河流及其特征

W 1 R F 1000
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5.径流系数 ：任意时段内径流深度R与同时段内降水深
度P之比。 公式：=R/P
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第七节 河川径流情势及我国河川径流分布
一、河川径流情势 指河川的时程变化特征，包括径流的年内变化，年际变化， 洪、枯水特征及水温冰情等。 1.径流的年内变化 2.径流的年际变化
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二、河流的基本特征
1.河流的长度L：自河源沿主河道至河口的距离 确定河流长度可以在大比例尺的地形图上，用曲线计或两脚
规量取 。
2.河流的断面（横断面和纵断面）
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河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连线称为中泓线。 中泓线的水流切面为河流的纵断面。
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第一节 河流及特征
一、河流的形成与分段
河 谷 河床或河槽
左 岸
右 岸
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每条河流一般都可分为河源、上游、中游、下游、河口等 五个分段。 (1）河源。河流开始的地方，可以是溪涧、泉水、冰川、 沼泽或湖泊等。 (2）上游。直接连着河源，在河流的上段，它的特点是落 差大，水流急，下切力强，河谷狭，流量小，河床中经常 出现急滩和瀑布。 (3)中游。中游一般特点是河道比降变缓，河床比较稳定， 下切力量减弱而旁蚀力量增强，因此河槽逐渐拓宽和曲折， 两岸有滩地出现。 (4)下游。下游的特点是河床宽，纵比降小，流速慢，河道 中淤积作用较显著，浅滩到处可见。 (5)河口。河口是河流的终点，也是河流流入海洋、湖泊或 其它河流的入口，泥沙淤积比较严重。
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1.径流的年内变化 定义： 径流的年内变化又可称年内分配，即一年内总 水量按各月的分配。常用流量过程线来表示。 （1）以月(季)或旬的径流量占年金流量的百分比表示
（2）以综合反映河川径流年内分配不均匀的特征值表 示。如用年内分配不均匀系数C表示：
1 12 C ( Ki 1) 2 , Ki Qi Q 12 i 1 Qi 各月平均流量 Q 年平均流量
产流过程：降雨经植物截留、填洼、下渗形成径流损失后成 为净雨的过程
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产流汇流动画
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二、汇流过程 流域的汇流过程包括山坡汇流和河网汇流两部分 ① 山坡汇流：指水流沿山坡的坡面和地下向河网的流动 和汇集过程，它包括坡面汇流、表层汇流和地下汇流。 在径流形成中，坡地汇流过程起着对各种成分在时程上 的第一次再分配作用。
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第六节 径流的表示方法和度量单位
1. 流量Q：单位时间内通过某过水断面的水量。 2. 径流总量W：在一定时段内通过某断面的水量。 公式：W=QT T—时段长 Q—时段平均流量 3. 径流模数M：单位流域面积上的平均流量。 公式：M=1000Q/F F—流域面积
4. 径流深度R：将计算时段内径流总量均匀铺在某断面 以上的流域面积上，其响应的水层深度。 公式：
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第四节 影响径流的主要因素
1.流域的气象条件 2.流域的地理位置 3.流域的地形特征 4.流域形状和面积 5.流域的植被
6.流域内的土壤及地质构造
7.湖泊和沼泽 8.水利化措施
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第五节 流量过程及其组成
1.流量过程线的特征点
坡面漫流注入河槽 的终止时刻
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三、水系及河流地貌定律 1.河流的分级 霍顿河流分级法：①直接发源于河源的小河流为1级河 流；②直接接纳1级河流汇入的河流称为2级河流；
③直接接纳1、2级河流汇入的河流为3级河流。
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Straller河流分级法：①直接发源于河源的小河流为 1级河流；②两条同级别的河流汇合而成的河流级 别比原来高一级；③两条不同级别的河流汇合而 成的河流的级别为两条河流中较高的河流的级别。
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总结
掌握流域、河流、降水、蒸发、下渗、径流等基本概念 掌握并理解径流的形成过程
掌握水文要素的定量计算方法，如河流纵比降、径流量、
径流深等
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一、产流过程 径流损失：雨 期蒸发、植物 截留、填洼和 下渗损失 净雨量：降雨 扣除径流损失 后的雨量
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净雨在流域坡地上向河槽汇集，在河网中流动形成河川径流 净雨与径流是怎样一种关系，两者等同吗？ 两者在数量上相等，过程完全不同：
径流的来源
净雨
降雨结束后停止
径流
净雨汇流的结果 延续的时间很长
水文学原理
Principles of Hydrology
第二章 河流和流域特征
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第二章 河流和流域特征
主要内容
河流及特征 1.1 流域与水系特征 1.2 径流形成过程概述 1.3 影响径流的主要因素 1.4 流量过程及其组成 1.5 径流的表示方法和度量单位 1.6 河川径流情势及我国河川径流分布 1.7
平 行 状
2.河网密度：流域内河流干支流总长度与流域面积
的比值
公式：D=L/A
河网密度大的流域，排水良好，水文响应较快。
河网密度小的流域，排水不良，水文响应较慢
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第三节 径流形成过程概述
径流：指降雨及冰雪融水在重力作用下沿地表或地下流动的 水流。 径流的类型： 按水流来源可有降雨径流和融水径流； 按流动方式可分地表径流和地下径流，地表径流又分坡面流 和河槽流。 我国大部分河流以降雨径流为主。 径流形成过程：从降水落到流域表面至水流汇集到流域出口 断面的整个物理过程。可概化为两个过程：产流过程和汇 流过程。
总趋势是由东南向西北递减；新疆、甘肃交界以西则由西向 东递减，具有明显的地域分布规律 1.年径流的地理分布 丰水带 多水带 过渡带 少水带
干涸带
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2、径流的年内变化
我国河流径流的年内变化可分为四个阶段：
（1）春季春汛或平水、枯水 北方河流由于冰雪融解，河流水位上涨、 水量增加形成春汛，其中以东北的河流显著。此时南方的河流由于雨 季开始早，径流迅速增加，径流量亦大。但华北、西北地区春旱严重， 河流大都处于枯水期。 （2）夏季洪水 夏季是我国河流径流最丰富的季节，大多数河流都出 现夏季洪水期。
3.河流的纵比降 任意河段两端（水面或河底）的高差为落差，单位河长上的 落差为河段比降，用以小数或千分数表示 。
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Hale Waihona Puke Baidu
河流比降公式：
(h0 h1 )l1 (h1 h2 )l2 (hn1 hn )ln 2h0 L J L2
J ——河流的比降 hn ——自上游到下游沿程各点河底高程，m ln ——两点间的距离，m L ——全河流的长度，m
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几个基本概念 植物截留：雨水被植物茎叶拦截，滞留在植物枝叶上的现象。 植物截留的雨水将以蒸发的形式返回大气。
填洼：流域内坡面上流动的水流向坡面上的洼地汇集，并积
蓄于洼地的现象。 下渗：水分从地表渗入地下的现象、 下渗损失：渗入地下的水量中，不能成为地下径流的那部分 损失量
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起涨段
地面径流终止
壤中流终止
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2.流量过程的水源组成
(1)超渗坡面流 (2)饱和坡面流 (3)回归流 (4)饱和壤中流 (5)非饱和壤中流 (6)地下径流
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超渗坡面流：当降雨强度大于下渗强度时，降雨产生的地面 径流。 饱和坡面流：在土壤饱和的面积上，有后续降雨时，发生饱 和坡面流 回归流：在暴雨期间，坡地上的相对不透水层出露地表，壤 中流被迫回到地面 饱和壤中流：表层土壤达到饱和后的壤中流（可能是洪峰的 主要来源） 非饱和壤中流：当表层土壤尚未达到饱和，仅在相对不透水 层上形成较薄的一层临时饱和层，这时形成的壤中流 地下径流：由于地下水的水力坡度和透水率比壤中流小，渗 流历时长，成为河流枯水的主要来源
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② 河网汇流：指水流沿河网中各级河槽向出口断面的汇集过
程。
Q
出口断面
汇流示意图
t
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A径流形成过程的实质 径流形成过程就是水分在流域中的再分配与运行过程。实 质上讲，它是水分在不同下垫面和不同介质中，在各种力 的作用下，沿着不同方向运行和发展的物理过程。 B 径流形成过程中的水分运行机制 径流形成过程中的水分运行分垂向运行机制和侧向运行机 制两类。 a：垂向运行机制有降水，植物截流，填洼，下渗，蒸发。 b：侧向运行机制有坡面水流，地下水流，及河槽水流。
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流域长度：流域出口断面至分水线的最大直线距离 流域的平均宽度：流域面积与流域长度之比 流域的形状系数：流域平均宽度与流域长度之比 流域的自然地理特征：地理位置、下垫面条件、气候特征等。
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二、水系的基本特征 1.水系形状
扇 形
羽 毛 状 混 合 形
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一、流域的基本特征 流域：汇集地面径流和地下径流的区域，即分水线包围的区 域。
闭合流域：地面分水线与地下分水线重合。
闭合流域处理的情景：除石灰岩溶洞等特殊地质情况外， 一般流域，当对研究的问题无太大影响时，按闭合流域处 理。
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1、流域面积F 流域分水线包围区域的平面投影面积，km2
（3）秋季平水 秋季是我国河川径流普遍减退季节，是由夏季洪水过 渡到冬季枯水之间的平水期。
（4）冬季枯水 冬季是我国大部分河流最枯竭的季节。在干旱和半干 旱地区小河常断流。
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3. 河川径流年际变化
1. 降水量少的地区：年际径流变化大于降水量多的地区，因为降水量大 的地区，水汽输送量大而较稳定。 2.以雨水补给为主的河流：年际径流变化大于以冰川积雪融水或地下水 补给为主的河流。 3.平原和盆地的河流：径流年际变化值大于相邻的高山和高原地区，因 为高原高山地区多地形雨。 4.流域面积小的河流：径流年际变化大于流域面积大的河流。因为大河 集水面积大，而且流径不同的自然区域，各支流径流变化情况不一致， 丰水年枯水年可以相互调节。再加上河床切割很深，得到的地下水补 给多而稳定。所以径流变化小。如长江支流汉水的流域面积比长江干 流小，径流年际变化大于长江。 我国华北及淮河流域径流年际变化最大，次为东北。长江流域的年 际径流变化居中等；华南、东南沿海及西部高山地区的河流年际径流 变化较小。
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2.径流的年际变化
径流年际变化一般指年径流年际间的变化幅度和多年变 化过程。 定义：Cv：年径流变差系数。
Cv
k
n 1
1 n 1
i
2
Ki—流量变率
n — 观测年数
流量变率K：某一年的平均流量Q i和正常年径流量Q0之比。 公式：K i=Q i/Q0
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2.河流地貌定律 ⑴河数率。水系中任一级河流的数目与该级河流的级别呈 反几何级数关系
N i RB
i
（2）河长率：水系中各级河流的平均河长与该 河流级别i近似于正几何级数关系。
Li L1 R
（3）面积率
i 1 L
（4）河流比降率
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第二节 流域与水系特征
CV值大，年径流的变化剧烈，不利于水资源的利用。 CV值小，年径流的变化缓和，有利于水资源的利用。 CV值的影响因素主要有年径流量的多少和补给来源。
年径流量大的地区CV值小
以雨水为主要补给的地区CV值较大 以冰雪融水或地下水补给为主的地区CV值较小。
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二、我国河川径流分布概况
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第一节 河流及特征
关于河流的基础知识 河流：汇集地面径流与地下径流的天然水道中流动的水流 流域：供给河流地面径流和地下径流的聚水区域 水系（河系）：流域内各大小河流构成的脉络相同的水道 系统
河流和流域的特征是由一定的气候条件和地理环境决定的，
气候条件影响河流的形成、发育和水情；流域是径流的发生 之源，河系是径流的汇聚输送之路。