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水文学与水文地质学一、水文现象的基本特点1、时程变化上的周期性与随机性（2007）2、地区上的相似性与特殊性（2008）二、水文现象的研究方法⑴成因分析法：由观测资料，从物理成因上研究水文变化规律，只定性分析，在定量上不能满足工程设计要求。⑵数理统计法：运用概率统计理论对长期观测的资料进行统计计,以寻求其规律性。⑶地理综合法：由地区经验公式和等值线图分析，揭示水文现象的地区分布规律。（2009）三、水文循环：是指发生于大气水、地表水和地壳岩石空隙中地下水之间的水循环。大循环：是指海洋或大陆之间的水分交换。（2012）小循环：是指海洋或大陆内部的水分交换。（2013）四、流量（Q）单位时间内通过河流某一断面的水量，单位：m3/s，流量等于过水断面面积F与通过该断面平均流速V的乘积。Q=F*V径流总量（W）某一时间段T内，通过河流某一断面的总水量，单位M3，W=Q*T。（2009）（2013）径流模数（M）单位流域面积F（km2）上平均产生的流量，以L/s.km2,计算式：M=QF∙1000（2012）径流深（Y）计算时间段内的总流量均匀分布到测站以上整个流域面积上的到的平均水层厚度，单位mm，计算式：M=W1000F（2011）径流系数（а）同一时段内的径流深与降水量X的比值。а=YX五、降水三要素（重点）：降雨量、降水历时、降水强度(2010)暴雨强度的三要素：降雨历时，降雨强度，重现期（2010）降水特征表示方法：累积曲线、降水过程线、等雨量线六、根据质量守恒原理可得全球的多年平均降水量=全球的多年平均蒸发流域上一次暴雨过程→扣除相应的损失过程=净雨过程→流域汇流=流域出口相应一次洪水过程七、水量平衡1.通用的水量平衡方程根据物质不灭定律，水量平衡原理的概念就是对于任一区域在给定的时段内，各种输入量与区域内储水量的变化之和。WOWWOI)(12I——在给定时段内输入区域的各种水量之和；O——在给定时段内输出区域的各种水量之和；W1、W2——区域内时段始、末的储水量。闭合流域的多年平均水量平衡方程为：降雨量=径流量+蒸发量（ERP）水量平衡方程式是在闭合流域的范围上（2008）大洋水量平衡：降雨量+径流量=蒸发量（2011）降雨转化为净雨的过程称产流过程；净雨转化为河川流量的过程称汇流过程。3.产流：（1）超渗产流（2）蓄满产流汇流：（1）坡地汇流（2）河槽汇流/河网汇流2、水文统计的任务:研究和分析水文随机现象的统计变化特性（2011）分布函数：P(X=xi)=F(xi)=∫𝐟(𝐱)𝐝𝐱∞𝐱𝐢均方差σ是反映系列中各变量集中或离散的程度变差系数Cv=标准差σ/平均值，反映系列的相对离散程度（2007）（2008）偏态系数：衡量系列不对称程度的参数CS＞0，正偏，说明小于均值的数出现的次数多；CS＜0，负偏，大于均值的数出现的次数多；Cs=0，对称系列，正态分布（2013）P(X=xi)=m/(n+1)x100%（2007）（2012）水文频率分布线型皮尔逊III型曲线对数皮尔逊III型曲线耿贝尔型曲线克里茨基一闵凯里曲线一般要求相关系数0.8，且Sy(10％-15％)。（2007）减少抽样误差的途径：增大样本容量（2011）资料审查：可靠性检查、一致性审查、代表性审查（2011）（2012）洪水三要素:洪峰流量、洪水总量和洪水过程线小流域：面积的范围一般在300km2以下。具体范围大小需要根据计算公式在推求过程中的实际条件来确定。地形平坦时．可以大至300-500kM’；地形复杂时，有时限制在10-30kM’以内Cs=3.5CvKp＝1+CvpTc(净雨历时)τ（汇流时间）:洪峰流量是由部分面积上的全部净雨形成Tc=τ:洪峰流量是由全部面积上的全部净雨形成（2013）Tcτ:洪峰流量是由全部面积上的部分净雨形成，洪峰延长赤道半径6378.140km两级半径6356km冲积物的主要鉴别标志是：①砾石成分复杂,往往具叠瓦状排列。砂和粉砂的矿物成分中不稳定组分较多。②碎屑物质的分选性较好。③碎屑颗粒的磨圆度较高。④冲积物层理发育，类型丰富，层理一般倾向河流下游⑤冲积物常呈透镜状或豆荚状，少数呈板片状。⑥冲积物往往具有二元结构，下部为河床沉积，上部为河漫滩沉积沉积岩常见的结构有泥质结构、化学结构、生物结构、碎屑结构。（2007）容水度Wn：指岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值。给水度（μ）：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积的岩石柱体，在重力作用下释放出水的体积称为给水度。给水度=容水度-持水度，给水度越大容水度越大（2007）持水度（Sr）：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量称为持水度。岩石的透水性：指岩石允许水透过的能力。定量指标为渗透参数（K）（1）孔隙愈大，透水性愈强，K大；（2）孔隙愈小，透水性愈差，K小。地下水按埋藏条件分为：包气带水、潜水、承压水。（2010）潜水——埋藏于地表以下、第一个稳定隔水层之上、具有自由水面的含水层中的水称作潜水。地下水的补给：大气降水、地表水、人工、其他含水层地下水的排泄：蒸发、向地表水：泄流，泉，人工、向其他含水层排泄。Cl-，主要出现在高矿化水中。SO42-，中等矿化的地下水中，HCO3-，低矿化水的主要阴离子，Na+，高矿化水中的主要阳离子，Ca2+，是低矿化水中的主要阳离子渗流三个条件：（2010）（1）断面流量相等假设（2）断面水头/压力相等假设（3）所受阻力相等相等假设达西定理：达西定律：V＝KI，V与I的一次方成正比→线性渗透定律。适用于层流：Re1~10（2011）承压水流量公式：𝐐=𝟐.𝟕𝟑𝟐𝐊𝐌𝐇−𝐡𝐥𝐠𝐑𝐫𝐐=𝟐.𝟕𝟑𝟐𝐊𝐌𝐬𝐥𝐠𝐑𝐫（2010）潜水井流量计算：𝐐=𝟏.𝟑𝟔𝟔𝐊𝐇𝟐−𝐡𝟐𝐥𝐠𝐑𝐫𝐐=𝟏.𝟑𝟔𝟔𝐊（𝟐𝐇−𝐒）𝐒𝐥𝐠𝐑𝐫X倚Y的相关系数与Y倚X的相关系数相等（2013）由于在河流的横断面上存在水面横比降，使水流向下游流动过程中，水体内产生一种横向环流这种横向环流和纵向水流相结合，形成常见的螺旋流，这种螺旋流冲刷凹岸使其形成深槽。（2007）调查所得历史洪水的特大值与当代实测洪水值共同组成的系列叫不连续系列。（2008）从地貌上看，断层的识别标志有沿断层常形成沟壑，洼地，胡泊并呈直线分布，断层使山脊错段成为陡崖和三角面山，也有可能使山脊急剧转折或突变的平面，从水文地质上看，断层的标志有，串珠状的湖泊，带状分布的水流，急剧转向或突然消失的水系，瀑布跃水。（2008）利用非稳定流抽水试验，计算水文地质参数的方法有，配线法，直线图解法，恢复水位法，试算法，其中配线法有：降深时间配线法，降深距离配线法，降深时间距离配线法。（2008）在黄土层中寻找地下水富集的地段出了河谷地带，首先要考虑平坦地形中的洼地，黄土层中地下水的富水性取决于地形裂隙的发育程度，一般洼地的富水性最好，而地形破碎沟谷深切的地形最差。（2008）地下水透明度分级（2008）分级鉴定特性透明无悬浮物和胶体，60cm水深可见3mm粗线微浊有少量的悬浮物，大于30cm水深可见3mm粗线浑浊有较多的悬浮物，半透明状，小于30cm水深可见3mm粗线极浊有大量悬浮物或胶体，似乳状，水很浅也不能清除看见3mm粗线地下水的存储量：Q=μFh（2008）（2011）（2012）地下水储量计算一般根据埋藏条件不同而计算其容积储水量和弹性储水量（2009）设计标准所采用的频率为累计频率。（2009）城市供水工程，农业灌溉面积，通航容量和时间，水力发电工程等主要受控于枯水期的河川径流。下渗是指地表入渗到土壤和地下水的运动过程，下渗量的大小一般用下渗率或称为下渗强度（f）表示，即单位时间内的下渗的水量，常用单位mm/h,下渗能力曲线是一条f由大到小的过程线，下渗量累计曲线表示自降雨开始至某一时刻t为止的时段内总下渗量，他随时间递增。下渗曲线和下渗量曲线二者之间存在积分和微分的关系，即t时段内下渗曲线下面所包围的面积表示该时段内的下渗量，而下渗量累计曲线的任一点的切线斜率表示该时间的下渗率。（2009）在干旱的沙漠地区，地下水的补给来源于凝结水补给。（2009）岩溶的发育特点，决定了岩溶水有如下特点：富水性在水平和垂直方向具有分带性，岩溶水赋存的极不均一性，和水力联系的各向异性，具有向深部逐渐减弱的规律，径流和排泄十分复杂。（2009）裂隙水：储存并运移于裂隙岩石中的地下水称为裂隙水，裂隙水的基本特征：非均质和各向异性以及出水量小，裂隙发育的地方透水性强，含水量多，裂隙水运动速度不大通常呈层流状态，符合达西定律，但在一些宽大的裂隙中，在一定水力梯度下，裂隙水也可以呈紊流状态。（2012）在一般的洪水涨落的过程中，由于洪水波附加比降的影响，使水位流量关系曲线一般呈逆时针绳套形曲线。（2010）河段的纵降比，任意河段首尾两端的高程差与其长度之比。（2010）特大洪水重现期的确定，从发生年代至今为最大N=设计年份-发生年份+1；从调查考证的最远年份至今为最大N=设计年份-调查考证期最远年份+1（2010）在水文计算特大值重现期N的计算应注意以下两点：第一，当调查到的历史洪水，如果从发生年份至今为最大洪水，可将发生年份到设计年份的年数做为重现期，即N=设计年份-发生年份+1。第二，为历史洪水发生年份距现状较近，采用上法确定的重现期往往偏小，此时应尽量通过调查和历史文献考证以及与邻近地区，流域对比，向前追溯。(2010)重现期和频率的关系对洪水来说T=1/P对枯水来说T=1/(1-P)(2010)（2012）地下水的运动特点：地下水运动具有曲折复杂的水流通道，流速慢，液态大多为层流，多呈非稳定流缓变流动。（2010）减少抽样误差的途径有⑴增加样本个数（2）适应选择的抽样方式（2011）达西公式具体的使用范围为：存在一个临界雷诺数Re临（1-10），Re临是达西定律成立的上限，当ReRe临即低雷诺数时，属低流速，这时该区域内达西定律适用。当Re临Re20-60时，出现一个过渡带，从层流运动过渡到非线性层流运动，高雷诺数时为紊流，达西公式失效。（2011）雷诺数：Re=vd/ν(运动粘滞系数)（2011）地下水的渗流速度要比实际流速小（V实=V渗/n（2012）为了增加系列的代表性，提高分析计算的精度，减少抽样误差，需要对已有的实测资料系列进行插补和延长，即水文学相关分析的意义所在。（2012）在某一降雨历时下，随着重现期增加，暴雨强度增大，在一定的重现期下，降雨历时增大，降雨强度减小。（2012）（30）总溶解固体曾称总矿化度，指水总溶解组分的总量，包括溶解于水中的各种离子、分子、化合物的总量，但不包括悬浮物和溶解固体，矿化度以克/升（g/l）表示。其计算方法为将分析所得水中的各种离子含量相加，再减去HCO3-含量的二分之一求得。（2007）水处理微生物学（1）细菌有三种基本形状：球状、杆形和螺旋状菌。（2007）（2）原核包括细菌，蓝藻，放线菌。真核动物包括，真菌，藻类，原生动物，后生动物。（2）细胞的基本结构：细胞壁和原生质体（细胞膜、细胞质、核质，内含物）（2009）细胞壁：位于细胞最外层，作用：保持细胞的形状，提高机械强度、细胞生长分裂所必需鞭毛的支点，实现鞭毛运动、与细菌的抗原特性、对抗生素和噬菌体的敏感性有关。（2012）细胞膜的生理功能：选择性地控制细胞内、外的营养物质和代谢产物的运送；维持细胞内正常渗透压；合成细胞壁和糖被的各种组分（肽聚糖、磷壁酸、荚膜多糖等）的重要基地；进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地；许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组分的所在地；是鞭毛的着生和生长点。（2012）核区内有一个染色体，脱氧核糖核酸（DNA）内含物：异染颗粒，聚B-羟基丁酸盐，肝糖和淀粉粒，硫粒，气泡。（3）细菌的特殊结构：荚膜、芽孢、鞭毛、菌毛、性毛（2007）（2008