水文与水资源学水文与水资源学教学大纲教学大纲一、课程的性质和目的 课程性质：水文与水资源学是水土保持与荒漠化防治专业、资源与环境专业一门 必修专业基础课。 主要任务：通过本课程学习，使学生掌握水文与水资源学的基本理论、基本知识，水 文监测、水资源评价的基本技能与方法，了解水文与水资源学的发展概况。为专业课的学 习、水土保持规划及生态环境治理方案编制、水土保持效益评价、水资源管理等打下初步 基础。 二、课程教学内容及学时分配 绪论 （讲课 2 学时） 1 水文与水资源学的定义、研究对象、研究内容，水文学分类。 2 水文与水资源学与本专业的关系。 3 水文现象的基本特点。 4 水文与水资源学的研究方法，水文与水资源学地发展现状。 第一章、水分循环和水量平衡（讲课 3 学时） 1 自然界的水分循环：水在地球上的分布、水循环概念及模式、水循环的类型、水循 环的周期、我国水循环的主要途径、水循环的影响因素。 2 水量平衡：水量平衡的概念、水量平衡的原理、水量平衡方程本章重点：水循环模式和类型、水量平衡方程的建立本章重点：水循环模式和类型、水量平衡方程的建立 第二章、水文统计的基本知识（讲课 3 学时） 1 统计参数：均值、中值、众值、离差系数、偏差系数。 2 经验频率曲线：重现期、经验频率、经验频率曲线的绘制与使用。 3 理论频率曲线：皮尔逊 III 型曲线、克里茨基闵凯里曲线。 4 频率的计算方法：适线法。 本章重点：重现期的计算方法，频率的计算方法本章重点：重现期的计算方法，频率的计算方法适线法适线法 第三章、降水（讲课 2 学时） 1 降水类型及特征：降水的类型、降水的基本要素、降水的时空分布特征及表示方法。2 流域平均降水的计算：算术平均法、泰森多边形法、等雨量线法、客观运行法、降 水资料的分析与插补。 3 影响降水的因素及我国暴雨的时空分布特征。本章重点：流域平均降水的计算、降水的基本要素本章重点：流域平均降水的计算、降水的基本要素 第四章、下渗（讲课 2 学时） 1 下渗的物理过程：下渗过程的阶段划分、下渗水的垂直分布特征、下渗的基本要素。2 下渗理论和经验公式：饱和下渗理论、非饱和下渗理论、霍顿经验方程、霍尔坦经 验方程、考斯加科夫经验方程。 3 影响下渗的因素：土壤特性的影响、降水特性的影响、植被的影响、地形地貌的影 响、人为活动的影响。 本章重点：下渗理论与计算本章重点：下渗理论与计算 第五章、蒸发（讲课 3 学时）1 水面蒸发：水面蒸发的物理机制、影响水面蒸发的因素、水面蒸发的估算。 2 土壤蒸发：土壤蒸发的过程、影响土壤蒸发的因素、土壤的蒸发能力、土壤蒸发量 的确定方法。 3 植物蒸散：植物蒸散的物理过程、影响植物蒸散的因素、植物蒸散量的计算。 4 区域蒸发散：区域蒸发散的规律、区域蒸发散量的估算。 本章重点：蒸发散量的计算本章重点：蒸发散量的计算 第六章、径流（讲课 6 学时） 1 河流与流域：河系特征、流域特征。 2 径流的形成：径流的基本概念、径流的表示方法、径流的形成过程、地表径流与地 下径流的分割。 3 径流形成的影响因素：气候因素、下垫面因素、人为活动。 4 流域产流：流域产流的理论、产流模式。 5 流域产汇流计算方法简介：下渗曲线法、径流系数法、降雨径流关系法、等流时线 法、单位线法。 6 河流水情：水情要素、年径流量、正常年径流量的计算、径流的年际变化、径流的 年内变化、设计洪水的计算。 本章重点：径流的形成过程及影响因素、流域产流的理论、设计年径流量的计算、设本章重点：径流的形成过程及影响因素、流域产流的理论、设计年径流量的计算、设 计洪水的计算计洪水的计算第七章、地下水资源（讲课 4 学时） 1 地下水的形成与分布：地下水的概念、特性、垂直分布、形成条件、贮存空间、贮 存形式、岩石的水理性质。 2 地下水的基本类型：地下水类型的划分、包气带水、潜水、承压水、孔隙水、裂隙 水、岩溶水、泉水。 3 地下水运动的基本规律：重力水运动规律、结合水运动规律、毛细水运动规律。 4 地下水的动态与平衡：影响地下水动态的因素、地下水动态类型、地下水平衡。 5 地下水资源的计算与评价：评价原则、任务、方法，水量平衡法、相关分析法、开 采试验法、开采强度法、数值法。 本章重点：地下水资源的计算与评价方法本章重点：地下水资源的计算与评价方法 第八章、水质与水环境（讲课 3 学时） 1 水环境：天然水的矿化过程、影响天然水矿化过程的因素、天然水的矿化作用、天 然水的分类，大气降水的化学组成、地下水的化学特征、河水化学成分的特点、湖 水化学成分的特点、海水化学组成的特点。 2 水质：河流的水质成分、水质指标、矿化度分类、水化学分类。 3 水污染和水体保护：影响水质的物质来源、污染过程、各水体水质恶化的特点、水 体的自净作用、水体保护、水环境容量。 本章重点：各种水体的化学组成，水质指标，水环境容量本章重点：各种水体的化学组成，水质指标，水环境容量 第九章、水资源总量计算（讲课 4 学时） 1 水循环、水环境、水资源间的相互关系。 2 水资源总量的概念：水资源的基本概念，水资源的基本特征。我国水资源的数量和 分布特点、及开发利用状况和存在的主要问题, 水资源的利用和保护。 3 水资源总量计算与评价：水资源总量的估算依据、水资源总量中各分项的估算途径、 水资源供需平衡分析、流域水资源模型、水资源评价方法。 本章重点：水资源总量计算的计算与评价方法、水资源的特性本章重点：水资源总量计算的计算与评价方法、水资源的特性 第十章、水文观测（讲课 9 学时） 1 水文测站：水文观测站的任务与分类、水文测站的设置。2 水文要素观测：降水观测、林冠截留观测、水面蒸发观测、土壤蒸发观测、植物蒸 散观测、入渗观测、土壤孔隙测定。 3 坡面径流泥沙观测：径流场的选择与勘查、径流场的设计和布置、径流场径流泥沙 的观测方法及仪器。 4 小流域径流泥沙观测：小流域的选择、勘查及规划布置、小流域观测断面及观测方 法的选择、水位观测、流量测验、泥沙测验。 5 水文调查与水文资料的收集：洪水调查、暴雨调查、枯水调查、水文资料收集。 本章重点：降水、入渗、蒸发散、径流、泥沙的观测方法本章重点：降水、入渗、蒸发散、径流、泥沙的观测方法三、课程教学的基本要求 本课程的教学环节包括：课堂讲授、课外作业、实习。通过本课程各个教学环节的教 学，重点培养学生的动手能力，水文资料的收集、分析、处理能力，水文水资源知识的应 用能力。 （一）课堂讲授 课堂讲授以多媒体教学软件为主，采用启发式教学，在讲授基本概念和理论后，鼓励 学生查阅相关资料，并结合生产中的热点问题进行讨论，调动学生学习的主观能动性。结 合生产中需要解决的问题，鼓励学生提出自己的解决方案，从而锻炼学生解决问题的能力。 在课堂讲授中利用大量野外照片和图表，尤其在水文观测的讲授中，将国内外主要观测仪 器及观测过程以图片的形式介绍给学生，拓宽学生的知识面，加深学生的感性认识。 （二）实习环节 1 实习时间：0.5 周 2 实习地点：延庆上辛庄教学试验基地、延庆县水利局、水文站 3 实习内容： 3.1 通过在延庆水文站的实习，使学生掌握水文站点的布设、雨量计的布设与观测、 水尺和水位计的布设与观测、流速流量的测定、泥沙取样与测定方法，各种 水文仪器的使用和维护方法，数据的收集和处理方法。 3.2 通过在延庆上辛庄教学试验基地的实习，使学生掌握径流小区的设计、布设、 修建、监测和管理坡面径流泥沙观测方法，以及林内外降雨的测定、土壤渗 透的测定、林木蒸发散的测定、土壤水分测定，以及气象观测场的布设、各 种气象因子的观测 3.3 通过通过在延庆上辛庄教学试验基地试验流域的实习，使学生掌握量水堰的设 计、布设、修建、监测和管理等小流域水文对比观测方法。 3.4 通过在官厅水库的实习，了解北京市水资源的概况和水库水质的监测方法4 实习要求：实习结束后针对降雨观测、入渗观测、土壤蒸发观测、林木蒸散观测、 坡面径流泥沙观测、小流域径流泥沙观测、水文站布设及常规观测项目、水文数 据处理、水库运营管理等方面撰写实习报告。 （三）习题 通过习题巩固讲授过的基本理论知识和水文计算方法，培养学生自学能力和分析问题 解决问题的能力。在每章讲解后，布置适量习题。 （四）考试环节（学生成绩评定：平时成绩 40%+期末考试 60%） 。 期末考试形式采用笔试，考试题型分为：概念、简答、论述题、计算题。 四、本课程与其它有关课程的联系与分工 水文与水资源学同水力学、土壤学、土壤物理学、气象学、统计学等课程密切相 关，这些课程是学习水文与水资源学与水资源的先修课程。五、建议教材与教学参考书 教材： 水文与水资源学刘俊民 余新晓主编 中国林业出版社 参考书 水文与水资源学原理梁学田 水利电力出版社 水文与水资源学黄锡全 高等教育出版社 水文与水资源学与水资源概论华中师范大学出版社 水资源学概论陈家琦 中国水利电力出版社 水资源导论沈灿 高等教育出版社 水资源水文学 范荣生, 王大齐编 流域水文学张增哲主编 地表水资源与水文分析杨诚芳主编 水文学手册 (美)David R. Maidment 主编 水文学原理 芮孝芳著 水文测验学 张留柱, 赵志贡, 张法中等编著 分布式流域水文模型熊立华, 郭生练编著 水资源与水文分析计算崔振才主编 分布式流域水文模型原理与实践贾仰文等 著