第二章 流域与水系

------3 3 3 ---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0 ------5 5 5 ---5 5 55 5 5 0 0 00 0 00 0 0
------4 4 4 ---4 4 44 4 4 0 0 00 0 00 0 0
坝 九龙港
0 0 00 0 00 0 0
0 0 00 0 00 0 0
10#
11#
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
------4 4 4 ---4 4 44 4 4 0 0 00 0 00 0 0
------3 3 3 ---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0
测流 平台 1 12 3# # ------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
------3 3 3 ---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0
崇
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0 ------4 4 4 ---4 4 44 4 4 0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
N
Lj,
1,2,,
j 1
•
ω级河流平均长度： L
1 N
N
Lj,
j 1
1,2,,
•
水系中全部河流总长度：
L
N
Lj
,
1,2,,
1 j1
• L显然是决定水系槽蓄量的一个重要参数
§2 水系的地貌特征
河长定律
• 水系中ω级河流的平均长度与比其低一级即(ω-1)级河 流的平均长度的比值称为河长比
徐六径
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
徐六径塘口
海
------3 3 3 ---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0 ------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
沙 小
常浒河口
金泾塘口
0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0 0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
明
0 0 00 0 00 0 0 0 0 00 0 00 0 0
东界港口
黄泥山
0 0 00 0 00 0 0
州
0 0 00 0 00 0 0
六干河口
5# 6# 0 0 00 0 00 0 0
ຫໍສະໝຸດ Baidu
A
农场水闸
七干河口
4#
3# 沙
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0 ------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
局部模型下边界
（白茆河口）
海门港
0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
测流断面及垂线 潮位站 临时潮位站
B
新泾河
钱 泾 口
圩角港
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
0 0 00 0 00 0 0
青 龙 港
0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
崇头
白
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0 ------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
0 0 00 0 00 0 0
------3 3 3---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0 2#
局部模型上边界 1#（ 军 用 码 头 ）
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
营船港
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
通
0 0 00 0 00 0 0
0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
南通节制闸 任港
姚 港
------3 3 3 ---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0
沙
0 0 00 0 00 0 0 0 0 00 0 00 0 0
沙
老
长
青
沙
0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
海
0 0 00 0 00 0 0
洪北 沙
------1 1 1---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0 ------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
沙
七
浦
------3 3 3 ---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0
河七丫口
杨林口
马桥
一条河流的长度是指从其起始断面，沿河流中心线至 终了断面的距离。
永
隆
§2 水系的地貌特征
河流长度
•
ω级河流总长度： L
流域与水系
1. 基 本 概 念
2. 水系的地貌特征 3. 流域的地貌特征 4. 数字流域和数字水系
§1 基本概念
分水线 o 山峰、山脊和鞍部的连接线
流域 o 地面分水线包围的区域
水系 o 流域中河流交汇形成的树枝状或 网状结构
坡地 o 流域中除水系以外的陆域部分
流域基本单元 o 流域中不可再划分的最小部分
流域
• 流域地面分水线包围的区域 称为流域。
• 流域有闭合流域和非闭合流
域之分。
闭合流域
• 地面分水线与地下分水线重 合的流域称为闭合流域。
• 地面分水线与地下分水线不 重合的流域称为非闭合流域。 非闭合流域
水系
• 水系流域中大大小小河流交汇形成的树枝状或网状结构称 为水系，亦称河系。
• 自然形成的水系多为树状结构 • 人工开挖形成的平原水系可为网状结构
水系
• 羽毛状水系的支流自上游而下游， 在不同的地点依次汇入干流，相应 的流域形状多为狭长形。
• 平行状水系的支流与干流大体成平 行趋势相交汇，相应的流域形状多 为扇形。
• 混合状水系的支流与干流的关系介 于前两者之间，相应的流域形状也 介于狭长和扇形之间。
羽毛状水系 平行状水系 混合状水系
水系
于两者中较高者。
§2 水系的地貌特征
11 11 2
2
11
2
2
1
1
21
3
3
1
3
14
4
1
4
Strahler分级法
§2 水系的地貌特征
• 河数定律
§2 水系的地貌特征
河数定律
Rb
N N 1
,
1,2,, 1
N Rb , 1,2,,
自然水系的分叉比：Rb = 3 ~ 5
§2 水系的地貌特征 河流长度
• 将最小的不分叉的河流称为1级河流，只接 纳1级河流汇入的河流称为2级河流；只接 纳1，2两级河流汇入的河流称为3级河流， 其余类推，直至将水系中所有的河流命名 完毕。
斯特拉勒(Strahler)分级法
• 定义从河源出发的河流为1级河流； • 同级的两条河流交汇形成的河流的级比原
来增加1级； • 不同级的两条河流交汇形成的河流的级等
港------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
------3 3 3 ---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
沙
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
横
------3 3 3 ---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
十二圩港口 西界港口
天生港
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
新 0 0 00 0 00 0 0
新开港闸
开
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
狼
沙
四号坝
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
坡地
• 流域中水系以外的陆域部分称为坡地。流 域是由水系和坡地组成的。
• 除平原水网地区外，一个流域的水系的水 面 面 积 约 占 全 流 域 面 积 的 10% 左 右 ， 其 余 90%左右即为坡地。
坡地
• 按坡面的几何形状，可将坡地分为倾斜面、 收敛曲面和发散曲面三种类型。
流域基本单元
• 一个流域按流域内的自然分水线可以划分 成若干个不嵌套的子流域，每个子流域按 其内部的自然分水线又可划分成一些更小 的不嵌套的小流域，这样不断地划分下去， 最后得到的不可再划分的部分就是流域基 本单元，它是组成一个流域的最小单位。
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
汇丰码头 水山码头
团结闸
福山新塘
0 0 00 0 00 0 0 0 0 00 0 00 0 0
0 0 00 0 00 0 0
铁 0 0 00 0 00 0 0 黄
沙
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
新
7#
8 9# #通
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
分水线
• 地形等高线中的 极大值称为山峰
• 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
分水线
• 分水线有地面分水线和地下分水线 之分。
• 地面分水线将地面水流分开流向相 邻的两条河流。
• 地下分水线则将含水层中的地下水 流分开流向相邻的两条河流。
沙
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
望虞河口
0 0 00 0 00 0 0
海洋泾口
0 0 00 0 00 0 0
山
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
------3 3 3 ---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0
新江海河
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
白
茆 ------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
沙
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
• 对面积相同、水系形状不相同的流域，同样一场暴 雨形成的流域出口断面流量过程线明显不同。
• 平行状水系由于各支流汇集到流域出口断面的同时 性强，所以产生较尖瘦的洪水过程。
• 羽毛状水由于各支流汇集到流域出口断面的时间相 互错开，所以产生较矮胖的洪水过程。
• 混合状水系产生的洪水过程则介于以上两者之间。
流域基本单元
• 流域基本单元可分为四种形状，“一本打开的书”、扇形、 倒扇形和马蹄形。
河流的分级
• 格雷夫利厄斯(Gravelius)分级法 • 霍顿(Horton)分级法 • 斯特拉勒(Strahler)分级法 • 施里夫(Shreve)分级法 • 沙伊达格(Scheidagger)分级法
霍顿(Horton)分级法
茆
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
荡茜口
------4 4 4 ---4 4 44 4 4 0 0 00 0 00 0 0
------3 3 3 ---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0
鹿鸣 泾口
浪港
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0