环境水文学

《环境水文学》课程教学大纲

注：课程性质选择下列类别之一：学科基础、大类平台、专业必修、专业选修、教师教育

一  课程说明

本课程是环境学科类专业开设的一门专业必修课，教学体系贯穿水循环和水量平衡的基本主线，课程内容由原来只限于研究水在自然界的循环、平衡和变化，扩展到同时研究水在自然界和人类社会中供、需、排等的综合关系；既注意突出水域与其它自然要素之间的关系，也重视人类活动因素的影响。

二   课程目标

通过本课程的理论教学，使学生具备下列能力：

1 掌握水分循环各要素的水文学基础知识（支撑毕业要求1）

 掌握水文学的基础知识，水文现象、水分循环各要素的基本特征、水量平衡的基本原理与计算，水资源的时空变化及基本特征。

2 掌握陆地表面水及地下水结构与运动变化的基本原理及相关分析计算（支撑毕业要求2-5）

 在径流形成过程的基础上，掌握陆地表面水及地下水等水体结构与运动变化的基本原理及相关的分析计算方法。初步掌握水位、流速、流量等基本水文要素测量的基本原理和方法。

3 掌握水文学原理应用于水资源保护与管理以及低影响开发建设（支撑毕业要求6-8）

 认识人类活动引起的环境变化对水资源的影响以及与环境的相互作用。结合水资源问题的发生、发展以及所涉及的学科领域，使学生了解我国最严格水资源管理、海绵城市、河长制及节水型社会建设的水文学背景和相关原理，增强尊重自然、保护水资源与水环境的意识与能力。

 课程目标与毕业要求的对应关系

三   教学内容与学时安排

第一章 绪论

（支撑课程目标1-2；2课时）

1水文学的研究对象

2水文现象的主要特点

3水文学的研究方法

本章节教学要求与问题思考：

（1） 如何理解水文学的研究对象、水文现象的基本规律以及与之对应的水文学基本研究方法。

（2） 结合国际水文计划主题的变化，理解传统水文向资源水文、环境水文、生态水文转变发展的背景和趋势。

第二章地球上水的分布与水资源

（支撑课程目标1-3；4课时）

1地球上水的分布

2水资源的涵义与特性

3我国水资源

4 水资源问题与国际水文计划、世界水日、中国水周

5 最严格水资源管理制度---三条红线与四项制度

本章节教学要求与问题思考：

(1)如何理解水资源的涵义及特性。

(2)试述我国水资源的时空变化及主要基本特征。

(3)结合国际水文计划、世界水日等主题的变化，结合最严格水资源管理三条红线的要求,聚焦实际案例，探讨人类活动对水文情势的影响以及与环境的相互作用;讨论节水的途径以及相关机制。

第三章地球上的水循环

（支撑课程目标1-3；12课时）

1水循环概述

2水量平衡

3蒸 发

4降 水

5下 渗

6径 流

7人类活动对城市降雨径流的影响

本章节教学要求与问题思考：

（1）水循环的机理、水分交换的途径以及运动规律特征。

（2）水体更替周期的计算。

（3）推导下渗强度随时间递减的霍顿公式。

（4）理解主要的河流水情要素的概念以及径流的表示方法，根据某测站测流断面的横断面图，根据图中的数据计算断面流量。

（5）结合实践，分析城市化地区的下渗过程、主要影响因素及其相关生态环境效应。

（6）结合流域的产流过程和汇流过程，绘图分析流域对降雨的再分配功能。

（7）结合城市化的水文效应，谈谈对海绵城市考核指标的理解。

第四章陆地表面水的组成与运动

（支撑课程目标1-3；10课时）

1流域产流与汇流

2河流的水情

3河水的运动

4径流向海汇集及其效应

本章节教学要求与问题思考：

（1）超渗地面径流、壤中径流、地下径流、饱和地面径流四种产流机制的特征。

（2）应用等流时线法推算流量过程，并绘制出口断面流量过程柱状图或过程线图。

（3）理解累积频率与重现期对照关系

（4）离差系数Cv值的计算以及影响因素

（5）绘图分析绳套形水位流量关系曲线的形成

（6）弯道螺旋流的机理以及实际应用

（7）绘图分析河口区的分段以及河口区的潮汐涨落过程

第五章海洋的结构与海水运动

（支撑课程目标1-2；4课时）

1海洋的组成与结构

2海洋潮汐

本章节教学要求与问题思考：

（1）潮汐类型以及成因

（2）比较月球与太阳引潮力大小，分析海洋潮汐主要是太阴潮，太阳潮只能在一定程度上影响潮汐的高低。

（3）潮汐的月变与大潮、小潮的成因。

第六章地下水的结构与运动

（支撑课程目标1-2；4课时）

1地下水系统的组成与结构

2地下水的类型

3地下水的运动

本章节教学要求与问题思考：

（1）地下水的类型和特征。

（2）分析孔隙介质中液体运动速度与水头梯度的关系，通称达西定律，结合相关案例，用达西定律计算某深度处的潜水位和埋藏深度。

四  教学方法

1 采用多媒体课件，结合案例现象剖析，讲授水文学基础知识，增强学生对水分循环、径流形成过程及相关运动变化特征的理解。

2 通过课前预习、课堂研讨、课后思考等方式，结合主题研讨与案例讨论，提高学生理论分析与实际应用相结合的能力。学生可通过文献调研，查找相关案例，利用课余时间开展实地调查，形成方案，然后课堂进行交流研讨，提高学生的分析能力和表达水平。

3 理论教学与实习实践相结合，加强学生对水位、流速、流量以及过水断面测量能力的训练。

4 通过课堂教学和案例研讨相结合，促使学生理论联系实际，理解水资源保护及低影响开发的水文学因素背景，增强保护和热爱自然环境的意识。

五   考核方式

平时成绩（习题作业、专题论文）；期末考试（闭卷）

成绩评定方法

期末考成绩60%，平时成绩40%

六  推荐教材和参考资料

1推荐教材：水文学，黄锡荃主编,高等教育出版社，1993；

环境水文学，陈俊合，江涛，陈建耀，科学出版社，2007.

2参考资料：

水文学手册，David R.Maidment主编（张建云等译），科学出版社，2002

城市雨水利用技术与管理，车伍等著，中国建筑工业出版社，2006

水文学原理，沈冰主编，中国水利水电出版社，2008

水文学，黄廷林主编，中国建筑工业出版社，2006

七   评分标准