水文学原理-第七章

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二 径流及其表示方法
河川径流： 降落到地面的雨水（或冰雪融化水）， 由地面和地下汇流到河槽并沿河槽流动 的水流的统称。 地面径流 地下径流 固体径流 溶解质径流
径流与年径流
一定时段内流过某一断面的总水量称径流量。
在一个年度内，通过河流出口断面的水量，叫做该 断面以上流域的年径流量。 它可用年平均流量 （m3/s Q ）、年径流深 R （mm）、年径流总量 3或108m3）或年径流模数 （104m M W （L/s/km2或m3/s/km2 ）表示。
汇入河网。壤中流流动较慢，在降雨结束后仍可
产流。
3.地下径流（基流）：
降水下渗到达地下水面后，再注入河网
，这部分水量称为基流。地下水流动慢，可 长期补给河流，无降水时河网得到的补给绝 大部分来自基流。
坡地汇流过程
运 动 速 度
快
慢
坡面漫流 流 壤中流 地下径流
河槽
地面径
径流成分 在时程上的再分配
1 洪水特征（三要素）： 洪峰流量，洪水过程线，洪水总量
二、枯水：
河槽中在一定时期内的流量小于（或远小于） 平均流量，这个时期的径流称为枯水。 枯水是河流断面流量较小的总称。 枯水一般出现在冬、春季 枯水主要由流域内的地下水补给
枯水特征（三要素）： 枯水流量，枯水过程线，枯水总量
三、冰情：
河流中冰凌的发生、发展、运动和消退的过 程称为冰情。 冰情发展的三个阶段： 1 冻结过程 2 封冻过程 3 解冻过程
河槽的调节作用：涨水和退水体现了河槽 的储水能力，对降雨产流有一定的调节作用， 使流域出口处的径流量更加平滑（过程线变化 缓慢、滞后），实际上是对净雨在时程上进行 第二次再分配。
地下水位
河岸调节作用
总结
一次降雨过程，经植物截留、下渗、填洼、 蒸发等损失，进入河网的水量显然比降雨量少， 且经过坡地汇流和河网汇流，使出口断面的径流 过程远比降雨过程平缓，历时长，时间滞后。
• 在流域产流过程中产生三种径流形式——地表径 流、壤中流和地下径流，因此，产流过程也是流 域的蓄渗过程。
• 在流域产流过程中降雨必须满足四种损失，植物
截留损失、枯枝落叶吸收损失、下渗损失、填洼 损失，因此，流域的产流过程也叫损失过程。
（二）汇流过程
净雨沿坡面从地面和地下汇入河网，然
后再沿河网汇集到流域出口断面，这一完成
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，他们在时间上并 无截然的分界，而是同时交错进行的。
第二节 河流水情
一、水情要素 1 水位：
水位是河流、湖泊、海洋和水库等水体在 某一地点的自由水面相对于标准基面（也称 绝对基面,常以黄海海平面为标准基面）的高 程，单位以m计。 影响水位变化的因素： 河道水量 冲刷、淤积 人类活动
§7.4 径流分割与计算
b
流量 Q
g 3.6 R Qt K g Qc Qa F f
R
a
c
f
g
时间 t
e
d
水 文 学
地理与环境科学学院
第七章 径流
内 容：
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5
径流形成过程概述 河流水情 洪水、枯水与冰情发 径流的分割与计算 径流的影响因素
第一节 径流形成过程概述
1 径流
指流域的降水，由地面与地下汇入河网，流出 流域出口断面的水流。又可分为：
地面径流 地下径流 壤中流
过程称为流域汇流过程，（坡地汇流和河网
汇流）；
坡地汇流过程就是净雨汇入河网的过程，分为三
部分：
1.坡面漫流：
超渗雨水在坡面上以片流或时分时合的细沟
流运动的现象称为坡面漫流。降水经坡面漫流注 入河道，形成地表径流；
2.壤中流（表层流）：
表层流和坡面漫流可以互相转化，即表层流
以地面径流的形式注入河网；部分壤中流可直接
，超出下渗的雨水称为面积水，积蓄于
地面上大大小小的
坑洼； 7 地面净雨： 形成地面径流 的净雨；
8 壤中流（表层流）：
当下渗趋于稳定，继续下渗的雨水沿着 土壤孔隙流动，一部分从土壤坡侧土壤孔隙 流出，注入河槽形成径流； 9 地下径流： 另一部分净雨会继续向深处入渗，到达 地下水面后，以地下水的形式补给河流；形 成地下径流的净雨称为地下净雨。
解： W QT 1680 365 86400 530 108 m 3
W 530 108 R 972mm 1000F 1000 54500
M
1000Q
F
1000 1680 30.8L / s km 2 54500


R 972 0.59 p 1650
径流的多年变化 径流的年内变化
径流的表示方法
1．流量Q：m3/s 2．径流量W：m3、万m3或亿m3
W QT
3．径流深R： mm
1000Q
1 W R 1000 F
4．径流模数M： L/(s· km2) 、 m3/(s· km2)
M
R 5．径流系数α： P
F
例：某水文站流域面积F=54500km2，多年平均降 雨量P=1650mm，多年平均流量 Q=1680m3/s。 求多年平均径流量、多年平均径流深、多年平均径 流模数、多年平均径流系数。
2.产流过程：把降雨扣除损失成为净雨的过程称为产 流过程，（净雨量也称产流量）； 3.损失量：降雨不能形成径流的那部分水量；
4 植物截流 降雨开始后，除少量直接降落在河面上形成
径流外，一部分滞留在植物的枝叶上，称为植物截
流；植物截流最终耗于蒸发；
植物截流
枯落物截流
5 超渗雨 当降雨强度大于入渗强度时，按下渗能力入渗
水位是重要水文特征之一，也是最基本 的水文要素。 水位特征值：
起涨点水位
平均水位 水位过程线 水位历时曲线
最高水位
警戒水位
最低水位
河流中水质点在单位时间内运动的距离。
2.流速
v f(b ,h )
断面流速分布：
3.流量
单位时间内通过河流某断面的水量，Q（m3/s）。
Q
Q
vdA
0
径流系数α
三、河流的径流情势 年内变化：
日、旬、月、季径流的变化。 用不均匀系数表示
年际变化：
年径流的多年变化。 用变差系数来表示
四、径流水源
河流径流的水源来自于三方面： 雨水
冰雪消融水
地下水
第三节 洪水、枯水、冰情
一、洪水：
流域内的暴雨或大面积的降雨产生的大量地面水 流，在短时期内汇入河槽，使河槽中的流量剧增， 水位猛涨，河槽水流成波状下泄，这个时期的径 流称为洪水。 春季洪水一般由融雪所造成 秋季洪水一般由暴雨所造成
截留
河网汇流过程
各种径流成分经坡地汇流注入河网，在河
网内沿河槽作纵向流动和汇集的过程称为河网
汇流。（支流－干流、上游－下游、最后流出
流域出口断面的过程）。
出口断面
涨水阶段：
河 槽水量 增加、 水位升
高，河槽出口断面流量小于汇
流流量。洪水形成过程。
退水阶段：
随 着降雨 和坡面 漫流量
的减少直至完全停止，河槽水 量减小，水位下降。
径流的表示方法
时间T， s 流量Q， m3/s
时间点 时间段
径流总量W，m3
时间段
面积F，km2 时间T， s
面积F，km2
径流模数M，L/s· km2
径流深度R，mm
降水量P，mm
R(mm) M ( L / s km2 ) T ( s) MT ( L / km 2 ) 1 1 MT 3 6 2 MT ( m /10 m ) MT ( 9 m) 6 mm 1000 10 10
根据补给来源又分为：降雨径流和融雪径流。
二
径流的形成过程
流域内，自降雨开始到水流汇集到流域 出口断面的整个物理过程，包括：产流过程 和汇流过程；
（一）流域蓄渗过程 （产流）
1 净雨
降雨扣除损失后的雨量；净雨是径流的
来源，而径流则是净雨汇流的结果；
某闭合流域一次暴雨洪水的地面净雨量与相 应的地面径流深的关系是？