水文学原理(第七章 径流)

（3）计算多年平均年蒸发量： 计算多年平均年蒸发量：
E= F 陆 F E陆 + F水 F F 陆 E水
F E水 = （ − E E陆） F F 水 100 900 = （ 927 ×852 ） 1000 1000 =1602.00m m
例题4 例题
某 合 域 流 面 F =1000km2， 中 面 积 F =100km2， 年 闭 流 ， 域 积 其 水 面 为水 多 m 年 均 平 流 Q =15m3 / s， 域 年 均 面 发 为 陆 = 852m ,多 平 均 量 流 多 平 陆 蒸 量 E 水 蒸 量 E水 =1600mm 求 流 多 平 降 量 面 发 为 ， 该 域 年 均 雨 。
（1）计算多年平均年径流总量： 计算多年平均年径流总量：
W =Q T = 822×365×86400 = 259×108 m3
（2）计算多年平均年径流深： 计算多年平均年径流深：
W 259×108 R= = = 214mm 1000F 121000×1000
（3）计算多年平均年径流量模数： 计算多年平均年径流量模数：
流量： 1. 流量 ： 单位时间内通过河流某一断面的 水量， /s） 水量，（m3/s）； 径流总量：指时段T 2.径流总量：指时段T内通过某一断面的总 水量， W,以 表示； 水量，即W,以m3，万m3，亿m3表示；
W = ∫ Q(t)dt = Q T t
1
t2
−
Q(t)
−
t1 —t 时刻的流量 ； ,t2 —时段始、 末 t 时刻的流量； 时段始、 时段始
E=
F 陆
E陆 +
F水
E水
（3）计算流域多年平均径流深： 计算流域多年平均径流深：
R = P−E = 473 + 926.8 =1339.8mm
7.2.3 河流的径流情势
7.2.3.1 径流的年内分配 （1）径流年内分配的分析方法 a 模比系数 b 不均匀系数 （2）我国河川径流的季节变化
7.2.3.2 径流的年际变化 （1）年径流的变差系数 （2）年径流的极值比
第七章
一、径流（Runoff）定义 径流（Runoff）
径 流
由降水形成的、 由降水形成的、沿着流域的不同路径流 入河流、湖泊或海洋的水流。《中国大百科 入河流、湖泊或海洋的水流。《中国大百科 。《 全书》 全书》 大气降水扣除损耗外， 大气降水扣除损耗外，沿地表或地下运 动，汇入河槽不断向下运动的水流（过程）。 汇入河槽不断向下运动的水流（过程）。 《环境科学大辞典》 环境科学大辞典》
（单位换算） 单位换算）
Q 822 M= = = 0.0068m3 /(s ⋅ km2 ) = 6.8L /(s ⋅ km2 ) F 121000
（4）计算多年平均年径流系数： 计算多年平均年径流系数：
R 214 α= = = 0.28 P 767
例题2 例题2 某站控制流域面积
F = 1500km2 ,其中湖泊等
的水面面积 F水 = 400km2 多年平均年降水 ， 量
P =1300.0mm，多年平均水面蒸发
量 E水 =1100.00mm，多年平均的陆面蒸发 量 E陆 = 700.00mm 拟围湖造田 200km2 ，计算 ， 围湖造田后的多年平均流量为多少？ 围湖造田后的多年平均流量为多少？
解：计算围湖造田后流域多年平均蒸发量： 计算围湖造田后流域多年平均蒸发量：
二
径流的形成过程
流域内， 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： 出口断面的整个物理过程，包括：产流过程 和汇流过程； 和汇流过程；
产流） （一）流域蓄渗过程 （产流） 1 净雨 降雨扣除损失后的雨量； 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； 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？ 相应的地面径流深的关系是？
6 填洼 超渗雨会形成地面积水， 超渗雨会形成地面积水，积蓄于地面 上大大小小的坑洼； 上大大小小的坑洼； 地面净雨： 7 地面净雨： 形成地面径流的净雨； 形成地面径流的净雨；
表层流： 8 表层流： 当下渗趋于稳定， 当下渗趋于稳定 ， 继续下渗的雨水沿 着土壤孔隙流动， 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； 孔隙流出，注入河槽形成径流； 9 地下径流： 地下径流： 另一部分净雨会继续向深处入渗， 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； 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成为地下净雨。 形成地下径流的净雨成为地下净雨。
R α= P
例题1 例题1 某站控制流域面积 F =12100km2 ,多年平 均年降水量 P = 767mm，多年平均流量
Q = 822m3 / s, 试根据这些资料计算多年平均
年径流总量，多年平均径流深，多年平均 年径流总量，多年平均径流深， 流量模数，多年平均径流系数。 流量模数，多年平均径流系数。
2
求 年 均 面 发 。 多 平 水 蒸 量
解：（1）计算多年平均年径流深： ：（1 计算多年平均年径流深：
W R= 1000F Q T = 1000F 15×365×86400 = = 473mm 1000×1000
（2）计算流域多年平均径流深： 计算流域多年平均径流深：
E = P−R =1400 − 473 = 927mm
解：（1）计算多年平均年径流深： ：（1 计算多年平均年径流深：
W R= 1000F Q T = 1000F 15×365×86400 = = 473mm 1000×1000
（2）计算多年平均年蒸发量： 计算多年平均年蒸发量：
F F 900 100 = ×852 + ×1600 1000 1000 = 926.8m m
−
W QT R= = 1000F 1000F
径流模数： 4 径流模数：流域出口断面流量与流域面积之 比称为径流模数，单位：L/(s. 比称为径流模数，单位：L/(s.km2)
1000Q M= F
径流系数: 5 径流系数:某一时段的径流深 R 与相应时段 之比, 内流域平均降雨深度 P之比,记为 α (<1).
F F 1500 − 400 + 200 200 = ×700 + ×1100 1500 1500 = 753.3mm E =
'
F
' 陆
E陆 +
F
' 水
E水
计算围湖造田后多年平均径流深： 计算围湖造田后多年平均径流深：
R = P − E =1300.0 − 753.3 = 546.7mm
' '
计算围湖造田后流域多年平均流量： 计算围湖造田后流域多年平均流量：
2.壤中流： 壤中流： 表层流和坡面漫流可以互相转化， 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； 表层流以地面径流的形式注入河网 ； 部分 壤中流可直接汇入河网。 壤中流流动较慢 ， 壤中流可直接汇入河网 。 壤中流流动较慢， 在降雨结束后仍可产流。 在降雨结束后仍可产流。
时段； 计算时段， 时段； T —计算时段， = t2 −t1 计算时段 T
Q —计算时段平均流量，（m3/s） 计算时段平均流量， /s） 计算时段平均流量
径流深： 3. 径流深 ： 将径流量平铺在整个流域面积 上所得的水层深度，记为： ， 单位：mm； 上所得的水层深度 ， 记为 ： R 单位 ： mm；
RF Q= T 2 546.7×1500×1000 3 = = 26.0m / s 1000×365×86400
'
'
例题3 例题3
某 合 域 流 面 F =1000km2， 年 均 水 闭 流 ， 域 积 多 平 降 量 P =1400m ， 年 均 量 =15m3 / s， 面 积 m 多 平 流 Q 水 面 为 F =100km , 流 多 平 陆 蒸 量 E陆 = 852m , 域 年 均 面 发 为 m 水
3.地下径流（基流）： 地下径流（基流） 降水下渗到达地下水面后， 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。 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 动慢 ，可长期补给河流， 得到的补给绝大部分来自基流。 得到的补给绝大部分来自基流。
2 河网汇流过程 各种径流成分经坡地汇流注入河网， 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 河网汇流。 支流－干流、上游－下游、 后流出流域出口断面的过程） 后流出流域出口断面的过程）。
7.2
河流水情
河流的水文情势：主要指河川径流的分布与变化，洪水 与枯水的特征； 7.2.1 水情要素 1.水位（起涨水位、最高水位、水低水位、平均水位 1.水位（起涨水位、最高水位、水低水位、平均水位 2.流速 2.流速 3.流量 3.流量
7.2.2 径流的表示方法
1.流量 1.流量 2.径流量 2.径流量 3.径流深 3.径流深 4.径流模数 4.径流模数 5.径流系数 5.径流系数
涨水阶段： 涨水阶段： 河槽水量增加、水位升高， 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。 面流量小于汇流流量。洪水形成过程。 退水阶段： 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。 停止，河槽水量减小，水位下降。
河槽的调节作用： 河槽的调节作用：涨水和退水体现了河 槽的储水能力， 槽的储水能力，对降雨产流有一定的调节作 使流域出口处的径流量更加平滑（ 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 线变化缓慢、滞后） 程上进行第二次再分配。 程上进行第二次再分配。
产流过程： 2.产流过程：把降雨扣除损失成为降雨的过程 称为产流过程， 净雨量也称产流量） 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； 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， 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， 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； 植物截流最终耗于蒸发； 5 超渗雨 当降雨强度大于入渗强度时，按下渗能力入渗， 当降雨强度大于入渗强度时，按下渗能力入渗， 超出下渗的雨水称为超渗雨； 超出下渗的雨水称为超渗雨；
总结 一次降雨过程， 经植物截留、下渗、填洼、 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， 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， 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。 过程远比降雨过程平缓，历时长，时间滞后。 降雨、产流和汇流， 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， 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。 无截然的分界，而是同时交错进行的。
广 义 径 流
1 径流 指流域的降水，由地面与地下汇入河网， 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： 流域出口断面的水流。又可分为：
面 流 地 径 下 流 地 径 表 流 层
根据补给来源又分为：降雨径流和融雪径流。 根据补给来源又分为：降雨径流和融雪径流。
（二）汇流过程 净雨沿坡面从地面和地下汇入河网， 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， 然后再沿河网汇集到流域出口断面 ， 这一 完成过程称为流域汇流过程， 完成过程称为流域汇流过程 ， （ 坡地汇流 和河网汇流） 和河网汇流）；
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坡地汇流过程就是净雨汇入河网的过程， 坡地汇流过程就是净雨汇入河网的过程 ， 分为三 部分： 部分： 1.坡面漫流： 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。 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； 入河道，形成地表径流；