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文檔簡介
1、 水文(Hydrology)1.水文學(xué)是研究地球上水的分布、循環(huán)、運動變化規(guī)律及其與地理環(huán)境、人類社會活動之間的相互關(guān)系的學(xué)科。(研究地球上的各種水體的形成、循環(huán)和分布,探討水體的化學(xué)和物理性質(zhì)以及它們隊環(huán)境的反應(yīng),包括它們與生物的關(guān)系。)2.水文學(xué)廣義的可以分為水文氣象學(xué)、地表水文學(xué)、地下水文學(xué),按地表分布情況可以分為海洋水文學(xué)和陸地水文學(xué)。(p1)3.水文現(xiàn)象的物理基礎(chǔ): 水的密度;水的熱容量和傳熱性;水的三態(tài)轉(zhuǎn)化;水的表面張力;水的運動特性.4.地球上水的存在形式是多種多樣的,它總是以氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)的形式存在于地球的表面、地球的大氣層中和地球的土壤巖層中。以一定形式存在于某一環(huán)境之中,
2、且具有獨特的水文規(guī)律和水文特征的水,統(tǒng)稱為水體5.水文學(xué)研究方法:1 成因分析法 2 數(shù)理統(tǒng)計法 3 地理綜合法 4 新技術(shù)的應(yīng)用6.水循環(huán)是指地球上各種形態(tài)的水體,在太陽輻射、地心引力等作用下,通過蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)降水、入滲及徑流等環(huán)節(jié),不斷地發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)變、能量交換的周而復(fù)始的運動過程。主要過程:水汽蒸發(fā) water evaporation水汽輸送vapour transportation凝結(jié)降水precipitation 水分入滲 water infiltration/percolation地表和地下徑流runoff/groundwater flow7. 水圈包括地球所有形式的水,主要
3、有地面水、地下水、大氣水和生物水四大部分。8.水循環(huán)基本類型:大循環(huán)(海陸間):海洋上蒸發(fā)的水汽,被氣流輸送至大陸上空,凝結(jié)形成降水、落至地面,一部分以地表和地下徑流的形式又匯注于海洋。而另一部分則蒸發(fā)返回大氣中,這種海陸間的水分交換過程稱大循環(huán)。在大循環(huán)中,空中水汽主要是由海洋上空向陸地輸送,把海洋向陸地輸送的凈水汽量稱為有效水汽輸送量。小循環(huán):海洋上蒸發(fā)的水汽,在海洋上空凝結(jié)后,以降水形式落到海洋中,或陸地上的水經(jīng)蒸發(fā)凝結(jié)又降落到陸地上,這種局部的水分循環(huán)稱小循環(huán),前者稱海洋小循環(huán),后者稱內(nèi)陸小循環(huán)(陸地小循環(huán))。9. 水體更替周期:水體在參與水循環(huán)過程中全部水量被交替更新一次所需的時間。
4、10.水循環(huán)的環(huán)境效應(yīng):(1)水循環(huán)參與了地球圈層構(gòu)造 (2)水循環(huán)影響全球氣候 (3)水循環(huán)影響地貌形態(tài)及地殼運動11.影響水分循環(huán)的因素很多,可以歸納入四類;一是氣象因素,如溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、濕度等;二是自然地理條件,如地形、地質(zhì)、土壤、植被等;三是人類活動,包括各種水利措施和農(nóng)業(yè)措施等;四是地理位置。12. 所謂水量平衡,是指選定區(qū)域(或水體)在任意時段內(nèi),其收入的水量與支出的水量之間差額必等于該時段區(qū)域(或水體)內(nèi)蓄水量變化量,即水在循環(huán)過程中收支平衡。 水量平衡方程: IO 十(W2W1)O 十W式中:I給定時段內(nèi)輸入?yún)^(qū)域的各種水量之和;O給定時段內(nèi)區(qū)域輸出的各種水量之和;W2、W1
5、區(qū)域內(nèi)給定時段始、末的儲水量;W時段內(nèi)貯水量的增量,WW2W1。區(qū)域內(nèi)儲水量增加,W0;儲水量減少,W0。 應(yīng)用水量平衡可對水文循環(huán)建立定量概念,從而了解各循環(huán)要素如降水、蒸發(fā)、徑流之間的定量關(guān)系,這對于水資源評價、水文水利計算、水文預(yù)報都具有重要作用。13.全球水量平衡方程:如研究區(qū)域為地球上的全部海洋,所取計算時段為年,則某一年的(1)水量平衡方程為:P 洋+RE 洋+Ws 式中 P 洋海洋上某年的降水量;R大陸流入海洋的某年徑流量;E 洋海洋上某一年的蒸發(fā)量;W 海洋某一年的儲水增量。(2)通用水量平衡方程:P+Rs+RgE+Rs+Rg+Qo+W式中 P區(qū)域內(nèi)計算時段的降水量;Rs、Rg
6、分別為計算時段內(nèi)經(jīng)地面、地下流入?yún)^(qū)域內(nèi)的徑流量;E區(qū)域內(nèi)計算時段的凈蒸發(fā)量,等于蒸發(fā)與凝結(jié)的差值;Rs、Rg分別為計算時段內(nèi)經(jīng)地面、地下流出的徑流量;Qo4區(qū)域內(nèi)計算時段內(nèi)的總用水量;W區(qū)域內(nèi)計算時段的蓄水增量。(3)流域水量平衡方程:PE+R+ Qo+W式中Qo 為流域內(nèi)國民經(jīng)濟的凈耗水量,其中灌溉耗水量消耗于蒸發(fā),可計入流域總蒸發(fā)E 之中;工業(yè)凈耗水量一部分消耗于蒸發(fā),一部分是產(chǎn)品帶水,消耗于蒸發(fā)部分也計入E 之中;而產(chǎn)品帶水則數(shù)量相對很小可略去不計。于是對閉合流域給定時段的水量平衡方程可寫為PE+R+W(p16)14. 降水主要是指降雨和降雪,其他形式的降水還有露、霜、雹等。水分以各種形
7、式從大氣到達地面統(tǒng)稱為降水。所謂水汽擴散是指,由于物質(zhì)出入介質(zhì)而引起的隨機不可逆運動的現(xiàn)象。 水汽輸送是指大氣中水分因擴散而由一地向另一地運移,或從低空輸送到高空的過程。水汽輸送通量: 表示在單位時間內(nèi)流經(jīng)某一單位面積的水汽量. 水汽通量散度 是指單位時間匯入單位體積或從該體積輻射出的水汽量. 散度為正的地區(qū)表示水汽自該地區(qū)向四周輻散,稱該地區(qū)為水汽源,在這種情況下降水比較少;反之散度為負的地區(qū),表示四周有水汽向該地區(qū)匯集,稱該地區(qū)為水汽匯.15. 影響水汽含量與水汽輸送的因素很多,主要因素如下:1.大氣環(huán)流的影響, 2地理緯度的影響 3海陸分布的影響 4海拔高度與地形屏障作用的影響16.降水
8、的基本的要素有以下四種: 1.降水量一定時段內(nèi)降落在某一面積上的總水量;次降水量指某一區(qū)域內(nèi)一次降水的總量 2.降水歷時:T是指一場降水自始至終所經(jīng)歷的時間, 降水時間指對應(yīng)于某一次降水量而言. 3.降水面積: 降水所籠罩的面積。 4.降水強度: 單位時間內(nèi)的降水量.17.降水特征的表示方法(1)降水量過程線: 一段時間內(nèi)(日、月、年)的降水量隨時間的變化過程(2)降水量累積曲線以時間為橫坐標,以自降水開始到各時刻降水量的累計值為縱坐標繪制的曲線,自記雨量計中的曲線即為降水累計曲線。(3)強度歷時曲線:強度歷時曲線根據(jù)一場降水資料,統(tǒng)計其不同時段內(nèi)最大平均雨強,然后以雨強為縱坐標,時間為橫坐標
9、繪制而成。同一場降雨中雨強與歷時成反比.(4)等雨量線: 地區(qū)內(nèi)降水量相等各點的連線,它綜合反映了一定時段內(nèi)降水量在空間上的分布規(guī)律。18.區(qū)域平均降水量的計算: 1.算術(shù)平均法 2.泰森多邊形法(垂直平分法)3.等雨量線法 4.客觀運行法19. 影響降水的因素: 1地理位置的影響 2.氣旋、臺風(fēng)途徑及其它氣象因素的影響 3.地形的影響 4.其它因素的影響 5.水面的影響20.可能最大降水(PMP)或可能最大暴雨(PMS),系指在現(xiàn)代的地理環(huán)境和氣候條件下,特定的區(qū)域在特定的時段內(nèi),可能發(fā)生的最大降水量(或暴雨)??赡茏畲蟊┯炅縋m的計算公式: 式中,P為選定的高效暴雨量;wm、w分別為當(dāng)?shù)乜?/p>
10、能最大暴雨的降水量和當(dāng)?shù)氐湫偷目山邓俊?1. 下滲是指降落到地面的雨水從土壤表面滲入土壤的過程。它是徑流形成的重要因素之一它不僅直接決定地面徑流量的大小,同時也影響土壤水分和地下水的增長,以及壤中徑流和地下徑流的生成。下滲是水文循環(huán)的最難定量的因素之一。22.存儲組成土壤的大小不同的土粒按不同比例混合在一起表現(xiàn)出來的土壤粗細狀況稱土壤的機械組成或土壤質(zhì)地。23.土壤物理性質(zhì)的指標:1)土壤比重r 土壤中固體物質(zhì)與同體積水的重量之比,即RWs/Ww 式中 Ws固體物質(zhì)重量 Ww同體積水重2)土壤干容重Ro 在自然條件下,單位體積中干土重量,干容重常稱為容重。即 RoWs/V 式中 V土壤體積
11、Ws自然條件下土壤體積V 中干土重量Ro 一般變化在2.23.2 之間,平均值約為2.62.7。砂土的容重在1.41.7之間;粘土的為1.11.6;耕作土為1.01.4;緊實的底土為1.551.80。3)土壤的孔隙比e 孔隙體積Vv 與固體體積Vs 之比。即 eVv/Vs4)土壤的孔隙率np 孔隙體積Vv 與總體積V 之比。即 npVv/V 其中e 和np 可以相互轉(zhuǎn)化,即 npe/(1e)土壤孔隙(soil Pore space) 存在于土壤中的孔道與間隙。以數(shù)量(孔隙率)和大小分布表示24.土壤水分的作用力:(1)分子力 (2)毛管力 (3)重力25. 土壤水分的存在形式:(1)吸濕水 被
12、風(fēng)干土壤顆粒所吸附在土粒表面的水汽分子,稱為吸濕水。在水汽飽和的空氣中,土壤吸濕水達最大數(shù)量,稱為吸濕系數(shù)。土壤質(zhì)地越細,土粒的表面能越大,吸濕系數(shù)也越大(2)膜狀水 在土粒吸濕水層的外面仍可再吸附液態(tài)的水分子而形成水膜,這種土壤水分稱為膜狀水。當(dāng)膜狀水達到最大數(shù)量時,稱為土壤的最大分子持水量。(3)毛管水 毛管水是由毛管孔隙中水分彎月面的毛管力所保持的水分。(4)重力水 進入土壤的水分超過土壤所能保持的田間持水量時,那些超出的水分因受重力作用沿較大的孔隙向下滲透。這種受重力作用而下滲的水分即稱為重力水。當(dāng)土壤為重力水所飽和時,即土壤全部孔隙都充滿水分時,其土壤含水量稱飽和含水量。26. 土壤
13、水分常數(shù):1.最大吸濕量:在飽和空氣中,土壤能吸收的最大水汽量稱為最大吸濕量。它表示土壤吸著氣態(tài)水的能力。2.最大分子持水量:由于土粒分子力所結(jié)合的水分的最大值稱為最大分子持水量。此時,薄膜水厚度達到最大值。3.凋萎含水量:植物無法從土壤中吸收水分,從而開始永久凋萎時的土壤含水率。植物根系的吸力約為25 個大氣壓,即當(dāng)土壤水分的吸力等于15 個大氣壓時土壤含水率就是凋萎含水量。由此可見,大于凋萎含水量的水分才是參加水分交換的有效水量。4.毛管斷裂含水量:毛管懸著水的連續(xù)狀態(tài)開始斷裂時的含水率。當(dāng)土壤含水率大于此值時,懸著水就能向土壤水分的消失點或者消失面運行。在此值以下,連續(xù)供水狀態(tài)遭到破壞,
14、其土壤水分為結(jié)合水和薄膜水。這時,水分交換以薄膜水和水汽形式進行。5.田間持水量:又稱為田間最大持水量。飽和土壤排水兩天后,過多的重力水已經(jīng)排除,土壤中保持最大毛管懸著水時的土壤含水率,相當(dāng)于0.10.3 個大氣壓。懸著水不作重力流動,當(dāng)土壤含水率超過田間持水量時,過剩的水分不能保持在土壤中,會以自由重力水的形式向下滲透。它是劃分土壤持水量和向下滲透水分的重要標志。6.飽和含水量:土壤中所有孔隙全部被水分充滿時的土壤含水率。約相當(dāng)于0.001Pa,它決定于土壤孔隙的大小。從田間持水量到飽和含水量,是受重力作用向下運動的自由重力水。地下潛水面以下,土壤含水量經(jīng)常處于飽和狀態(tài),屬于飽和滲透水流特性
15、。27.土壤含水率表示方法:土壤含水量又稱土壤含水率、土壤濕度等,它是衡量土壤含水多少的一種數(shù)量概念。1) 土壤重量含水率:指水分的重量Ww與干土重量Ws的比值 nWw/Ws2) 土壤容積含水率:單位容積中水分含量的百分比 m(Vm/V)*1003) 相對百分比:土壤相對含水量 m 相對 m/m田間4) 土水勢:干燥的土壤對水分吸附能力的大小28.重量百分率: 所含水分重占干土重的百分率 (%)1)容積百分率:水分所占容積與土壤容積之比 (%) 土壤孔隙充水程度2)水貯量 : 單位土體 (面積、厚度) 內(nèi)土壤水的總貯量3)相對含水量 實際含水量與田間持水量之比 (%)29.土壤水分常數(shù):1.最
16、大吸濕量:在飽和空氣中,土壤能吸持的最大水汽量稱為最大吸濕量。2.最大分子持水量:由土粒分子所結(jié)合的水分的最大量稱為最大分子持水量,此時薄膜水厚度達到最大。3.凋萎含水量:植物無壤中吸收水分而開始永久凋萎時的土壤含水量。也稱凋萎系數(shù)。4.毛管斷裂含水量:毛管懸著水的連續(xù)狀態(tài)開始斷裂時的土壤含水量5.田間持水量:全稱“田間最大持水量”,土壤中毛管懸著水達到最大值時的土壤含水量。6.飽和含水量:土壤中所有孔隙全部被水分充滿時的土壤含水量。30.水土勢: 為了可逆地等溫地在標準大氣壓下從在指定高度的純水水體中移動無窮小量的水(假設(shè)它的勢能值為0)到土壤水分中去,每單位數(shù)量純水所需要的作功的數(shù)量,用(
17、普賽)表示。31.土壤水吸力:是指土壤在承受一定吸力的情況下所處的能態(tài),簡稱吸力,但不是指土壤對水的吸力;32.下滲的物理過程按照作用力的組合變化及其運動特征,可劃分如下3 個階段:1.滲潤階段:下滲水分主要在分子力作用下,被土壤顆粒吸附而成薄膜水。在土壤干燥時,這一階段非常明顯;當(dāng)土壤含水量大于最大分子持水量時,這一階段逐漸消失。2.滲漏階段:下滲水分主要在毛管力和重力作用下,在土壤孔隙中向下作不穩(wěn)定流動,并逐步填充土壤孔隙,直至全部孔隙為水填滿而飽和。通常也將以上兩個階段合稱為滲漏階段。3.滲透階段:當(dāng)土壤孔隙被水分充滿達到飽和狀態(tài)時,水分主要受重力作用,呈穩(wěn)定流動。33.下滲水的垂向分布
18、:1飽和帶:飽和帶位于土壤表層。在持續(xù)不斷地供水條件下,土壤含水量處于飽和狀態(tài)。厚度一般不超過1.5厘米。2過渡帶 在飽和帶之下,土壤含水量隨深度的增加急劇減少,形成一個水的過渡帶。過渡帶的厚度不大,一般在5厘米左右。3水分傳遞帶 :水分傳遞帶位于過渡帶之下,在均質(zhì)土中,傳遞帶內(nèi)水分下滲率接近常值。4濕潤鋒:水分傳遞帶之下的一個含水量隨深度迅速遞減的水分帶,濕潤帶的末端稱為濕潤鋒面,鋒面兩邊土壤含水量突變。此鋒面是上部濕土與下層干土之間的界面。34.下滲要素:n 入滲率:又稱下滲強度,是指單位面積上單位時間內(nèi)滲入土壤中的水量n 入滲能力:又稱下滲容量,指在充分供水條件下的下滲率。n 穩(wěn)定入滲率
19、:下滲率穩(wěn)定在一個比較固定的水平上,即達到穩(wěn)定下滲率。n 入滲曲線和積累入滲曲線:35. 影響下滲的因素:一、土壤特性:土壤特性對下滲的影響,主要決定于土壤的透水性能及土壤的前期含水量。其中透水性能又和土壤的質(zhì)地、孔隙的多少與大小有關(guān)。一般來說土壤顆粒愈粗,孔隙直徑愈大,其透水性能愈好,土壤的下滲能力亦愈大二、降水特性降水特性包括降水強度、歷時、降水時程分配及降水空間分布等。降水強度沒有影響土壤下滲強度及下滲水量,在降水強度等于下滲率f 的條件下,降水全部滲入土壤,下滲過程受降水過程制約。在相同土壤水分條件下,下滲率隨雨強增大而增大。此外,降水的時程分布對下滲也有一定的影響,如在相同條件下,連
20、續(xù)性降水的下滲量要小于間歇性下滲量。三、植被地形通常有植被的地區(qū),由于植被及地面上枯枝落葉具有滯水作用,增加下滲時間,從而減少了地表徑流,增大了下滲量。而地面起伏、切割程度不同,影響地面漫流的速度和匯流時間。在相同的條件下,地面坡度大、漫流速度快,歷時短,下滲量就小。四、人類活動的影響人類活動對下滲的影響,既有增大的一面,也有抑制的一面。例如,各種坡地改梯田、植樹造林、蓄水工程均增加水的滯留時間,從而增大下滲率。反之砍伐森林、過度放牧、不合理的耕作,則加劇水土流失,從而減少下滲量。在地下水資源不足的地區(qū)采用人工回灌,則是有計劃、有目的的增加下滲水量;反之在低洼易澇地區(qū),開挖排水溝渠則是有計劃有
21、目的控制下滲,控制地下水的活動。36. 水面蒸發(fā)是指在自然條件下水面的水分從液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)而逸出水面的物理過程,可概括為水分汽化和水分擴散兩個過程。37.1).蒸發(fā)潛熱:單位水量從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)所吸收的熱量,也稱為汽化潛熱。 2)飽和水汽壓:當(dāng)蒸發(fā)到一定程度時,必然發(fā)生出入水面的水汽分子數(shù)相等的情況,有效蒸發(fā)量為零,達到飽和平衡狀態(tài),相應(yīng)的水汽壓稱為飽和水汽壓。38.影響水面蒸發(fā)的因素:1 )飽和水汽壓差:飽和水汽壓差指水面溫度的飽和水汽壓與水面上空一定高度的實際水汽壓之差。它反映著水汽溫度梯度,飽和水汽壓差越大,蒸發(fā)量越大2)風(fēng) :風(fēng)或氣流能加強亂流擴散作用,移走水面上的水汽分子,促進水汽交接
22、,使水面上水汽飽和層變薄并保持持續(xù)強大的輸送率,因而風(fēng)速愈大水面蒸發(fā)率也愈高3 )溫度 :氣溫決定空氣中水汽含量的能力和水汽分子擴散的速度。溫度高時,蒸發(fā)面上的飽和水汽壓比較大,飽和差大,易于蒸發(fā);4 )水質(zhì):水中含的雜質(zhì)能阻止水分子運動,減少蒸發(fā)。5 )蒸發(fā)表面的情況:表面積大則蒸發(fā)面大,蒸發(fā)作用進行得快綜上所述,可把影響水面蒸發(fā)的因素歸納為兩類;氣象因素,如氣壓、溫度、濕度和降水;水體自身及自然地理因素如水質(zhì)、水深、水面和地形地貌等因素39.熱量平衡法:假定一個從水面到一定深度的水柱體底部無垂直的熱量交換。 Rsi-Rr-Rb-H-He-Hso+His=Hsn Rsi太陽輻射,Jmin;R
23、r反射輻射,Jmin;n Rb水體長波輻射,Jmin;n H傳導(dǎo)感熱損失,Jmin;n He蒸發(fā)耗熱量, Jmin;n Hsi 入流帶進熱量,Jmin;n Hso出流帶出熱量,Jmin;n Hs水體儲熱變量,Jmin。40.土壤蒸發(fā)階段:n 定常蒸發(fā)階段:土壤含水量大于田間持水量,土壤十分濕潤,水充滿全部孔隙,并存在自由重力水,可以充分供給土壤蒸發(fā)。n 蒸發(fā)率下降階段:由于土壤蒸發(fā)耗水,毛管水連續(xù)狀態(tài)不斷遭到破壞,當(dāng)土壤含水量減少到毛管斷裂含水量以后,土壤蒸發(fā)進入第三階段。n 蒸發(fā)率微弱階段:土壤含水量減小到小于毛管斷裂含水量以后,毛管水不再以連續(xù)狀態(tài)存在,毛細管的傳導(dǎo)作用遭到破壞,土壤水分只
24、能以薄膜水和氣態(tài)水的形式向上移動,此時土壤內(nèi)部水分通過汽化,并經(jīng)土壤孔隙向大氣運行,因而蒸發(fā)主要為水汽擴散輸送。41. 影響土壤蒸發(fā)的因素,一是氣象因素,如溫度、濕度、風(fēng)速等,二是地下水埋深、n 土壤質(zhì)地、土壤色澤、土壤表面特征及地形等因素。1 土壤含水量的影響 2地下水位的影響:地下水位對土壤蒸發(fā)的影響主要是通過影響地下水面以上土層含水量的分布來起作用 3 土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)的影響 :土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)決定了土壤的孔隙大小和分布特性,影響土壤的持水和輸水性能,從而對土壤蒸發(fā)產(chǎn)生作用。 4 土壤色澤的影響 :影響地表對太陽輻射的吸收和反射率。顏色愈深,吸熱越多,溫度升高快,蒸發(fā)量愈大。 5 土壤表面特
25、征的影響 :坡位、坡度,植被覆蓋 6 溫度梯度的影響:溫度高低,對土壤蒸發(fā)有顯著影響,溫度高蒸發(fā)快,溫度低蒸發(fā)慢溫度梯度影響水分運行的方向42.根土滲透勢:在根土共存的系統(tǒng)中,由于根系中溶液濃度和四周土壤中水的濃度存在梯度差而產(chǎn)生的散發(fā)拉力:由于植物散發(fā)作用而拉引根部水向上傳導(dǎo)的吸力43.區(qū)域總蒸發(fā):一定區(qū)域內(nèi)所有水面蒸發(fā)、冰雪蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)和植被散發(fā)的總和第六章:徑流44.徑流:指降水沿著地表或地下匯入河流后,向流域出口斷面匯集的全部水流。45.徑流表示方法:(1)流量Q: 即單位時間內(nèi)通過河流某一斷面的水量,單位是m3/s, Q= dQ=VdrQ=A*V ,A過水?dāng)嗝娴拿娣e ,V過水?dāng)嗝娴?/p>
26、平均流速,流量有瞬時值、日平均值、年平均值及多年平均值等,其中多年平均值又稱為正常徑流量。(2)徑流總量W 是指一定時間段內(nèi)通過河流某一橫斷面的水量(m3),W= Q(t)dt=QTQ(t)-t 時刻的流量(3)徑流深R 徑流深是指徑流量均勻鋪設(shè)在整個流域面積上所得的水深,即R=W/AW年徑流量,A流域面積(4)徑流模數(shù)M 即流域出口斷面流量與流域面積之比,M=1000Q/A,A流域面積,徑流模數(shù)和流量一樣有日平均、月平均和多年平均值。(5)徑流系數(shù) 徑流系數(shù)是某一段時間內(nèi)的徑流深度與相應(yīng)的降水深度的比值。顯示了流域降水量轉(zhuǎn)化為徑流的比率(6)徑流變率 同一時段某一年的徑流量與多年平均徑流量的
27、比值,反映該地區(qū)這一年的徑流豐枯情況。46.徑流形成過程:從雨(或雪等形式)降落到流域表面到水流匯集到河流出口斷面的整個物理過程,稱為徑流形成過程, 分為以下三個階段:流域蓄滲過程、坡地匯流過程和河網(wǎng)匯流過程。一、流域蓄滲過程:降雨初期,除了小部分降落在河槽水面上的降雨直接形成徑流之外,其余大部分降雨并不立即產(chǎn)生徑流,而是在滿足植物截留、填洼和下滲之后才能產(chǎn)生地表和地下徑流。1.植物截留:降雨被植物莖葉或建筑物攔截的現(xiàn)象。截留現(xiàn)象自降雨開始時就發(fā)生。降雨開始,植物枝葉最大限度地吸附雨水,當(dāng)達到其最大截留能力時降雨就落到地面,截留的水量最終消耗于蒸發(fā)。2.下滲(f):指降雨從地面滲入土壤中的現(xiàn)象
28、。3.填洼(D) 當(dāng)降雨強度大于下滲強度時,超出下滲的降雨形成地面積水,沿坡面局部流動,蓄積于地面坑洼中,稱為填洼。填洼的水量最終消耗于蒸發(fā)和下滲。二、坡地匯流過程:當(dāng)降雨強度超過下滲能力或降雨滿足蓄滲損失量后,坡面上便有水流向河網(wǎng)匯集,這一匯集過程稱坡地匯流過程或稱漫流過程。1.地漫流首先是在滿足了蓄滲量的地區(qū)發(fā)生,如透水性較差的地區(qū)(包括不透水地面),或較濕潤的地區(qū)(如河邊)。隨著降雨量的增長,滿足蓄滲的面積逐漸擴大,坡面漫流面積也逐漸擴大,直至擴展到全流域。壤中流及地下徑流也同樣沿坡地土層匯集。壤中流匯流速度比地面徑流慢,到達河槽也遲。壤中流在總徑流中所占比例的多少與流域土壤和地質(zhì)條件有
29、關(guān)。壤中流與地面徑流有時相互轉(zhuǎn)化,在坡面上流動的壤中流,在坡地下端流出地面,加入到地面徑流中去。而部分地面徑流在匯流過程中,也可滲入土壤中成為壤中流。三、河網(wǎng)匯流過程:坡地漫流的各種徑流成分注入河網(wǎng)后,沿河槽向流域出口斷面匯集的過程。河網(wǎng)匯流過程實上是洪水波的形成和傳播過程,斷面上水位及流量的變化過程,是洪水波通過該斷面的直接反映。坡地水流不斷進入河網(wǎng),使河槽水量增大,水位升高,流量增大,這就是河流洪水的漲水階段。在漲水階段由于河槽儲蓄一部分水量,所以對某河段,如區(qū)間無大量入流時,下斷面的流量總是小于上斷面的流量。隨降雨和坡地漫流的逐漸減少而減少或完全停止,河槽水量減小,水位下降,流量減小,這
30、就是落水階段。河網(wǎng)匯流作用,使得下斷面流量過程較之上斷面,洪峰減小,歷時加長,過程變得平緩,這種現(xiàn)象稱為河槽調(diào)蓄作用。由于河槽調(diào)蓄,使凈雨在時程上進行了第二次再分配。坡地匯流和河網(wǎng)匯流通常合稱流域匯流過程,流域蓄滲的過程叫產(chǎn)流過程,可概括為產(chǎn)流和匯流兩個子過程。47. 影響徑流的因素:影響徑流形成和變化主要有氣象因素、流域下墊面因素和人類活動因素。1.氣候因素包括降水、蒸發(fā)、氣溫、風(fēng)、濕度。2.流域下墊面因素包括地理位置、如緯度、距海遠近、面積、形狀等;地貌特征,如山地、丘陵、盆地、平原、谷地、沼澤等;地形特征,如高程、坡度、坡向;地質(zhì)條件,如構(gòu)造、巖性等;植被特征,如類型、分布、水理性質(zhì)(持
31、水、輸水性能等)等。3.人類活動對徑流的影響主要是通過改變下墊面條件從而直接或間接影響了徑流的過程、徑流的數(shù)量、質(zhì)量的變化。48.產(chǎn)流是指流域中各種徑流成分的生成過程,其實質(zhì)是水分在下墊面垂向運行中,在各種因素綜合作用下的發(fā)展過程,也是流域下墊面對降雨的再分配過程。不同的下墊面條件具有不同的產(chǎn)流機制。所謂產(chǎn)流機制就是指水分沿土層垂向運行過程中,供水與下滲矛盾在一定介質(zhì)條件下的發(fā)展機理和過程。一、超滲地面徑流的產(chǎn)流機制超滲地面徑流的產(chǎn)流機制是指在供水和下滲矛盾發(fā)生于包氣帶上界面的產(chǎn)流機制。地面徑流的形成過程是在降雨、植物截留、填洼、雨期蒸發(fā)以及下滲幾個過程組合下的發(fā)展過程。他們都是在相應(yīng)的作用力
32、下垂向運行的發(fā)展過程。自降雨開始至任意時刻的產(chǎn)流過程可借助下列方程來表達: 超滲地面徑流的產(chǎn)生條件是:1.要有供水,這是一個必要條件;2.要有一個界面,即地面,它是包氣帶的上界面;3.降雨強度要大于下滲能力,它是產(chǎn)流的充分條件。只有三者都具備,才能產(chǎn)生超滲地面徑流。缺少任何一個,都不可能產(chǎn)生徑.二 壤中徑流產(chǎn)流機制壤中徑流的產(chǎn)流是發(fā)生在非均質(zhì)或?qū)哟涡酝寥乐幸淄杆畬优c相對不透水層界面上的產(chǎn)流機制,是土壤水分在這類土壤中運行時,供水和下滲矛盾在界面發(fā)生的直接后果。2.產(chǎn)生條件:1)要有供水 2)要有下層比上層下滲能力小的界面 3)供水強度大于下滲強度 4)產(chǎn)生臨時飽和帶 5)有產(chǎn)生側(cè)向流動的動力條
33、件即坡度 6)水流歸槽條件三 地下徑流產(chǎn)流機制地下徑流產(chǎn)流機制是指包氣帶較薄地下水位較高時的地下水徑流形成機制。1 產(chǎn)生條件:1)可以發(fā)生在非均質(zhì)或?qū)哟涡酝寥乐校部梢园l(fā)生在均質(zhì)土壤中,還可以發(fā)生在風(fēng)化裂隙巖層中。2)產(chǎn)流界面是包氣帶下界面 3)包氣帶的下界面以上存在著一個支持毛管水帶,它具有一個穩(wěn)定的水分分布帶,且隨著地下水位的升降而升降。對均質(zhì)土層地下徑流水量平衡方程 : 非均質(zhì)土層地下徑流水量平衡方程:四 飽和地面徑流產(chǎn)流機制:是指表層土壤具有較強透水性情況下的地面產(chǎn)流機制。這里所謂的較強是相對的,即指在天然情況下,絕大多數(shù)的暴雨降雨強度都不能滿足表層土壤的下滲能力。在土壤表層具有較強透
34、水性情況下,當(dāng)I <<fa r=0出現(xiàn)時,在界面產(chǎn)生臨時飽和帶,隨著積水的增加,最終將達及地面,后繼降雨所形成的積水不再以壤中流而以地面徑流的形式出現(xiàn)。飽和地面徑流生成的重要特征是,控制地面徑流發(fā)生的不是上層土層本身的界面和下滲能力,而是其下相對不透水層的邊界和下滲能力,以及上層土層本身達到全層飽和時的蓄水量。49.各種產(chǎn)流機制的組合就是產(chǎn)流模式,產(chǎn)流模式?jīng)Q定了區(qū)域的基本特征一、 超滲產(chǎn)流方式(Rs型)流域產(chǎn)流以地面徑流為主,它主要發(fā)生于地下水埋藏深,包氣帶厚度大,且土壤透水性差、植被稀少及其它地區(qū)的非森林地帶。特點:降雨強度大于入滲速率時才開始產(chǎn)流,徑流量和產(chǎn)流面積并不是隨著降雨
35、的繼續(xù)而增大,而是有增有減。2.飽和蓄滿產(chǎn)流模式主要發(fā)生在包氣帶較薄、植被良好、土壤透水性強的地區(qū),土壤經(jīng)常比較濕潤,地下水位埋藏淺,毛管水帶接近地面,土壤缺水量小,一次降雨的下滲鋒面極易與毛管水帶建立聯(lián)系,包氣帶缺水量極易得到滿足。3.超滲和飽和交替型產(chǎn)流模式這種類型的產(chǎn)流多發(fā)生在半濕潤地區(qū),如淮北、山東、河南等地。這類地區(qū)的持點是:包氣帶厚度中等,約在24m 左右,土壤透水性中等,年內(nèi)降雨主要集中在夏秋汛期,地下水位在汛期與枯水期變幅較大。在干旱期,地下水位較低,出現(xiàn)中間包氣帶,汛初遇有高強度的暴雨則以超滲產(chǎn)流機制為主。進入汛期直到汛末,由于連續(xù)降雨,地下水位逐漸抬高,中間包氣帶消失,有時
36、地下水位也可上升到地面,在這期間的降雨產(chǎn)流則以飽和坡面流為主。50. 流域匯流:流域上各處產(chǎn)生的各種成分的徑流,經(jīng)坡地到溪溝、河系,直到流域出口的整個過程。匯流可以分為坡地匯流和河網(wǎng)匯流兩個部分,通常河網(wǎng)的長度和匯流速度都比坡地匯流大得多,所以河網(wǎng)匯流分析更為重要。1 最大匯流時間:流域中路徑最長的水質(zhì)點流到出口斷面的時間。 式中: Lm為從流域出口斷面沿河向上至流域分水線的最長距離,Va為流域平均流速。2 流域滯時:流域出口斷面洪水過程線的形心出現(xiàn)時間與凈雨過程的形心出現(xiàn)時間的間隔。3 流域平均匯流時間(ta) L0 為流域形心到流域出口斷面的距離,Va 為流域平均流速。4 流域出口流量的組
37、成51、流域匯流的影響因素:1降水特性的影響 2)流域地形的影響:地形坡度越陡,匯流速度越快,匯流時間越短,流量過程線越陡。流域內(nèi)植被覆蓋情況3)流域形狀的影響:在其他條件相同的條件下,不同流域形狀會產(chǎn)生不同的流量過程線,狹長形的流域匯流時間較長,徑流過程線比較平緩,而扁平的流域匯流集中,洪水漲落迅速,洪水過程線比較偏陡。4)河流的水力條件:在暢流條件下,水位越高、流速越快,則匯流時間越小,流量過程線就越陡。52.流域匯流計算方法:1等流時線和等流時面:相鄰兩條等流時線間的面積。流域內(nèi)匯流時間相等的各點連接而成的線。2.單位過程線:是指單位時間內(nèi),均勻分布的單位凈雨量在流域出口斷面形成的地面徑
38、流過程線。利用單位線來推求洪水匯流過程線的方法為單位線法。瞬時單位線:流域上分布均勻,歷時趨于0,單位凈雨所形成的出流過程線。53. 分水線是相鄰兩流域的分界線,又叫分水嶺,在地形上它是分隔相鄰兩流域的山脊(或高地)的連線。分水線兩側(cè)的降水,分別匯集到兩條不同的河流中去。地面分水線與地下分水線重合的流域,叫閉合流域,不重合的叫非閉合流域。54. 匯集地面水和地下水的區(qū)域稱為流域,它是分水線所圍成的區(qū)域。分水線所包圍的面積稱為流域面積或者集水面積,它直接影響河流水文情勢。流域類型:地面集水區(qū):地面分水線所圍成的集水區(qū)域;地下集水區(qū):地下分水線所圍成的集水區(qū)域。55.流域形狀特征:流域平均寬度:流
39、域面積A與流域長度La , B=A/La ;流域形狀系數(shù):流域平均寬度B與流域長度La之比,Kb=B/La ,Kb值越小,流域越狹長。56流域地形特征:流域平均高度:流域范圍內(nèi)地表的平均高程稱為流域平均高度。57.水系形式?jīng)Q定了流域形狀并對匯流有影響,大致可以分為:(1)扇形水系(2)羽狀水系 (3)平行狀水系(4)混合形水系 58.河流分級:為衡量流域內(nèi)河流的分汊程度而制訂的劃分水系的準則。 格雷夫利厄斯(Gravelius)法:該法規(guī)定水系中最大的主流為1級河流,匯入主流的支流為2級河流,匯入支流的小支流為3級河流,依次類推,霍頓方法:一級支流為不分岔的小支流,只接納1級河流匯入的河流稱為
40、2級河流;只接納1,2兩級河流匯入的河流稱為3級河流,其余類推,最后為干流。一級支流為不分岔的小支流,只接納1級河流匯入的河流稱為2級河流;只接納1,2兩級河流匯入的河流稱為3級河流,其余類推,最后為干流。Stralher河流分級方法:A 直接發(fā)源于河源的小河流為一級河流。B 兩條同級別的河流匯合而成的河流的級別比原來高一級。C 兩條不同級別的河流匯合而成的河流的級別為兩條河流中較高者。59.水系特征值:河長和河網(wǎng)密度:河流各橫斷面最低點的連線叫溪線,又叫中泓線。從河口沿溪線量至河源的距離叫河長。河網(wǎng)密度等于干流總長度除以流域面積,及單位面積內(nèi)干支流的長度。大的河網(wǎng)密度反映著高度切割的流域,因
41、而對降雨輸入響應(yīng)較快;而小的河網(wǎng)密度反映著排水不良的流域,其水文響應(yīng)較慢。即: 式中 D河網(wǎng)密度,km/km2;L干支流總長度,km;A流域面積,km2。60.河道的基本形態(tài)特征:河段兩端的河底或水面的高程差叫落差。河段水位落差與相應(yīng)河長之比叫水面比降,河底落差與相應(yīng)河長之比叫河底比降。河流橫斷面: 垂直于主流方向的河底線與水面線所包圍的平面。靜水?dāng)嗝妫簷M斷面中流速為零的部分。過水?dāng)嗝妫毫魉俅笥诹愕牟糠? 大斷面:以歷年最高洪水位以上某一距離處作為上界。61. 河流的水文情況,包括水源的補給、徑流在空間和時間上的變化、洪水的形成過程和運動、枯水特性、河流的凍結(jié)情況以及河流泥沙運動情況等,統(tǒng)稱為
42、河流水情。62.河流水情要素:1.水位:自由水面高出某一基面以上的高程。絕對基面:以某處的特征海水面為準作為零點。測站基面: 以某測站的最枯水位以下0.5-1.0米處作為參證基面的零點。2)影響水位變化的因素:(I)河流水量的增減; (2)河流橫斷面的變化(河床沖淤、人工改變); (3)水利工程的運用; (4)潮汐及干支流水位的變化等。63.流速:河流中水質(zhì)點在單位時間內(nèi)移動的距離。天然河流中平均流速的計算謝才公式: 式中:V為河道斷面的平均流速;R為水力半徑;i為水面縱比降;C為與糙率等因素有關(guān)的流速系數(shù)。64. 徑流的計量單位及換算1.流量Q 即單位時間內(nèi)通過河流某一斷面的水量,單位是m3
43、/s,流量可以用下面的公式計算 Q=A*V ,A過水?dāng)嗝娴拿娣e;V過水?dāng)嗝娴钠骄魉?。流量有瞬時值、日平均值、年平均值及多年平均值等,其中多年平均值又稱為正常徑流量。2 徑流總量W 是指一定時間段內(nèi)通過河流某一橫斷面的水量(m3)。W= Q(t)dt=QT;Q(t)t 時刻的流量3.徑流深R 徑流深是指徑流量均勻鋪設(shè)在整個流域面積上所得的水深,即 R=W/A W年徑流量;A流域面積4 徑流模數(shù)M 即流域出口斷面流量與流域面積之比,M=1000Q/A,A流域面積徑流模數(shù)。5 徑流系數(shù):是某一段時間內(nèi)的徑流深度與相應(yīng)的降水深度的比值。顯示了流域降水量轉(zhuǎn)化為徑流的比率。6 徑流變率: 同一時段某一年
44、的徑流量與多年平均徑流量的比值,反映該地區(qū)這一年的徑流豐枯情況。65.河流的水量補給:河流的水源補給是指河流徑流的來源。河流的水文特性在很大程度上取決于水源補給類型,我國河流的水源補給可分為雨水補給、冰雪補給及地下水補給等類型。66.年徑流的有關(guān)概念 :一個年度內(nèi)通過河流某斷面的水量,稱為該斷面以上流域的年徑流量。天然河流的水量經(jīng)常在變化,各年的徑流量也有大有小,實測各年徑流量的平均值,稱為多年平均徑流量,如果統(tǒng)計的實測資料年數(shù)增加到無限大時,多年平均流量將趨于一個穩(wěn)定的數(shù)值,此稱為正常年徑流量。 67. 徑流的年際變化指年徑流量的年際變化幅度和多年變化過程兩個方面,年際變幅通常用年徑流變差系
45、數(shù)Cv 以及年際極值比來表示年徑流量的變差系數(shù)cv : 年徑流量的年際極值比 :實測最大年平均流量與最小年平均流量比值。68.大量降水或積雪融水在短時間內(nèi)匯入河槽,形成特大的徑流,稱為洪水。暴雨洪水在出口斷面上的響應(yīng),也可以通過流量過程線表達,稱之為洪水過程線。分析洪水過程線,可以得到洪峰流量Qm,洪水總量W,洪水總歷時t等表征洪水特征的三個要素??菟呛恿鲾嗝嫔陷^小流量的總稱??菟?jīng)歷的時間為枯水期,當(dāng)月平均水量占全年水量的比例小于5時,則屬于枯水期。 69. 流域蓄水量的影響因素: 1.枯水前期降水量的大小關(guān)系甚大。前期降水量大,滲入地下的水量多,地下蓄水量增多;反之則地下蓄水量小,枯水徑
46、流量亦少。2.流域的地質(zhì)及水文地質(zhì)條件,也直接影響地下蓄水量的大小及其運動的情況。如砂層能夠儲存較多的地下水。土壤的孔隙、巖石的裂隙、斷層等能夠使枯水前期降水量滲入地下而儲存起來。含水層多而厚,則層間水多,地下水儲量大,這些都與枯水徑流的大小與過程有關(guān)。3.流域中若有湖沼、水庫或植被覆蓋,它們能儲蓄一部分枯水前期的來水量。所以在流域內(nèi)湖泊率和植被率較大的河流,其枯水徑流一般較大,且變幅小而穩(wěn)定。4.河流本身的特性:流域面積大小,河床下切深度和河網(wǎng)密度等也影響枯水徑流情勢。流域面積大,則地面和地下蓄水量也較大。同時,流域面積愈大,河流中的水量愈豐沛,水流的能量也就愈大,因此河流下切深度也愈大,獲
47、得地下水補給的范圍也愈廣。因此大流域的枯水比小流域的枯水徑流豐沛而穩(wěn)定。河流切割的含水層愈多,則得到的層間水的層次和水量也愈多,如圖所示。若河流沒有切割到含水層,只靠包氣帶的水分作為枯水徑流的補給。在這種情況下,枯水徑流一般較小而變幅較大,受氣象因素的影響更為顯著。河網(wǎng)若較發(fā)育,得到地下水露頭補給的機會就較多。因而河網(wǎng)密度愈大,枯水徑流也較豐沛。另一方面河網(wǎng)密度的大小,與水量補給的多少有密切關(guān)系,水量愈豐沛,河網(wǎng)密度也愈大。70. 河水的運動狀態(tài)層流:全部水流呈平行流束運動,即水質(zhì)點運動的流線平行,水質(zhì)點的運動方向一致,流速均勻。紊流:水流中每個水質(zhì)點的運動速度與方向隨時隨地都在變化,而且這種
48、變化是圍繞一個平均值在上下跳動的。71.河水的環(huán)流運動的類型:縱軸環(huán)流、橫軸環(huán)流、斜軸環(huán)流、豎軸環(huán)流河流水流的紊動及環(huán)流運動,對河流泥沙運動及河槽演變作用很大,紊動強度影響水流挾沙力,環(huán)流主要影響泥沙沖淤情況。72.侵蝕模數(shù):單位面積每年侵蝕泥沙的重量(t/km2/a)。 含沙量是指單位體積渾水中所含泥沙的重量(kg/m3)。73.土壤侵蝕:1)層狀侵蝕 2)溝狀侵蝕 3)陷穴侵蝕 4)滑坡或崩坍74.影響河流泥沙變化的原因:流域的自然地理特征:流域地表坡度、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造植被覆蓋情況;流域降水特性:降水強度、降水歷時、降水量;河道外形的影響:河床坡度、河段地形;人類活動的影響:耕作方式、森林砍
49、伐、陡坡開荒、開礦修路、河道整治75.泥沙的幾何特性:1)球度系數(shù):是指某泥沙顆粒的實際表面積與同體積的球體表面積之比 2)等容粒徑 :是指與泥沙顆粒體積相等的球體的直徑 3)平均粒徑d :是指顆粒的長軸a、中軸b、短軸c的算數(shù)平均值或幾何平均 d=(a+b+c)/3 4)沉降粒徑:在標準條件下,與泥沙顆粒沉降速度相等的球體的直徑。76.泥沙在靜水中均勻沉降的速度w(cm/s) ,也稱水力粗度。影響泥沙沉降速度的因素有:泥沙顆粒直徑、泥沙容重、水流的紊動強度等。77.泥沙運動:推移質(zhì)的運動:泥沙起動條件:d=AV2 G=AV6 V為水流速度,g為重力加速度,即推移質(zhì)的直徑與流速的平方呈正比,而
50、其重量則與流速的6次方呈正比;最小起動流速發(fā)生在d=0.2mm處。是指單位時間內(nèi)通過河槽單寬的推移質(zhì)數(shù)量(kg/m/s or m3/m/s)。懸移質(zhì)的運動:水流挾沙力:是指在一定的水力條件下單位體積水流的飽和含沙量。影響水流挾沙力的因素有流速、水深、泥沙直徑或沉降速度。含沙量 :單位渾水體積內(nèi)的泥沙質(zhì)量P=W/V ,p-含沙量(kg/m3),W-泥沙重量(kg) V-渾水水樣體積 (m3)78.影響流域地表侵蝕的因素:暴雨特性、土壤、地形、植被覆蓋、人類活動79. 入海河口是指河流與海洋相結(jié)合的地段,它包括受到海洋因素影響的河流尾閭段、受到河流因素影響的海濱地區(qū)。河口的上界為潮汐影響的上界(潮
51、差為0處潮區(qū)界)、下界為徑流在海洋中擴散的末端(水下三角洲的前緣)。根據(jù)徑流和潮流對比程度的差異自上而下,可以將河口地區(qū)劃分為三段:近口段:自潮區(qū)界至潮流界;河口段:自潮流界至口門;口外海濱段:自口門至水下三角洲前緣。80.河口分類:根據(jù)地貌形態(tài):三角洲河口和三角港河口如果河流帶來的泥沙超過海洋的搬運能力,則形成向海突出的堆積體,平面形態(tài)象一個尖頂向陸的三角形,稱為三角洲。如果河流、海洋侵蝕作用大于河口區(qū)的堆積作用,就形成一個喇叭形的河口,稱為三角灣或三角港。 81.混合指數(shù):是指漲潮期間內(nèi)進入河口的淡水量與漲潮期間的潮流量之比。弱混合型:混合指數(shù)大于0.7,徑流比重大,咸淡水分層清楚,垂直方
52、向有鹽度差,水平方向鹽度差小。緩混合型:混合指數(shù)在0.20.5之間。咸淡水無明顯界限,水平和垂直方向均由密度梯度存在。強混合型:混合指數(shù)小于0.1,潮汐作用占主導(dǎo)地位,垂向鹽度差異小,水平方向鹽度差異大。82.湖泊是大陸上較封閉的天然洼地中的蓄水體系,是湖盆、湖水及水中物質(zhì)組合成的自然綜合體。湖泊的類型:(一)內(nèi)力作用形成的湖泊:1.構(gòu)造湖泊:由于構(gòu)造斷裂、斷層以及地塹、斷陷作用形成的洼地蓄水而成地質(zhì)構(gòu)造運動所產(chǎn)生的地殼斷陷、坳陷和沉陷等所產(chǎn)生的構(gòu)造湖盆,經(jīng)貯水而形成的湖泊也是構(gòu)造湖。2.火口湖:指死火山口蓄水而成的湖泊。3堰塞湖:山崩堰塞湖(地震引起山崩、滑坡阻塞河谷而成)、熔巖堰塞湖(指火
53、山熔巖阻塞河道而成)(二)外力作用形成的湖:各種外力的侵蝕、沖刷與堆積作用,在一定條件下均能形成蓄水的洼地. 1.水成湖:在流水的沖刷、熔蝕、搬運與堆積作用下形成的湖泊(牛軛湖、壅塞湖、瀉湖、溶蝕湖) 2.溶蝕湖:可溶性巖石分布地區(qū),因溶蝕作用形成的洼地蓄水所成的湖泊。3.冰成湖:指由于古代或近代冰川的刨蝕和堆積作用所形成的湖泊。4.風(fēng)成湖:風(fēng)力作用形成的洼地,在一定條件下積水成湖(三)人工湖泊:人類為一定的目的而興修的大、中、小型水庫,以及塘壩。83.湖盆幾何形態(tài)的大小以水深、面積和容積三要素表示湖泊面積形態(tài)特征:湖界: 水面與湖岸陸地之間的界限 ;岸線長度l:湖界的周長 湖長L:沿湖面測定
54、湖界上相距最遠的兩點之間的最短距離,可為直線,也可為折線; 最大湖寬(Bm):指垂直于湖長方向上兩岸最大距離;平均寬度(B0):湖面積A與湖長L之比值。岸線發(fā)展系數(shù)(Km): 岸線長l與湖泊等面積之圓的周長之間的比值。湖水平均深度:湖泊容積與湖泊面積之比;湖水最大深度:最高水位減去湖底最深點的高程。84.湖水混合是水團或水分子從這一位置轉(zhuǎn)移至另一位置的相互交換現(xiàn)象。混合方式:紊動混合(由風(fēng)力和水力坡度力作用產(chǎn)生);對流混合(由湖水密度差引起)。波漾:湖中水位發(fā)生有節(jié)奏的垂直升降變化,稱為定振波、駐波或波漾,是由于外力突變而引起整個水體或局部水域發(fā)生的一種周期性振動現(xiàn)象。波節(jié):當(dāng)湖中發(fā)生定振波時
55、,水體發(fā)生擺動,湖水面交替出現(xiàn)順向或逆向傾斜,水體擺動的節(jié)叫振節(jié)。影響波漾大小、周期、長短最突出的因素是湖盆形態(tài)。85.增水:由于強風(fēng)引起的漂流,使湖泊逆風(fēng)岸水量聚集,水位上漲,背風(fēng)岸水位下降。前者稱為增水,后者稱為減水。86.水庫調(diào)節(jié):運用水庫蓄容徑流的能力來抬高水位,集中落差,并對入庫徑流在時程上、地區(qū)上按各用水部門的需要,重新分配的過程庫容系數(shù):即水庫興利庫容V興與多年平均徑流量W0之比,即 V興/ W0利用系數(shù):即水庫多年平均利用水量Wv與多年平均徑流總量W0之比值,即 =Wv/ W087.沼澤是地表多年積水或土壤水分過飽和的地段,地表上生長著喜濕性植物和水生植物,并有泥炭形成和積累的
56、地區(qū)。沼澤的分類:根據(jù)所發(fā)育階段的不同,可分為: 低位沼澤:低位沼澤屬于沼澤發(fā)育的初級階段,又稱富營養(yǎng)沼澤;中位沼澤:處于沼澤發(fā)育的過渡階段,故而又稱過渡型沼澤或中營養(yǎng)沼澤;高位沼澤:是沼澤發(fā)育的高級階段,泥炭層積累較厚,表面凸起,以泥炭植物為主。植物所需營養(yǎng)貧乏,又稱貧營養(yǎng)沼澤。 水體沼澤化可以分為:1)湖泊沼澤化 2)河流沼澤化 3)小溪沼澤化沼澤的形成主要取決于地貌條件和水熱條件。一般可以分為兩類,即水體沼澤化和陸地沼澤化。88.沼澤的水文特征:主要表現(xiàn)在沼澤的含水性(沼澤的含水性是指沼澤中的草根層泥炭層的含水性質(zhì))、透水性(指草根層與泥炭層的滲吸作用和滲透作用)、蒸發(fā)及徑流(由沼澤體向
57、小溪、河流、湖泊匯集的水流)的動態(tài)變化方面。 沼澤透水性大?。河脻B透系數(shù)(K)表示,k=A/ (K+1)m A為常數(shù),取決于沼澤類型;m為指數(shù),取決于草根層的剖面結(jié)構(gòu);Z為潛水面埋深。89. 湖水的演化是指湖水化學(xué)性質(zhì)的改變。引起化學(xué)性質(zhì)改變的因素有自然因素和人為因素兩種。湖泊演變的主要原因:氣候影響:氣候逐漸干旱的結(jié)果,不僅導(dǎo)致湖泊面積的縮小和大型湖泊的支解,而且還造成湖泊流域性質(zhì)的改變,由外流湖轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)流湖;泥沙淤積:入湖泥沙量的多少直接影響到湖泊壽命的長短;人類活動:主要指人類的湖泊圍墾圍墾造成的負面影響:()筑堤建圩改變了湖區(qū)的地表形態(tài),削弱了湖泊的調(diào)蓄功能,增加了湖區(qū)防洪排澇的負擔(dān);()圍墾破壞了湖泊的生態(tài)環(huán)境,影響了水產(chǎn)資源的自然增殖,也影響到水禽的棲
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