水文学原理第二章水文现象及其过程的物理基础

第二章水文现象及其过程的物理基础§1水的物理特性1、水的特性（1）水是地球上仅次于空气的最活跃的物理物质之一（2）水的三态变化（3）与其它氢化物比，水有特别高的熔点和沸点（4）水有特别大的比热和蒸发熔热（5）密度的反常变化0℃~4℃冷胀热缩（6）水有较大的表面张力（7）水有各种盐类的最好溶剂（8）水的声、光、电特性§2水文平衡一、水量平衡方程1、通用水量平衡方程I=O+（W2-W1）=O±△WI——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I=Rr+Rg+Rx+EcRr——河道径流量Rg——地下水径流量Rx——降雨量Ec——凝结量O=Eb+qa+Rs+Rg’Eb——蒸发量Qa——总用水量Rs——河流出水量Rg’——地下水出水量Px+Ec+Pr+Rg=Eb+qa+Ra+Rs′+Rg′±△W2、河流流域的水量平衡方程（1）闭合流域（没有外流域来水）P=E+Ro+△W多年平衡Pi=Ei+Ri+△WiiiiiwnRnEnPn1111降水蒸发径流REP111多年平均径流系数，多年平均蒸发系数湿润地区β00.50非湿润地区β00.50沙漠地区β0≈0.50(2)非闭合流域P=E+(Ro-R1)±△w多年平均与上一样从空间尺度：点，河段，流域，陆地，海洋，全球从时间尺度：分，小时、月、年，多年3、全球的水量平衡时段Pl＝El－R±△Wl陆地全球多年Pl＝El－Rl时段Ps＝Es＋R±△Ws海洋多年平均Ps＝Es＋R∴全球多年平均：PL＋Ps＝EL＋Es∴P＝E二、热量平衡1、通用的热量平衡方程SI－So＝±△S2、蓄水体的热量平衡方程SI：太阳辐射，大气辐射，水体与大气热交换所增加的热量，交流或水源带入的热量。So：水体的长波辐射，蒸发耗热，水体与大气热交换所减少的热量，水流流出所带热量，融水吸热。He——蒸发失热Rat——大气辐射Rn——太阳辐射Rb——水体的长波辐射H——感应热Hn＝HI＋H＋Rn＋Rat－Ho－He－Hb