僅為世界人均量的1／4，居界第109位，13個貧水國之一。2.2.2我國水資源特征(1)水資源空間分布特點根據降水量空間的豐度和徑流深度將全國地域分為5個不同水量級的徑流帶①降水、河流分布的不均勻性。表1-1我國徑流帶、徑流深區域分布徑流帶年徑流量

(mm)徑流深(mm)

地區豐水帶>1600>900

福建省和廣東省的大部分地區、臺灣省的大部分地區、江西省和湖南省的山地、廣西壯族自治區南部、云南省南部、西藏自治區的東南部多水帶800-1600200-900

廣西壯族自治區、四川省、貴州省、云南省、秦嶺-淮河以南的長江中游地區過渡帶400-80050-200

黃、淮海平原、山西省和陜西省的大部、四川省西北部和西藏自治區東部少水帶200-40010-50

東北西部、內蒙古自治區、寧夏回族自治區、甘肅省、新疆維吾爾自治區西部和北部、西藏自治區西部缺水帶<200<10

內蒙古自治區西部地區和準噶爾、塔里木、柴達木三大盆地以及甘肅省北部的沙漠區②地下水天然資源分布的不均勻性a.地下水資源在數量上的空間分布狀況我國地下水資源量的分布特點是南多