水文分析方法的核心

㈠ 水文分析——河網分析

河網即河流網路，河網提取分析的方法是採用地表徑流漫流模型計算。首先是在無窪地DEM上利用最大坡降法計算每一個柵格的水流方向，然後利用水利方向柵格數據計算每個柵格的匯流累積量，假設每一個柵格攜帶一份水流，那麼柵格的匯流累積量就代表該柵格的水流量。基於上述思想，當匯流累積量達到一定值的時候，就會產生地表水流，所有匯流量大於閾值的柵格就是潛在的水流路徑，由這些水流路徑構成的網路就是河網。

選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數→柵格計算器】工具，進行相關設置。

選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數→柵格河網矢量化】工具，將上一步得到的柵格河網數據矢量化。

通過河流鏈接工具可以得到每一個河網弧段的起始點和終止點，也就是得到了該匯水區域的出水點，這對於水量、水土流失等的研究具有重要意義。
河流鏈接將柵格河網分割成不包含匯合點的柵格河網片段，並對片段進行了記錄。打開屬性表可以看到片段ID以及每個片段所包含的柵格數。
選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數→河流鏈接】工具，進行相關設置。

生成的河流鏈接柵格數據可以通過【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數→柵格河網矢量化】工具轉換為適量化數據。

河網分級是對一個線性的河流網路以數字標識的形式換分級別的方法，河網分級方法主要有兩種：Strahler分級法和Shreve分級法。

選擇【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數→河網分級】工具，進行相關設置。

生成的河網分級柵格數據可以通過【系統工具箱→Spatial Analysis Tools→地圖代數→柵格河網矢量化】工具轉換為適量化數據。

㈡ 水文分析法

地下水水文分析法是仿照陸地水文學的測流分析，計算地下水補給量的一種方法。其基本原理是水循環理論（徐恆力等，2001）：一個完整的地下水系統，無論補給方式多麼復雜，補給量總會轉化為地下水的徑流量，在天然狀態下，地下水徑流必定會轉化為地表水，即有總排泄量=總徑流量=總補給量。若已知地下水的總徑流量或總排泄量，由此可推算出地下水的補給量。

地下水水文分析法主要通過地下水測流、泉流量統計或基流分割等方法，或直接統計全區的地下總徑流量或總排泄量，作為評價區的資源量；或先獲得地下水的徑流模數，然後以徑流模數乘以評價總面積得到地下總徑流量。

水文分析法的適用條件：在天然狀態下（沒有開采干擾），地下水補給量全部轉化為地下水的徑流量或排泄量。

（一）徑流模數

在天然條件下，地下水系統的總排泄量或總徑流量由系統各處的補給量轉化而來，地下水徑流量的大小與匯水面積成正比，因此地下水系統的總徑流量與匯水面積的比值被定義為地下水徑流模數，數學表達式為

M_g=Q/F或Q=M_g·F （3-36）

式中：M_g為地下水徑流模數（m³·s^-1·km^-2）；Q為地下水徑流量（m³·s^-1）；F為匯水面積（km²）。

（二）徑流模數的測定方法

1.地下水測流法

在岩溶發育的地區，地下水數量大部分集中於寬大岩溶裂隙，在管道中形成暗河，而管道外的水量甚微。因此，可以選擇暗河幹流或某一級支流的天窗或暗河出口測定地下水流量，同時確定測點所控制的地下水流域的面積，採用式（3-36）計算出控制流域的地下徑流模數。如此，選擇幾個代表性的暗河獲取地下徑流模數，然後推廣到整個地下水系統，根據式（3-36）即可得到地下水總徑流量。

2.泉流量法

在全排型的泉域，可以根據泉流量和相應的匯水面積，求得地下徑流模數。在實際應用中，可以選擇流域內具有代表性的幾個泉域進行計算，然後推廣到整個流域，求得總徑流量。

3.基流分割法

在地下水補給常年性河流的地區，在枯水期河水流量幾乎全部由地下水補給維持，這時的河水流量被稱為基流量。在天然條件下，地下水的總補給量等於總排泄量。因此在地下水補給量全部排入河流的地區，把河流流量過程線上的基流量分割出來，作為測點控制流域范圍內地下水的補給量。在實際應用時，可以選擇代表性的河段根據基流量與測點所控匯水面積，求得徑流模數，然後推廣到整個流域，求得總徑流量。關於基流分割的具體方法在本節討論地表水與地下水相互轉化量計算方法部分已詳細介紹，這里不再重復。

利用基流分割法評價地下水補給資源量的前提包括：①天然狀態下，在較長的水文周期內，地下水的總補給=地下水的總排泄；②地下水的補給量全部轉化為向河流的排泄量。如果在徑流過程中存在天然或人工排泄（如蒸發、開采等），則需要根據實際排泄情況修正分割結果。該方法多用於山區地下水資源量評價，往往將出山口的河流基流量作為山區地下水的補給量，顯然，若存在山區向平原的地下徑流量或山區地下水的大量開采利用，則該評價量偏於保守。在平原區，往往由於潛水蒸發、人工開采、地下水與地表水的頻繁轉化、地表水的大量引灌等因素，使得該方法難以有效利用，而多用於評價地表水與地下水的相互轉化。

㈢ 水文與水資源工程內涵

水文與水資源工程專業實際上是水文學與水資源工程（學）的有機結合，兩者既有區別又不可分割。所謂區別是指兩者之間具有不同的學科內涵，所謂不可分割是指兩者具有緊密的關聯性。從總體上來說，本專業是研究地球上水的分布和運動規律，以及水資源的開發利用與管理保護的科學。研究的主要內容包括水文循環、水旱災害預測與防治、水資源利用與規劃、水環境保護、水利工程的規劃設計、水利工程的運行管理及水務等各種涉水領域中的基本理論、方法與技術。
1．水文學
水文學是研究地球上水的性質、分布、循環、運動變化規律及其與人類環境之間相互關系的科學，它所涉及的研究范圍是地球上的整個水圈，包括大氣圈、生物圈及岩層圈，一般情況下是針對陸地上的各種水文現象。從它的發展歷史和起源來看，水文學屬於地理學的范疇，是地理學的分支學科，所以水文學具有理科屬性，水文學被界定於自然科學之中。水文學研究的核心內容是水文循環。因此，水文學的知識體系是以水文循環為主線，以徑流形成（包括產流與匯流）為重點，它涉及到陸地上的水汽來源、降水的形成及下墊面不同的作用介質。隨著水資源開發利用規模的日益擴大，人類活動對水循環的影響明顯增強，因此，人類活動對水文循環、水環境的反饋效應，也已成為現代水文學研究的重要內容。
2．水資源工程學
水資源工程學有別於水利水電工程。它為水資源的開發利用、洪澇防治及水資源的管理提供水文信息和基本設計數據，以及對水資源實施有效保護的應用型科學，它也具有完整的知識體系。水資源工程學是一門技術科學，屬於工科範疇，其研究范圍相當廣泛，包括水情實時預報、水文中長期預報、水文計算、水利計算、水文信息技術、水資源評價、水資源規劃、水務管理及水污染治理等。它所涉及到的相關學科有信息科學、計算機應用科學、概率論與統計學、水法水政、水利經濟等若干方面。
3．水文學與水資源工程學的關系
陳家琦對水文學與水資源學的相互關系曾做過詳細論述，其基本觀點也同樣適用於水文學與水資源工程學之間的關系[2,3]。
水文學是水資源工程學的學科基礎。在有關水資源工程的技術業務活動中，其基礎工作的大部分都要用到水文學的有關知識。例如，對某個區域進行水資源評價，要涉及到水文、氣象、地質等基礎資料的搜集、分析、整理與計算等，這些就是屬於水文學的研究范圍。再如，在水文計算中，必須對水文資料進行「三性審查」和對設計成果進行合理性分析，這些審查和分析也同樣離不開水文學的相關知識。
水資源工程學推動水文學的發展。水資源工程學是直接服務於生產和工程建設的，在實踐過程中，特別是水資源問題日益突出，時常出現一些新情況和新問題，要從技術上解決和完善它們，需要水文學為理論基礎。因此，水資源工程學也就不斷地向水文學提出新的和更高的要求。所以，兩者的有機結合，既可推動水資源工程學在技術上的逐漸完善，也可促進水文科學的發展。

㈣ 水文現象有哪些基本規律和響應的研究方法

水文規律，基本上可分為成因規律和統計規律兩類，相應地，水文計算方法則分為成因分析法和數理統計法。也有將水文規律分為三類的，即成因規律、統計規律和地區綜合規律，相應地，水文計算方法則分為成因分析法、數理統計法和地區綜合法。

㈤ 水文觀測的方法

水文觀測直接觀測的有降水、水位、流量、土壤濕度、含沙量。你所提問的其他參數都是通過這些實測數據推算出來的。降水是測量雨量器乘水容器在相應時段內承接的液體降水的厚度。水位是觀測水面和固定點的高差再加上固定點的高程。流量常規測量是測量斷面上合理分布點的流速與各部分斷面面積的乘積，累加後就是當時水位下的流量。土壤濕度是烘乾法和含沙量是用烘乾的原理測量的。
林冠截留、林內降雨，樹干截然留，枯枝落葉截留，下滲，土壤含水量，坡面徑流，河川徑流，（侵蝕量），輸沙量都是通過上述實測數據用水文模型或經驗方法分析而來的。

㈥ 水文地質分析的方法有哪些

水質分析又稱水化學分析。即用化學和物理方法測定水中各種化學成分的含量。水質分析分為簡分析、全分析和專項分析三種。簡分析在野外進行，分析項目少，但要求快而及時，適用於初步了解大面積范圍內各含水層中地下水的主要化學成分專項分析的項目根據具體任務的需要而定，如進行水化學找礦時，用高精度光譜儀著重分析所尋找的某些金屬離子。進行水的放射性測定時，則著重分析某些放射性元素，等等。
①簡分析，其目的是一般地了解地下水的物理性質和化學成分。分析項目常為：溫度、色度、嗅、味及濁度及Ca2+、Mg2+、K+、Na+、CO卲、HCO婣、Cl-、SO厈、總硬度、溶解性總固體、游離二氧化碳、pH值等。②全分析，其目的是詳細地了解地下水的物理性質和化學成分，除簡分析項目外,增加Fe3+、Fe2+、NH嬃、Al3+、NO婣、NO娛、F-、Br-、I-、暫時硬度、永久硬度、化學需氧量、侵蝕性二氧化碳、硅酸、硼等。③專門分析，根據專門任務的目的與要求，對地下水中某些組分進行的分析。為水文地球化學目的檢測銅、鉛、鋅、鐵、錳、鎳、鈷等微量金屬組分，1H、3H、18O、14C等同位素及溶解和逸出的氧、氮、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氫、氬、氦等氣體或稀有氣體成分；為毒理學目的檢測汞、鎘、鉻、砷、硒、氰化物、揮發酚類、苯並（α ）芘、三氯甲烷、四氯化碳、有機氯、有機磷、總α 及總β；為細菌學目的檢測總大腸菌群、細菌總數。。。。

㈦ 地下水水文分析法

地下水水文分析法是應用水文學的方法，用測流的方法來計算地下水在某一個區域內的總流量，這個量如果接近於補給量或排泄量，則可以用它作為區域地下水的允許開采量（可開采量）。由於地下水是在地下岩石空隙中流動，直接測流往往也很困難（有時只能用間接方法測流）。所以，地下水文分析法只能用於一些特定的地區，如基岩山區、岩溶水和裂隙水分布區等。在這些地區應用這種方法評價往往比較簡單有效，而且這些地區也常常是其他許多方法難以應用的地區。

（一）岩溶管道截流總和法

在岩溶水呈管流、脈流的地區，區域地下水大部分是集中於岩溶管道中的徑流量，因此，岩溶管道中的地下水徑流量不僅可以代表一個地區地下水天然資源的數量，而且也可表徵該區地下水可供開採的水量。因此，在這種地區，測得各暗河出口流量和泉水流量，總加起來便是該區地下水徑流量，它基本上代表了地下含水系統的補給量，並以此作為地下水允許開采量（可開采量），即：

圖10-13 泉水流量頻率與保證率曲線圖

實際工作中，如果只有個別年份的地下水補給量資料，也可將實際觀測的地下水補給量與降水量進行相關分析，得出回歸方程，推延出以前年份的補給量，根據補給量的大小按由大至小的順序排列，計算各補給量的保證率。

㈧ 水文現象有哪些基本規律和相應的研究方法

水文現象是指地球上的水受外部作用而產生的永無休止的運動形式,即降雨，入滲，徑流， 蒸發等現象的統稱。
1、水文現象的基本特徵
對水文現象的分析表明，水文現象的基本特徵具有如下。
(1)周期性。水文現象的周期性是指其在隨著時間推移的過程中具有周期變化的特徵。河、湖水體因受氣象因素影響總是呈現以年為周期的豐水期、枯水期交替的變化規律，如一年四季中的降水有多雨季和少雨季的周期變化，河流中來水則相應呈現豐水期和枯水期的交替變化。不僅如此，河、湖水文由於受長期氣候變化的影響還表現出多年變化的周期性特徵。
(2)確定性和隨機性。水文現象在某個時刻或時段由於其確定的客觀原因而表現出確定性的特徵。同時，水文現象受到各種復雜因素的影響，因而各因素不斷變化、各因素之間相互作用，因此表現出隨機性的特徵。例如，某河流斷面下一個年份的最大流量、最高水位及最小流量、最低水位等數值及其發生時刻是不能夠完全確定的，具有一定的隨機性。水文特徵的隨機性，無疑增大了水資源保護的難度和復雜性。
(3)區域性。由於氣象因素和地理因素具有區域性變化規律，因此，受其影響的水文現象在一定程度上也具有區域性的特徵。若自然地理因素相近似，則水文現象的變化規律具有近似性。例如，同一自然地理區的兩個流域，只要流域面積相差不懸殊，則其水文現象在時空分布上的變化規律較為近似，表現為水文現象變化的區域性。
2、水文現象的研究方法
以實際觀測資料為依據，對水文現象進行分析研究。按不同目的要求，水文學常用的分析方法可歸納為:成因分析法、數理統計法、地理綜合法。
(1)成因分析法:由觀測資料，從物理成因上研究水文變化規律，只定性分析，在定量上不能滿足工程設計要求。
(2)數理統計法:運用概率統計理論對長期觀測的資料進行統計計算，以尋求其規律性。
(3)地理綜合法:由地區經驗公式和等值線圖分析，揭示水文現象的地區分布規律。