水文学第二章水文学的一般概念与水文测验
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L1
L2
2.1.3 河槽基本特征
(1) 河流的平面形态 1) 平原河流 ① 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。 ② 专业术语： 凹岸、凸岸、左岸、右岸、深槽、浅槽
2) 山区河流 大多为岩石河床，异常复杂，无规律可循。 (2) 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。
大陆
时
段： Pl =El+R±W
多年平均： Pl =El+R
海洋
时
段： Ps =Es-R±W
多年平均： P s=Es-R 全球多年平均：
E s 50.5 104 km3 P s 45.8 104 km3
P=E
E l 7.2 104 km3 E 57.7 104 km3 P l 11.9 104 km3 P 57.7 104 km3
1）水位—面积－流速关系延长法 当需要延长的水位变幅小于总水位变幅的20％时，可
按曲线相关分析的趋势外延。
先根据本年实测大断面，绘出H-A关系曲线
延长高水位的H-V曲线
根据任一高水位值，由上述两条的延长部分查出相应的A,V值， 距Q=A· V算出延长的流量，就可将H-Q关系曲线延长
2）水力学公式延长法
2.1 河流和流域 2.1.1 干流及支流 (1) 干流 ( Mainstream ) 在水系中汇集全流域径流的河流，例如：黄河、长江。
(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)
2.5 水文资料的观测方法与收集
2.5.1水位观测
水面相对于某一基准面的高程称为水位。
观测水位设备
水尺
自记水位计
水位观测资料的整理
日、月、年 平均水位计算
编制“逐日平均 水位表”
绘制日平均水位 过程线与日平均 水位历时曲线
日平均水位法 1）算术平均法 2）面积包围法
1 n H Hi n i 1
与前区别是延长H-v曲线时，流速v时根据水力学公式计算的。
v C RI
1 2 / 3 1/ 2 v R I n 1 1/ 2 2 / 3 Q v A I R A n
n － 糙率 I － 水面比降
1 1/ 6 C R n
R － 水力半径 A － 高水延长的断面积
水位—流量关系曲线低水位延长方法
(3) 河网 ( Hydrographic Net )
构成脉络相通一个系统，称为河系或水系。 2.1.2 河长及弯曲系数 (1) 河长 ( River Length ) 1)定义 ：河流源头至河口或测站断面沿河槽中泓线或轴线 量取的距离。 中泓线? 深泓线?
由河流的干流和各级支流，流域内湖泊、沼泽或地下暗河形成
y x
因为降雨总是会有损失，所以一般α 只能小于1。
2.3 河川径流形成过程及影响因素 a）径流形成过程
产流过程 降水过程 流域蓄ຫໍສະໝຸດ Baidu过程
汇流过程 坡面漫流过程 河槽集流过程
b）影响径流的主要因素
气象气候因素
下垫面因素
降水
蒸发
地形
人类活动 农业措施 林牧业措施 水利措施
土壤和地质
植被和湖沼 流域形状 和面积
单一关系 “稳定良好” 两 者 关 系
洪水涨落影响
对应两个以上流量值 “不稳定”
河床冲淤影响
稳定的水位流量关系一般发生在： 河床稳定，河道坡度较大，河段顺直的山区河流
2.6.2 水位—流量关系曲线的延长 水位—流量关系曲线高水位延长方法
水位－面积－流速 关系延长法
水力学公式 延长法
史蒂文森法
日平均水位历时区线是一个累积曲线，表示大于或等于某
一水位值1年中出现的天数，航运工程设计时，很注重此特
征值。
声波自记水位计的记录合远传设备
断面测量
测量水位
沿断面宽度选若干个测点及测深垂线
测量各垂线的水深
将水位减去水深得到河底高程
绘制河槽断面图
计算过水断面面积
流速测量及流量计算 断面流速分布 水面以下0.2倍水深处流速最大，垂线平均 流速约在水面以下0.6倍水深处。
1 H 0 a H1 a b H 2 b c H n1 m n H nn H 2 24
编制“逐日平均水位表”
绘制日平均水位过程线与日平均水位历时曲线
日平均水位过程线是以水位为纵坐标、时间为横坐标绘出的 曲线，每年一条，是分析河流水情变化特点的重要资料。
中游
下游
河口
2.1.5流域分水线与流域 （1）分水线与流域 降水落到地面形成的径流，被高地、山岭分隔而汇集到
不同的河流中，汇集水流的同一区域为某河流的流域。
概括说就是河流的集水区域。 分隔水流的高地、山岭的山脊线，就是相邻流域的分界 线，称分水线（或分水岭）
地面分水线和地下分水线相重合的流域为闭合流域；地
l —— 河段长度。
H —— 水面或河底落差。
2.1.4河流的分段 河流——汇集地面径流和地下径流的水道 河水流经的谷地称为河谷。
河谷底部有水流的部分为河床。
脉络相通的大小河流所构成的系统为水系（或河系）。
一般天然河流，按照河谷和河床的情况，冲淤程度， 水情变化等特点，分为：
河源
上游
第二章
内 重 难
水文学的一般概念与水文测验
容： 2.1 河流和流域 2.2 河川径流及其表示方法 2.3 河川径流形成过程及影响径流的因素 2.4 流域水量平衡 2.5 水文资料的观测方法与收集 2.6 水位与流量关系曲线 点： 河川径流的形成过程、影响因素、表示方法； 平原河流的特征； 水位与流量关系曲线绘制及延长—断面特性法。 点： 径流模数和径流深度的概念和计算； 断面特性法延长水位与流量关系曲线
(3)河流横断面：垂直于水流方向的断面。分单式、复式两 种）
（4）河流的比降 河流长度——从河源到河口的距离。 河流比降——单位长度河段的落差。
i H 2 H 1 / l H / l
i —— 河底或水面比降。
H 2 , H1 —— 河段上游端和下游端水面或河底的高程。
面与地下分水线不重合的流域叫做非闭合流域。 流域的分水线和出口断面所包围的面积，称为流域面积， 或称为集水面积（km2）
2）（2）流域特征
几何特征
自然地理特征
2.2河川径流及其表示方法
（1）河川径流
（2）表示方法
流量（Q）：单位时间内流过断面的水体体积。(m3/s)
径流总量（W）：某时段T内流过断面的总径流体积。(m3)
Vmax Vmid
h0.2 H
h0.6 H
测流原理
实际工作中用实测断面面积和实测流速来推算
Q vi Ai
i 1
n
流速仪实测流速的方法
方法种类
流速仪
旋杯式 旋浆式
浮标法
2.6 水位—流量关系曲线
2.6.1水位—流量关系曲线的绘制 定义：用断面的实测流量和相应水位资料点绘的曲线， 2、用途 称为：水位—流量关系曲线 3、分类
W Q T
径流深（y）：径流总量平均分布在流域上的水深。(mm)
Q T Q T 3 y 10 ( mm ) 6 F 10 1000 F
径流模数（M）：单位流域面积上所产生的流量。( L / s km2 )
Q M 10 3 F
径流系数（α ）：某时段降雨量x所形成径流深y的比例数
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。
2) 作用： 河流特性的基本参数，可确定落差、比降和能量。 (2)弯曲系数 ( Tortuosity ) 1) 定义： 沿河流中泓线两点间的实际长度与其直线距离的 比值。 2) 特性： 任何河段都有它的弯曲系数；它可反映河流流经地 的地质地貌特征。
2.4 流域水量平衡
1. 通用水量平衡方程
I w O I－O＝±W
2. 河流流域水量平衡方程
（1）闭合流域（没有流域来水）的水量平衡方 程
某 时 段：P=E+R ±W
多年平均：P=R+E
（2）不闭合流域（有外流域来水）的水量平衡方程
某 时 段：P= RO -R I+E±W
3. 全球水量平衡方程
纵横断面资料确定法
分析法
1.水位流量关系曲线低水延长方法中的断流 水位为 。 a. 水位为零 b. 河床最低点 c. 流量 等于零的水位 d. 断面中死水区的水位 2.在进行水位与流量关系曲线延长时，通常 高水部分的延长不应超过当年实测流量所占 水位变幅的10%，而低水延长不应超过30%。 （ ） 3.某河流断面，在同一水位情况下，一次洪 水中涨洪段相应的流量比落洪段的流量（ ）。 A、小 B、相等 C、大 D、不能肯定
L2
2.1.3 河槽基本特征
(1) 河流的平面形态 1) 平原河流 ① 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。 ② 专业术语： 凹岸、凸岸、左岸、右岸、深槽、浅槽
2) 山区河流 大多为岩石河床，异常复杂，无规律可循。 (2) 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。
大陆
时
段： Pl =El+R±W
多年平均： Pl =El+R
海洋
时
段： Ps =Es-R±W
多年平均： P s=Es-R 全球多年平均：
E s 50.5 104 km3 P s 45.8 104 km3
P=E
E l 7.2 104 km3 E 57.7 104 km3 P l 11.9 104 km3 P 57.7 104 km3
1）水位—面积－流速关系延长法 当需要延长的水位变幅小于总水位变幅的20％时，可
按曲线相关分析的趋势外延。
先根据本年实测大断面，绘出H-A关系曲线
延长高水位的H-V曲线
根据任一高水位值，由上述两条的延长部分查出相应的A,V值， 距Q=A· V算出延长的流量，就可将H-Q关系曲线延长
2）水力学公式延长法
2.1 河流和流域 2.1.1 干流及支流 (1) 干流 ( Mainstream ) 在水系中汇集全流域径流的河流，例如：黄河、长江。
(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)
2.5 水文资料的观测方法与收集
2.5.1水位观测
水面相对于某一基准面的高程称为水位。
观测水位设备
水尺
自记水位计
水位观测资料的整理
日、月、年 平均水位计算
编制“逐日平均 水位表”
绘制日平均水位 过程线与日平均 水位历时曲线
日平均水位法 1）算术平均法 2）面积包围法
1 n H Hi n i 1
与前区别是延长H-v曲线时，流速v时根据水力学公式计算的。
v C RI
1 2 / 3 1/ 2 v R I n 1 1/ 2 2 / 3 Q v A I R A n
n － 糙率 I － 水面比降
1 1/ 6 C R n
R － 水力半径 A － 高水延长的断面积
水位—流量关系曲线低水位延长方法
(3) 河网 ( Hydrographic Net )
构成脉络相通一个系统，称为河系或水系。 2.1.2 河长及弯曲系数 (1) 河长 ( River Length ) 1)定义 ：河流源头至河口或测站断面沿河槽中泓线或轴线 量取的距离。 中泓线? 深泓线?
由河流的干流和各级支流，流域内湖泊、沼泽或地下暗河形成
y x
因为降雨总是会有损失，所以一般α 只能小于1。
2.3 河川径流形成过程及影响因素 a）径流形成过程
产流过程 降水过程 流域蓄ຫໍສະໝຸດ Baidu过程
汇流过程 坡面漫流过程 河槽集流过程
b）影响径流的主要因素
气象气候因素
下垫面因素
降水
蒸发
地形
人类活动 农业措施 林牧业措施 水利措施
土壤和地质
植被和湖沼 流域形状 和面积
单一关系 “稳定良好” 两 者 关 系
洪水涨落影响
对应两个以上流量值 “不稳定”
河床冲淤影响
稳定的水位流量关系一般发生在： 河床稳定，河道坡度较大，河段顺直的山区河流
2.6.2 水位—流量关系曲线的延长 水位—流量关系曲线高水位延长方法
水位－面积－流速 关系延长法
水力学公式 延长法
史蒂文森法
日平均水位历时区线是一个累积曲线，表示大于或等于某
一水位值1年中出现的天数，航运工程设计时，很注重此特
征值。
声波自记水位计的记录合远传设备
断面测量
测量水位
沿断面宽度选若干个测点及测深垂线
测量各垂线的水深
将水位减去水深得到河底高程
绘制河槽断面图
计算过水断面面积
流速测量及流量计算 断面流速分布 水面以下0.2倍水深处流速最大，垂线平均 流速约在水面以下0.6倍水深处。
1 H 0 a H1 a b H 2 b c H n1 m n H nn H 2 24
编制“逐日平均水位表”
绘制日平均水位过程线与日平均水位历时曲线
日平均水位过程线是以水位为纵坐标、时间为横坐标绘出的 曲线，每年一条，是分析河流水情变化特点的重要资料。
中游
下游
河口
2.1.5流域分水线与流域 （1）分水线与流域 降水落到地面形成的径流，被高地、山岭分隔而汇集到
不同的河流中，汇集水流的同一区域为某河流的流域。
概括说就是河流的集水区域。 分隔水流的高地、山岭的山脊线，就是相邻流域的分界 线，称分水线（或分水岭）
地面分水线和地下分水线相重合的流域为闭合流域；地
l —— 河段长度。
H —— 水面或河底落差。
2.1.4河流的分段 河流——汇集地面径流和地下径流的水道 河水流经的谷地称为河谷。
河谷底部有水流的部分为河床。
脉络相通的大小河流所构成的系统为水系（或河系）。
一般天然河流，按照河谷和河床的情况，冲淤程度， 水情变化等特点，分为：
河源
上游
第二章
内 重 难
水文学的一般概念与水文测验
容： 2.1 河流和流域 2.2 河川径流及其表示方法 2.3 河川径流形成过程及影响径流的因素 2.4 流域水量平衡 2.5 水文资料的观测方法与收集 2.6 水位与流量关系曲线 点： 河川径流的形成过程、影响因素、表示方法； 平原河流的特征； 水位与流量关系曲线绘制及延长—断面特性法。 点： 径流模数和径流深度的概念和计算； 断面特性法延长水位与流量关系曲线
(3)河流横断面：垂直于水流方向的断面。分单式、复式两 种）
（4）河流的比降 河流长度——从河源到河口的距离。 河流比降——单位长度河段的落差。
i H 2 H 1 / l H / l
i —— 河底或水面比降。
H 2 , H1 —— 河段上游端和下游端水面或河底的高程。
面与地下分水线不重合的流域叫做非闭合流域。 流域的分水线和出口断面所包围的面积，称为流域面积， 或称为集水面积（km2）
2）（2）流域特征
几何特征
自然地理特征
2.2河川径流及其表示方法
（1）河川径流
（2）表示方法
流量（Q）：单位时间内流过断面的水体体积。(m3/s)
径流总量（W）：某时段T内流过断面的总径流体积。(m3)
Vmax Vmid
h0.2 H
h0.6 H
测流原理
实际工作中用实测断面面积和实测流速来推算
Q vi Ai
i 1
n
流速仪实测流速的方法
方法种类
流速仪
旋杯式 旋浆式
浮标法
2.6 水位—流量关系曲线
2.6.1水位—流量关系曲线的绘制 定义：用断面的实测流量和相应水位资料点绘的曲线， 2、用途 称为：水位—流量关系曲线 3、分类
W Q T
径流深（y）：径流总量平均分布在流域上的水深。(mm)
Q T Q T 3 y 10 ( mm ) 6 F 10 1000 F
径流模数（M）：单位流域面积上所产生的流量。( L / s km2 )
Q M 10 3 F
径流系数（α ）：某时段降雨量x所形成径流深y的比例数
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。
2) 作用： 河流特性的基本参数，可确定落差、比降和能量。 (2)弯曲系数 ( Tortuosity ) 1) 定义： 沿河流中泓线两点间的实际长度与其直线距离的 比值。 2) 特性： 任何河段都有它的弯曲系数；它可反映河流流经地 的地质地貌特征。
2.4 流域水量平衡
1. 通用水量平衡方程
I w O I－O＝±W
2. 河流流域水量平衡方程
（1）闭合流域（没有流域来水）的水量平衡方 程
某 时 段：P=E+R ±W
多年平均：P=R+E
（2）不闭合流域（有外流域来水）的水量平衡方程
某 时 段：P= RO -R I+E±W
3. 全球水量平衡方程
纵横断面资料确定法
分析法
1.水位流量关系曲线低水延长方法中的断流 水位为 。 a. 水位为零 b. 河床最低点 c. 流量 等于零的水位 d. 断面中死水区的水位 2.在进行水位与流量关系曲线延长时，通常 高水部分的延长不应超过当年实测流量所占 水位变幅的10%，而低水延长不应超过30%。 （ ） 3.某河流断面，在同一水位情况下，一次洪 水中涨洪段相应的流量比落洪段的流量（ ）。 A、小 B、相等 C、大 D、不能肯定