水文学的一般概念与水文测验【精选】

第2章

水文学一般概念与水文测验

•内容：

✓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

•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

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)

(3) 河网 ( Hydrographic Net )

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?

中泓线：河道中各横断面表

面最大流速点的连线。

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。

L

1

L

2

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。

(3) 河流的横断面

1)定义：垂直于河道断面平均流向或中泓线横截河流，以自由

水面和湿周为界的剖面。

2)类型：

①按所取部位分：河槽横断面——与地质有关

过水横断面——与径流量有关

②按形状分：单式、复式。

3) 作用：计算流量的重要依据。

小结：

河流断面的发展变化主要决定于河槽所在地理位置、地质构造、河槽组成物质和水流情况等。

一般而言，河流上游主要为冲刷作用，下游为淤积作用，造成纵断面的上游陡，下游平缓，槽断面经常是冲、淤交替的现象。

（4）河流比降

1）定义：沿水流方向，单位水平距离内铅直方向的落差， 即为河流纵比降。

2）公式：

对任一河段而言：

L

Z Z S 21-

= Z 1 Z 2 L

对一条河流而言： ()()()2

012211102L L Z L Z Z L Z Z L Z Z S n n n -++++++=- （6.31） 式中 Z 0，Z 1，…，Z n ——自出口断面起

沿流程各特征

地面点高程;

L 1，L 2，…，L n ——各特征点间的

距离。

3）其它比降

描述河流坡降还有：

水面横比降、能面比降、摩阻比降等

河流横比降：

在某一横断面，由于水面不处于同一水平面，而造成在该断面出现一定的横向水流。这一水面高差与河床宽度的比值称之为河流横比降。

产生的原因：

地球自转所产生的偏转力；

河流弯道离心力

作用：

在水体中产生一种横向水流，该水流在河床表层与底层流向相反，形成封闭环流；

与纵向水流结合易于形成漩涡，使凹岸受到冲刷，形成深层，使凸岸产生淤积，形成浅滩，从而影响水源取水位置。

2.1.4 河流的分段

按河段不同特性，一条发育完整的河流，可划分为5个部分：

（1）河源 ( headwaters ) : 河流最初形成地表水流的源头部分。

包括：冰川、泉水、沼泽、湖泊等。

（2）上游 ( upstream )：靠近河源与水流相反方向的河段。

特点：落差大、水流急，冲刷强烈，常有急滩、瀑布。（3）中游 ( midsream )：上、下游中间的河段。

特点：比降逐缓，河床冲淤接近平衡。

（4）下游 ( downstream )：靠近河口，河流的最下一段。

特点：坡度缓、水流慢，泥沙淤积，断面复杂。

（5）河口 ( estuary )：河流注入海洋的河段，有时指注入湖泊或

较大河流的河段。

特点：易形成沙洲或河口三角洲。