第二章 径流及径流形成过程
径流形成过程及其度量
散发过程与土壤的蒸发过程很相似，常常与土壤 的蒸发一起计算。
四、流域总蒸发
流域总蒸发（流域蒸散发）：流域内的水面蒸发、 土壤蒸发、植物散发的总称。 陆地上的年降水量有60～70％通过蒸发和散发返回 大气，因此总蒸发是水文循环的重要组成要素。 流域总蒸发是通过估算求得。
工程水文学
第二章 水文循环与径流形成
水文循环及水量平衡 河流与流域 降水 下渗 蒸散发 径流
第六节 径流
内容提要
➢ 径流形成过程 ➢ 径流的度量 ➢ 河川径流的动态变化
一、径流形成过程
径流：由降水形成的，沿着流域地面和地下向河 川、湖泊、水库、洼地等流动的水流。其中流出 流域出口断面的水流称为河川径流。
入渗能力曲线 fc
fF f0
0
2020/12/3
Ft ft
下渗能力随时程而递减， 初期很大，后期逐渐变小 ，最后趋于稳定。
fc t
三、下渗 自然条件下的下渗
f f0
C
fc 0
（1）i1≥fp，按下渗能力下渗
（3）fc＜i3＜fp，i1下渗能力下降到稳定下渗
率前，全部雨水渗入土壤
i3
A
D
B
i2
（2）i2<fC，按降雨强度下渗
三、下渗 物理过程
（2） 渗漏阶段 下渗的水主要在毛细管力和重力共同作用下，在土壤孔 隙中形成不稳定运动，并逐步充填空隙，直到孔隙充满 水之前均称为第二阶段。该阶段水呈非饱和运动，有时 将渗润阶段和渗漏阶段合称为渗漏阶段。 （3）渗透阶段 当土壤孔隙被水充满达到饱和时，水在重力作用下向 下运动，属饱和水流运动。这时，下渗率维持稳定， 称稳定下渗率。
第二章 水循环及径流形成
自动记录降雨量，不需人为干预。方便、快捷。有三种类型：称重式、 自动记录降雨量，不需人为干预。方便、快捷。有三种类型：称重式、 虹吸式和翻斗式。 虹吸式和翻斗式。
3
雷达探测
利用云、 利用云、雨、雪等对雷达无线电波的反射现象来研究天气系统。 雪等对雷达无线电波的反射现象来研究天气系统。 不同形状的雷达回波反映不同性质的天气系统。 不同形状的雷达回波反映不同性质的天气系统。从而预测探测范围内 的降水量、强度及开始和终止时刻。 的降水量、强度及开始和终止时刻。
RSI
地下分水线
RGI
△W
RGO RSO
2.2
1
河流和流域
概念
河流(River) 一 河流(River)
河流可分为河源、 一定地质和气候条件下形成的河槽与在其中的水流。河流可分为河源、 上游、中游、下游和河口五段。 上游、中游、下游和河口五段。 2 河流长度（河长L 河流长度（河长L）
自河源沿河道至河口的长度，称河长， km计 自河源沿河道至河口的长度，称河长，以km计。 3 河流横断面 如图2 所示。 如图2-2所示。 4 水系及水系形态
(1)水系 (1)水系 由干流、 由干流、支流及流域内 水库、 水库、湖泊连成的一个庞大 系统，成为水系。 系统，成为水系。
(2)水系形态 (2)水系形态 羽毛状 扇形 平形状 混合形
图 2 | 3 水 系 示 意 图
4
河网密度
流域内干支流的总长度∑ 和流域面积F之比： 流域内干支流的总长度∑L和流域面积F之比：
4
气象卫星云图 将卫星云图资料结合气象模型，通过专家系统，进行降雨量预测。 将卫星云图资料结合气象模型，通过专家系统，进行降雨量预测。
三
降水特性描述
河川径流
珠穆朗玛峰的溪流
（三）水文统计/统计特征值
1. 算术平均数
又称均值，通常用x表示，设随机变量x有x1， x2……xn个值,则算术平均值为：
x1 + x2 + x3 + ⋯ + xn 1 n x= = ∑ xi n n 1
2.均方差σ 即变量x有x1，x2……xn个值，各值对的离差为， (x1 –x)、（ x2 -x ）、（ xn - x ），离差 值有正有负，均方差就是离差平方的平均数的 平方根。
2. 年内变化 根据一年内河流水情的变化，可分为若干个水情 特征时期，如汛期，平水期，枯水期或冰冻期等。 不同补给形式的河流，其年内变化特征也不一样。
（五）特征径流 1.洪水 河流水位达到某一高度，致使沿岸村庄、 城市建筑物、农田受到威胁时，称为洪水位。 分类 按照来源可分为 上游演进洪水 和 当地洪 水。 2.枯水 一年中没有洪水时期的径流，成为枯水径 流。 枯水径流主要来源于流域的地下水补给。
σ=
∑(x − x )
i
2
n
3 离差系数 用均方差与均值之比作为衡量相对离散程 度的参数，这就是离差系数
1 Cv = = x x
σ
∑(x − x )
i
2
n
Cv值、观测年数和准确程度的关系 值
达到下列准确度（％）必须观测的年数 Cv 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 +4.0 14 25 39 56 76 100 126 156 189 225 +5.0 9 16 25 36 49 64 81 100 121 144 +6.0 6 11 17 25 33 44 55 69 83 99 +7.0 5 8 13 19 25 33 42 50 62 74 +8.0 4 6 10 14 19 25 32 39 47 56 +9.0 3 5 8 11 15 20 25 31 38 45 +10.0 2 4 6 9 12 16 20 25 30 36 +20.0 1 1 2 2 3 4 5 6 8 9
第二章(水文循环与径流形成)
蒸发器折算系数：K
二、土壤蒸发
1、土壤蒸发过程
三个阶段：
第一阶段：土壤充分湿润，供水充足E接近最大蒸
发能力EM。
E EM
第二阶段：土壤水分减少Hale Waihona Puke 供水条件变差，E逐渐减小。
E W EM W田
第三阶段：水分运动十分缓慢，蒸发率很小。
三 、流域总蒸发 包括：水面蒸发、土壤蒸发、植物截留蒸发及 植物散发。
二、地球上的水量平衡 水量平衡原理： 在水文循环过程中，对任一区域、任一时段进入 水量与输出水量之差额必等于其蓄水量的变化量。 水量平衡方程：
I、O——给定时段内输入、输出该地区的总水量 △S——时段内区域蓄水量的变化量，可正可负。
以陆地作为研究范围水量平衡方程为： 以海洋为研究对象水量平衡方程为：
③填洼 ②下渗
①植物截留
R1 R2
R3
R4
径流形成过程示意图
总结： 1.产流过程：降雨扣除损失成为净雨的过程。
①降雨扣除损失后的雨量称为净雨，净雨和它形成 的径流在数量上是相等的。
②净雨是径流的来源，而径流则是净雨汇流的结果； 净雨在降雨结束时就停止了，而径流却要延长很长时间。
地面净雨→地面径流 ③ 表层流净雨→表层流或壤中流 地面径流 总径流过程
3. 径流深（R）：将径流量平铺在整个流域面积上所得的
水 层深度，mm。
R W 1000F
4.径流模数（M）：流域出口断面流量与流域面积之比值，
L/(s·km2)，洪峰流量模数，多年平均流量模数。
M Q F
5.径流系数（α）：径流深与流域平均降雨量的比，
α<1。
第二章 河川径流形成的基本知识
多年平均情况下，∆S→0
则多年平均水量平衡方程为： P - ( E + R )＝ 0
4) 全球水量平衡方程 大陆的水量平衡方程： 海洋的水量平衡方程：
Pc R Ec Sc
C指大陆
Po R Eo So
O指海洋
多年平均情况下：∆S→0
大陆多年平均水量平 衡方程为：
海洋的多年平均水量平 衡方程为：
闭合流域与非闭合流域 地面分水线和地下分水线相重合的流域为闭合流域；
地面与地下分水线不重合的流域为非闭合流域 一般大中河流多按闭合流域考虑
P19
地面分水线 地下分水线
地下分水线 地面分水线
合流域示意图
3) 闭合流域水量平衡方程
闭合流域：地表分水线和地下分水线重合，无水分从 地表和地下流入 则 RsI = RgI = 0； 令出流水量 R = RsO + Rg，再假设区域用水量小到 可以忽略，即 q = 0，则闭合流域水量平衡方程为： P - ( E + R )＝ ∆ S
中游
下游 河口
海洋
上游：直接连着河源 河口：河流的终点
河源
上游断面
洪水位
上游特点：河道坡度大，水流急，流量小，水情变化大，河谷 窄，多急滩瀑布，河槽多为基岩或砾石，冲刷下切占优势
中游断面
洪水位
中游特点：河道坡度变缓，流速减小，流量增大，河道冲淤都不 严重，河床比较稳定，下切力减弱，但侧蚀力量增强，河槽 逐渐拓宽和曲折，两岸出现滩地
二
流域
1 流域
(1)分水线：地形等高线中的极大值区域称为山峰，
山峰的下坡方向为山脊，相邻山峰之间的区域称 为鞍部。山峰、山脊和鞍部的连接线称为分水线
第二章 径流形成过程
第二章径流形成过程1、一场降雨的净雨量和径流在数量上相等，但有何区别？答：二者在数量上是相等的，但过程却完全不同。
净雨是径流的来源，而径流则是净雨汇流的结果；净雨在降雨结束时就停止了，而径流却要延长很长时间。
2、为什么对于较大的流域，在降雨和坡面漫流终止后，洪水过程还会延续很长时间？答：这是由于一方面大流域的河网汇流时间较长，另一方面在涨洪汇集过程中河网和河岸蓄积了很多水量，退水时需从河网、河岸消退流出（称调蓄作用），这样也需要比较长的时间。
例题：某流域面积1000km2，流域多年平均降雨量1400mm，多年平均流量20m3/s，问该流域多年平均蒸发量为多少？若修建一水库，水库面积为100km2，当地实测蒸发器读数的多年平均值为2000mm，蒸发器折算系数为0.8，问建库后流域多年平均流量是多少？习题：教材P37： 2-1，2-2，2-3第三章水文信息采集与处理1、降水量观测仪器，用雨量器观测时的观测时段。
答：雨量计、自记雨量计（虹吸式、翻斗式）、光学雨量计、雷达雨量计等。
观测时段：1、2、4、8、12、24段，2、我国采用的水准基面。
（黄海基面）3、流量测验的步骤。
答：(1)布置测速和测深垂线，将过水断面分为若干部分每两根测深垂线对应部分面积；(2)横断面测量，计算各部分面积Ai；(3)流速测量，流速仪测量测深垂线上各点流速，计算垂线平均流速和部分面积平均流速Vi;(4)计算各部分面积流量Qi=Ai*Vi；(5)各部分流量之和即全断面流量Q=4、水位流量关系不稳定的原因何在？(原因为：断面冲淤、洪水涨落、变动回水或其他因素的个别或综合影响。
)习题：教材P70：3-1，3-2第四章流域产流与汇流计算1、何谓蓄满产流，何谓超渗产流，它们的主要区别是什么，其地面径流形成条件是否相同？答：即雨量补足包气带缺水后全部形成径流，这种产流方式叫做蓄满产流。
不产生地下径流，并且只有当降雨强度大于下渗强度时才产生地面径流，这种产流方式称为超渗产流。
第二章 径流及径流形成过程
2、径流总量——W 指一段时间内通过流域出口断面的总水量，单位为m3、万 m3 、亿m3 。
t2 计算公式为： W t Q( t )dt 1 Q
Q ( t 2 t 1 ) QT
Q
——时段T内的平均流量
W
t1
T
t2
t
日径流总量、月径流总量、年径流总量通过上式都可以获 得。
3、径流深——R 把径流总量W平铺在流域面积F上所得到的水深，称为径流 深，单位mm。 R=W/(1000F)
1、概念
在流域中，从降水到达地面至水流汇集于流域出口断面的 物理过程。 用简图可以表示如下。
P
Q
t
t
径流形成分两个阶段：产流阶段和汇流阶段。如下图所示。
P 产流 t 降雨过程 净雨过程 t R 汇流 t 流域出口断面流量过程 Q
图中，R=P-P损。 P损 包括植物截留、填洼、 下渗、蒸发等损失水 量。 即：径流量（净雨 量）＝降雨量－损 失量
地下净雨→地下径流
总径流过程
3、
汇流阶段
净雨通过坡地、河网汇集到流域出口断面的过程，可细分 为坡地汇流和河网汇流。 a.坡地汇流 坡面漫流，流程历时较短，大雨时是构成河流流量的主 要来源； 表层流径流，由土壤孔隙流入河网，流程历时较坡面漫 流长，对历时较长的暴雨，也是构成河流流量的主要来源。 坡地地下汇流，地下水补给河流，构成河流的基流。
作
业
1 某水文站多年平均流量Q0=830m3/s。其 控制的流域面积F=120000km2，多年平均流 域面雨量P0=770mm。试求该水文站控制流 域的年平均径流总量、多年平均径流深、 多年平均流量模数和多年平均径流系数。 一场降雨的净雨和径流在数量上相等，但 有何区别？
2流域讲义径流形成过程
中游 水量逐渐增加，比降已较和缓；
下游 河谷宽广,河道弯曲，河水流速小而流量大，淤积 作用显著，到处可见浅滩和沙洲。
河口 是河流入海、入湖或汇入更高级河流处，经常有 泥沙堆积，有时分汊现象显著，在入海、入湖处形成三 角洲。
2.河网密度：流域中干支流总长度和流域面积之比
3.流域的长度与平均宽度
以流域出口为圆心，向河源做一组不同半径的圆弧， 在每条弧与流域分水线相交的两点做弦线，各条 弦线中点的连线的长度。
流域平均宽度：流域面积与流域长度的比值。
4.流域形状系数：平均宽度与长度的比值。
5.流域的平均高度和平均坡度
将流域的地形图划分为100个以上的正方格， 依次定出每个方格交叉点上的高程以及与 等高线正交方向的坡度，取其平均值。
河流分段
●河流横断面：垂直于水流方向的断面。
冲积层
平原河流 — 复式横断面
山区河流
山区河流——单式横断面
河流纵断面
流域：汇集地下水和地表水的区域（分为闭合流域 和不闭合流域），他是相应于某一出口断面的。
流域的基本特征
1.流域面积：流域分水线包围区域的平面投影面积越大。
河 流 的 纵 断 面
河流纵剖面
iH2 H110%0 L
● 河流纵剖面：沿河流中泓线的断面。
● 河流比降：单位长度河段的落差。
某河段比降：
2）
I
H2
H1
10% 0
（2-
L
式中： I — 河底或水面比降。
H2、H1 — 河段上游端和下游端水面或河底的高程。
L — 河段长度。
整条河比降
第二章 径流形成过程
蒸散发
降水
植物截留
填洼及地面滞 蓄量
不透水面积 坡面流
土壤蓄量 地下水蓄量
壤中流 潜水流
深层地 下水
径流形成过程框图
河 网 汇 流
出流过 程
2.1 径流形成过程描述
据此框图，可把径流形成过程划分为下列几个过程：
1.降水过程 从径流形成的角度看，供水过程，是径流形成的必要 条件。属于气象学的任务。
ss sm (1 eai )
式中 a 为经验常数
2.2.1植物截留
Rutter冠层截留量的计算公式如下
其中
C Q Keb(CS ) t
Q
PP11PP22
( (
P P
EPC EP )
/
S
)
当C S 当C S
式中：C是冠层实际的含水量；S是冠层蓄水容量（mm）； P1是地表植被覆盖率；P2是总的叶面面积与植被覆盖的地面面积之比； K，b参数。
供水充分：ES=Ep 又：EP=f(气象因素) =f(E0)
ES=ES(EP,W)
2.2.3 流域蒸散发量计算
二、蒸发能力的确定 水面（器皿）蒸发与流域蒸发能力的区别：
1）水面（器皿）蒸发的水体是整体的，系敞开式 2）流域蒸发受土体影响，其水体存在于介质的孔隙中， 是不完整的，与周围环境热交换条件也与水面蒸发不同
2.1 径流形成过程描述
径流形成过程是一个复杂连续的物理过程.它始于降 雨过程，终于流域出口流量过程。径流形成过程可以划 分为五个：
（1）无雨期。降水前的干旱期。流域上无径流产生， 河槽处于低水期，主要靠地下水补给。
（2）初雨期。其特征是除槽面降水产生微量径流外， 流域中的降水，主要耗于植物截留、下渗、填洼和蒸散 发等。
第2章+第6、7节+下渗和径流
甘肃
母亲水窖
北京中关村建蓄水池防百年一遇洪水
2.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,称坡面漫流.在漫流过程中，一方面接 受降雨增加地面径流，另一方面又在运行中 消耗于下渗和蒸发，使地面径流减少。7月3日至2013年7月29日，延安遭遇
§2.7 径
流
径流的涵义及其表示方法 下渗理论与下渗经验公式
影响下渗的因素
一、径流的涵义及其表示方法
1.径流的涵义与径流组成 流域的降水，由地面与地下汇入河网，流出流域出口断面的 水流，称为径流。由降水到达地面时起，到水流流经出口断面的整 个物理过程，称为径流形成过程。 我国的河流以降雨径流为主，冰雪融水径流只是在西部高山 及高纬地区河流的局部地段发生。根据形成过程及径流途径不同， 河川径流又可由地面径流、地下径流及壤中流（表层流）三种径流 组成。
三、影响下渗的因素
1.土壤特性的影响 主要决定于土壤的透水性能及土壤的前期含水量。 2.降水特性的影响 降水强度、历时、降水时程分配及降水空间分布等。 3.流域植被、地形条件的影响 通常有植被的地区，由于植被及地面上枯枝落叶具有滞水作 用，增加了下渗时间，从而减少了地表径流，增大了下渗量。 4.人类活动的影响 人类活动对下渗的影响，既有增大的一面，也有抑制的一面。 例如，各种坡地改梯田、植树造林、蓄水工程均增加水的滞留时间， 从而增大下渗量。反之砍伐森林、过度放牧、不合理的耕作，则加 剧水土流失，从而减少下渗量。在地下水资源不足的地区采用人工 回灌，则是有计划、有目的的增加下渗水量；反之在低洼易涝地区， 开挖排水沟渠则是有计划有目的控制下渗，控制地下水的活动。从 这意义上说，人们研究水的入渗规律，正是为了有计划、有目的控 制入渗过程，使之朝向人们所期望的方向发展。
水文学第二章第七节径流
产流与汇流
❖ 在径流形成中通常将流域蓄渗过程，到形成地面汇流及早期 的表层流过程，称为产流过程，
❖ 坡地汇流与河网汇流合称为流域汇流过程或汇流过程。
流域蓄渗过程 地面汇流
流域产流过程
径流形 成过程
坡地汇流过程 壤中汇流 地下水汇流
流域汇流过程
河网汇流过程
Rs
上述三个阶段是指长时间连续降水 下发生的典型模式。实际上由于每次 降水的强度和持续时间不同，各流域 自然条件也不一样，所以，无论是不 同流域，或是同一流域在不同降水过 程中的径流形成，都可能有不同程度 的差别。
四、影响径流的主要因素
气象气候因素 降水 蒸发
人类活动 农业措施 林牧业措施 水利措施
下垫面因素 地理位置 地形地貌
土壤和地质
植被和湖沼
流域形状 和面积
降水对径流的影响
P 降雨量 S 土壤蓄存量 rs 地面产流量 qs 地面流量 Q 出口断面流量 In 截留量 fg 补给地下水量 rss 壤中产流量 qss 壤中流量 Sd 填洼量 fd 深层下渗量 rg 地下产流量 qg 地下水流量
4.径流模数M
▪ 计算公式为：M Q （单位：L/s·km2） 1000F
▪ M反映一个流域的产水能力。
世界大河径流模数比较 河流名称 尼罗河 长江 亚马逊河 径流模数 0.79 17.6 17
刚果河 10.6
5.径流系数ɑ ▪ 计算公式为： R
P
▪ 对于闭合流域：α＜1
▪ 问题：径流系数为1的含义？
[思考题] ❖ 1.对于闭合流域来说，为什么径流系数必然小于1? ❖2.径流的度量方法有：( )
A 流量 B 径流量 C 径流深 D 径流系数 ❖ 3.径流形成过程中包括那些子过程，各有何特点？ ❖ 4.河川径流是由流域降雨形成的，为什么久晴不雨
第二章流域径流形成过程
2.5、蒸散发
（1）水面蒸发---K的计算
据研究，当蒸发器直径大于3.5m时，其蒸发量与大水体 天然水面蒸发量较为接近，因此，可用面积20m2或 100m2大型蒸发池的蒸发量E池与同步观测的蒸发量E器的 比值作为折算系数：
K=E池 / E器
说明：折算系数K蒸发器直径而变，也与蒸发器型式、地理 位置、季节变化、天气变化等因素有关
渗漏阶段 渗透阶段
水在毛管力和重力的作用下向下层渗 透，直至土壤饱和。
水在重力作用下呈稳定运动。此时的下 渗率称稳定下渗率。
2.4、下渗
(3)下渗——下渗的物理过程
a 下渗的三个阶段
渗润阶段： 分子力 渗漏阶、下渗
(3)下渗——下渗率和下渗能力
单位时间内渗入单位面积土壤中的水量称为下渗率或下渗强
求。
2.4、下渗
(4)地下水
广义上的地下水指埋藏在地表以下各种状态的水。
①包气带水
按
埋藏于地表以下、地下水面以上的包气带中，包括吸湿
埋 藏
水、薄膜水、毛管水、渗透的重力水等
条 件
②潜水
可
埋藏于饱和带中，处于地表以下第一个不透水层上，具
分
有自由水面的地下水．称为潜水，水文中称为浅层地下
为
水
③承压水
埋藏于饱和带中，处于两个不透水层之间，具有压力水 头的地下水，水文中称为深层地下水。
表层土壤的含水量首先达到饱和后，继续下渗的 雨量沿饱和层的坡度在土壤孔隙间流动，注入河槽形 成径流，称为壤中流（表层流）。
降落到地面上的水量向土中入渗，除补充土壤含水 量外，逐步向下层渗透，如能达到地下水面，则成为 地下径流。
坡面汇流→
降水 蒸发 下渗
P 植物截留与洼蓄
第二节 径流形成法
三、经验公式
1、当汇水面积 时： （6-10）
式中： —设计频率为P的洪峰流量（m³/s）；
K—径流模量，按表6-18查用；
F—流域面积（km²）；
n—地区指数，按表6-19查用。
六、作业布置：
1、径流形成法计算小桥涵设计流量的原理和适用条件各是什么？
2、课后复习思考题的第四题。即：云南某公路跨一河沟，其上游汇水面积F=9km²，设计频率P=1/25,试计算设计流量（用径流流量经验公式）。
—径流厚度（mm），由暴雨分区表6-7、规定频率P、土壤的吸水类属表6-9
或表6-10以及汇流时间表6-11决定，4个因素查径流厚度值表6-12；
—被植物或坑洼滞留的径流厚度（mm），可按表6-13查得；
—洪峰传播的流量折减系数，可由表6-14查得；
—汇水区降雨量不均匀折减系数，以汇水区的长度或宽度中小者计：当汇
教案用纸附页
教学内容、方法和过程
附记
解：当汇水面积 时，用经验公式：
查表6-18得 =16.0；查表6-19得 =0.85
故：
五、小结：
本次课学习了径流形成法的概念、主要内容、基本公式、算例；通过学习我们要了解径流形成法的概念及主要内容，掌握径流形成法的基本公式及计算方法；为公路工程的小桥涵设计流量的推算打好基础。
教学内容、方法和过程
附记
一、原理及步骤
1、原理（概念）：径流形成法是从分析汇水形成和影响地面径流的因素（如暴雨强度、汇水面积、土壤类型、地形等）着手，建立这些因素与设计流量的函数关系，求得设计流量的方法。它适用于 的小流域。
2、步骤：1）汇水区汇水面积测量；
第二章 径流形成过程
第二章径流形成过程1、一场降雨的净雨量和径流在数量上相等，但有何区别？答：二者在数量上是相等的，但过程却完全不同。
净雨是径流的来源，而径流则是净雨汇流的结果；净雨在降雨结束时就停止了，而径流却要延长很长时间。
2、为什么对于较大的流域，在降雨和坡面漫流终止后，洪水过程还会延续很长时间？答：这是由于一方面大流域的河网汇流时间较长，另一方面在涨洪汇集过程中河网和河岸蓄积了很多水量，退水时需从河网、河岸消退流出（称调蓄作用），这样也需要比较长的时间。
例题：某流域面积1000km2，流域多年平均降雨量1400mm，多年平均流量20m3/s，问该流域多年平均蒸发量为多少？若修建一水库，水库面积为100km2，当地实测蒸发器读数的多年平均值为2000mm，蒸发器折算系数为0.8，问建库后流域多年平均流量是多少？习题：教材P37： 2-1，2-2，2-3第三章水文信息采集与处理1、降水量观测仪器，用雨量器观测时的观测时段。
答：雨量计、自记雨量计（虹吸式、翻斗式）、光学雨量计、雷达雨量计等。
观测时段：1、2、4、8、12、24段，2、我国采用的水准基面。
（黄海基面）3、流量测验的步骤。
答：(1)布置测速和测深垂线，将过水断面分为若干部分每两根测深垂线对应部分面积；(2)横断面测量，计算各部分面积Ai；(3)流速测量，流速仪测量测深垂线上各点流速，计算垂线平均流速和部分面积平均流速Vi;(4)计算各部分面积流量Qi=Ai*Vi；(5)各部分流量之和即全断面流量Q=4、水位流量关系不稳定的原因何在？(原因为：断面冲淤、洪水涨落、变动回水或其他因素的个别或综合影响。
)习题：教材P70：3-1，3-2第四章流域产流与汇流计算1、何谓蓄满产流，何谓超渗产流，它们的主要区别是什么，其地面径流形成条件是否相同？答：即雨量补足包气带缺水后全部形成径流，这种产流方式叫做蓄满产流。
不产生地下径流，并且只有当降雨强度大于下渗强度时才产生地面径流，这种产流方式称为超渗产流。
径流量通俗理解
径流量通俗理解一、什么是径流量？径流量是指在地表上由降雨所产生的、不被土地吸收和蒸发的水流，通过河流或其他渠道向下游流动的水的数量。
简单来说，径流量就是地表上流动的雨水。
通常情况下，当地面的降雨超过土壤的蓄水能力时，多余的雨水无法被土壤吸收，就会形成径流，流入河流、湖泊或海洋。
二、径流的形成过程1. 水分入渗当降雨发生时，一部分雨水会直接滞留在地表上，形成表面径流，而另一部分则会渗入土壤中，形成地下径流。
2. 表面径流表面径流是指降雨水滞留在地表上无法渗透进入土壤的部分，由于地表的坡度和不透水的障碍物，这些雨水会沿着地面流动，最终汇集到河流或其他低洼地带。
表面径流的形成取决于多个因素，包括降雨的强度、地表的渗透能力、土壤类型和地形等。
3. 地下径流地下径流是指降雨水渗透至地表下方，通过土壤孔隙或裂缝进入地下水体的过程。
这部分降雨水在地下水中储存和流动，最终与地表水系统相连。
地下径流的形成主要受土壤的渗透能力、土壤湿度和地下水位等因素的影响。
三、径流量的影响因素1. 降雨特征降雨的强度、持续时间和分布对径流量有重要影响。
降雨强度越大，持续时间越长，径流量也会相应增加。
2. 地形和土壤类型地形的坡度、高程和河流网状结构等因素会影响水流的速度和方向，进而影响径流量的大小。
此外，土壤的质地和渗透能力也会对径流量产生影响。
3. 植被覆盖植被覆盖可以减少地表水的蒸发和渗透，增加地表径流量。
植被还可以起到固土保持的作用，减少水土流失，进而影响径流量。
4. 人为活动人类的活动，如城市建设、道路铺设和农田排水等，都会改变地表和地下水的流动路径，从而影响径流量的生成和流向。
四、径流量的重要性径流量在水资源管理和自然灾害防治中扮演着重要角色。
1. 水资源管理径流量的测算和预测对水资源的合理利用及水源地的规划具有重要意义。
通过准确测算径流量，可以帮助决策者做出科学的水资源调度安排，保证水资源的可持续利用。
2. 自然灾害防治当降雨超过地表和地下的水容量时，径流量会急剧增加，可能导致洪水和泥石流等自然灾害的发生。
水文学与水资源概论6.2 径流_径流的形成过程(2)
二、坡地产流和汇流阶段降雨满足了流域蓄渗之后或其强度大于下渗率之时，地表径流、壤中流和地下径流便开始出现，这一现象称为产流。
在土壤水分达到饱和且地表洼地为水充填之后，或当降雨强度大于下渗率时，到达地表的雨水便沿着坡面流动，这一现象称为坡面漫流，而运动着的水流即为地表径流。
一般来说，地表径流是侵蚀和溶蚀地表、塑造地貌形态的重要地质营力。
在水分已达饱和的土壤中，一部分水分侧向流动，便形成了壤中流。
壤中流的运动较地表径流要慢，但要明显快于地下径流。
入渗至地下水面的水分在地下含水层中侧向运动，便形成了地下径流。
在自然界，存在着两种不同机制的产流，即“蓄满产流”和“超渗产流”1. 蓄满产流蓄满产流又称“饱和产流”或“超蓄产流”。
降雨在补足了饱气带中的水分缺亏之后，所余的水量全部形成地表径流和地下径流，此即蓄满产流。
发生蓄满产流的流域的水量平衡方程可写为：R=P-(W m-W0)-E在上式中，R：一次降雨中形成的径流，包括地表径流、壤中流和浅层地下径流(mm)E：降雨期间的蒸发量(mm)P：降水量(mm)W m: 土壤最大含水量(mm)W0:土壤初始含水量(mm)2 ．超渗产流超渗产流又称“非饱和产流”。
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，此即超渗产流。
若降雨量为P，降雨强度为I，下渗率为f，下渗量为F，产流的条件为I >f。
换言之，超渗产流能否发生与降雨强度I有关，与降雨量P无关。
=(I-f)Δt 故有：Rs在上式中，Δt：降雨时段R s: 地表径流量I: 降雨强度F: 下渗量以蓄满产流和超渗产流这两种不同的机制形成的径流的特征和过程明显不同。
表5-1 蓄满产流和超渗产流的实例(据天津师范大学地理系等，1986)流域名称及其地点安徽东坑陕北驼耳巷自然地理－环境概况湿润多林山区干旱黄土地区产流机制蓄满产流超渗产流降雨量(mm)38.7024.6023.3022.10最大一小时降雨量(mm)洪水总量(mm)38.207.90洪峰流量(m3/sec) 3.5026.10主要洪水历时(hour)303。
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P
Q
t
t
径流形成分两个阶段：产流阶段和汇流阶段。如下图所示。
P 产流 t 降雨过程 净雨过程 t R 汇流 t 流域出口断面流量过程 Q
图中，R=P-P损。 P损 包括植物截留、填洼、 下渗、蒸发等损失水 量。 即：径流量（净雨 量）＝降雨量－损 失量
2、 产流阶段
产流过程 ：降雨扣除损失成为净雨的过程 降雨扣除损失后的雨量称为净雨，净雨和它形 成的径流在数量上是相等的。 但二者的过程却完全不同，净雨是径流的来源， 而径流则是净雨汇流的结果；净雨在降雨结束时就 停止了，而径流却要延长很长时间。
作
业
1 某水文站多年平均流量Q0=830m3/s。其 控制的流域面积F=120000km2，多年平均流 域面雨量P0=770mm。试求该水文站控制流 域的年平均径流总量、多年平均径流深、 多年平均流量模数和多年平均径流系数。 一场降雨的净雨和径流在数量上相等，但 有何区别？
式中，W的单位为m3，F的单位为km2。可计算各种时间尺度(日、 月、年)的径流深。
4、径流模数——M
指单位流域面积上所产生的流量，单位为m3/(s.km2) 。即：
M=Q/F 5、径流系数——α 指同一时段内的径流深R与对应时段降雨量P之比值。即： α=R/P
本 章 重 点
径流及径流形成过程、径流表示方法与度量单 位
第二章
径流及径流形成过程
本章研究目的：掌握径流及径流形成的基 本概念与定量描述方法。
本章研究内容： 一、 径流 二、 径流的形成过程 三、 径流表示方法与度量单位 四、 我国河川径流分布概况（自学）
一、径流
1、定义：降水形成的，沿着流域地面和地下向河川、
湖泊、水库、洼地等流动的水流。包括：沿着地面流
深层地下储存
深层地下径流R4
总径流R
说明：降雨、产流和汇流，是从降雨开始到水流流
出流域出口断面经历的全过程。它们在时间上并无截然
的分界，而是同时交错进行的，具体见图。
上部为流域降雨过程和扣除损失后的地面净雨过程及地
下净雨过程；
下部为这场降雨在流域出口形成的流量过程，它又分为
地面径流பைடு நூலகம்程与地下径流过程。 总结：（1）降雨扣除损失后形成净雨。 （2）净雨要经过相当长的时间才能汇集到出口，所 以洪水要比暴雨滞后，且历时要比暴雨历时长得多。
b. 河网汇流：
从支流到干流，从上游到下游，到流域出口断面的过程； 河槽调蓄作用？ 降雨损失，进入河网的水量小于降雨量； 汇流过程，径流过程比降雨过程变化缓慢。
降雨径流形成过程框图
降雨P 不透水面积上的径流
蒸发E
植物截留、填洼和表层土壤储存
地面径流R1
土壤储存
壤中流R2
浅层地下储存
浅层地下径流R3
动的水流称为地面径流或地表径流；沿着土壤岩石孔
隙流动的水流称为地下径流；汇集到河流后，在重力
作用下沿河床流动的水流称为河川径流。 2、分类：依据降水形式和补给来源不同分为：降雨 径流和融雪径流。
二、径流形成过程
1、概念
在流域中，从降水到达地面至水流汇集于流域出口断面的 物理过程。 用简图可以表示如下。
2、径流总量——W 指一段时间内通过流域出口断面的总水量，单位为m3、万 m3 、亿m3 。
t2 计算公式为： W t Q( t )dt 1 Q
Q ( t 2 t 1 ) QT
Q
——时段T内的平均流量
W
t1
T
t2
t
日径流总量、月径流总量、年径流总量通过上式都可以获 得。
3、径流深——R 把径流总量W平铺在流域面积F上所得到的水深，称为径流 深，单位mm。 R=W/(1000F)
地面净雨→地面径流 地面径流 表层流净雨→表层流或壤中流
地下净雨→地下径流
总径流过程
3、
汇流阶段
净雨通过坡地、河网汇集到流域出口断面的过程，可细分 为坡地汇流和河网汇流。 a.坡地汇流 坡面漫流，流程历时较短，大雨时是构成河流流量的主 要来源； 表层流径流，由土壤孔隙流入河网，流程历时较坡面漫 流长，对历时较长的暴雨，也是构成河流流量的主要来源。 坡地地下汇流，地下水补给河流，构成河流的基流。
（3）地下径流比较稳定，维持河川径流常年不断。
三、径流表示方法与度量单位
1、流量——Q 指单位时间内通过流域出口断面的水量，常用单位为 m3/s。Q=AV。流量Q随时间t的变化过程，称为流量过程线Q~t。
Q~t
获得的流量都是瞬时值。实际工作中，常需要时段平均流 量，如日平均流量、月平均流量、年平均流量。时段平均流量 等于时段内流过的水量除以该时段的秒数。