工学水文循环与径流形成

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第二章 水文循环与径流形成
研究目的
1.从自然界的水文循环理解水资源的再生性与有限性 2.了解流域对水文变化的作用及影响 3.掌握降水、蒸发、下渗的基本概念与变化规律 4.掌握径流形成的基本概念与定量描述方法 5. 熟练掌握水量平衡原理及方程。
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第一节 水文循环与水量平衡
凹岸
凸岸
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凸岸
凹岸
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一 河流及其特征
干流：将汇集的水流注入海洋、湖泊甚至沙漠等的河流。如长江、 黄河、珠江，以及塔里木河(入湖)、石羊河(消失于沙漠)等 。
支流：将汇集的水流注入一个更高一级河流的河流；
支流分级：
直接汇入干流的河流称为干流的一级支流，直接汇入一级 支流的河流称为干流的二级支流，依此类推。
水循环过程中的水量平衡方程的基本因素为降水量、蒸发量和径
流量20以20/及11/7区域蓄水量的变化量。
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二 地球的水量平衡
3 全球水量平衡 全球=陆地+海洋 Δt：陆地：Pc R Ec Sc 海洋：Po R Eo So
全球：Pc Po Ec Eo Sc So
P E S
多年平均：S 0
地壳运动——形成线形槽状凹地
径流侵蚀作用——冲淤、改道等
大气降水——提供水源
3 河流分段
河源 上游 中游 下游 河口
河流的发源地，多为溪涧、泉、湖 紧泊接、河冰源川，、多沼处泽于等深山峡谷，坡陡 流三急江，源河：谷长下江切、剧黄烈河，、常澜有沧急江滩或 河床底坡瀑和布水流速度渐缓，河槽变宽，两岸 有位滩于地冲澜， 积沧河 平江床 原扎冲 ，曲淤 河不 槽明 宽黄显 阔河。 ，扎河陵床湖底坡、长江水各流拉流丹速东 河较流小的，终泥点沙，淤即积河严流重注，入浅海滩洋、、河湖湾泊多等的地方。水流流 速骤减，大白水量河泥黄沙果淤树积瀑，布形成三角洲。 有些河流高消7失7.8在m沙，宽漠1中01，.0m则无河口，如甘肃石羊河。
内部对因合素理：开水发的利物用理水三资态源（、固抵、御液洪、旱气灾）害在等一都定有条重件要下的可意以义相。互转换。
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二 地球的水量平衡
1 水量平衡原理
定义：在水文循环过程中，对任一区域，任一时段输入水量与 输出水量的差额必等于其蓄水变化量。
它是水文学的基本原理，也是水文学最成熟的理论，主要用于定量 分析水文要素值。
主要内容： 河流及其特征、河流地貌定律；流域及其特征
学习要求： 了解河流、水系的基本概念； 掌握河流主要特征的计算方法； 掌握流域、闭合流域、非闭合流域的基本概念以
及流域特征对径流的影响。
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一 河流及其特征
1 基本概念：
河流：汇集一定区域内地表水与地下水的天然泄水通道，由流 动的水体与容纳水流的河槽两大要素构成。
河谷：河流流经的谷地。 河床或河槽：河谷底部有水流的部分。
枯水期水流所占据的河床称为主槽； 仅在汛期才被洪水淹没的河床部分称为河漫滩。
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洪水位
枯水位
河床
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滩地 主槽
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一 河流及其特征
左、右岸：面向下游，位于身体左侧的河岸为左岸，位于身体 右侧的河岸为右岸。
凹、凸岸：弯曲河段沿流向的平面水流形态呈凹形的岸称为凹 岸，相反称凸岸；
2 水量平衡方程
将水量平衡原理应用于某一区域，可列出如下水量平衡方程：
Байду номын сангаас
I Q S
式中：I为给定时段内输入研究区域的总水量；O为给定时段内输出 研究区域的总水量；△S为给定时段内研究区域蓄水量的变化量。
上式是水量平衡方程的最基本形式，对于不同的区域和研究问题 ，还应具体分析其输入输出量的组成，写出相应的水量平衡方程。
主要内容：自然界的水循环、大循环、小循环；地球上 的水量平衡。 学习要求：了解自然界的水文循环现象、原因与作用； 掌握海洋的、陆地的、全球水量平衡原理与方程。
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一 自然界的水文循环
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一 自然界的水文循环
1 水文循环定义 2 水文循环的原因 3 水文循环分类 4 水文循环的主要环节 5 水文循环作用
外定不复部水的循和义断循因形环时文：蒸环素成，空循水过地发：文环、才分程球、汽地太地循是演使布上水，，面阳心环化得的地主各汽称并，辐引小大和人不球要种输为引并射力循循人类均上环水送水起促为、环环类 生 匀最节文体 、空 使水太，陆重生 产 性海：循中 凝气 地分阳海地洋要存 和 ，降的 结环流 表洋蒸辐小小都 生 提、水水 、，动 水发射循循有 活 供最、在 降或； 、大提环环着 中 了活蒸太 水水气地 地，， 供重 不 江跃发循阳 、陆海 心 下热的要 可 河、地洋辐 下环引 水陆量的 或 湖物下射 渗。地力 汇，作 缺 泊质渗大大和 、使 入促用 的 等循、气气地 径空 海海使和 水 地环径心 流洋 中 洋液影 资 表之流陆海引 的水 。态响源水一地洋力 永汽、。具资。作无以固正有源它用休降态是了和对下止水的由可地地通的形水于再下球过往式变水生水环回成文性资境到水 源，同时另也外造，成陆了地旱上涝的灾地害形，、给地水质资、源土的壤开、发植利被用等增条加件了对难水度文。循环 研究也水有文一循定环的的影目响的。在于认识其基本规律，揭示其内在联系，这
第二章 水文循环与径流形成
研究对象 1.自然界的水文循环 2.河流与流域 3.降雨、蒸发、下渗与径流
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第二章 水文循环与径流形成
研究内容
1. 自然界水文循环及水资源 2. 河流、流域特征及其对水文变化的影响 3. 降水成因、分类、观测 4. 蒸发观测与计算 5. 下渗观测与计算 6. 径流及其形成过程 7. 全球、流域水量平衡
陆地： Pc R Ec 海洋： P o R E o
全球： Pc Po Ec Eo 或 P E 1130mm
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三 人类活动对水循环、水平衡的影响
有利影响
修建水库 引水灌溉 跨流域调水
不利影响
大面积滥伐森林 排干湖、沼 过度抽取地下水
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第二节 河流与流域
南溪河 黑河 泾河 渭河
黄河
岔巴沟
大理河
无定河
黄河
河系或水系：河流的干流及其全部支流构成的脉络相通的水流系统
。水系通常用干流命名，如长江水系、黄河水系；或以归宿
2020/11的/7 湖泊而定名，如洞庭湖水系，鄱阳湖水系等。
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一 河流及其特征
2 河流形成