水文学复习笔记.doc

'第一章复习参考题一、名词解释水资源:广义：世界上一切水体；狭义：仅仅指在一定时期内，能被人类直接或间接开发利用的那一部分动态水体。水循环：是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水气输送、凝结降水、下渗及径流等环节，不断的发生相态转换和周而复始运动的过程。径流的特征值：流量：流量Q指单位时间内通过某一断面的水量，常用单位为立方米/秒；径流总量：径流总量W是指T时间段内通过某一断面的总水量，常用单位为立方米；径流深度：径流深度R是指将径流总量平铺在整个流域面积上所求得的水层深度，以毫米为单位；径流模数：径流模数M是流域出口断面流量与流域面积F之比；径流系数：径流系数a是某一时段的径流深度R与相应的降水深度P之比，a<1。蓄满产流：降雨在补足包气带中的水分亏缺之后，所余的水量全部形成地表径流和地下径流，即蓄满产流。超渗产流：当降雨强度超过下渗率时，未渗入土壤的水分便形成地表径流，即超渗产流。河岸调节作用：当河网水位上升至高于其两岸地下水位，且河水与两岸地下水之间有水力联系时，一部分河水补给地下水，增加两岸的地下蓄水量;当河网水位低于地下水位时，一部分地下水补给河水，这种调节称为河岸调节。 二、简答题1、水资源的特性1.水资源的循环再生性与其有限性；.2,时空分布的不均匀性；3,利用的广泛性和不可替代性；4利与害的两重性2、水循环的发生机理第一，水循环服从于质量守恒定律；第二，太阳辐射与重力作用，是水循环的基本动力；第三，水循环广及整个水圈，并深入大气圈、岩石圈及生物圈。第四，全球水循环是闭合系统，但局部水循环却是开放系统。3、水循环的实质水循环就是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水气输送、凝结降水、下渗及径流等环节，不断的发生相态转换和周而复始运动的过程。4、蓄满产流与超渗产流的区别蓄满产流：降雨在补足包气带中的水分亏缺之后，所余的水量全部形成地表径流和地下径流，即蓄满产流。蓄满产流的发生条件是：P>Wm—W0蓄满产流能否发生于降雨强度无关，与降雨量有关。超渗产流：当降雨强度超过下渗率时，未渗入土壤的水分便形成地表径流，即超渗产流。发生条件：超渗产流能否发生与降雨强度有关，即降雨强度大于下渗率时即可，与降雨量无关。 一般来说，在湿润地区，以蓄满产流为主；在干旱地区，以超渗产流为主。5、影响径流形成的因素气候因素：包括降水、蒸发、气温、风、湿度等流域下垫面因素：包括地理位置、地貌特征、地形特征、地质条件、植被特征等人类活动的影响：主要是通过改变下垫面条件从而直接或间接影响了径流的过程、径流的数量、质量的变化。三、论述题1、你的家乡所在地或你熟悉的地区有哪些水资源问题？你认为应采取哪些措施解决？2、试述水循环的作用与效应1水循环与地球圈层构造：在地球表层系统中，水圈处于主导地位，水圈中的水通过周流不息的循环运动，积极参与了圈层之间的界面活动，并深入4大圈层内部，将它们耦合在一起。2水循环与全球气候:首先，水循环是大气系统能量的主要传输、储存和转化者；其次，水循环通过对地表太阳辐射能的重新再分配，使不同经纬度热量收支不平衡得到缓解；再次，水循环的强弱及路径，还会直接影响到各地的天气过程，甚至可以决定地区的气候基本特征。3水循环与地貌形态及地壳运动：4水循环与生态平衡5水循环与水资源开发利用3、河川径流是怎样形成的？1降雨时形成径流的前提条件2流域蓄渗过程降雨初期，大部分降水并不立即产生径流，而消耗于植被截留、下渗、填洼与蒸发。在降雨过程中，当降雨强度小于下渗能力时，雨水将全部深入土壤中；当降雨强度大于下渗能力时，超出下渗强度的降雨，形成地面积水，蓄积于地面洼地，称为填洼。随着降雨继续进行，满足填洼后的水开始产生地面径流。流域上继续不断降雨，渗入土壤的水使包气带含水量不断增加，土层中的水达到饱和后，在一定条件下，部分水沿坡地土层侧向流动，形成壤中径流；下渗水流达到地下水面后，以地下水的形式沿坡地土层汇入河槽，形成地下径流。因此，流域上的降水，经过蓄渗过程产生了地面径流，壤中径流和地下径流。3坡地汇流过程超渗雨水在坡面上呈片流，细沟流运动的现象，成坡面漫流。满足填洼后的降水开始产生大量的地面径流，它沿坡面流动进入正式的漫流阶段。坡面漫流在蓄渗容易得到满足的地方先进行，然后其范围不断扩大，地面径流经过坡面漫流而注入河网。壤中流及地下径流在有空介质中运动。4河网汇流过程各种径流成分经过坡地汇流注入河网后，沿河网向下游干流出口断面汇集的过程，即河网汇流过程，这一过程自坡地汇流注入河网开始，直至将最后汇入河网的降水输送到出口断面为止。经过河岸调节和河槽调节过程，使出口断面的流量过程变缓，汇流历时延长，降低出口断面一下发生洪水的可能性。第二章复习思考题一、名词解释河流:地表示沿天然沟谷槽低运动形成的水体。水系:在一定的集水区域内，大大小小的河流构成脉络相通的系统。 流域：由分水线包围的区域称为流域。比降：单位河长的落差，通常以小数或千分数表示。含沙量：每立方米水中所含泥沙的重量，单位是千克每立方米。输沙量：一定时段内通过一定过水断面的泥沙含量。艾里定律：河床上移动的推移质的质量与水流速速的六次方成正比。矿化度：天然水体中各种元素的离子、分子与化合物的总量称为矿化度。正常年径流量：用多年径流量的平均值代替正常年径流量。洪水：大量降水或积雪在短时间内汇入河槽，形成特大的径流，成为洪水。枯水：苦水是河流断面上较小流量的总称。湖泊：湖泊是陆地表面具有一定规模的天然洼地的蓄水体系，是湖盆、湖水以及水中物质组合而成的自然综合体。水库的特征水位：死水位：水库在设计过程中有一个设计最低水位，它是根据发电最小水头和灌溉最低水位而确定的，同时也考虑到泥沙的淤积情况；正常高水位：为了满足发电、灌溉等需要而设计的库容，成为兴利库容，兴利库容所对应的水位称正常高水位；设计洪水位：在水库正常运行情况下，当发生设计洪水时，水库允许达到的最高水位，称为设计洪水位或最高洪水位；校核洪水位：当发生特大洪水时，水库允许达到的最高水位。汛前限制水位：相应于防空的那部分库容的水位称为汛前限制水位。沼泽：沼泽是地表土壤层水过饱和地段。二、简答题1、为什么说河流是地表水循环的主干？河流虽然槽蓄量最小，但河水是地表唯一的畅流液态水，它的水循环动力机制既受到热力因素影响又受重力作用所控制，其交替更新的周期最短，水循环的活力最强，因此它在地表水循环过程中起着上接大气水，下通地下水，最后联结海水的主干作用，它是地表水循环亚系统中的主干子系统。2、河流有哪几种补给形式？各有何特点？一、雨水补给最重要，多发生在夏、秋。补给特点：不连续性和集中性。流量过程线：锯齿状。二、季节性积雪融水补给多在春季发生(北方). 补给特点：连续性和时间性。过量过程线：双峰(春、夏)三、冰雪融水补给高山地区永久积雪或冰川，在干旱、半干旱山区，多发在夏季。特点：单位面积出水率高，与太阳辐射、气候的变化一致。流量过程线：单峰(夏)。四、湖泊、沼泽水补给起调节作用，流量过程平缓五、地下水补给是河流水量可靠而经常的来源，浅层受季节变化影响大，深层受季节变化影响小3、天然水体的矿化作用包括哪几种？溶滤作用，吸附性阳离子交替作用，氧化作用，还原作用，蒸发浓缩作用，混合作用。4、影响河流年径流量CV的因素有哪些？年径流量：年径流量大，CV值小。补给来源：以高山冰雪融水或地下水补给为主的河流，年径流CV值小，以雨水补给为主的河流cv值大，尤其是雨水变率打地区，CV值更大流域面积：流域面积小的河流，CV值大于流域面积大的河流。5、计算正常年径流量时参证站的选择原则是什么？1参政变量与研究变量在成因上是相联系的2参政变量的系列比研究变量的系列要长3参政变量与研究变量必须具有一定的同步系列，以建立相关关系。6、什么是湖泊的演化？湖泊有其发生、发展与消亡的过程，湖泊一旦形成，由于自然环境的变迁，人类活动的影响，湖盆形态、湖水性质、湖中生物等均在不断地发生变化。湖泊由深变浅，由大变小，湖岸由弯曲变为平直，湖底由凹凸变为平坦，就会深水植物逐渐演化为浅水植物，沿岸的植物逐渐向湖心发展。由于泥沙不断充填，水中生物的死亡和堆积，最后湖泊会转化为沼泽。干燥区湖泊由于盐分不断积累，淡水湖转化成咸水湖。盐度较小的湖泊其生物大致与淡水湖相同，盐度较大的湖泊，淡水生物很难生存。当水量继续蒸发减少，咸水湖可以变干，转化为盐沼，至此湖泊全部消亡。7、什么是水库的调节作用？运用水库蓄容径流的能力来抬高水位，集中落差，并对入库径流在时程上，地区上，按各用水部门的需要，重新分配过程，称水库调节。8、水库的异重流有什么作用？减少泥沙堆积，延长水库寿命。9、径流向海产生哪些汇集效应？ 1径流补给对近岸海区的冲淡效应2泥沙向海输入，陆地不断延伸3陆地元素不断向大海迁移第三章复习思考题一、名词解释上层滞水:是存在于包气带中局部隔水层之上的重力水。潜水:是埋藏在地表下第一个稳定隔水层上具有自由表面的重力水。承压水:充满两个隔水层之间的水称承压水。泉：泉是地下水的天然露头，是含水层或含水通道出露地表发生地下水涌出之现象。通常山区及山前地带泉水出露较多。二、简答题1、地下水流系统与地表水流系统有何区别？地表水系统地下水系统•空间分布•平面•立体•流线组合•简单、有规律•复杂、不稳定•流动方向•下降•上升、下降并存•集水区域•以分水岭为界•受岩性、地质构造控制 2、地下水与地表水之间的水力联系有哪几种？绘图说明。（1）具有周期性水力联系 （2）单向的水力联系常见于山前冲积扇地区及干旱沙漠区，在这些地区的地表江河水位，常年高于地下潜水位，所以河水长年的渗漏，不断补给地下潜水。（3）间歇性水力联系丘陵和低山区潜水含水层较厚的地区比较多见。隔水层的位置介于河流洪枯水位之间。当洪水期时河水位高于潜水位，河流与地下水之间发生水力联系，河流成为地下潜水的间歇性补给源；而在枯水期，地表水与地下水脱离接触，水力联系中断，此时仅在潜水出露点，以悬挂泉的形式出露地表。（4）无水力联系地下潜水位恒高于江河水位，单向的补给河流。 3、过量开采地下水能带来哪些后果？应采取什么措施解决？由过度抽取引起的损耗问题•损耗问题最主要的表现就是地下水位的持续下降。地下水位的下降又进一步带来了地面沉降、地面塌陷、桥梁等交通受损、海水倒灌入侵等各种问题。4、绘制潜水等水位线图有何用途？1确定潜水流向垂直于等水位线，并从高水位指向低水位的方向，即为潜水的流向。2确定浅水面的水力坡度沿水流方向取任意两点的水位差，除以两点间投影在平面上的垂直距离。3查取地下水的埋藏深度，推断含水层的岩性与厚度变化，确定潜水与地表水的互补关系，以及研究和布设饮水、排水工程的位置等。三、论述题包气带水、潜水与承压水有何区别？包气带水潜水承压水1、埋藏条件浅较浅深2、隔水层局部第一个稳定隔水层上下两个隔水层3、水量小大大4、补给来源大气降水、地表水大气降水、地表水大气降水、地表水、潜水5、补给区与分布区一致一致不一致6、排泄蒸发、散流蒸发、补给地表水、承压水蒸发、补给潜水、泉7、动态变化季节变化明显季节变化明显稳定、季节变化不明显8、污染易污染易污染不易污染9、开采易易不易第五章复习思考题一、名词解释水文效应:由于自然或认为因素，使地理环境发生改变，从而引起水循环要素、过程、水文情势发生变化，成为水文效应。二、简答题1、水库的水文效应减少入海流量，河水运动受人工控制，小气候效应，土壤盐碱化，引发工程地址问题。2、森林的水文效应森林的水文效应是指森林覆盖对径流、蒸发、降水等水循环要素及河流水情、地下水、水质、泥沙等水文现象的影响。森林的拦洪作用，森林队流域蒸散发作用的影响，森林对降水的影响，森林对地下水的影响。3、城市化对水文过程的影响城市水文效应是指城市化所及地区内，水文过程的变化及其对城市环境的影响。1、城市化对水文过程的影响洪水过程线比相邻农村明显变得峰高坡陡 2、城市水资源危机•水资源紧张•水污染加剧三、论述题举例说明跨流域调水工程的水文效应调水→改变原有的水文情势→自然环境的变化→社会经济的变化跨流域调水的水文效应可从3个影响区来分析：（1）水量输出区（2）输水通过区（3）水量调入区南水北调工程的水文效应水量调出区东线工程总体对长江口入海水量影响不大，但应关注长江口地区的生态安全及长江干流水质安全，尤其注意在特殊枯水期上海水源区对于盐水入侵的预防。输水通过区中线工程•改变取水口附近水生生物和沿渠两侧陆生生物的生态环境•与当地道路和原河道发生交叉，造成对天然河流的干扰•增加对地下水的补给或成为地下水的排泄渠道，改变地下水的动态输水通过区东线工程•改变流量和地下水的补给量•改变水质和周围的小气候•改变河流冲刷和沉积的水动力条件水量调入区•既是资源工程，又是生态工程•缓解京津华北平原水资源短缺的状况，缓解受水区灌溉用水与城市生活和工业用水争水的局面•改善该地区生态环境：有利于补充沿线地下水，对地面沉降等起到缓解作用；有利于城镇饮水安全，改善高氟区居民饮水质量（华北平原深层地下水已经形成了跨冀、京、津、鲁的区域下降漏斗，有近7万平方公里的地下水水位低于海平面，整个河北省已形成20多个漏斗区，总面积达4万平方公里左右）。水文考试题（一）一名词解释（3×8）1.水循环：地球上的水，在太阳辐射能的作用下，不断地从水面、陆面和植物表面蒸发，化为水汽上升到空中，然后被气流带到其他地区，在适当的条件下凝结，又以降水的形式降落到地表形成径流，水的这种不断蒸发、输送、凝结降落、下渗以及径流的往复循环过程，叫做水分循环，简称水循环。2.水量平衡： 水量平衡，就是指对于任一地区或任一水体，在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之差，必等于该时段区域内或水体内蓄水的变化量。3.水系：水系，是指在一定的集水区域内，大大小小的河流所构成的脉络相通的系统。4.蓄满产流：又称饱和产流，它是指降雨量满足了包气带缺水量之后，其余水量全部形成径流的产流方式。5.洪水：洪水，是指大量的降水或冰雪融水在短时期内汇入河槽形成的特大径流。6.含水层：含水层是指储存有地下水，并在重力作用下能够流出一定数量水的岩层。7.承压水承压水是指埋藏并充满于两个稳定隔水层之间的含水层，并具有承压性能的地下水。8.盐度：海水的盐度是指单位质量的海水中所含溶解物质的质量。二填空题（每空一分共26分）1.按研究方法和手段，水文学分为水文测验学、水文调查学、水文实验学。2.水循环的影响因素有气象因素、下垫面因素、人类活动因素。3.干流与支流的区分（指标）往往依河流水量的大小、河道长度、流域面积和河流发育的程度等来决定，但有时也根据习惯来决定。4.流域水文变化规律研究的传统方法有成因分析法、地理综合法、数理统计法。5．岩石空隙按成因可分为孔隙、裂隙和溶隙三大类。6.地下水根据埋藏条件不同分为上层滞水、潜水和承压水。7.影响潜水面形状的因素有地貌因素、含水层的岩性及厚度、隔水层底板形状。8.潮汐分为半日潮、全日潮、不规则半日潮、不规则全日潮。三简答题（每题6分共24分）1.简述水文现象的主要特点及水文学的研究方法。答：水文现象的主要特点有：①水文现象的连续性（永无止尽性）；②水文现象在时间变化上既具有周期性，又具有随机性或不重复性；③水文现象在地区分布上即存在相似性，又存在特殊性，即地区性。主要的研究方法有：调查法和长期观测法、成因分析法、数理统计法、地理综合法、模拟实验法。2．简述水分循环对地理环境的影响。答：①水分循环将地球上的四大圈层联系在一起；②水分循环是海洋与陆地之间相互联系的主要纽带；③地球上的水分循环，不仅是巨大的物质流，也是巨大的能量流，是具有全球意义的能量的传递、输送者；④由于水分的循环，水才能周而复始地被重复利用，成为可再生资源。3.什么叫流域汇流？影响流域汇流的因素有哪些？答：流域上各处产生的各种成分的径流，经坡地到溪沟、河系，直到流域出口断面的过程，即为流域的汇流过程。影响因素有:①降水特性：包括降雨强度、降雨中心的空间分布及其移动方向等。②地形坡度：坡度越陡→汇流速度越快；③流域形状：狭长流域→汇流时间长；扁形流域→汇流集中；④水力条件：水位越高→汇流历时越短。4.什么是潜水？潜水的特征有哪些？答：潜水是指埋藏于地面以下第一个稳定隔水层之上，具有自由水面的重力水。潜水的特征：（1）从水流条件看，潜水是具有自由水面的稳定重力无压水，这是它最基本的特征。 （1）从埋藏条件看，潜水的埋藏深度与含水层厚度各处不一，变化较大，且随时空的变化而变化，并经常变化。（2）从潜水的分布、补给、排泄条件来看，潜水的分布区与补给区基本一致。四论述题（每题8分共16分）1.举例说明水位变化及影响因素。答：（1）水位变化一般可分为日变化和年变化。①水位的日变化与河水的补给来源有密切关系。例如：降雨量增加或遇到洪水时，水位上涨，而干旱少雨，补给来源不足时，水位下降。②水位的年变化与补给来源及季节有关。例如：补给来源丰富，一年的平均水位就上涨；补给来源不足时，一年的平均水位下降。还有，以冰雪融水为主的河流，在夏季的时候，水量丰富，水位上涨，而冬季，水位则下降。（2）水位变化的影响因素：影响水位变化的因素很多，比如河流中水量的增减，河槽的冲刷和淤积，风的作用，潮汐以及人类的活动。但是，水量的增减是引起水位变化的主要因素，而水量的增减又与补给情况有密切关系。2.包气带在产流中的作用如何？答：包气带是指地下水面以上土壤的含水带，它是由水、土、气三相物质组成的一个非饱和水分带。其厚度大小与地理位置及地下水埋藏深度有关。作用：包气带是一个由不同土壤构成的有孔介质蓄水体，它以其本身具有吸水、持水、输水及蒸发等特性，对降雨起着在空间上的分配作用，并通过包气带的下渗能力和缺水量，直接影响径流的形成。空间分配：对降雨的第一次分配——发生在土壤的表面。决定因素：土壤的下渗能力f与降雨强度i。当i＜f时：全部的降雨都渗入土壤。当f＜i时：超过下渗能力的降雨，在地表洼地积聚，进而形成地面径流，而下渗的部分按下渗能力下渗。对降雨的第二次分配——发生在包气带内部，对渗入土壤中的水分进行再分配。决定因素：包气带的缺水量（Wm－W0）和下渗水量F。当Wm－W0＞F时：下渗水量均为包气带所保持，蓄存土壤之中。当Wm－W0＜F时：一部分下渗水补足包气带的缺水，另一部分下渗水以自由重力水的形式向下渗透补给地下水（形成壤中流、地下潜水流）。五绘图说明题（10分）绘图说明水分循环的类型模式及特点。答：如图： 水循环分大循环和小循环，小循环又分海洋小循环和陆地小循环。（1）大循环：又称外循环或全球水分循环，它是指发生于海洋与陆地之间的水分交换过程。特点：①循环活动的范围大，循环运动中包括水汽蒸发、水汽输送、凝结降水、水分下渗和水的流动（径流）五个过程。②水分在循环过程中既有垂向交换，又有横向交换。（2）小循环：又称内循环或局部水循环，它是指发生在海洋与大气之间或陆地与大气之间局部地区的水分交换过程。①海洋小循环：又称海上内循环，它是指从海洋表面蒸发的水汽，在海洋上空凝结，然后再降落到海洋表面所构成的局部地区的水分循环。特点：循环比较简单，只包括水分蒸发和降水两大环节，即水分在循环过程中只有垂直交换。②陆地小循环是指从陆地表面蒸发的水汽或海洋输向内陆的水汽，在陆地上空凝结，然后再降落到陆地表面所构成的局部地区的水分循环。特点：循环比较复杂，从水汽来源看，既有陆面自身蒸发的水汽，也有来自海洋的水汽；从循环的强度来看，地区差别较大，具有自海洋向内陆深处逐步递减的趋势。水文试题（二）一名词解释（每题3分共24分）1.水文学：是研究地球上各种水体的形成、分布、物理化学性质、循环运动变化规律以及水体与地理环境、生态系统、人类社会之间相互影响、相互联系的科学。2.流域：是指一条河流的集水区域。3.紊流：液体质点在流动过程中相互混搀碰撞，杂乱无章，流速和压强随时变化的流动，又称湍流。4.径流：是指陆地上接受降水后，从地面和地下汇集排泄的水流。5.流域产流：流域降雨满足了植物截留、下渗、填洼、蒸发之后，开始产生地面和地下径流的过程，称流域的产流过程。6.地下水：是指埋藏在地面以下，储存于土壤、岩石空隙中的水。7.达西定律：通过砂层物质的断面平均渗透速度与水力坡度的一次方成正比，成线性关系，故又称为线性渗透定律。8.波浪：是指海洋、湖泊、水库等水体在外力作用下，水面随时间波动起伏的现象（一般周期为数秒至数十秒），它是海洋、湖泊、水库等宽敞水面上常见的一种水体运动现象。二填空题（每空1分共26分）1.地球上的水，在太阳辐射能的作用下，不断地从水面、陆面和植物表面蒸发，化为水汽上升到空中，然后被气流带到其他地区，在适当的条件下凝结，又以降水的形式降落到地表形成径流，水的这种不断蒸发、输送、凝结降落、 下渗以及径流的往复循环过程，叫做水分循环，简称水循环。1.横断面是指横穿河道，与水流方向垂直的断面。它可分为水道断面和大断面。2.流速，是指河流中水质点在单位时间内移动的距离，它可分为瞬时流速和时均流速。3.径流，按所经历时间的不同可分为年径流量、月径流量等；按存在的空间位置不同，可分为地面径流和地下径流。4.闭合流域降雨径流形成过程包括流域降雨过程、流域蓄渗过程、坡地汇流过程、河网汇流过程。5.植物截留量的大小与降雨量、降雨历时、植物枝叶的郁闭程度和表面积等有关。6.降雨特性包括降雨强度、降雨历时、降雨的时程分配及降雨的空间分布等。7.按照波形的传播性质，波浪可分为前进波和驻波。三看图填空题（3分）下图是河流与潜水相互补给的关系图，看图填空a图表示潜水补给河流。b图表示河流补给潜水。C图表示左岸河流补给潜水，右岸潜水补给河流。四简答题（38分）1.层流与紊流的根本区别是什么？（6分）答：在层流中各流层的液体质点，互不掺混，有比较规则的“瞬时流线”存在；而在紊流中，有大小不等的涡体震荡于各流层之间，互相掺混，规则的“瞬时流线”是不存在的（运动轨迹随时随地都在发生变化）。2.天然河道中垂线上的流速分布有什么特征？（6分）答：（1）流速从河底向水面逐渐增大，但最大值不在水面，而是在水面以下某一深度（0.1—0.3h）处；最小流速在接近河底处；流速在垂线上的分布多呈抛物线形状。（2）垂线上的平均流速一般与0.6倍水深处的点流速相近。①当河底有地形起伏变化或河面结冰时，垂线上的流速分布则有明显的变化。②水面结冰时，河水最大流速的出现下移到一定深度③河底地形变化时，在深槽处最大流速的出现距水面较近，浅滩处最大流速的出现距河底较近。3.何谓谢才公式？其推到原理和意义何在？（7分）答：谢才公式是法国科学家谢才1775年提出的，（v为平均流速，R为水利半径，i为水面纵比降，C为谢才系数）推导原理：水体受重力作用所做的功与水体流动时摩擦阻力所做的功相等。意义：（1）谢才公式说明了天然顺直河道中的平均流速与河流水深、比降以及河槽特性的关系。（2）在顺直河段中，若断面形态和流量沿程没有明显变化的情况下，天然河道的断面平均流速可用谢才公式进行计算。（3）此外，谢才公式还广泛应用于流量计算及水库、电站、渠道、给水、排水、防洪等各种水利工程的设计计算上。4.影响河水化学成分和矿化度的因素及变化（6分）答：①河水化学成分和矿化度与补给来源有密切关系 一般冰川、高山融水补给的河流<季节性融水补给的河流<雨水补给的河流<地下水补给的河流。从离子组成看，以雨水或冰雪融水补给为主的河流，河水中HCO3-、Ca2+、Mg2+占优势；以地下水补给为主河流，易溶性盐类离子SO42-、Cl-含量较大②与自然地理条件如气候、地质、土壤等因素有关干旱地区河流>湿润地区河流；流经易被溶解的岩石或土壤地区河流>流经不易被溶解的岩石或土壤地区河流；石灰岩地区河流，常含大量HCO3-、Ca2+5.影响下渗的因素有哪些？（7分）答：①土壤特性：土壤特性对下渗的影响，主要取决于土壤的透水性能及土壤的前期含水量。其中透水性能又和土壤的质地、孔隙的多少与大小有关。②降雨特性：降雨特性包括降雨强度、降雨历时、降雨的时程分配及降雨的空间分布等。强度：大→下渗强度大历时：长→下渗历时长→下渗总量大③地形、植被：通常有植被的地区，由于植被及地面上枯枝落叶具有滞水的作用，在一定程度上增加了下渗时间，从而减少了地表径流，增大了下渗量。地面起伏、切割程度不同，会影响地面漫流的速度和汇流的时间，进而影响到下渗。④人类活动：既有增大下渗的一面，也有抑制下渗的一面。6.影响潜水面形状的因素有哪些？（6分）答：①地貌条件：潜水面的形状与地貌条件关系密切，潜水面的坡度随着地面的坡度而变化（两者起伏大体一致），但比地面起伏平缓。②含水层的岩性及厚度：沿着潜水的流水，当含水层的岩性颗粒变粗，意味着岩层的透水性增强，潜水面的坡度便趋于平缓；反之则变陡。当含水层厚度沿潜水流向增厚时，潜水面的坡度也变缓；反之则变陡。③隔水层底板形状：隔水底板下凹情况。（枯水季节若潜水不能溢出洼地之外，则潜水面呈水平状态，称之为潜水湖）五论述题（9分）'