Hydrology Principle
课程编码：21A43051 学分：2.0 课程类别：专业任选课
计划学时：32 其中讲课：32 实验或实践：0 上机：0
适用专业：地下水科学与工程
推荐教材：缪韧编，《水文学学原理》，中国水利水电出版社，2007年。
参考书目：芮孝芳编，《水文学原理》，高等教育出版社，2013。
沈冰,黄红虎，《水文学学原理》，中国水利水电出版社，2008年。
课程的教学目的与任务
本课程的教学目的是使员工在已学习过的高等数学和水力学课程基础上，使员工掌握水文学的基本概念和理论知识、为后续课程的学习及从事水文水资源工程的研究打下基础。通过学习使员工掌握水文循环的物理过程、水文循环各要素形成的物理机理、各种大陆水体的水文现象及特征、水文要素的时空分布规律，产汇流的基础理论，为水文、水利计算，水旱灾害分析、水资源评价、水环境保护等做好基本理论储备。
课程的基本要求
1、使员工了解水文学的概念和研究对象、水文现象的变化规律。通过讲解水文现象，使员工掌握水文循环的概念和规律。
2、使员工掌握降水的空间分布规律、分析方法和区域平均降水量的计算方法。了解与水文学有关的降雨过程、蒸发过程、土壤的下渗过程，径流过程和产流机制。
3、使员工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；
4、使员工理解产流及汇流过程，掌握产流和汇流的基本计算方法。
各章节授课内容、教学方法及学时分配建议
第一章 绪论 建议学时：1
[教学目的与要求]掌握水文学的定义及研究内容，水文学的分类；水文学的两个基本特征；了解
水文学的研究方法和水文学的发展过程。
[教学重点与难点]水文学的研究内容；水文学的分类；水文学的两个基本特征。
[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节水文现象及水文学的研究内容
第二节水文现象的基本特性及研究
第三节水文学的发展过程
第二章 水的物理特性、水文循环与水量平衡 建议学时：2
[教学目的与要求] 了解与水文学有关的水的物理性质，地球上各种水资源量，中国的水资源情况；
掌握大循环、小循环的定义，掌握海洋、陆地、全球及流域水量平衡公式，不同水的更新速度计算方法；学会利用水量平衡公式建立掌握海洋、陆地、全球及流域水量平衡公式。
[教学重点与难点] 水文循环、水量平衡；水的更新速度的计算
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节水的物理性质
第二节地球上的水资源
第三节地球上水的更新速度
第四节水文循环
第五节水量平衡
第三章 河流、水系与流域 建议学时：2
[教学目的与要求] 了解河流的形成及分段，水系及形状，河网密度，河流的分级，河流地貌定律；掌握河流的横断面、纵断面、坡降等特征，掌握分水线与流域的特征；学会利用公式计算流域的几个特征；
[教学重点与难点] 分水线；闭合流域、非闭合流域；流域的特征。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节河流及其特征
第二节水系及分级
第三节流域及特征
第四节径流形成过程概述
第四章：降水 建议学时：3
[教学目的与要求] 了解与降水形成有关的几个概念、降水的形成过程，降雨的观测，我国的降雨特性及暴雨特点；掌握几种降雨类型及特点，降水的基本要素（特征值）及时空分布；掌握描述流域降雨分布的特征值及分析方法，学会利用点雨量估算面平均雨量的方法。
[教学重点与难点] 降雨类型；降水的基本要素（特征值）及时空分布；面平均雨量的方法。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节降水的形成机理
第二节降雨的分类及其特性
第三节降雨的观测
第四节降水的基本要素（特征值）及时空分布
第五节流域降雨分布和流域平均雨量
第六节我国的降雨特性及暴雨特点
第五章 植物截留与填洼 建议学时：4
[教学目的与要求] 了解植物截留的过程和影响因素，填洼的过程和影响因素；掌握植物截留量的计算。
[教学重点与难点] 植物截留量的计算。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节植物截留
第二节填洼
第六章 土壤水 建议学时：4
[教学目的与要求] 了解土壤三相组成，土壤水分受力，土壤水分变化的滞后和土壤水运动的基本方程（三年级专门要学地下水动力学）；掌握土壤常用物理指标，土壤水分存在形式，土壤水分常数，土壤土水势的组成；学会计算土水势。
[教学重点与难点] 土壤水分存在形式，土壤含水量指标，土水势。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节土壤的水理特性
第二节土壤水分的作用力和土壤水分存在形式
第三节土壤水的水力特性
第四节地下水
第五节土壤水运动的基本方程
第六节土壤含水量的测定概述
第七章 下渗 建议学时：4
[教学目的与要求] 了解土层水分带，下渗过程中土壤水垂向分布规律，影响下渗的因素，下渗试验；掌握包气带的三个水分带，下渗的三个过程；土壤下渗率和下渗能力，霍顿下渗公式，天然条件下的下渗
[教学重点与难点] 霍顿下渗公式，天然条件下的下渗。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节下渗的物理过程
第二节下渗公式
第三节天然条件下的下渗及影响下渗的因素
第八章 蒸发与散发 建议学时：4
[教学目的与要求]了解蒸发的原因，影响水面、植物、土壤、流域蒸发的因素，各种蒸发量的估算方法；掌握与水面蒸发、植物散发、土壤蒸发、流域蒸发有关的概念，掌握植物、土壤、流域蒸发的规律。
[教学重点与难点]重点：植物、土壤、流域蒸发的规律。难点：影响水面、植物、土壤、流域蒸发的计算。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节蒸发现象及其控制条件
第二节水面蒸发
第三节土壤蒸发
第四节植物散发
第五节流域蒸散发
第六节我国蒸散发分布规律
第九章 径流 建议学时：4
[教学目的与要求] 了解影响径流的主要因素，河川径流情势及我国河川径流分布；掌握径流形成的两个过程，径流表示方法，径流的分割与计算；学会利用流量过程线进行径流的分割。
[教学重点与难点]重点：径流表示方法；难点：径流的分割。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节径流形成过程
第二节影响径流的主要因素
第三节径流表示方法
第四节河川径流情势及我国河川径流分布
第五节径流的分割与计算
第十章 产流机制研究 建议学时：4
[教学目的与要求]了解流域产流特征，包气带水分变化及水量平衡方程，超渗地面径流、壤中径流、地下径流的产流机制；掌握径流形成产流的过程，产流的形式三种形式，产流模式 （蓄满产流、超渗产流）。
[教学重点与难点] 重点：蓄满产流总径流量计算、总径流量的划分；难点：蓄满产流总径流量计算，超渗地面径流量计算
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。
[授 课 内 容]
第一节包气带水分补排及水量平衡方程
第二节产流机制
第三节产流模式
撰稿人：韩延成 审核人： 桑国庆
