第二章 河川径流形成的基本知识.
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沟壑，形成溪流，最后 汇集成河流
海洋
1、相关概念
直接发源于河源的小河流为一
级河流；
两条同级别的河流汇合而成的
河流比原来高一级；
两条不同级别的河流汇合而成
的河流的级别为两条河流中
较高者；依此类推
干流指水系中最高级别的河流
流入一较大河流的河流称为支流 一级支流指注入干流的支流；二级支流指注入一级支 流的支流；依此类推 由河流的干流和各级支流、流域内湖泊、沼泽或地下 暗河构成的脉络相通的系统称为河系或水系 河流流经的谷地称为河谷，包括河槽、滩地和坡地； 河谷中水流经过的部分称为河槽 注入海洋的河流称为外流河，补给外流河的流域范围 称为外流流域 流入内陆湖泊或消失与沙漠的河流称为内流河，补给 内流河的流域范围称为内流流域
Pc R Ec
Po R Eo
则全球多年平均水量平衡方程为：
P c P o Ec Eo
全球多年平均降水量与多年平均蒸发量相等，
即P14 ：
PE
§2.2 河流和流域 一 河流
降水除去下渗、蒸发等 损失后，在重力作用下
沿一定方向和路径流动，
称为地面径流。地面径
流长期侵蚀地面，冲成
全球水文循环系统
大气圈
陆地
海洋
是空间尺度最大的水文循 环，也是最完整的水文循 环,是水文学研究的核心
流域或区域水文循环
降水
截留、填洼、 下渗
地表径流
蒸散 发
土壤系统 壤中流 河川径流
含水层系统
地下径流
是流域水文学 或径流形成学 研究的核心
水—土—植物系统
降水 截留、蒸散发
植被 下渗 土壤 下渗 地表径流
水文循环：水在太阳辐射与地心引力的作用下，以
蒸发、降水、下渗和径流方式进行的往复循环的运动
过程
水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一
水文循环分为大循环、小循环（内陆小循环和海洋 小循环）
水汽输送 水文循环：地球上的水在太阳辐射作用下，不断从水面、陆面 云 和植物表面蒸发，化为水汽上升到高空，然后被气流带到其 云 他地区，在适当的条件下凝结，又以降水的形式降落到地面。 到达地面的水，一部分渗入地下成为地下水、一部分形成地 蒸发 降水 蒸发 蒸发 面径流流入江河归入海洋，还有一部分又重新回到空气中。 降水 降水 植物蒸腾 其中，渗入到地面的水，一部分被蒸发、一部分最终也流入 海洋 小循环
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
第二章
河川径流形成的基本知识
内 容： 2.1 水文循环与水量平衡 2.2 河流和流域 2.3 降水 2.4 蒸发 2.5 下渗 2.6 径流及其形成过程
重 点： 水量平衡； 河流与流域基本特征； 河川径流及其表示方法 河川径流的形成过程 难 点： 径流的形成
§2.1 水文循环与水量平衡 一 水文循环
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
闭合流域
非闭合流域
闭合流域与非闭合流域示意图
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
蒸发
…….
空间尺度最小，不仅是流域水文学的重要基础，而且是生态 水文学的重要课题之一
三 水量平衡
1、概念：在水文循环过程中，任意区域、任一时段内
输入与输出的水量之差，必等于其蓄水量的变化量 水量平衡原理（物理学中的质量平衡原理）是水文 学中最重要的原理之一，水量平衡法是分析研究水文
现象、建立水文要素之间定性或定量关系、了解其时
2、河流的分段
河流通常分为河源、上游、 河源 中游、下游、河口五段 上游 河源：河流的发源地。正源 确定“唯远唯丰”
河源可以是溪涧、泉水、冰川、沼 泽或湖泊。如黄河发源于青海省巴 彦喀拉山北麓的卡日曲(地下水出露 的泉眼)；长江发源于青海省格拉丹 东雪山的现代冰川；松花江发源于 长白山的天池
河源
空分布Biblioteka Baidu化规律等的主要方法之一
2、水量平衡方程
1) 基本形式
据定义，对任意区域，在任一时段内，有
I – O =△S
式中 I 、 O 分别为给定时段内输入、输出该区域的总
水量；
△S为时段内区域蓄水量的变化量，可正可负
2) 通用方程
对于任一区域，I 和 O 可细化为： I = P + RsI + RgI ； O = E + RsO + RgO + q 则有： ( P + RsI + RgI ) - ( E + RsO + RgO + q )＝∆S 其中P 为时段内降水量；E 为时段内蒸发量； q 为时段内用水量； RsI 和 RgI 分别为时段内从地表和地下流入的水量； RsO 和 RgO 分别为时段内从地表和地下流出的水量
湖
下渗 地下径流
地表径流
小循环
海洋
降雨、下渗、径流、蒸发是水文循环的四个重要环
节。水文循环的强度、规律和路径因下垫面的不同
而不同
形成水文循环的内因是水的三态（固、液、气）在 常温下可以相互转化，外因是太阳辐射和地心引力 水文循环的存在是水资源和水能资源可再生的根
本原因
二 水文循环的尺度
水文循环具有全球水文循环、流域或区域水文循 环和水—土壤—植物系统水文循环三种不同尺度
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：
海洋
1、相关概念
直接发源于河源的小河流为一
级河流；
两条同级别的河流汇合而成的
河流比原来高一级；
两条不同级别的河流汇合而成
的河流的级别为两条河流中
较高者；依此类推
干流指水系中最高级别的河流
流入一较大河流的河流称为支流 一级支流指注入干流的支流；二级支流指注入一级支 流的支流；依此类推 由河流的干流和各级支流、流域内湖泊、沼泽或地下 暗河构成的脉络相通的系统称为河系或水系 河流流经的谷地称为河谷，包括河槽、滩地和坡地； 河谷中水流经过的部分称为河槽 注入海洋的河流称为外流河，补给外流河的流域范围 称为外流流域 流入内陆湖泊或消失与沙漠的河流称为内流河，补给 内流河的流域范围称为内流流域
Pc R Ec
Po R Eo
则全球多年平均水量平衡方程为：
P c P o Ec Eo
全球多年平均降水量与多年平均蒸发量相等，
即P14 ：
PE
§2.2 河流和流域 一 河流
降水除去下渗、蒸发等 损失后，在重力作用下
沿一定方向和路径流动，
称为地面径流。地面径
流长期侵蚀地面，冲成
全球水文循环系统
大气圈
陆地
海洋
是空间尺度最大的水文循 环，也是最完整的水文循 环,是水文学研究的核心
流域或区域水文循环
降水
截留、填洼、 下渗
地表径流
蒸散 发
土壤系统 壤中流 河川径流
含水层系统
地下径流
是流域水文学 或径流形成学 研究的核心
水—土—植物系统
降水 截留、蒸散发
植被 下渗 土壤 下渗 地表径流
水文循环：水在太阳辐射与地心引力的作用下，以
蒸发、降水、下渗和径流方式进行的往复循环的运动
过程
水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一
水文循环分为大循环、小循环（内陆小循环和海洋 小循环）
水汽输送 水文循环：地球上的水在太阳辐射作用下，不断从水面、陆面 云 和植物表面蒸发，化为水汽上升到高空，然后被气流带到其 云 他地区，在适当的条件下凝结，又以降水的形式降落到地面。 到达地面的水，一部分渗入地下成为地下水、一部分形成地 蒸发 降水 蒸发 蒸发 面径流流入江河归入海洋，还有一部分又重新回到空气中。 降水 降水 植物蒸腾 其中，渗入到地面的水，一部分被蒸发、一部分最终也流入 海洋 小循环
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
第二章
河川径流形成的基本知识
内 容： 2.1 水文循环与水量平衡 2.2 河流和流域 2.3 降水 2.4 蒸发 2.5 下渗 2.6 径流及其形成过程
重 点： 水量平衡； 河流与流域基本特征； 河川径流及其表示方法 河川径流的形成过程 难 点： 径流的形成
§2.1 水文循环与水量平衡 一 水文循环
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
闭合流域
非闭合流域
闭合流域与非闭合流域示意图
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
蒸发
…….
空间尺度最小，不仅是流域水文学的重要基础，而且是生态 水文学的重要课题之一
三 水量平衡
1、概念：在水文循环过程中，任意区域、任一时段内
输入与输出的水量之差，必等于其蓄水量的变化量 水量平衡原理（物理学中的质量平衡原理）是水文 学中最重要的原理之一，水量平衡法是分析研究水文
现象、建立水文要素之间定性或定量关系、了解其时
2、河流的分段
河流通常分为河源、上游、 河源 中游、下游、河口五段 上游 河源：河流的发源地。正源 确定“唯远唯丰”
河源可以是溪涧、泉水、冰川、沼 泽或湖泊。如黄河发源于青海省巴 彦喀拉山北麓的卡日曲(地下水出露 的泉眼)；长江发源于青海省格拉丹 东雪山的现代冰川；松花江发源于 长白山的天池
河源
空分布Biblioteka Baidu化规律等的主要方法之一
2、水量平衡方程
1) 基本形式
据定义，对任意区域，在任一时段内，有
I – O =△S
式中 I 、 O 分别为给定时段内输入、输出该区域的总
水量；
△S为时段内区域蓄水量的变化量，可正可负
2) 通用方程
对于任一区域，I 和 O 可细化为： I = P + RsI + RgI ； O = E + RsO + RgO + q 则有： ( P + RsI + RgI ) - ( E + RsO + RgO + q )＝∆S 其中P 为时段内降水量；E 为时段内蒸发量； q 为时段内用水量； RsI 和 RgI 分别为时段内从地表和地下流入的水量； RsO 和 RgO 分别为时段内从地表和地下流出的水量
湖
下渗 地下径流
地表径流
小循环
海洋
降雨、下渗、径流、蒸发是水文循环的四个重要环
节。水文循环的强度、规律和路径因下垫面的不同
而不同
形成水文循环的内因是水的三态（固、液、气）在 常温下可以相互转化，外因是太阳辐射和地心引力 水文循环的存在是水资源和水能资源可再生的根
本原因
二 水文循环的尺度
水文循环具有全球水文循环、流域或区域水文循 环和水—土壤—植物系统水文循环三种不同尺度
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：