《水文学原理》教学大纲.docx

PAGE 65 水文学原理 Principle of hydrology 一、课程基本情况 课程类别：学科基础课 课程学分：3学分 课程总学时：48学时，其中讲课：48学时 课程性质：必修 开课学期：第2学期 先修课程：水力学、高等数学 适用专业：大气科学（水文气象方向） 教材：芮孝芳，水文学原理（第1版），高等教育出版社，2013。 开课单位：水文气象学院水文气象系 二、课程性质、教学目标和任务 水文学是一门论述地球系统中水的来源、运动、循环、水的时空分布、水与生态及环境的相互作用，水的社会属性，为洪涝、干旱、灾害的防治，水资源的合理开发利用，生态系统和环境保护，修复提供科学依据的学科。本课程主要讲述了水文学的基本理论和计算方法原理。通过学习使学生掌握水文学的基本概念、基本理论和基本研究方法，为本专业后继课程的学习及未来从事水文水资源、水环境及水文气象等科学的研究打下坚实的理论基础。 理解水文现象及其过程的物理基础；掌握降水特性及区域平均降雨量的计算方法；掌握降水、下渗、蒸发等水文现象的物理规律，以及它们对产流的影响；掌握河流及流域特征、河流水情的变化特征；掌握产流、汇流的物理机制、计算方法；掌握河道洪水演算的方法。 三、教学内容和要求 第1章绪论（2学时） 1.1 水文学的定义及人类面临的主要水问题（1学时） （1）了解中国目前的水问题； （2）掌握水文学的定义和研究内容； 重点：水文学的定义、研究内容 1.2 水文学的发展回顾（0.5学时） （1）了解水文学发展过程及其在国民经济中的重要意义； 1.3 水文学的分支学科及其研究方法的基本特点（0.5学时） （1）了解水文学分支学科以及该门课的学习特点及学习方法； （2）理解水文学发展的驱动力； 第2章水文循环（4学时） 2.1 水的奇异的物理特性（1学时） （1）了解水的密度、冰点和沸点、传热性、表面张力等奇异特性； 2.2 地球系统中水的储量（1学时） （1）了解地球系统中水的储量； 2.3 水文循环现象及意义（1学时） （1）了解水文循环的意义以及全球变化对水文循环的可能影响； （2）掌握水文循环的基本概念、影响因素及其分类； 重点：水文循环的定义及其内因和外因 2.4 水量平衡（1学时） （1）掌握水量平衡原理，掌握水文平衡方程式及其不同的尺度的水量平衡方程； 重点：水量平衡原理 第3章流域及水系（4学时） 3.1 基本概念（1学时） （1）掌握分水线、集水线、流域、流域面积、闭合流域、非闭合流域、水系、坡面、流域基本单元等基本概念。 3.2 水系的拓扑学特征和几何学特征（2学时） （1）理解水系的拓扑特征和几何学特征里面的一些基本术语，如河源、节点、链、断面、河长、河段长、弯曲度、河底比降等； （2）掌握序列分级法基本原则、河数定律和河长定律； 重点：河数定律和河长定律 难点：河流分级方法 3.3 流域的形状特征和结构特征（1学时） （1）理解流域长度、宽度和形状以及河网密度、河道的维持常数、河流频度、链频度、面积- 河长曲线、高程曲线、流域坡度等基本概念； （2）掌握面积定律； 重点：面积定律 第4章降水（4学时） 4.1 降水要素及其时空表示方法（2学时） （1）理解降水的定义； （2）掌握降水量、降雨历时、降雨强度及降雨面积等降雨的基本要素和降雨时空变化的表示方法； 重点：降雨时空变化的表示方法 4.2 降雨的类型及影响因素 （0.5学时） （1）了解降雨的成因； （2）理解降雨的分类及其影响因素； 重点：降雨的分类 难点：降雨的分类 4.3 区域（流域）平均降雨量的计算方法及其降雨资料的检验 （1.5学时） （1）了解降雨资料的检验方法； （2）掌握区域或流域平均降雨量的计算方法（等雨量线法、泰森多边形法、算术平均法和距离平方倒数法）； 重点：降水的时空表示方法、区域（流域）面雨量的计算方法 难点：降水的时空表示方法、区域（流域）面雨量的计算方法和双累积曲线的绘制 第5章土壤水（4学时） 5.1 土壤的质地和结构以及土壤的三相关系 （1学时） （1）了解土壤的质地和结构； （2）理解土壤质地三角形； （3）掌握土壤中的“三相”关系； 重点：土壤质地三角形和土壤的三相关系 5.2 土壤水的存在形式 （1学时） （1）了解土壤水分常数在水文中的意义； （2）掌握土壤水的作用力、土壤水的分类和土壤水分常数（最大稀释量、最大分子持水量、凋萎系数、田间持水量和饱和含水量）； 重点：土壤水的作用力、土壤水分分类和土壤水分常数 难点：土壤水的作用力、土壤水分分类和土壤水分常数 5.3 土壤水的能量状态（1学时） （1）掌握水土势以及土壤水分特性曲线； 重点：水土势和土壤水分特性曲线的特点 难点：水土势的计算 5.4土壤水运动的控制方程（1学时） （1）了解理查兹（R