第二章 河川径流

B F k= = 2 l l
河网密度：单位面积内的河流总长度称为河网密度。 河网密度：单位面积内的河流总长度称为河网密度。 它表示一个地区河网的疏密度。 它表示一个地区河网的疏密度。 ∑L D= F 流域自然地理特征： 流域自然地理特征： 流域的地理位置、气候、地形、植物被覆、 流域的地理位置、气候、地形、植物被覆、土壤特 地质构造，沼泽及湖泊情况等， 性，地质构造，沼泽及湖泊情况等，都是与流域水 文特性密切有关的自然地理特征。 文特性密切有关的自然地理特征。
2径流总量（W）： 径流总量（
某时段T内通过河流某过水断面的总水量( 某时段T内通过河流某过水断面的总水量(×108m3) W=Q×T
3径流深（Y） 径流深（
径流总量平均分布在流域上的水深(mm) 径流总量平均分布在流域上的水深(mm)
1 W Y= 1000 F
4径流模数（M）： 径流模数（ 单位流域面积上所产生的流量。(L/s·km2) 单位流域面积上所产生的流量。(L/s·
海洋 陆地 云、大气 云、大气 海洋 陆地
水汽输送 云 云
蒸发 植物蒸腾 降水 小循环 湖
降水
蒸发
降水
蒸发
地下径流
地表径流
小循环
海洋
2.1 河流和流域
2.1.1河流 2.1.1河流 河流的形成和分段 河流的形成 河流：汇集地面径流和地下径流的水道。 河流：汇集地面径流和地下径流的水道。 河谷：河水流经的谷地。 河谷：河水流经的谷地。 河床：河谷底部有水流的部分。 河床：河谷底部有水流的部分。 河川径流： 河川径流：受重力作用沿河床流动的水流 水系（或河系）：干流与支流形成脉络相通的系统 ）：干流与支流形成脉络相通的系统。 水系（或河系）：干流与支流形成脉络相通的系统。 干流：水系中直接流入海洋、 干流：水系中直接流入海洋、湖泊的河流 支流： 支流：流入干流的河流
作业
已知河流某测站控制的流域面积F = 1000 km2，且年径流模数M = 30 L／(s·km2)，试 求年径流流量、年径流总量与年径流深度？
2.3 水文测验
1水位观测 水位观测 水位是指某一时刻该站测流断面（水文站固定观测 的河床横断面）的水面高程。 观测常设备有水尺和自记水位计两大类。 采用水尺观测时，水面在水尺上的读数加水尺零 点高程即为水面水位。即 水位 = 水尺零点高程 + 水尺读数 水尺零点高程是指水尺板上刻度起点的高程，可以 预先测量出来。
河流分段： 河流分段： 一般天然河流，按照河谷和河床的情况，冲淤程度， 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： 水情变化等特点，分为： 河源 上游 中游 下游 河口
河流各段的一般特征？ 河流各段的一般特征？
河流的基本特征
河流 长度
河流 平面
河流 基本特征
河流 纵断面
河流平面特征
平原河流： 平原河流：深、浅槽交替出现，呈“蛇曲”、牛轭湖 浅槽交替出现， 蛇曲”
A
凹岸 凸岸
线 溪
B
凸岸 凹岸
河流横断面：垂直于水流方向的断面。
冲积层
平原河流 — 复式横断面
山区河流——单式横断面 单式横断面 山区河流
河流纵剖面：沿河流中泓线的断面。 河流比降：单位长度河段的落差。 某河段比降： I = H 2 − H 1 × 100 %

水文循环 (1) 定义
存在于地球上各种水体中的水，在太阳辐射与地心 引力的作用下，以蒸发、降水、入渗和径流方式进 行的往复交替的运动过程，称为水文循环或水循环。 (2) 分类 1) 大循环（ Long cycle ）：海陆之间的水文循 环 海洋 云、大气 陆地 海洋
2) 小循环（ Short cycle ）：海洋或陆地的 局部水文循环
1）降水 降水强度大、历时长、面积大， 降水强度大、历时长、面积大，则产生的径流 就大； 就大； 2）蒸发 蒸发包括水面、土壤、植物上的水分蒸发， 蒸发包括水面、土壤、植物上的水分蒸发，在 一定条件下，蒸发越大径流越小。 一定条件下，蒸发越大径流越小。 3）下垫面因素 流域内汇水区的大小、形状、地理位置、 流域内汇水区的大小、形状、地理位置、地质 情况、植被、湖泊、沼泽等统称为下垫面因素。 情况、植被、湖泊、沼泽等统称为下垫面因素。
2.1.3山区河流和平原河流
山区河流 特点: 平原河流 特点：
2.2 河川径流的形成
2.2.1径流形成过程 径流形成过程 径流
流域内自降水开始到雨水流过出口断面的整 个物理 过程称为径流形成过程。一般将这一 过程分为四个阶段：降水—流域蓄渗—坡面 漫流—河槽集流。
2.2.2影响径流的主要因素
第二章 河川径流
内容
河流和流域 河川径流形成过程及影响径流的因素 水文测验 水文资料的搜集和整理
水位与流量关系曲线 重 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。 难 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
河流 横断面
河流长度及弯曲系数
河长：河流源头至河口沿河槽中泓线量取的距离。 河长：河流源头至河口沿河槽中泓线量取的距离。 中泓线量取的距离 弯曲系数( 弯曲系数(λ)：
L λ = l
式中： l —河源至河口直线距离。 河源至河口直线距离。 式中： 河源至河口直线距离 中泓线： 中泓线： 河流中沿水流方向各断面最大水深点的连线。 河流中沿水流方向各断面最大水深点的连线。
浮标法测流速浮标投放断面 及测速垂线布置示意图
1000 Q M = F
5径流系数（α）： 径流系数（ 某时段径流深度Y与同期降雨量X之比。 某时段径流深度Y与同期降雨量X之比。
Y α = X
2.2.4我国河流水量的补给类型
我国河流 水量的补给类型基本上可分为三类： 1）雨源型 雨源型河流的洪水由降雨形成。主要分布 在秦岭—淮河以南直至台湾、海南岛、云南广大南 方地区，一年内流量的变化与降雨变化一致，夏天 降雨大则流量增加，秋天流量逐渐下降。 2）雨雪源型 雨雪源型河流的洪水在三四月间主要由 融雪形成春汛，之后有一段枯水期，入夏后随降雨 量增多，在六月至九月形成夏汛和秋汛。主要分布 在我国华北、东北地区。 3）雪源型 西北地区如新疆、青海等地的河流，水量 补给以融雪为主，洪水的大小与气温高低关系密切， 汛期大多集中在气温较高的六七月间
自记水位计能将水位变化的连续过程自动记录 下来，不遗漏任何突然的变化和转折，有的还 能将所观测的数据以数字或图像的形式远传室 内，使水位观测工作趋于自动化和远传化。
直立式水尺
倾斜式水尺
2、流速测定
常用的流速测量方法有流速仪和浮标法两种 。
流速仪
浮标
3流量计算
流速仪测流速 测流断面及断面流速分布
主要影响因素
气候因素 降水 蒸发 地理位置、地形 地理位置、 人类活动 农业措施 植被、湖沼 植被、 林牧业措施 水利措施 流域形状和面积 土壤、地质 土壤、 下垫面因素
2.2.3径流量的表示 径流量的表示
1 流量（Q）： 流量（
单位时间内通过河流某过水断面的水量(m 单位时间内通过河流某过水断面的水量(m3/s)
分 水 线
主
河 槽
出口断面
分水线（ ）：流域的周界 流域的周界。 分水线（divide）：流域的周界。
地面分水线 地下分水线
河 隔水层 B河
闭合流域：地面分水线和地下分水线相重合的流域。 闭合流域：地面分水线和地下分水线相重合的流域。 非闭合流域：地面与地下分水线不重合的流域。 非闭合流域：地面与地下分水线不重合的流域。
L
式中: I — 河底或水面比降。 H2、H1 — 河段上游端和下游端水面或河底的 高程。 L — 河段长度。
Z5
高程
Z4 Z3
Z2
Z1
5
4
3
L
2
Z0
1
河长
整条河比降： 整条河比降：
J = ( Z 0 + Z 1 )l1 + ( Z 1 + Z 2 )l 2 + ⋯ + ( Z n −1 + Z n )l n − 2 Z 0 L L2
流域几何要素
流域面积F 流域面积F （Km2）:流域面积是流域的主要几何特 征。通常先在适当比便例尺的地形图上定出流域分水 然后量出它所包围的面积。 线，然后量出它所包围的面积。 流域长度L Km） 流域长度L（Km）:从流域出口到流域最远点的流域 轴线长度。 轴线长度。 流域平均宽度B Km） 流域平均宽度B （Km）:流域面积与流域长度的比值 B=F/L 流域形状系数： 流域形状系数：流域平均宽度与流域长度的比值
式中：Z0，Z1，… Zn — 自河流出口断面起沿流程各地面特征点的高程。 自河流出口断面起沿流程各地面特征点的高程。 式中： L1，L2，… Ln — 各特征点间的距离。 各特征点间的距离。
2.1.2流域
定义：降水落到地面形成的地表与地下径流，被山 定义：降水落到地面形成的地表与地下径流， 高地分隔而汇集到不同的河流中， 岭、高地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。即河流的集水区域。 同一区域为某河流的流域。即河流的集水区域。