河流与流域.

– 近口段——潮流界至潮区界 – 河口段——潮流界至口门 – 口外海滨段——口门以外至水下三角洲坡折处。
洪积扇
• 三角洲——河流带来的泥沙超过海洋或湖 泊的搬运能力，形成的向海或湖的突出的 堆积体。 • 三角湾——如果河流、海洋或湖泊的侵蚀 作用大于河口区的堆积作用，就形成一个 喇叭形的河口，成为三角湾或三角港。
• 流域是指河流或湖泊的集水区域。包括地面集水区 和地下集水区。流域的周界称为分水线或分水岭。 每个流域的分水线就是四周最高点的连线，通常就 是流域四周的山脉脊线。分为地面分水线和地下分 水线。 • 地面分水线和地下分水线完全重合的为闭合流域； 地面分水线和地下分水线不完全重合的为非闭合流 域。 • 流域是水资源科学和水环境科学研究的基本空间单 位，河流水量的大小与流域面积大小有直接关系。
河流地形
• 河床——枯水期水流所占据的谷底部分。
– 浅滩——一些冲击物堆积体，边滩、心滩 – 深槽——浅滩与浅滩之间较深的河段 – 沙波——河床中的微地貌，顺行沙波，逆行沙波 – 壶穴——是基岩河床中被水流冲磨的深穴 – 岩槛——基岩河床中较坚硬岩石横亘于河床底部 形成的，常形成瀑布和跌水
浅滩、边滩、深潭
Rain and snow 雨和雪 Lake湖 Glacier冰川 Rapids 急滩 Waterfall 瀑布 Tributary 支流 Flood plain 洪积平原
河流（River）
Oxbow lake 牛厄湖 Salt marsh 盐沼 Delta 三角洲
Deposited sediment 沉积 Ocean 海洋
水系
• 通常把流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 陆湖泊或消失于沙漠之中的这类瞎尾河称 为内流河，补给内流河的流域范围称为内 流流域。如塔里木河为内流河。
(2) 支流 ( Tributary ) 流入一较大河流或湖泊的河流。 支流是分级的：一级支流(注入干流的支流)； 二级支流(注入一级支流的支流)； 三级支流(注入一级支流的支流)； 四级支流 (注入一级支流的支流)
河流的纵断面 1) 定义：河流从上游至下游沿深泓线所切取的河床和自由 水面间的剖面。 2)作用： 绘制河流纵断面图 ，见右图。反映河 底纵坡和落差的分 布，可推算水流特 性、估计水能储量。
河流横断面示意图
河流横断面形状
河道特征
• 河道纵比降
– 落差：河段两端的河底高程差 – 总落差：河源和河口两处的河底高程差 – 河床坡降：单位河长的落差叫河道纵比降
自然河流
• 一条健康的自然河流，沿水流方向具有通畅的连 续性，沿侧向具有良好的连通性，在垂向具有良 好的透水性，成为物质流、能量流、信息流以及 生物物种迁徙流动的保障。 • 河流的平面形态往往是蜿蜒型的，形成深潭－浅 滩序列，造成多样的水力学条件，加之洪水脉冲 过程和连续的水流条件，使得包括鱼类在内的水 生生物的产卵、育肥、避难和洄游等生命活动都 各得其所。
河流生态系统主要具有以下特点：
• （１）具纵向成带现象，但物种的纵向替换并不是 均匀的连续变化，特殊种群可以在整个河流中再现。 • （２）生物大多具有适应急流生境的特殊形态结构。 表现在浮游生物较少，底栖生物多具有体形扁平、 流线性等形态或吸盘结构，适应性广的鱼类和微生 物丰富。 • （３）与其它生态系统相互制约关系复杂。一方面 表现为气候、植被以及人为干扰强度等对河流生态 系统都有较大影响；另一方面表现为河流生态系统 明显影响沿海（尤其河口、海湾）生态系统的形成 和演化。 • （４）自净能力强，受干扰后恢复速度较快。
流域的自然地理特征
• 流域的地理位置：经度和纬度 • 流域的气候条件：降水、蒸发、温度、湿 度、风等 • 流域的土壤、岩石性质和地质构造：如土 壤质地、结构；岩石的透水性、给水度； 地层的褶皱、断层、节理、新构造运动等
流域的自然地理特征
• 以l0、l1、l2……ln为各等高线在流域内的长度，f0、f1、 f2……fn为相邻两等高线间的面积，H为两等高线的高差， F=f1+f2+f3+……fn为流域总面积， • 则流域的平均坡度： J H (l0 l1 l2 ln ) • 流域的平均高度:
河流与流域
河流（River）
• 陆地表面上经常或间歇有水流动，形成的线 形天然水道（也有人工的），称为河流。河 流在我国的称谓很多，较大的称江、河、川、 水，较小的称溪、涧、沟、曲等。如长江、 黄河、钱塘江、苕溪。
• 河流是地球上水分循环的重要路径，对全球的物 质、能量的传递与输送起着重要作用。流水还不 断地改变着地表形态，形成不同的流水地貌，如 冲沟、深切的峡谷、冲积扇、冲积平原及河口三 角洲等。 • 每条河流都有河源和河口。 • 河源是指河流的发源地，有的是泉水，有的是湖 泊、沼泽或是冰川，各河河源情况不尽一样。 • 通常大江大河在入海处都会分多条入海，形成河 口三角洲。
• 2、物理功能——泥沙过程、栖息地和温度
– 泥沙过程 – 河床过程 – 提供栖息地和底质 – 保持温度
• 3、化学功能
– 保持水质 – 维持营养循环
• 4、生物功能
– 提供栖息地 – 促进生物生长 – 保持演替过程
河流连续体概念
• 包括四个方面：
– 水文-水力学的连续性 – 营养物质、能量的连续性 – 生物结构的连续性 – 信息流的连续性
2F Z f Z2 f2 Zn fn Z 1 1 F
• 流域的植被率K植：以植被面积占流域面积的百分比表示 • 流域的湖泊率K植和沼泽率K植：以湖泊面积和沼泽面积占 流域面积的百分比表示
河系特征
• 河网密度D：干支流总长度和流域面积之比， 即单位面积内干支流的长度。
L D F
h1 h0 h J l l (h0 h1 )l1 (h1 h2 )l2 (hn 1 hn )ln 2h0 L J L2
河道特征
• 河流横比降：因离心力作用引起的垂直于主流向 的横向水面坡度。
– 河流横断面通常不是绝对水平的，而有水面横比降存 在。 – 河弯处离心力作用，凹岸水面高于右岸水面 – 地球自转偏向力作用：地偏力，因为地球自转而产生 的以地球经纬网为参照系的力。地转偏向是科氏力 （科里奥利力）在沿地球表面方向的一个分力。北半 球总是偏于物体运动的右方；南半球总是偏于物体运 动的左方。 – 北半球右转弯时：i=i1-i2 – 北半球左转弯时：i=i1+i2
河流分段示意图
河流（River）
• 上游比降大，流速大，冲刷占优势，河槽多为 基岩或砾石；中游比降和流速减小，流量加大， 冲刷、淤积都不严重，但河流侧蚀有所发展， 河槽多为粗砂。下游比降平缓，流速较小，但 流量大，淤积占优势，多浅滩或沙洲，河槽多 细砂或淤泥。
水系
• 流域里的大大小小的水流路线，构成脉络 相通的系统，称为水系（河系、河网）。 水系是由干流和他的全部支流构成的一个 独立的水道系统。水系的名称通常以他的 干流或注入的湖泊命名。 • 水系是指某一干流及其支流组成的河槽系 统。 • 干流和支流的概念：一级支流、二级支流、 三级支流等
河道特征
• 河槽的平面形态
– 弯段：凸岸、边滩；凹岸、深槽 – 直段：浅滩 – 主流线：各横断面上的最大流速点的连线 – 深水线（航线、谿线）：各横断面上的最大水 深点的连线。
河流平面形态示意图
河道特征
• 河流的断面
– 纵断面：从源头到河口的最低点连线称为纵剖 面。沿河流深水线的断面。 – 横断面（过水断面）：横切河道与水流方向垂 直的断面。呈低洼的槽形 – 河岸是指河床在低水位时露出水面以上比较倾 斜的部分。河底是指在低水位以下常年润水部 分。
河床平面形态
• 2) 山区河流 • 大多为岩石河床，异常复杂，无规律可循。
河漫滩
• 河流洪水期淹没河床以外的谷底部分称为 河漫滩。
– 牛轭湖 – 滨河床沙坝，迂回扇 – 心滩沙堤
牛轭湖的形成
河流阶地
• 河流下切侵蚀，原先的河谷底部，超出一 般洪水位以上，呈阶梯状分布的地形
• 洪积扇或冲积扇——河流出山口的扇形堆 积体 • 河口区——河流入海或入湖的河口地段。
流域示意图
地面分水线与地下分水线不一致示意图
流域特征
• 流域的几何特征
– 流域面积F （km） ：流域分水线包围的面积 – 流域长度（流域的轴长）L（km）：从河口起 通过横断流域的若干割线的中点而到达流域最 远点的连线。 – 流域平均宽度B（km） ：B=F/L – 流域形状系数K：K=B/L=F/L2
河流生态系统组成
• 非生物环境条件——河床、河漫滩、阶地、 河岸、空气、流速、营养物质、水质、水 深、水文等非生物环境条件。 • 河流生物——包括鱼、虾、龟、蚌等水生 动物、各种水生植物、各种微生物等
• 河流形态的多样性造就了河流生物的多样 性
河流生态特征，包括：
• 水质：水温、溶解氧、酸碱性、有机物 • 河流内栖息地（水流条件、掩蔽物、底质 等） • 河岸带和河漫滩栖息地 • 生物多样性：植物与动物群落 • 河岸带净化作用
壶穴、岩槛、 瀑布、跌水
瀑布、跌水
水源、峡谷
河源是指河流的发源地，有的是泉水，有的是湖泊、沼泽 或是冰川，各河河源情况不尽一样
河流的平面形态
1) 平原河流 特点： 在环流、泥沙的冲刷和淤积作用下，蜿蜒曲折形态，即深 槽、浅槽沿水流方向交替出现，呈规律性。
河床平面形态
• 将河流分为平直河、蛇曲河（曲流河）、辫状 河、网状河四种类型。其中以蛇曲河和辫状河 分布最广，而平直河和网状河较少见。 • 曲流——河流的弯曲形态 • 辫流——河流的河床分汊许多，形似发辫，成 为辫流
河流系统的功能
• 河流系统具有三项主要功能：
– 1、生物栖息地； – 2、物质流、能量流、信息流的输移通道； – 3、具有屏障和过滤功能。
• 这三项功能与河流的地貌特征和景观格局 密切相关。
河流系统的功能
• 1、物理功能——水文和水力学过程
– 地表水短期蓄存 – 地表水长期蓄存 – 地表水与地下水之间的联系 – 地下水 – 能量过程
Source Zone 源头，上游 Transition Zone 过度带，中游
Floodplain Zone 泛滥平原带
Water Sediment 水 沉积物
• 河流分段
– – – – 河源：溪涧、泉水、冰川、沼泽或湖泊 上游：落差大、水流急、河谷狭、急滩和瀑布 中游：比降变缓，河槽拓宽曲折，两岸有滩地 下游：河谷宽，比降和流速小，河道淤积明显，浅滩 或河洲到处可百度文库，河曲发育 – 河口：是河流流入海洋、湖泊或其他河流的处所，泥 沙淤积严重。
黄河三角洲
长江三角洲
三角湾 ——杭州湾
河流生态系统
• 河流生态系统指河流水体的生态系统，属 流水生态系统的一种，是陆地和海洋联系 的纽带，在生物圈的物质循环中起着主要 作用。河流生态系统包括陆地河岸生态系 统、水生态系统、相关湿地及沼泽生态系 统在内的一系列子系统，是一个复合生态 系统，并具有栖息地功能、过滤作用、屏 蔽作用、通道作用、源汇功能等多种功能。
自然河流
自然河流的特点
• 1、与陆地联系密切。河滩、阶地，河口湿 地、岸边湿地、海岸湿地 • 2、与空气交流密切，特别是浅滩、瀑布和 跌水曝气作用明显 • 3、上中下游生境异质性。上中下游气象、 水文、地貌和地质条件差异很大，导致生 物多样性。（以长江流域为例解释）
自然河流的特点
• 4、河流的纵向蜿蜒性，急流与缓流相间 • 5、河流横断面形状多样复杂，深潭和浅滩 交替出现 • 6、河床材料（透水性和多样性）：基岩、 卵石、沙土、粘土 • 7、多样的河流形态决定了河流生物群落的 多样性
河系特征
• 河系的几何形态
– 扇形河系 – 羽毛形河系 – 平行状河系 – 混合形河系
• 河流长度：河源至河口的距离称为河长 • 河长 ( River Length ) ：沿河槽中泓线或轴 线量取的距离。 • 河长为河流特性的基本参数，可确定落差、 比降和能量。 • 中泓线? • 深泓线?
中泓线：河道中各横断面水 流最大流速点的连线。
深泓线(溪线)：河 道中各横断面最大 水深点的连线。
河系特征
• 河流的弯曲系数表示河流平面形状的弯曲 程度，可用河流实际长度与河流两端间的 直线长度之比来衡量。
L l
弯曲系数 ( Tortuosity ) 可反映河流流经地 的地质地貌特征。
L1 L2
流域
（watershed or drainage basin）.