水文学教案西华师范大学精品资源共享课程.docx

1、水文学教案西华师范大学精品资源共享课程教 案课程名称 水文学 课程编号 101000107 课程性质 专业基础课 教学时数 64 教学对象 地理科学专业 授课教师 许武成 职 称 教授 西华师范大学国土资源学院2009年8月（一）课程教学目的和要求目的：通过该课程的教学，使学生掌握地球上各种水体的分布、性质及其运动规律，并运用水文学理论对水文现象予以分析，构建学生可持续的水资源利用观及为学生今后从事地理教学、科研、参与国民经济建设打下一定的基础。要求：掌握各种水体的组成、性质、现象、运动变化及其时空分布规律、水资源及其利用；掌握水文学研究的基本方法以及实践意义（二）课程教学重点和难点1、重点：

2、 2、难点：（三）教学方法讲授法（四）课时安排（一）总课时：64课时。（二）课时安排:课 程 内 容各教学环节的学时分配讲 课习题课实 验设 计 绪论2 地球上水的性质与分布6 地球上水的循环14 陆地表面水的组成与运动14 课程中期小结与练习 2 海洋的结构与海水的运动10 地下水的结构与运动10 人类活动对水环境的影响 4 课程终期小结与练习2 总 计（学时）604（五）考核方式1、考核方式本课程考试采用笔式、闭卷的方式。2、成绩构成课堂成绩10%；课外成绩10%；期终考试80%。 （六）参考教材（1）丁兰璋.水文学与水资源基础.河南大学出版社.1987（2）胡方荣.水文学原理.水利电力出

3、版社.1991（3）天津师范大学地理系.水文学与水资源共概论.华中师范大学出版社.1987绪 论教研室： 地理科学教研室 教师姓名： 罗熙课程名称水文学授课专业及班次地理科学专业2007级授课内容绪论授课方式及学时讲授法，学时：2课时目的要求（1）掌握水文学研究的对象、内容、任务及学科体系；（2）了解水文学发展简史和水文学的地理研究方向；（3）理解水文现象的主要特点；初步认识水文学研究的主要方法.重点与难点（1）教学重点：水文学研究的对象；水文现象的主要特点；水文学的研究方法。（2）教学难点：水文现象的主要特点。 讲授内容及时间分配（1）水文学研究的对象。（2）水文学发展简史。（3）水文学体系

4、。（4）水文学的地理研究方向地理水文学。（5）水文现象的主要特点。（6）水文学研究的主要方法。（7）水文学的课程性质及教学目的要求。课的类型讲授课参考资料（1）丁兰璋.水文学与水资源基础.河南大学出版社.1987（2）胡方荣.水文学原理.水利电力出版社.1991（3）天津师范大学地理系.水文学与水资源共概论.华中师范大学出版社.1987教学过程：一、水文学的研究对象及主要内容（一）研究对象1、 水文学研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系的科学2、水体以一定形式存在于自然界中水的总称。水的形态包括大汽水、河流水、湖泊水、海洋水、湖泊水、沼泽水、冰川水、

5、地下水、土壤水、生物水等。（二）水文学研究的主要内容及本课程的内容结构1、主要内容（1）水分循环及水量平衡（水文学的核心内容）（2）水的数量、质量及分布（3）各种水体的性质（物理性质、化学性质）（4）各种水体的类型结构及运动规律（5）水在地理环境中的作用（与生态系统、地理环境、人类活动之间的关系）（6）水资源开发利用及人类活动的水文效应2、本课程的内容结构二、水文学的发展简介水文学经历了从萌芽到成熟、从经验到理论、从定性到定量的历史发展过程。（一）水文现象定性描述阶段1、时期：远古14世纪未2、标志（1）世界上最早的水文观测：中国和埃及（大禹冶水、随山刊木）（2）水经注吕氏春秋定性描述各大河流

6、的源流、水情、水文循环的初步概念（3）特点水文观测定性描述经验积累（二）水文科学的形成阶段1、时期：15世纪初19世纪未2、特点：（1）概念描述进入定量描述（2）水文理论的形成3、标志（1）1674年p.佩罗提出了水量平衡概念（2）1775年谢才提出了谢才公式（明渠畅流等流速公式）（3）1802年道尔顿提出蒸发公式（4）1856年达西定律形成（三）应用水文学阶段1、时期：20世纪20世纪五十年代2、特点（1）水文观测理论体系进一步完善（2）应用水文学发展3、标志（1）工程水文学成为应用水文学的主要分支（2）产汇流理论计算公式（3）森林水文学、城市水文学的形成（四）现代水文学阶段1、时期：20世

7、纪50年代以来2、特点（1）水文技术科学的发展（2）分支科学不断诞生（3）研究方法趋向综合（4）水资源开发利用、管理、评价成为重点3、标志（1）雷达测雨（2）中子散射法测土壤含水量（3）放射性示踪测流（4）同位素测沙（5）卫星遥感及GIS的利用（6）水文模拟、随机分析、系统分析方法（7）水文研究自动化（8）水资源的评价、管理、优化利用三、水文学体系（一）按水体的分类（对象）（传统分类法）（二）系统水文学体系1、水文学的学科体系2、普通水文学：水文学基本理论、方法3、水文测验学4、区域水文学（1）流域水文学（2）河口水文学（3）山地水文学（4）平原水文学（5）坡地水文学（6）干旱区水文学（7）岩

8、溶区水文学5、应用水文学（1）工程水文学（2）城市水文学（3）森林水文学（4）农业水文学（5）土壤水文学6、新技术方法（1）随机水文学（2）模糊水文学（3）系统水文学（4）遥感水文学（5）同位素水文学四、水文学地理研究方向及其与其它学科的联系（一）、水文学的地理研究方向1、水文学的三个研究方向（1）地理学方向（2）地球物理学方向（3）工程学方向2、水文学地理方向（地理水文学）（1）水文学与地理学共同隶属、分别分支（2）侧重水体运动变化的自然规律，总体演化趋势，与其它地理要素相互关系的综合研究；水体差异的区域性研究（3）特点：宏观性、区域性、综合性（二）、水文学在地理学中的地位1、地理学的学科体

9、系2水文学是地理学自然地理的学科分支学科自然地理包括气候学、地貌学、水文学、土壤地理学、生物地理学等。五、水文现象的基本特点（一）水文现象水循环过程中，水的存在和运动的各种形态，统称为水文现象。（二）水文现象的特点1、水循环永无止境2、周期性与随机性（时间变化上）（1）、周期性：年周期、季周期、月周期、日周期（2）、随机性：不重复性3、地区颁布上的相似性和特殊性（1）相似性：地带性规律（2）特殊性：区域性（差异性）六、水文学的研究方法（一）、传统研究方法1、成因分析法（物理学原理为基础进行水文解释）2、数理统计法 相关分析经验性模型3、地理综合防治法等值线法（地带性规律、非地带性规律）（二）、

10、新技术方法七、水文学课程性质及教学目的要求（一）水文学的学科性质1、学科性质：综合性学科 2、部门自然地理学分支学科（二）课程性质：专业基础课程（必修）（三） 教学目的1、掌握水分循环与水量平衡2、掌握各种水体的运动、变化相互转化的理论及计算方法（四）、本课程内容结构邵阳学院城市建设系教案尾页一、复习思考题1、名词解释水文学、水体、水文现象2、简述水文学的研究对象及主要内容3、简述水文学的发展简史4、简述水文学的学科体系地理学中的地位5、简述水文现象的特点二、参考文献1、邓绶林 普通水文学高等教育出版社 19852、天津师范大学地理系合编 水文学与水资源概论华中师范大学出版社 1986三、课后

11、分析 第一章 地球上水的性质与分布教研室： 地理科学教研室 教师姓名： 罗熙课程名称水文学授课专业及班次地理科学专业2007级授课内容地球上水的性质与分布授课方式及学时讲授法，学时：6课时目的要求（1）掌握天然水的主要理化性质；了解地球上水的分布、水资源涵义与特性；（2）了解世界及我国水资源的特点。重点与难点（1）教学重点：水的形态及其转化、水温、水的密度；天然水的矿化过程及天然水的分类；世界水资源、我国水资源。（2）教学难点：水的形态及其转化；天然水的矿化过程。讲授内容及时间分配（1）地球上水的物理性质：水的形态及其转化；水的热学性质；水温；水的密度；水色与透明度。（2课时）（2）地球上水的

12、化学性质：天然水的化学成分；天然水的矿化过程；天然水的分类；水体的化学性质。（2课时）（3）地球上水的分布与水资源：地球上水的分布；水资源涵义与特征；世界水资源；我国水资源。（2课时）课的类型讲授课参考资料（1）丁兰璋.水文学与水资源基础.河南大学出版社.1987（2）胡方荣.水文学原理.水利电力出版社.1991（3）天津师范大学地理系.水文学与水资源共概论.华中师范大学出版社.1987教学过程：第一节 地球上水的物理性质地球上水的物理性质包括：水的形态及其转化、水的热力学性质、水温、水的密度、水色及透明度一、 水质形态及其转化地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在，在常温条件下三相可以互相

13、转化。（一）水分子的结构1、单水分子结构（1）单水分子结构图（2）氧原子附近形成负极，氢原子附近形成正极；水分子具有极性2、水分子聚合体由于水分子具有极性，故有聚合体（1）双水分子聚合体（2）三水分子聚合体（二）水的三态及其转化1、冰点与沸点在一个标准大气压下，纯水0为冰点，100为沸点2、水的三态与水温（1） 不同水温水分子聚合体的分布（）类型温度冰（0）水（0）438 98 单水019202936双水4158595051三水5923212113（2）三个结论a) 随着水温的升高，单水分子比例升高，聚合体比例下降，当温度高于100以上时，主要为单水分子。当温度高于100呈气态时，水主要由单水

14、分子组成。b) 随着温度的降低，水分子聚合体不断增多，单水分子不断减少。水温达到0结冰时，单水分子为零，三水分子增多，因三水分子结构特性，使液态水变成固态冰时，体积膨胀10，若冰变成液态水时，体积减小10。c) 水温在3.98时，二水分子占比重大，而二水分子结合紧密，故密度最大，其为1。 （三）固态水（冰）的结构1、冰的结构的形成：氢键起着强烈的缔合作用（1）每个氢键以等键距与另外四个氧原子相连结，在冰晶中的水分子则具有比较完整的正四面体结构形态（2）键角增为10928，键距亦增至1.01A。2、冰晶中的内在矛盾主要表现为氢键的凝聚力和氢核的振动、水分子的热运动，前者为吸引 因素，后二者为排斥因素。（四）液态水结构的主要理论模