水文基本概念

10水文根本概念1、水文學(xué)可分為水文氣象學(xué)、地表水文學(xué)和地下水文學(xué)。2、陸地水文學(xué)主要爭論存在于大陸外表上的各種水體及其水文現(xiàn)象的形成過程與運動變化規(guī)律。按目前的任務(wù)方向，業(yè)務(wù)水文根本劃分為水文測驗及資料整編、水文水利計算、水文預(yù)報三個領(lǐng)域。自然界水循環(huán)的概念地球上的水以液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)分布于地面、地下和大氣中，形成河流、湖泊、沼澤、海洋、冰川、積雪、地下水和大氣水等水體，構(gòu)成一個浩瀚的水圈。水圈處于永不停息的運動狀態(tài)，水圈中各種水體通過蒸發(fā)、水汽輸送、降水、地面徑流和地下徑流等水文過程嚴密聯(lián)系，相互轉(zhuǎn)化，不斷更，形成一個浩大的動態(tài)系統(tǒng)。在太陽能的作用下，自然界中的水分不斷地從水面、陸面和植物外表蒸發(fā)，化為水汽上升到高空，然后被氣流帶到其他地區(qū)，在適當(dāng)?shù)臈l件下分散，又以降水的形式降落到地面上。到達地面的水，在重力作用下，一局部滲入地下成為地下水，一局部形成地面徑流流入江河匯歸海洋，還有一局部又重蒸發(fā)回到大氣中。其中滲入到地下的地下水，一局部也漸漸蒸發(fā)，一局部滲入到地下，增加土壤的水份，補給地下水，最終也流入海洋。水的這種不斷蒸發(fā)、輸送、分散、降落、產(chǎn)流、匯流的轉(zhuǎn)化、遷移和交替的往復(fù)循環(huán)過程，稱為水文循環(huán)〔也稱為水分循環(huán)。J.1.1-1示，為水文循環(huán)過程示意圖〔圖中數(shù)字為全球水循環(huán)各環(huán)節(jié)年度數(shù)值。圖J.1.1-1〔單位：萬km3/a〕水自海洋以水汽進入空氣中，被氣流帶到大陸以降水的形式到達地表或地下，最終又以徑流注入海洋，完成一次循環(huán)，稱為水文大循環(huán)。水從海洋蒸發(fā)，又降落到海洋，或從陸地的水體、土壤蒸發(fā)進入大氣，最終又以降水的形式回到陸地上，這種“就地”蒸發(fā)就地降落的水循環(huán)，稱為水〕→大氣→陸地〔或海洋〕→海洋〔或陸地〕的路徑，循環(huán)不已。水文循環(huán)的內(nèi)因，是水的三態(tài)〔液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)〕太陽的輻射能和地心引力11km1～2km地區(qū)或水體都存在著各具特色的區(qū)域水文循環(huán)系統(tǒng)，各種時間尺度和空間尺度的水文循環(huán)系統(tǒng)彼此聯(lián)系、制約，構(gòu)成了全球水文循環(huán)系統(tǒng)。水文循環(huán)包括很多過程。一般都要經(jīng)過蒸發(fā)、降水〔包括分散過程、徑流形成〔包括地面和地下徑流以及下滲過程〕四個重要環(huán)節(jié)。不同緯度帶的大氣環(huán)流使一些地區(qū)成為水汽源地，那里蒸發(fā)大于降水，而使另一些地區(qū)成為水汽輻合區(qū)，那里降水大于蒸發(fā)。降水可形成徑流，不同規(guī)模的跨流域調(diào)水工程能夠轉(zhuǎn)變地面徑流的路徑。降水或由地下涌出地表的水，集合在地面低洼處，在重力作用下常常1、河流降水或由地下涌出地表的水，集合在地面低洼處，在重力作用下常常地或周期地沿流水本身造成的凹地流淌，這就是河流。河流在我國的稱謂很多，較大的稱江、河、川、水，較小的稱溪、澗、溝、曲等。河源是河流最初具有地表水流形態(tài)的地方，也是全流域海拔最高的地方，通常與山地冰川、高原湖泊、沼澤和泉相聯(lián)系。上游指緊接河源的的河段，一般特征為侵蝕猛烈、河谷窄、縱斷面比降大或呈階梯狀,并多急灘和瀑布，水流流速大、水量小。中游水量漸漸增加，但比降已較和緩，流水下切力已開頭減小，河床位置比較穩(wěn)定，侵蝕和積存作用大致保持均衡，縱斷面往往成平滑下凹曲線。下游河谷寬廣，河道彎曲，河道比降小，河水流速小，淤積作用顯著，多處可見淺灘和沙洲。河口是河流的終點，是河流入海、入湖或匯入更高級河流處，常常有泥沙積存或形成三角洲，有時分汊現(xiàn)象顯著。以海洋為最終的歸宿，流入海洋的河流稱為外流河；流入內(nèi)陸湖泊或內(nèi)流河，也叫“無尾河”水文學(xué)一般描述河流特征的要素有以下幾種：河流長度。從河源起始斷面，沿河流中泓線至終了斷面的距離，以“L”表示，單位為km。河流彎曲率。自然河流一般是彎曲的，在河流上取兩橫斷面，兩橫斷面間沿河流中泓線的長度與該兩橫斷面中泓點之間的直線長度的比值為該河段的彎曲率。河流比降。河段上相鄰兩斷面河底的高程差與該兩斷面之間中泓線長度的比值，用小數(shù)或百〔千、萬〕分數(shù)表示。穩(wěn)定。當(dāng)河段縱斷面近于直線時,比降按下式計算:hh h (2-8)J ll 0 l;式中 J--河段的比降、l h h、l l--河段長度,m。當(dāng)河底高程沿程變化時,可在縱斷面圖(如圖2-3)上從下斷面河床處作一斜線,使斜線以下的面積與原河底線以下面積相等,該斜線的坡度即為(h h)l(hh)l ......(h h)l 2hLJ 0 1 1 1 2 2 n1 n n 0L2 (2-9)式中ho,…h(huán)n--自下游到上游沿程各點河底高程,m;lo,…ln--相鄰兩點間的距離,m;L--河段的全長,m。河源與河口的高程差，稱河流的總落差；而某一河段兩端的高程差，則是這一河段的落差。河流縱斷面。河流中沿水流方向各斷面深泓點河底的連線稱為中泓底線，反映了河床高程的沿程變化。通過中泓底線的豎直剖面稱為河流的縱斷面。與對應(yīng)水面高程〔水位〕沿程變化水面線所夾持的過流縱斷面區(qū)為水流縱剖面。以河底高程為縱軸，距河口的距離為橫軸建立直角坐標(biāo)系，據(jù)實測河底高程值定出各點的坐標(biāo)，連接各點即得到河流的縱斷面圖。河流縱斷面圖能夠直觀地反映河流比降的變化。河流橫斷面。指河流垂直于水流方向的剖面，可據(jù)實測河道地形高程數(shù)據(jù)繪出橫斷面圖。斷面內(nèi)通過水流的局部稱為過水?dāng)嗝妫鄳?yīng)的面積為過水?dāng)嗝婷娣e。不同水位的河槽，相應(yīng)的過水?dāng)嗝婷娣e不同。(6面對下游,左邊的河岸稱為左岸,右邊的河岸稱為右岸。2、水系水系。在我國河流編碼標(biāo)準(zhǔn)中，有兩條以上大小不等的支流以不同形式匯入干流，才構(gòu)成一個河道體系，稱為水系或河系。水系中的河流有干、支流之分。干流一般是指水系中最長、水量最大的那一條河流。但有些河流的干流，既不是最長也非水量最大，而是歷史傳承的連續(xù)。例如，我國的漢水〔湑水〕和它的支流褒水會合點以上，褒水的長度比漢水長得多，按長度論，漢水的干流應(yīng)當(dāng)是褒水而不是漢水。美國的密西西比河比它的支流密蘇里河短得多，但是習(xí)慣傳承把前者當(dāng)作干流。流入干流的河流稱為支流。而支流又有一級、二級、三級…之分。在我國，一種慣用的方法是，把直接匯入干流的河流稱一級支流，匯入一級支流的稱二級支流，以此類推。受地質(zhì)構(gòu)造、地理條件以及氣候等因素所影響，自然形成的水系，平面形態(tài)千奇百異，但歸納起來主要有羽毛狀、平行狀和混合狀三大類。羽毛狀水系的支流自上游而下游，在不同地點依次匯入干流，相應(yīng)的流域形狀多為狹長形；平行狀水系的支流與干流大體成平行趨勢相交匯，相應(yīng)的流域外形多為扇形；混合狀水系的支流與干流的關(guān)系介于前兩者之間，相應(yīng)的流域外形也介于狹長和扇形之間。人工細心設(shè)計開挖形成的平原水系可為網(wǎng)狀構(gòu)造。水系的外形影響著洪水集合的先后，集中的快慢及流量的大小。對面積一樣，水系外形不同的流域，同一場暴雨形成的流域出口斷面流量過程線明顯不同。平行狀水系由于各支流集合到流域出口斷面的同時性強，所產(chǎn)生的洪水過程較急劇〔過程線較尖瘦域出口斷面的時間相互錯開，所產(chǎn)生洪水的過程線較矮胖；混合狀水系產(chǎn)生的洪水過程則介于以上兩者之間。水系的名稱通常以干流的河名命名，如長江水系、黃河水系、珠江水系等。但也有用地理區(qū)域或把同一地理區(qū)域內(nèi)河性相近的幾條河作為綜合命名，如湖南省境內(nèi)的湘、資、沅、澧四條河流共同注入洞庭湖，稱為洞庭湖水系；江西省贛江、撫河、信江、饒河、修水均匯入鄱陽湖，稱為鄱陽湖水系；海河、灤河、徒駭河及馬頰河都各自入海，稱為華北平原水系等。我國水文資料整編標(biāo)準(zhǔn)和流域治理機構(gòu)對水系也有較明確的的規(guī)定，一般只將較大的或獨立性較強的支流才規(guī)定為水系，如黃河的水系規(guī)定為黃河、洮河、湟水、窟野河、無定河、汾河、渭河、涇河、北洛河、伊洛河、沁河、大汶河。3、流域每一條河流和每一個水系都從確定的陸地區(qū)域〔包括確定深度〕上獲的集水區(qū)。河流和水系的地面集水區(qū)與地下集水區(qū)往往并不是重合的，但地下集水區(qū)很難直接測定，所以在分析水文地理特征或進展水文計算時，多用地面集水區(qū)代表河流的流域。由兩個相鄰集水區(qū)之間的最高點連接成的不規(guī)章曲線，即為兩條河流或兩個水系的分水線〔或地面分水線。對于任何河流或水系來說，分水線之內(nèi)的范圍〔面積，就是它的流域〔面積補給內(nèi)流河的流域范圍稱為內(nèi)流流域。補給外流河的流域范圍稱為外流流域。水文學(xué)一般描述流域特征的要素有以下幾種：流域面積。流域地面分水線和〔或〕出口斷面所包圍區(qū)域的水平面積，又稱集水面積，根本單位為km2。中國河流眾多，流域面積在100km251000km215001萬km279180萬km2流域面積大小直接影響河流水量大小及徑流的形成過程。河網(wǎng)密度。單位流域面積上的河流長度。即流域中干支流總長度和流域面積之比，根本單位為km/km2。流域長度和平均寬度。對于全凸形的流域，以流域出口為圓心作一組不同半徑的同心圓，在每個圓與流域分水線相交處〔兩點〕作割線，各割線中心點的連線的長度即為流域的長度，以km長度之比稱為流域平均寬度，以km線相交處可能為多點，應(yīng)具體分析確定兩個參數(shù)。流域外形。表示流域外形特征的參數(shù)一般有形態(tài)因子、外形系數(shù)〔也叫圓度〕和伸長比。流域面積與流域長度平方的比值稱為形態(tài)因子。流域分水線的實際長度與流域同面積圓的周長之比稱外形系數(shù)〔也可用流域面積與周長和流域周長相等的圓面積相比1流域的外形接近于圓形，這樣的流域易造成大的洪水。流域外形越狹長，流域外形系數(shù)越小，徑流變化越平緩。面積等于流域面積的圓的直徑與流域長度的比值稱伸長比，伸長比越小，流域越趨于狹長形。流域高度。指流域范圍內(nèi)地表的平均高程。主要影響降水的形式J.1.2-1)計算H=(ah+ah＋...+ah)/A〔J.1.2-1〕0 11 22 ii式中H

——流域平均高度，m；0akm2；ihm；iA——流域總面積，km2。流域坡度。流域上兩點之間的坡度是該兩點高差與他們之間直線距離的比值。由于流域地面凹凸不平，故流域坡度是空間位置的函數(shù)。它是坡地漫流過程的一個影響因素，在小流域洪水匯流計算時，是一個重要參數(shù)。流域平均坡度按式〔J.1.2-2〕計算J=(aJ+aJ＋...+aJ)/A〔J.1.2-2〕11 22 ii式中J——流域平均坡度；Jiakm2；iA——流域面積，km2。流域自然地理特征包括流域的地理位置、氣候特征、下墊面條件等。(a)流域的地理位置。流域的地理位置以流域所處的經(jīng)緯度來表示,它可以反映流域所處的氣候帶,說明流域距離海洋的遠近,反映水文循環(huán)的強弱。(b)流域的氣候特征。包括降水、蒸發(fā)、濕度、氣溫、氣壓、風(fēng)等要素。它們是河流形成和進展的主要影響因素,也是打算流域水文特征的重要因素。(c)流域的下墊面條件。下墊面指流域的地形、地質(zhì)構(gòu)造、土壤流域特征都反映了每一水系形成過程的具體條件,并影響徑流的變化在自然狀況下,水文循環(huán)中的水量,水質(zhì)在時間上和地區(qū)上的分布與人類的需求是不相適應(yīng)的。為了解決這一沖突,長期以來人類實行了很多措施,如興修水利、植樹造林、水土保持、城市化等措施來改造自然以滿足人類的需要。人類的這些活動,在確定程度上轉(zhuǎn)變了流域的下墊面條件從而引起水文特征的變化。因此,當(dāng)爭論河流及徑流的動態(tài)特性時,需對流域的自然地理特征及其變化狀況進展特地的爭論。1、地表水地表水指存在于地殼外表，暴露于大氣中的水，亦稱陸地水。地表水水體根本賦存類型為河流、冰川、湖泊、沼澤四種，其水資源意義如下：河流是最活潑的地表水體,它水量更替快，水質(zhì)良好，便于取用，歷來就是人類開發(fā)利用的主要對象，在農(nóng)業(yè)澆灌、城鎮(zhèn)供水、水力發(fā)電和航運等方面為促進社會經(jīng)濟進展起到了巨大的作用。但由于河川徑流的年際、年內(nèi)變化大，多水季節(jié)簡潔發(fā)生洪澇災(zāi)難，所以在開發(fā)利用河流水時要表達興利與除害并重。淡水湖和水庫具有存儲、調(diào)整徑流的作用，能緩解來水與用水的沖突，提高河川徑流的利用程度。咸水湖直接供水意義不大，但常隱蔽豐富的礦物資源。極地冰川和冰蓋目前尚難以開發(fā)利用，但中低緯度的高山冰川則沼澤是生長喜濕植物的過濕地，對維護生物多樣性作用較大。2、地下水地下水一般指存在于地表以下巖土的空隙、裂隙和地窖中的水。地表以下含水的巖土可分兩個帶。上部為包氣帶，也稱非飽和帶，巖土的空隙中除水以外還包含空氣。下部為飽水帶，也稱飽和帶，巖土的空隙被水充滿。狹義的地下水指埋藏于地面以下巖土孔隙裂隙溶隙飽和帶中的重力水，廣義的地下水指地面以下各種形式的水。地下水主要來源為大氣降水入滲，排泄有出露泉、潛水蒸發(fā)、排向地表水體〔如河流枯水期的基流，主要靠地下水補給、越流排泄和各種人工排泄〔如吸取井水。依據(jù)地下埋藏條件的不同，地下水可分為上層滯水、潛水和承壓水三大類。上層滯水是由于局部的隔水作用，使下滲的大氣降水停留在淺層的巖石裂隙或沉積層中所形成的蓄水體。潛水是埋藏于地表以下第一個穩(wěn)定隔水層上的地下水，通常所見到的地下水多半是潛水。當(dāng)潛水流出地面時就形成泉或滲流細水。它主要由降水和地表水入滲補給。地下水往往具有較大的水壓力，當(dāng)井或鉆孔穿過上層頂板時，強大的壓力就會使水體噴涌而出，形成自流水。1、水量平衡概念和水量平衡方程通式水量平衡為水循環(huán)的數(shù)量表達。按質(zhì)量守恒定律，其根本意義是指，在給定任意尺度的時域空間中，水的運動〔包括固、液、氣態(tài)的相變〕有水文循環(huán)過程中某區(qū)域在任一時段內(nèi)，輸入的水量等于輸出的水量與蓄水變量之和；或確定區(qū)域(或水體)在確定時段內(nèi)水的收入量與支出量之差等于該區(qū)域(或水體)的蓄水變量。蓄水變量指時段始末區(qū)域內(nèi)蓄水量之差〔時段開頭可能有蓄水也可能無蓄水。水量平衡方程式可由水量的收支狀況來制訂。系統(tǒng)中輸入的水水量平衡方程式可由水量的收支狀況來制訂。系統(tǒng)中輸入的水(I)與輸出的水(O)之差就是該系統(tǒng)內(nèi)的蓄水變量(△S)，其通式為：I-O=±△S〔J.1.4-1〕從本質(zhì)上說，水量平衡是質(zhì)量守恒原理在水循環(huán)過程中的具體表達，也是地球上水循環(huán)能夠持續(xù)不斷進展下去的根本前提。一旦水量平衡失控，水循環(huán)中某一環(huán)節(jié)就要發(fā)生斷裂，整個水循環(huán)亦將不復(fù)存在。反之，假設(shè)自然界根本不存在水循環(huán)現(xiàn)象，亦就無所謂平衡了。因而，兩者親熱不行分。水循環(huán)是地球上客觀存在的自然現(xiàn)象，水量平衡是水循環(huán)內(nèi)在的規(guī)律。水量平衡方程式則是水循環(huán)的數(shù)學(xué)表達式，而且可以依據(jù)不同水循環(huán)類型，建立不同的水量平衡方程。水量平衡的爭論時段可以是日、月，也可以是一年、數(shù)十年或更長的時間，或者為一個特定時期〔如河流汛期、某場洪水期，農(nóng)田澆灌供水期等。水量平衡是水文、水資源學(xué)科水文現(xiàn)象和水文過程分析爭論的根底，同時又是爭論和解決一系列實際水資源數(shù)量和質(zhì)量計算及評價問題的依據(jù)、手段和方法，因而具有格外重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。通過水量平衡的爭論，分析水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)，降水及徑流等各個環(huán)節(jié)相互之間的內(nèi)在聯(lián)系，提示自然界水文過程根本規(guī)律，生疏和把握河流、湖泊、海洋、地下水等各種水體的根本特征、空間分布、時間變化以及今后進展趨勢，進而可以定量地探究水循環(huán)過程與全球或區(qū)域地理環(huán)境、自然生態(tài)系統(tǒng)及人類活動之間的相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系，消退或減緩消極影響，進展或增加樂觀影響，維護可持續(xù)進展。2、4水量平衡方程式在通用水量平衡方程的根底上，按系統(tǒng)的空間尺度，大可到全球，小至一個區(qū)域；也可從大氣層到地下水的任何層次，均可依據(jù)通式寫出不同的水量平衡方程式。如全球水量平衡方程、海洋水量平衡方程、陸地水量平衡方程、流域水量平衡方程、水體水量平衡方程等。除全球水量平衡方4可相應(yīng)列出水量平衡方程式?！?〕全球水量平衡方程式可寫為〔1〕全球水量平衡方程式可寫為p p Ec o cE 〔J.1.4-2〕opc

po

Ec

--大陸的蒸發(fā)量；E --海洋的蒸發(fā)量。o流域系統(tǒng)水量平衡方程式為P-R-E=±△S〔J.1.4-4〕PRES為流域蓄水變流域系統(tǒng)水量平衡方程式為P-R-E=±△S〔J.1.4-4〕PRES為流域蓄水變量。多年流域系統(tǒng)水量平衡方程式為P=R+E互抵消,蓄水量的變化量趨于零。土壤系統(tǒng)水量平衡方程式為P-R-E+Cm+Si-So=±△W〔J.1.4-5〕〔2〕大氣系統(tǒng)水量平衡方程式為Ai-Ao+E-P=±△A〔J.1.4-3〕〔5〕地下水系統(tǒng)水量平衡方程式αP-Eu+Ui-Uo=±△U〔J.1.4-6〕式中αP--降水量；Eu--地下水上升經(jīng)土壤到地面后的蒸發(fā)量；Ui-Uo--地下流出系U--地下的蓄水變量。4或水量交換的爭論。對于特定區(qū)域、空間層或水體的水量平衡方程可視具體的條件列出。3、區(qū)域或工程水量平衡方程式水量平衡局部區(qū)域可理解為任意給定的空間，如河流、湖泊、冰雪等水體，各大小流域，山區(qū)、平原、盆地、農(nóng)田、灌區(qū)、城鎮(zhèn)、森林、草場等各種自然土地和土地利用的不同地段。還有按自然和行政劃分的區(qū)域。它們的區(qū)域界限可以是閉合的，也可以是非閉合的。工程系統(tǒng)或具體水工程也可建立水量平衡方程式。區(qū)域或工程水量平衡方程式多種多樣，下面以引河水澆灌區(qū)為例，說明結(jié)合具體狀況和條件列出相應(yīng)水量平衡方程式的方法。一般的河道的水量平衡方程為P+Q-Q-E-R=ΔQr ir or wr Gr r式中P

--降入河道的水量；Qr

、Q--河道上、下游斷面流入、流出的ir or

wr

Gr

--計算時段始r末河道蓄水變量。大多數(shù)灌區(qū)從河道引水，而灌區(qū)內(nèi)的工業(yè)生活廢水、澆灌回歸水以及山洪等則經(jīng)過排水溝道排入河道，同時河道與灌區(qū)地下水存在水量交換以及蒸發(fā)損失。假設(shè)Qyr

dr

為灌區(qū)排入河道水量，這種狀況的

-Q-E

r-R-Q+Q=ΔQr ir

or

Gr yr dr r灌區(qū)各耗水類型除消耗河道引水外,還消耗降水、地下水等，而灌區(qū)的地下水很大一局部為渠系和澆灌滲漏補給,所以各耗水類型在消耗地下水的同時,實際上間接消耗了河道水。因此,灌區(qū)消耗河道水量為Q=Q+αQTh h gw式中Q

Th

--灌區(qū)引河道水凈耗量；α--河道水hQ

--灌區(qū)消耗的地下水量。gw灌區(qū)排水系統(tǒng)包括田間排水溝、斗溝、支溝和干溝，為了描述排水溝系統(tǒng)的徑流過程，在空間上將爭論區(qū)域按各排水干溝的排水范圍劃分為不同的排水區(qū)域。為了簡化,對于每個排水區(qū)域只模擬排水干溝的徑流過程，其徑流關(guān)系為Q+Q-Q

+Q+Q

+Q+Q=Qid p Ew zd

sew

gd od式中Q

Qid od

--該段干溝的降水量；pQQEw

--排水區(qū)域內(nèi)各計算單元的地表排水量；zdQ--工業(yè)生活污水排放量；Qsew

qt

--排水區(qū)域內(nèi)地gd下水滲入排水溝的水量。灌區(qū)總水量平衡方程式為〔I+P+R+Q〕－(E+D+G)=ΔS

+ΔS1

+ΔS2 3式中I--灌區(qū)渠首引水量；P--灌區(qū)降水量；R--灌區(qū)外地表水進入量；Q--側(cè)向地下水補給量；E--蒸發(fā)蒸騰量；D--排水溝排水量；G--地下水外

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--灌區(qū)地下水儲量的變化量；2ΔS3由該例可見，建立水量平衡方程式要先確定平衡爭論對象，再圍繞對象列舉考察時段進入對象的水量和出離對象的水量，進入取正值，出離取負值，兩者代數(shù)和等于對象的蓄水變量。各水量取一樣的量綱單位。至于進入、出離對象的考察單元，一是從方程求解量的需求考慮，一是從測算的可能考慮，理論上也常從爭論生疏的水平考慮。水文測站分類及水文站網(wǎng)概念水文測站是在河流上或流域內(nèi)設(shè)立的，按確定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)常常收集和供給水文要素的各種水文觀測現(xiàn)場的總稱。水文測站有多種分類，下面介紹常見的幾種分類。1、按目的和作用分類站。根本站應(yīng)保持相對穩(wěn)定，在規(guī)定的時期內(nèi)連續(xù)進展觀測，收集的資料應(yīng)刊入中華人民共和國水文年鑒或存入國家根本水文數(shù)據(jù)庫。站，試驗站也可兼作根本站。專用站。是為特定目的而設(shè)立的水文測站，不具備或不完全具備根本站的特點。個或一組站點。關(guān)心站是根本站的補充，彌補根本站觀測資料的缺乏。計算站網(wǎng)密度時，關(guān)心站一般不參與統(tǒng)計。2、按觀測工程分類水文站。是設(shè)置在河流、渠道和湖泊、水庫進出口以測定流量和水位為主的水文測站。依據(jù)需要還可測定降水、蒸發(fā)、泥沙、水質(zhì)等有關(guān)工程。水位站。是以觀測水位為主，可兼測降水量等工程的水文測站。降水量站。又稱雨量站，是觀測降水量的水文測站。蒸發(fā)站。是觀測蒸發(fā)量的水文測站。3、自然河道流量站依據(jù)把握面積大小和作用的分類大河把握站。3000～5000km2以上的大河干流上的流量站。300～500km2以下，潮濕區(qū)在100～200km2以下的小河流上設(shè)立的流量站。區(qū)域代表站。其余的自然河道上的流量站。4、按測驗把握精度分類流量站分類國家根本水文站，按流量測驗精度分為三類，各類流量測驗精度水文J.1.5-1。J.1.5-1類別測驗精度要求測站主要任務(wù)潮濕地區(qū)干旱地區(qū)一類精度水文站應(yīng)到達按現(xiàn)有測驗手段和方法能取得的可能精度收集探究水文特征值在時間上和沿河長的變化規(guī)律所需長系列樣本和防汛需要的資料≧3000≧5000二類精度可按測驗條件擬定收集探究水文特征值沿河長和區(qū)域的變化規(guī)律所需具有代表性的系列200～10000500～10000水文站樣本的資料三類精度水文站應(yīng)到達測站任務(wù)對使用精度的要求收集探究小河在各種下墊面條件下的產(chǎn)、匯流規(guī)律和徑流變化規(guī)律，以及水文分析計算對系列代表性要求所需的資料＜200＜500當(dāng)水文測站因受測站把握和測驗條件限制而需要調(diào)整時，可降低一個精度類別。泥沙站的分類①一類站。為對主要產(chǎn)沙區(qū)、重大工程設(shè)計及治理運用、河道治理或河床演化爭論等起重要把握作用的站。該類站應(yīng)施測懸移質(zhì)輸沙率、含沙量及懸移質(zhì)和床沙的顆粒級配，測驗精度應(yīng)高于二、三類站，并進展長系列的全年觀測；局部一類站，依據(jù)需要可承受直接法或間接法進展全沙輸沙率測驗或進展河道斷面測量。②二類站。為一般把握站和重點區(qū)域代表站。該類站應(yīng)施測懸移質(zhì)輸沙率和含沙量；大局部二類站應(yīng)測懸移質(zhì)顆粒級配，測驗精度低于一類站。③三類站。為一般區(qū)域代表站和小河站。該類站應(yīng)施測懸移質(zhì)輸沙率和含沙量；局部三類站應(yīng)測懸移質(zhì)顆粒級配，測驗精度可低于一、二類站。5、水文測站設(shè)站年限概念確定水文測站設(shè)站年限應(yīng)分析觀測系列樣本的代表性以及對統(tǒng)計量的精度要求。一般根本水文測站設(shè)站年限可用所考察的水文工程〔要素〕多年統(tǒng)計均值和方差穩(wěn)定在可承受〔或變化在可容許〕的范圍予以推求。試驗、專用、關(guān)心水文測站設(shè)站年限可由其預(yù)定目標(biāo)任務(wù)的完成狀況確定。6、水文站網(wǎng)概念水文站網(wǎng)是在確定地區(qū)或流域內(nèi)，按確定原則，用確定數(shù)量的各類水文測站構(gòu)成的水文資料收集系統(tǒng)。收集某一工程水文資料的水文測站組合泥沙站網(wǎng)、降水量站網(wǎng)、水面蒸發(fā)站網(wǎng)、地下水站網(wǎng)、水質(zhì)站網(wǎng)、墑情站網(wǎng)等。流量站〔通常稱作水文站〕一般應(yīng)觀測水位，可兼測其他觀測工程。水面蒸發(fā)站應(yīng)觀測降水量。監(jiān)測某一方面功能的水文測站結(jié)合在一起，組成這個功能的水文站網(wǎng)，如水資源治理監(jiān)測站網(wǎng)、防汛監(jiān)測站網(wǎng)、水資源保護監(jiān)測站網(wǎng)、水土保持監(jiān)測站網(wǎng)、旱情監(jiān)測站網(wǎng)、水生態(tài)監(jiān)測站網(wǎng)、水文根本規(guī)律探究監(jiān)測站網(wǎng)、水文科學(xué)試驗監(jiān)測站網(wǎng)等。各類水文測站可依據(jù)功能要求設(shè)立測驗工程。水文站網(wǎng)密度的一般概念是，流域或考察區(qū)域單位面積上的水文測站數(shù)〔通常也用流域或考察區(qū)域平均每一水文測站把握的面積衡量。水文站雖停頓運行但已取得有代表性的資料或可以插補延長系列的水文測站數(shù)。在考察區(qū)域，再增加測站數(shù)量，對考察工程水文地理參數(shù)等值線分布趨勢或統(tǒng)計特征值〔如均值、方差〕的影響有限或在可承受的范圍可稱為臨界站網(wǎng)密度。水文勘測的根本內(nèi)容及方式勘測一般意義是查勘、勘探和測量工作的總稱。水文勘測是水文工作的根底，按工作程序和任務(wù)內(nèi)容可分為設(shè)站前查勘、水文調(diào)查和水文測〔定位觀測、巡回測驗、整編和分析水文資料等業(yè)務(wù)為水利建設(shè)和其他國民經(jīng)濟建設(shè)供給水文數(shù)據(jù)。1、設(shè)站前查勘規(guī)劃或預(yù)備設(shè)立水文站前，應(yīng)對流域地質(zhì)、地貌、河流特性、工程措施及資料、開發(fā)規(guī)劃等進展認真的勘察、調(diào)查。在確定測驗河段的位置和進展斷面布設(shè)時，應(yīng)勘察河勢，了解河道彎曲和順直段長度，兩岸和堤防把握洪水的力氣等。具體工作內(nèi)容有以下幾個方面：河流特性勘察。①調(diào)查把握斷面的位置，鑒別斷面把握或河槽把握的穩(wěn)定程度。②調(diào)查分流、串溝、回流、死水以及邊灘寬度，以供分析是否便于布置測驗設(shè)施。在初步選定的河段內(nèi)測量假設(shè)干個河道斷面，并測繪其中一個斷面的流速分布。③了解河床組成、斷面外形、沖淤變化、沙洲消長史和河道變遷史，以及各級水位的主泓、流速、流向及其變化狀況，并勘察河床上巖石、礫石、漂石、砂、壤土、粘土、淤泥等沿測驗河段的分布。選擇測驗方案及設(shè)備的勘察。選擇測驗的方案及設(shè)備，了解洪水漲、落緩急程度，歷史最高、最低水位和最大漫灘邊界，粗估最大、最小流量，調(diào)查洪水來源以及水土流失和泥石流形成緣由。流域自然地理狀況的調(diào)查。勘察地質(zhì)、地貌，了解分水嶺閉合狀況，有無客水引入及內(nèi)水分出。流域內(nèi)建設(shè)工程措施及其測量把握狀況的調(diào)查。調(diào)查了解蓄、引水工程規(guī)模、數(shù)量的現(xiàn)狀及其近期、遠景規(guī)劃安排；農(nóng)田水利、水土保持措施的類型及其可能對洪水泥沙產(chǎn)生的影響；河道通航、木材流放季節(jié)及其放運方式；擬建測站四周的高程把握點、平面把握點的坐標(biāo)位置、高程及其等級。勘察報告的編寫。包括勘察的目的、任務(wù)，主要工作人員的專業(yè)類別及技術(shù)水平，勘察時間和范圍；整理各項調(diào)查資料，分類歸納成簡明成果；推舉勘選的測驗河段，閘述分析意見，提出對水文測驗工程、方法和根本設(shè)施等布置工作的建議。2、水文調(diào)查水文調(diào)查是為彌補水文根本站網(wǎng)定位觀測缺乏或其他特定目的，承受勘測、考察、調(diào)查、考證等手段而進展的收集水文及有關(guān)資料的工作。包括測站四周河段和以上流域內(nèi)的蓄水量、引入引出水量、滯洪、分洪、決口和人類其他活動影響水文狀況的調(diào)查。旨在對水體形態(tài)和數(shù)量、集水面積內(nèi)的自然地理條件等作出科學(xué)的分析和評價。在我國，歷史大暴雨、歷史大洪水和枯水的調(diào)查是水文調(diào)查的重要內(nèi)容。在組織實施方面有測站年度調(diào)查和特地調(diào)查等。3、水文測驗水文測驗工作就是正確、經(jīng)濟、快速地測定各種水文要素的數(shù)量及其在時間和空間上的變化，還包括站網(wǎng)布設(shè)、測驗方法和資料整編方法的爭論依據(jù)測驗方式的不同通?？煞譃轳v測、巡測和遙測及流量間測。駐測是測驗人員常駐測站實施測驗。工作內(nèi)容主要包括：水文一般測量，水位、流量、泥沙、降水、蒸發(fā)、水溫、冰情、土壤含水量、地下水等水文要素的監(jiān)測與信息報告上傳，資料整編等。有時也可擔(dān)當(dāng)水文情報預(yù)報、水文分析計算、水資源分析評價等任務(wù)。巡測是對一些沒有必要作駐站測驗的斷面或地點進展定期巡回測驗，如枯水期和冰凍期的定期流量、泥沙測驗，定期水質(zhì)取樣測定等水文測驗一般可承受巡測方式。遙測是作業(yè)人員不到測驗現(xiàn)場，利用傳感技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)實現(xiàn)水文要素監(jiān)測。遙測可提高自動化水平，取得較多實時動態(tài)性能數(shù)據(jù)，可使原來某些難以進展人員實地的觀測得以實現(xiàn)，也可提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動條件。在取得多年實測流量資料后，如經(jīng)分析證明已建立的水位流量關(guān)系比較穩(wěn)定，并能滿足推算逐日流量及各種徑流特征值的精度要求，則可實行停測一個時期后再行施測流量的間測方法，但水位不宜實施間測。1、汛期依據(jù)一年內(nèi)河流水情的變化特征，可以分為假設(shè)干個水情特征時期，如汛期、平水期、枯水期及冰凍期。河流處于高水位大流量的時期通常稱為汛期。河流處于中常水位的時期是平水期。河流處于低水位的時期是枯水期。我國河流的主汛期多在夏〔秋〕季，平水期多在秋〔冬〕季，枯水期一般在冬〔春〕季。河流冰凍期在氣溫較低的冬〔春〕季。在汛期，由于降水量大，地表徑流量多，河流水位較高，或多發(fā)生水災(zāi)。在枯水期河流主要依靠地下水補給，流量和水位變化很小。從汛期到枯水期之間地表徑流量消退過渡時期即平水期，水位處于中常狀況。這些變化會影響人們的生產(chǎn)、生活。依據(jù)一年中高水位大流量消滅的時段，汛期可分為春汛〔黃河流域的桃汛、伏汛、秋汛和凌汛。春季積雪溶化形成的河流高水位，叫做春汛。我國華北、東北的河流都有春汛，但水量比伏汛小，歷時也不長。我國絕〔伏天〔主汛期。伏汛期徑流量大，洪峰起伏變化急劇，是全年最重要的水情階段。各河流由于降雨時間的差異，伏汛期長短不一，我國南方河流因雨季早且持續(xù)時間長，伏汛期也長。秋汛由秋季降雨形成，秋雨在各地的表現(xiàn)不同，如消滅在我國西部的華西秋雨，年際變化較大，有的年份不明顯，有的年份則陰雨連綿，持續(xù)時間長達幾十天之久，多形成洪澇災(zāi)難。發(fā)生在東南沿海和華南的大汛多為臺風(fēng)雨造成。凌汛是北方河流春季解凍時的高水位大流量現(xiàn)象。我國的北方河流，受到凌汛威逼的主要是黃河和黑龍江，黃河的3江的一些區(qū)段，春季解凍時，上游先解凍，浮冰順?biāo)?，而下游尚未解凍，造成浮冰堵塞，引起水位上漲，而且浮冰切割堤岸，更簡潔穿堤造成水災(zāi)。2、防汛〔防洪〕洪水通常是指由大暴雨、急驟融冰化雪、風(fēng)暴潮等自然因素引起的江河湖海水量快速增加或水位迅猛上漲的水流現(xiàn)象，這種水的徑流往往引起山洪爆發(fā)、河水漫溢兩岸或造成堤壩決口、漂移農(nóng)田城鎮(zhèn)、毀壞設(shè)施等災(zāi)難。依據(jù)消滅的頻率，洪水分為一般洪水〔10、較大洪水〔10～20、大洪水〔20～50、特大洪水〔重現(xiàn)期超50。防汛即是防洪，就是汛期防止洪水災(zāi)難，保障防護區(qū)人民生命財產(chǎn)安全和國民經(jīng)濟順當(dāng)進展的工作，是水利的重要組成局部。國家依據(jù)需要與可能，對不同保護對象公布了防洪標(biāo)準(zhǔn)等級。防洪標(biāo)準(zhǔn)等級劃分可用設(shè)計洪水(包括洪峰流量、洪水總量及洪水過程)或設(shè)計水位表示。一般以某一重現(xiàn)期〔水文大事發(fā)生頻率的倒數(shù)〕的設(shè)計洪水為防洪標(biāo)準(zhǔn)，如百年一遇洪水；也可用實際發(fā)生過的洪水作為防洪標(biāo)準(zhǔn)。在防洪工程的規(guī)劃設(shè)計中，一般依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選定防洪標(biāo)準(zhǔn)，并進展必要的分析論證。3、抗旱干旱是因長期少雨而空氣枯燥、土壤缺水的氣候現(xiàn)象。旱災(zāi)指因氣候嚴酷或不正常的干旱而造成土壤水分缺乏，不能滿足農(nóng)作物、牧草等生長的需要，使之減產(chǎn)或絕產(chǎn)的災(zāi)難。旱災(zāi)可帶來糧食問題，甚至引發(fā)饑餓；旱災(zāi)亦可令人類及動物因缺乏足夠的飲用水而致死。旱災(zāi)常是面積較大的普遍性自然災(zāi)難，是嚴峻的生態(tài)環(huán)境問題。干旱指標(biāo)等級劃分，以國家標(biāo)準(zhǔn)《氣象干旱等級〔GB/T20481-2023〕中的綜合氣象干旱指數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，250mm旱地區(qū)，年降水量為250～500mm常常發(fā)生旱災(zāi)的地區(qū)稱為易旱地區(qū)。通常將農(nóng)作物生長期內(nèi)因缺水而影響正常生長稱為受旱，受旱減產(chǎn)三成以上稱為成災(zāi)。干旱預(yù)警信號分二級，分別以橙色、紅色表示。干旱預(yù)警信號如圖J.1.6-1所示?！瞐〕干旱橙色預(yù)警信號〔b〕干旱紅色預(yù)警信號J.1.7-1干旱預(yù)警信號世界范圍各國防止干旱的主要措施有：興修水利，開發(fā)供水工程，進展農(nóng)田澆灌事業(yè)。改進耕作制度，轉(zhuǎn)變作物構(gòu)成，選育耐旱品種，充分利用有限的降水。植樹造林，改善區(qū)域氣候，削減蒸發(fā)，降低干旱的危害。爭論應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)和節(jié)水措施，例如人工增雨，噴〔滴、滲〕灌、地膜掩蓋、保墑，以及臨時利用質(zhì)量較差的水源，包括劣質(zhì)地下水以至海水等。水資源開發(fā)利用根本常識地球上的水資源，從廣義來說是指水圈內(nèi)水量的總體。包括經(jīng)人類把握并直接可供澆灌、發(fā)電、給水、航運、養(yǎng)殖等用途的地表水和地下水，以及江河、湖泊、井、泉、潮汐、港灣和養(yǎng)殖水域等。水資源是人類生存和進展國民經(jīng)濟不行缺少的重要自然資源。在世界很多地方，對水的需求已經(jīng)超過水資源所能負荷的程度，同時有很多地區(qū)也瀕臨水資源利用不平衡的嚴峻境況。水資源利用程度的主要指標(biāo)為其意義是指流域或區(qū)域用水量占水資源可利用量的比率，表達的是水資源開發(fā)利用的程度。通常從水資源規(guī)劃利用角度承受該指標(biāo)的評估因子是，供水力氣〔或保證率〕75%時的可供水量與多年平均水資源總量的比值。水資源開發(fā)利用又可分為河川徑流〔簡稱地表水〕水資源開發(fā)利用和地下水資源開發(fā)利用兩類，一般以流域為單元時可兩類綜合統(tǒng)計〔綜合利用率不特別指出時也僅為地表水資源開發(fā)利用〕或分別統(tǒng)計；以河流為單元時只統(tǒng)計地表水資源開發(fā)利用，比方一條河流的開發(fā)利用就是指該河流的地表水資源開發(fā)利用。國際上一般認為，對一條河流的開發(fā)利用不能超過其水資源量的40%，目前，黃河、海河、淮河水資源開發(fā)利用率都超過50%，其中海河更是高達95%40%的合理限度，因此，水資源可持續(xù)利用已成為我國經(jīng)濟社會進展的戰(zhàn)略問題，提高用水效率，建設(shè)節(jié)水型社會成為必需的國策。1、水文年鑒水文年鑒是依據(jù)統(tǒng)一的要求和規(guī)格，并按流域和水系統(tǒng)一編排卷冊，逐年刊印的水文資料。我國在1950料進展了全面整編刊印，此后將水文資料逐年分區(qū)整理刊布。從 1958年起，統(tǒng)一命名為《中華人民共和