自然地理復(fù)習(xí)之河流

陸地水體河流王麗麗陸地水（landwater)陸地水(landwater）是相對于海洋而言的，指陸地上各種形態(tài)和各種分布方式的水體的總稱，占地球總水量的3.5%。按空間分布不同，可分成地表水和地下水。其中，地表水又包括河流、湖泊、沼澤、冰川等。

河流是地球表面陸地水體的重要組成部分，論面積、水量等方面，均是個極小的水體，河網(wǎng)靜態(tài)儲水只占地球總水量的2/100萬，占地球淡水總量的6/10萬。研究河流的意義：

1）河流同人類關(guān)系最為密切，是地球上重要的淡水資源，在灌溉、發(fā)電、航運、水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面發(fā)揮巨大的作用。

2）河流還是活躍的外營力，對地表形態(tài)的形成和改造，對氣候和植被等都具有重要的影響。而且河流常給人類帶來洪澇災(zāi)害，危害人民的生命財產(chǎn).一、河流、水系和流域（一）河流及其分段1、河流概念河流：降水、冰雪融水或由地下涌出地表的水，在重力作用下經(jīng)常地或周期性地沿著流水本身塑造的線型洼地流動

，由河槽與水流兩個基本要素組成。即為流動的水與凹槽的總稱，它主要是由于水流侵蝕作用的結(jié)果。河槽：指陸地表面上接納、匯集和輸送水流的槽形凹地，又叫河道。在外流區(qū)域，流入海洋的河流叫做外流河，如長江、黃河等。它們有較長的流線、發(fā)達的水系、豐富的水量，匯集了由支流注入的大量徑流，最終注入海洋。在內(nèi)陸區(qū)域，河水不能流入海洋，而是注入內(nèi)陸湖泊、沼澤，或因滲漏、蒸發(fā)而消失于沙漠之中的河流，稱為內(nèi)流河或內(nèi)陸河，如新疆的孔雀河、塔里木河等。2、河流分段每一條河流都有河源與河口，而較大河流的流程通常按地質(zhì)━━地理特征分成上、中、下游三段，即河流共分成五段。河源（riverhead)即河流的發(fā)源地（源頭）或起始點，是指河流最初具有地表流水形態(tài)的地方。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。如長江的源頭是唐古拉山脈各拉丹冬雪山西南側(cè)的姜根迪如南支冰川。當(dāng)一條河流由兩條或多條河流匯合而成時，如何確定河源，目前意見不一，標(biāo)準(zhǔn)很多。但主要取決于三個因素：河流長度、水量大小和歷史習(xí)慣。一般地，選擇長度最長或水量最大的河流作為干流或主流，干流的河源作為河系的河源，即“河源唯遠(yuǎn)”和“水量最豐”是確定河源的兩個主要原則。但個別河流以習(xí)慣稱呼，如大渡河的水量、長度都比岷江大，但習(xí)慣上一直把大渡河作為岷江的支流。河口（rivermouth；streamoutlet）河流的終點，即河流與接受水體的結(jié)合地段。接受水體可以是海洋、湖泊、沼澤或上一級河流。在河流的入海、入湖處，因水流分散，流速驟然減小，常有大量泥沙淤積，形成三角洲，因土地肥沃，常成為重要的糧食基地。在干旱地區(qū)，由于河水沿途強烈的蒸發(fā)和下滲，以致河水全部消失于沙漠之中，沒有河口，稱為瞎尾河或無尾河，如烏魯木齊河。上游（upstream）緊接河源的河段，常常穿行于深山峽谷之中特征：河谷窄，呈“V”字形，河床多為基巖或礫石；比降和流速大；侵蝕（下切和溯源侵蝕）強烈，縱斷面呈階梯狀，多急流瀑布；流量小;水位變幅大。如黃河在內(nèi)蒙河口鎮(zhèn)以上河段為上游。中游（midstream）指介于上游與下游的河段。中游的特點是：河谷展寬，呈“U”字形，河床多為粗砂；比降和流速減??；下切侵蝕減弱而側(cè)蝕顯著；流量較大；水位變幅較小。如黃河從內(nèi)蒙河口鎮(zhèn)到河南孟津的河段。下游（downstream)介于中游與河口的河段。下游的特點是：河谷寬廣,呈“︶”形,河床多為細(xì)砂或淤泥；比降很??；流速也很小；水流無侵蝕力，淤積顯著，多淺灘沙洲和汊河灣道；流量大；水位變幅較小。如黃河從河南孟津到山東利津的河段。（二）水系（riversystem;hydrographic

net;watersystem)1、水系概念水系((hydrographicnet)：又稱河系、河網(wǎng)。指河流從河源到河口沿途接納眾多的支流并形成復(fù)雜的干支流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即由河流的干流和各級支流，流域內(nèi)的湖泊、沼澤或地下暗河等彼此連接的一個系統(tǒng)。干流(mainstream)：一般指長度最長或水量最大的河流，又稱主流。支流(tributary)：指直接或間接注入干流的河流。直接注入干流的河流稱為一級支流，如嘉陵江是長江的一級支流；直接注入一級支流的河流叫二級支流，如涪江、渠江是嘉陵江的一級支流，為長江的二級支流。余類推。水系通常按干流命名，如長江水系、黃河水系等。2、水系特征水系特征主要包括河長、河網(wǎng)密度和河流的彎曲系數(shù)等。河長（河流長度）L（riverlength)指從河源到河口的軸線（深泓線、溪線，即河槽中最深點的連線）長度，常用L表示，以km計。量算河長，通常在較大比例尺的地形圖上，用曲線計或兩腳規(guī)量取。但由于河源處有溯源侵蝕，河口處還有淤積，河道又有不斷彎曲或截彎取直等變化，河長是經(jīng)常變動的，所以量算河長應(yīng)采用最新資料為好。由于各家所采用的地形圖不一，量算河長的方法也不相同，河源的選取也有差別，因此同一河流量算出的結(jié)果會有較大的出入。世界最長河流為非洲尼羅河，6650km；世界第二長河為南美亞馬孫河，長6437km；長江為世界第三長河，長6300km。河網(wǎng)密度河網(wǎng)密度是指流域內(nèi)干支流的總長度和流域面積之比，即單位面積內(nèi)河道的長度?？捎孟率奖硎荆?/p>

D＝∑L/F

式中：D為河網(wǎng)密度（km/km2）；∑L為河流總長度（km）；F為流域面積（km2）。

河網(wǎng)密度表示一個地區(qū)河網(wǎng)的疏密程度。河網(wǎng)的疏密能綜合反映一個地區(qū)的自然地理條件，它常隨氣候、地質(zhì)、地貌巖石土壤和植被等條件不同而變化。一般地說，在降水量大，地形坡度陡，土壤不易透水、植被稀少的地區(qū)，河網(wǎng)密度較大；相反則較小。例如我國東南沿海地區(qū)比西北地區(qū)河網(wǎng)密度大。河流彎曲系數(shù)K河流的彎曲系數(shù)：是指某河段的實際長度與該河段直線距離之比值。式中：K為彎曲系數(shù)；L為河段實際長度（km）；l為河段的直線長度（km）。河流的彎曲系數(shù)K值越大，河段越彎曲，對航運和排洪就越不利。3、水系類型（水系形式）根據(jù)干支流相互配置的關(guān)系或干支流構(gòu)成的幾何形態(tài)差異，水系有如下形式。扇狀水系：指干支流呈扇狀或手指狀分布，即來自不同方向的各支流較集中地匯人干流，流域成扇形或圓形。海河水系：當(dāng)全流域同時發(fā)生暴雨時，各支流洪水比較集中地匯入干流，在匯合點及其以下的河段易形成災(zāi)害性洪水，這是歷史上海河多災(zāi)的主要原因之一。羽狀水系：支流從左右兩岸比較均勻地相間（交錯）匯入干流，呈羽狀。如灤河水系、錢塘江水系等。羽狀水系，支流洪水相間匯入干流，洪水過程線長，洪災(zāi)少，對河川徑流有重要的調(diào)節(jié)作用。多發(fā)育在地形比較平緩、巖性比較均一的地區(qū)。樹枝狀水系：支流多而不規(guī)則，干支流間及各支流間呈銳角相交，排列形狀如樹枝，一般發(fā)育在抗侵蝕力比較一致的沉積巖或變質(zhì)巖地區(qū)，多數(shù)河流屬此類。平行狀水系：幾條支流平行排列，到下游可河口附近開始匯合。格子狀水系：干支流之間直交或近于直交，呈格子狀，如閩江水系。主要受地質(zhì)構(gòu)造控制。放射狀水系：中高周低的地勢，由中部向四周放射狀流動的水系。向心水系：盆地地勢，河流由四周山地向中部洼地集中，如塔里木盆地和四川盆地。通常較大河流，由于流經(jīng)不同的地質(zhì)地形區(qū)，在不同河段水系形式不同，形成混合水系。如長江，上游的雅龍江、金沙江屬平行水系，而宜賓以下則屬樹枝狀水系。（三）流域(drainagebasin;valley;riverbasin)1、基本概念(1)分水嶺(divide,watershed)指相鄰河流或水系之間的分水高地。如秦嶺為長江與黃河的分水嶺。在地勢起伏比較大的山地丘陵地區(qū)，分水嶺比較明顯，但在地勢平坦的平原、高原、沼澤地區(qū)，不很明顯。含沙量大的河流，由于泥沙淤積，常使下游河床抬高，年長日久，河床甚至高出兩岸地面，河床本身成為分水嶺。如黃河在鄭州以東，南岸水流流入淮河水系，北岸水流流入海河水系，黃河河槽構(gòu)成了它們間的分水嶺。(2)分水線(divideline)指相鄰兩個水系或流域之間的分界線，是分水嶺最高點的連線，通過流域周界的山頂、山脊、鞍部等。如秦嶺的山脊線為黃河和長江的分水線。分水線可分為地表分水線和地下分水線。地表分水線主要受地形影響，而地下分水線主要受地質(zhì)構(gòu)造和巖性控制。分水線不是一成不變的。河流的向源侵蝕、切割，下游的泛濫、改道等都能引起分水線的移動，不過這種移動過程一般進行得很緩慢。(3)流域(drainagebasin)指河流或水系的補給區(qū)域(集水區(qū)域)，是分水線所包圍的區(qū)域，包括地表集水區(qū)與地下集水區(qū)。流域可分閉合流域和非閉合流域。地表分水線與地下分水線重合的流域，稱為閉合流域。相反，稱為非閉合流域。2、流域特征(basincharacteristics)流域面積、流域形狀、流域高度、流域的坡度、流域的傾斜方向、干流流向等是流域的重要特征。(1)流域面積(catchmentarea)指流域分水線和出口斷面所包圍的面積。它是流域的重要特征，直接影響河流水量大小和河川徑流的形成過程。一般地，流域面積越大，河流水量也越大(干旱地區(qū)除外)，洪水歷時長，且漲落緩慢。(2)流域形狀流域形狀對河流水量變化有很大影響。通常，圓形或卵形流域降水量容易集中于干流，從而形成巨大的洪峰；狹長形流域，洪水渲泄比較均勻，洪峰不易集中。(3)流域高度流域高度直接影響氣溫、降水和蒸發(fā)特征，從而影響流域的水量變化。一般地講，隨流域高度增加，氣溫下降，蒸發(fā)量減少；同時，降水量增加，固態(tài)降水比重增大，故山區(qū)河網(wǎng)密度大，常成為多水中心。1、河流縱斷面(縱剖面)河流的縱斷面是與水流方向一致的斷面，是指沿河流軸線的河底高程或水面高程的沿程變化。故河流縱斷面可分為河槽(底)縱斷面(指河底高程的沿程變化)和水面縱斷面(水面高程的沿程變化)兩種。(四)河流的縱橫斷面河源與河口的高程差稱為河流的總落差；某河段上下游兩端的高程差稱為該河段落差。河段落差與該河段河長之比值即單位河長的落差稱為河流的比降，以小數(shù)或千分率表示，即：河流比降是決定流速的重要因素，比降越大，流速越快，河流的動力作用越強。河流縱斷面能很好地反映河流比降的變化。河流縱斷面可分為四種類型：①全流域比降一致，為直線形縱斷面；②河源比降大，而向下游遞減的，為平滑下凹形縱斷面；③比降上游小而下游大的，為下落形縱斷面；④各段比降變化無規(guī)律的，可形成折線形縱斷面。流域內(nèi)巖層的性質(zhì)、地貌類型的復(fù)雜程度，及河流的年齡，都影響縱斷面的形態(tài)。在軟硬巖層交替處，縱斷面常相應(yīng)出現(xiàn)陡緩轉(zhuǎn)折。山地和平原、盆地交接處，縱斷面也發(fā)生變化。年輕河流縱斷面多呈上落形或折線形；老年河流，則多呈平滑下凹形。后者有時被稱為均衡剖面。2、河流橫斷面(橫剖面)(1)河槽橫斷面：河槽橫斷面：指河流某處垂直于主流方向河底線與水面線所包圍的平面。不同水位有不同的水面線，其斷面面積也不相同。大斷面，是指最大洪水時的水面線與河底線包圍的面積。

過水?dāng)嗝妫侵改骋粫r刻水面線與河底線包圍的面積。

河流橫斷面是決定輸水能力、流速分布、河流橫比降和流量的重要因素。

通常河水面不是一個嚴(yán)格的幾何平面，而是一個凹凸曲面，存在著橫比降。主要原因是由于地轉(zhuǎn)偏向力和彎道離心力作用，使得流速分布不均勻，發(fā)生凹凸變形。(2)過水?dāng)嗝娴男螒B(tài)要素

常用的斷面形態(tài)要素有：過水?dāng)嗝婷娣eF，濕周P（即過水?dāng)嗝嫔媳凰竦暮硬鄄糠郑?，水面寬度B，平均深度

H,水力半徑R（R=W/P），糙度n（指河槽上的泥沙、巖石、植物等對水流阻礙作用的程度,常用糙率系數(shù)n表示，可從表5．2查出）等，這些要素與河流的過水能力有密切的關(guān)系。

二、河流的水情要素

水情要素是反映河流水文情勢及其變化的因子。它主要包括水位、流速、流量、泥沙、水化學(xué)、水溫和冰情等。通過這些因素反映河流在地理環(huán)境中的作用，及其與自然地理環(huán)境各組成要素之間的相互關(guān)系，也是研究水文規(guī)律的基礎(chǔ)。

（一）水位

(waterlevel、stage)1、水位的定義與基面：水位即水面位置或水面高程，河流水位是指河流某處的水面相對于某一基面的高度。

基面又叫基準(zhǔn)面，是高程的起算面，指高程起算的固定零點?；婵煞纸^對基面和相對基面。絕對基面(也稱標(biāo)準(zhǔn)基面)是以某一入海河口的平均海平面為零點。如珠江口基面、吳淞口基面（長江口）、黃?；娴?，我國規(guī)定統(tǒng)一采用青島基面。相對基面（也稱測站基面），是以觀測點最枯水位以下0．5－lm處作為零點的基面。相對基面可減少記錄和計算工作量，但它與其他水文站的水文資料不具有可比性，故進行全河水文資料整編和水文預(yù)報時，必須換算為全河統(tǒng)一的基面。觀測水位最簡便、常用的方法是在河岸設(shè)置水尺，定時讀數(shù)。2、影響水位變化的因素水位與流量有直接關(guān)系，水位高低是流量大小的主要標(biāo)志。水量增加，河水位上漲；水量減少，河水位下降。而流量大小取決于補給水源。流域內(nèi)的降水、冰雪消融狀況影響流量和水位變化的主要因素。河道沖淤變化、風(fēng)、潮汐、結(jié)冰、植物、支流的匯入、人工建筑物、地殼升降等均可引起水位的變化。如河道沖刷，水位下降；河道淤積，水位上漲。順風(fēng)，流速加快，水位下降；逆風(fēng)則水位上升等。3、水位變化及水位過程線河流水位有年內(nèi)變化和年際變化，山區(qū)冰雪融水補給河流和感潮河段，水位日變化明顯。河流水位隨氣候的季節(jié)變化和年際變化而變化。例如由雨水補給的河流，其水位隨降雨的變化而變化，雨季水位高，旱季水位低。由冰雪融水補給的河流，其水位隨氣溫的變化而變化，氣溫高，冰雪融水量多，則河流水位高；氣溫低，冰雪融水量少，則河流水位下降。水位過程線：是指水位隨時間變化的曲線。主要作用是：可分析水位的變化規(guī)律，能直接看出特征水位（如最高水位和最低水位）的高度和出現(xiàn)的日期；可研究各補給源的特征；可用來分析洪水波在河道中沿河傳播的情形，以及做洪水的短期預(yù)報；水位過程線也能反映流域內(nèi)自然地理因素對該流域水文過程的綜合影響。可根據(jù)需要，繪制不同時段的水位過程線。逐日水位過程線是以日平均水位為縱坐標(biāo)，橫坐標(biāo)表示日期，反映水位在一年內(nèi)的變化。在洪水期間或感潮河段，常需要繪制逐時水位過程線。水位歷時曲線：是指大于和等于某一數(shù)值的水位與其在研究時段中出現(xiàn)的累積天數(shù)（歷時）所點繪而成的曲線（圖5二2）。其繪制方法，是先將一年內(nèi)之日平均水位接從大到小次序排列，并對水位變化幅度分為若干相等組距（如以0.5m為一組），再將每一組距水位出現(xiàn)的日數(shù)依次累加為累積天數(shù)（即歷時），然后以水位為縱坐標(biāo)，以累積天數(shù)為橫坐標(biāo)點繪的曲線，則得日平均水位歷時曲線。水位歷時曲線的作用：主要是可從圖上看出一年內(nèi)超過某一水位高度出現(xiàn)的總天數(shù)，這對航運、灌溉、防汛都有重要的意義。

歷時曲線的做法日平均水位（m）天數(shù)累計天數(shù)50121249.58204942448.55294843347.5639………35.573573083654、特征水位在河流水文研究中，通常用到各種特征水位值。最高水位與最低水位：最高水位指研究時段內(nèi)水位最高值，有日最高、月最高、歷年最高值等。主要用于防洪。平均水位：指研究時段內(nèi)的水位平均值，有日、月、年、多年平均水位。平均最高水位與平均最低水位：指歷年最高水位的平均值和歷年最低水位的平均值。中水位：指研究時段內(nèi)，水位歷時曲線上歷時為50%的水位。如一年逐日水位中的中水位，是指有半數(shù)日期高于此值，又有半數(shù)日期低于此值的水位。此外，在防汛工作中，水利部門常根據(jù)防洪防汛工作需要，設(shè)有防汛水位、警戒水位與保證水位等。(二)流速(currentvelocity)1、流速概念河流流速，是指河流中水質(zhì)點在單位時間內(nèi)移動的距離。單位是m/s?？捎孟率奖硎荆簐=L/t

式中：v為流速（m/s）；L為距離（m）；t為時間（s）。

2、天然河道中平均流速的計算天然河道中平均流速的計算：在有實測資料時，可根據(jù)實測資料求得。在沒有實測資料時，可用水力學(xué)公式——謝才公式計算，即：

v=

式中：v為河道斷面平均流速；R為水力半徑；i為水面比降；c為謝才系數(shù)，它與糙率等因素有關(guān)，其數(shù)值可用經(jīng)驗公式求得．我國多采用滿寧公式，（n為糙率系數(shù)）謝才公式是根據(jù)水流作勻速運動的理論推導(dǎo)而得的。3、河道中流速的分布由于河床的地勢傾斜和粗糙程度，以及斷面水力條件的不同，天然河道中的流速分布十分復(fù)雜。一般地說，河流縱斷面流速分布為：上游河段流速最大，中游河段流速較小，下游河段流速最小。河流過水?dāng)嗝娴牧魉購乃嫦蚝拥诇p小，從兩岸向最大水深方向增大。在垂線上，絕對最大流速出現(xiàn)在水面以下水深的1/10～3/10處；平均流速出現(xiàn)于水深的6/10處；在水面,由于空氣的摩擦阻力,流速較?。辉诤拥?，流速趨于零（圖5.4）.垂線流速分布往往受冰凍、風(fēng)、河槽糙率、河底地形、水面比降、水深等影響。（三）流

量(discharge)1、流量概念流量是指單位時間內(nèi)通過某過水?dāng)嗝娴乃矿w積。常用Q表示，單位是m3/s。它可用下式表示：

Q=Av式中：Q為流量（m3/s）；A為過水?dāng)嗝娣e（m2）；v為流速（m／s）。

流量是河流的最重要特征。為了便于進行水文分析，常把測得的流量資料繪成曲線圖。常用的有流量過程線和水位——流量關(guān)系曲線。WQt?tt1t2m3/s2、流量過程線

流量過程線：是流量隨時間變化過程的曲線。其繪制方法，是以縱坐標(biāo)為流量Q，以橫坐標(biāo)為時間t，按實測資料和時間順序點繪而成的曲線，便是流量過程線。流量過程線的主要作用是：可反映測站以上流域的徑流變化規(guī)律；分析流量過程線，相當(dāng)于對一個流域特征的綜合分析研究；根據(jù)流量過程線計算某一時段的徑流總量和平均流量。3、水位-流量關(guān)系曲線(1)水位與流量的關(guān)系：河流水位的變化，從本質(zhì)上看是河流流量的變化，流量增大，水位升高；流量減小，水位降低。因此，水位變化實質(zhì)上是流量變化的外部反映和表現(xiàn)；另一方面，流量大小可以通過水位高低反映出來，即二者呈某種函數(shù)關(guān)系Q=f(H)，水位升高，流量增大。即Q=f(H)呈單調(diào)遞增函數(shù)。(2)水位流量關(guān)系曲線的繪制其繪制方法是：以水位為縱坐標(biāo)，流量為橫坐標(biāo)，將各次施測的流量與相應(yīng)的水位點繪在坐標(biāo)紙上，連接通過點群中心的曲線，便是水位——流量關(guān)系曲線。一般是下凹上凸曲線。由于Q=AV，為了便于校核流量資料，通常將水位流量關(guān)系曲線Q=f(H)、水位過水?dāng)嗝婷娣e關(guān)系曲線A=f1(H)和水位流速關(guān)系曲線V=f2(H)繪在一起，縱坐標(biāo)表示水位H，橫坐標(biāo)分別表示流量Q、過水?dāng)嗝婷娣eA和流速V。水位面積關(guān)系曲線A=f1(H)，由于面積A是隨水位H的增高而增大，H越高，A增加越快(即A相對于H的變化率越大)，故曲線是上凸下凹的。

流速曲線V=f2(H)，隨著水位增高，起初流速V隨水位增高而增加很快，后來流速隨水位增高而增加緩慢，即流速曲線V=f2(H)呈向上凹形。(3)水位流量關(guān)系曲線的用途由于流量施測非常復(fù)雜，步驟繁多，則不可能每天連續(xù)地施測；另一方面，在水文站的日常工作中，水位是逐日觀測的。因此，可通過水位資料利用水位流量關(guān)系曲線推求流量。（四）河流水溫與冰情1、河流的水溫河流水溫取決于河段熱量的收支狀況，若收入熱量大于支出熱量，則水溫升高；反之，則水溫下降。影響河流水溫的因素太陽輻射是地球主要的熱源，也是河水增溫的主要熱收入。水溫的分布，大體與氣溫一致，體現(xiàn)著隨緯度增加和地勢增高而降低的地帶性規(guī)律，但水溫的變幅小于氣溫的變幅。原因是水的熱容量大。此外，河流水溫還受補給水源、上游來水及冰情等的影響。補給水源：高山冰雪融水補給河流，水溫偏低；雨水補給河流，水溫較高；湖泊水補給河流，春溫低，秋溫高；地下水補給河流，水溫變幅小。冰情：河水結(jié)冰要放熱，對水溫的降低起抑制作用；河冰解凍要吸熱，對水溫升高起抑制作用。由于水的熱容量大，則上游來水的溫度和水量將對河流水溫起著重要作用。河流水溫的日變化與年變化（1）日變規(guī)律水溫的日變化與氣溫的日變化大體一致，早晚較低，午后升高，水溫最高值落后于氣溫2－3小時，日變幅常在1－3℃左右，比氣溫日變幅小。其原因是水的熱容量大，對熱量變化的反應(yīng)比較遲緩，變化速度稍落后于氣溫，變幅也較氣溫小。河水溫度的日變化與水量、季節(jié)、天氣和地理位置有關(guān)。河水水量越多，日變幅越?。恢懈呔暤貐^(qū)暖季水溫日變幅大于冷季；中低緯河流，水溫日變幅稍大；晴天水溫日變幅大于陰天。(2)水溫的年變規(guī)律①水溫年變趨勢大體與氣溫一致，但年變幅比氣溫小，河流年平均水溫比當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁芈愿?。春夏季，收入熱量大于支出熱量，水溫升高，最高值多出現(xiàn)在盛夏，且水溫小于氣溫；秋冬季，收入熱量小于支出熱量，水溫降低，最低值多出現(xiàn)在氣溫最低的時期，且水溫高于氣溫。②中緯地區(qū)水溫年變幅比低緯和高緯都大（中緯地區(qū)水溫年變幅最大）。原因是：低緯地區(qū)，太陽輻射和氣溫的年變化小；高緯地區(qū)氣溫年變化雖較大，但受結(jié)冰和融冰影響，水溫年變幅也較小，暖季融冰吸熱和冷季結(jié)冰放熱都將緩和水溫水溫的年變化。③水溫年變幅度隨海拔高度增高而減小地勢增高，氣年溫變幅變小，同時受結(jié)冰和融冰影響，水溫年變幅減小。④水溫年變幅隨大陸性增強而加大我國河流水溫年變幅最大地區(qū)在華北平原地勢最低、氣溫年較差最大的地區(qū)；東南沿海各河流，水溫年變幅較小；青藏高原上，水溫年變很??；云貴高原，地勢較高，地下水補給比重較大，為水溫年變最小的地區(qū)。水溫的空間分布（1）斷面分布水溫的垂直分布具有成層性：清晨，表面水溫低，向下水溫升高（逆溫分布）；午后，表面水溫高，向下水溫降低（正溫分布）。暖季，兩岸水溫高，由岸邊向河心、由河面向河底，水溫升高。（2）水溫的沿程變化水溫沿流程的變化，與河流長度、流程所在的氣候條件、補給狀況及流向等因素有關(guān)。①流程長度：流程越短，水溫與補給水源的溫度越接近；流程越長，水溫受流程內(nèi)氣溫影響越顯著。②補給狀況：高山冰雪融水補給河流，水溫沿程增加。③流向：ａ、東西向河流（緯向河流），受上下游地勢高低影響，一般地河流上游水溫低，年變幅??；下游地區(qū)，水溫高，年變幅大；ｂ、南北向河流：由高緯流向低緯河流，受緯度和海拔高度影響，下游緯度和地勢都降低，則河流水溫由上游到下游沿程增加較快；反之，由低緯流向高緯的河流（或河段），水溫的沿程變化取決于地勢和緯度的綜合影響，水溫沿程變化較小。一般來講，下游水溫低。2、河流的冰情當(dāng)河流的水溫低于0℃處于過冷卻狀態(tài)時，河流中可能出現(xiàn)冰晶。若氣溫持續(xù)保持在0℃以下，河流就會出現(xiàn)冰情。河流的冰情包括結(jié)冰、封凍和解凍的全過程。（1）結(jié)冰期（結(jié)冰階段）從河水開始結(jié)冰起，到最初形成穩(wěn)定冰蓋時為止，稱為結(jié)冰期?？煞譃槿齻€過程：①岸冰、水內(nèi)冰和水面薄冰的形成：隨著氣溫降低，水溫下降，當(dāng)氣溫降到0℃以下，河面水溫亦降到0℃時，水面尤其水流緩慢的河灣附近開始出現(xiàn)冰晶。河岸水溫比河流中央降溫快，水流慢，則易結(jié)冰。②流冰或行凌過程：岸冰、水內(nèi)冰，伴隨流水向下游流動，稱為流冰或行凌。③大塊冰層的形成：冰塊在流動過程中相互碰撞而聚集起來，遇到狹窄河段、河灣或受沙洲、人工建筑物的阻擋，流動的冰塊便停積在一起，使冰塊增大，冰面擴展，直至最后形成穩(wěn)定冰蓋，進入第二階段━━封凍期。（2）封凍期（封凍階段）河面結(jié)冰后，若氣溫持續(xù)下降，冰面不斷擴大，最后水面冰與岸冰結(jié)合一塊，甚至全河面被冰層覆蓋，稱為封凍。自形成穩(wěn)定冰蓋起，到冰蓋破裂開始再次出現(xiàn)流冰之日止，稱為封凍期。（3）解凍期（解凍階段）次年春季，氣溫回升到0℃以上，冰蓋逐漸融化、破裂，形成許多冰塊，再次出現(xiàn)流冰，直至河冰全部消融，稱為解凍。從穩(wěn)定冰蓋開始破裂到河冰全部消融為止，稱為解凍期。（4）凌汛在秋冬結(jié)冰期和春季解凍期，若河流由低緯流向高緯的河段比較長，則在結(jié)冰期，上游封凍比下游晚；而在解凍期，上游解凍早于下游，這樣上游流動的冰塊常在下游受阻而壅積起來，形成冰壩，引起上游水位抬高，以致泛濫成災(zāi)的現(xiàn)象，叫做凌汛。如黃河河套段和山東境內(nèi)，幾乎每年春季都發(fā)生凌汛。（五）河流泥沙

1、河流泥沙及其分類

河流泥沙是指組成河床和隨水流運動的礦物、巖石固體顆粒。隨水流運動的泥沙也稱固體徑流。河流泥沙對河流的水情及河流的變遷有著重大的影響。

河流泥沙在水流中的運動是受河水流速和泥沙自重的綜合作用的結(jié)果。河流泥沙運動的形式可分滾動、滑動、跳躍和懸浮。前三者運動形式的泥沙，稱為推移質(zhì)；懸浮運動的泥沙，稱為懸移質(zhì)。推移質(zhì)的顆粒較大，比較重，故沿河床面運動，表現(xiàn)為波浪式的緩慢移動；懸移質(zhì)的顆粒較小，比較輕，故能懸浮于水中，與水流同一速度運行。

2、固體徑流特征值河水中泥沙含量的多少，常用含沙量表示。含沙量是指單位體積（每1m3）水中所含泥沙的重量。單位是kg/m3。

河水中挾帶泥沙的數(shù)量，可用輸沙率和輸沙量表示。單位時間內(nèi)通過一定的過水?dāng)嗝娴哪嗌晨偭?，稱為輸沙率。單位是t/s或kg/s。一定時段內(nèi)通過一定過水?dāng)嗝娴哪嗌晨偭?，稱為輸沙量。單位是t或萬t。

河流泥沙主要是水流從流域坡面上沖蝕而來。每年從流域地表沖蝕的泥沙量通常用侵蝕模數(shù)表示。侵蝕模數(shù)是指每km2流域面積上，每年被侵蝕并匯入河流的泥沙重量。單位是外t/(km2)。河流含沙量大小同河流的補給條件、流域內(nèi)巖石土壤性質(zhì)、地形的切割程度、植被覆蓋程度的人類活動等因素有關(guān)?？傮w來講，以地下水和冰雪融水補給為主的河流含沙量較低；以雨水補給為主的河流含沙量則要看流域內(nèi)植被覆蓋的好壞而有很大差異。植被覆蓋良好的流域，河流含沙量低；反之，含沙量相對較高。黃河是一條世界性著名的多沙河流，由于含沙量大，水流多呈黃濁色，故名黃河。黃河之所以“黃”，主要是由于中上游流經(jīng)植被覆蓋度差、土質(zhì)疏松、切割強烈的黃土高原區(qū)，再加上降水量集中，常以暴雨形式降落，則大量泥沙隨著徑流毫無阻攔地進入河槽，使河流含沙量大增。據(jù)測定，黃河陜縣站多年平均含沙量高達39.6kg/m3。中國河流輸沙量很大，年輸沙量大于1千萬噸的河流便有42條，其中黃河輸沙量最大，陜縣站多年平均輸沙量達16億噸，長江輸沙量近5億噸。（六）河水化學(xué)

河水化學(xué)主要是河水的化學(xué)組成、性質(zhì)、時空分布變化，以及它們同環(huán)境之間的相互關(guān)系。天然河水的化學(xué)成分主要由HCO32-，SO42-，CI－，Ca2+，Na+，

Mg2+，K+等離子組成。但在不同河流中，這些離子的比例并不相同。河水中除上述離子外，還有生物有機質(zhì)、溶解氣體（BOD、COD、O2、CO2等）和一些微量元素等。

天然河水的礦化度普遍較低。礦化度，是指IL河水中所含離子、分子和各種化合物的總量，單位為g/L。礦化度是反映河水化學(xué)特征的重要指標(biāo)。一般河水礦化度小于lg/L，平均只有0.15～0.35g/L。在各種補給水源中，地下水的礦化度比較高，而且變化大；冰雪融水的礦化度最低，由雨水直接形成的地表徑流礦化度也很小。

河水化學(xué)組成的時間變化明顯。河水補給來源隨季節(jié)變化明顯，因而水化學(xué)組成也隨季節(jié)變化。以雨水或冰雪融水補給為主的河流，在汛期河流水量增大，礦化度明顯降低；在枯水期，河流水量減少，以地下水補給為主，故此時河水礦化度增大。夏季水生植物繁茂，使NO3-，NO2-，NH4+含量減少；冬季隨著水溫降低,溶解氧增多，但由于水生植物減少，NO3-，NO2-，NH4+的含量可達全年最大值。

河水化學(xué)組成的空間分布有差異性。大的江河，流域范圍廣，流程長，流經(jīng)的區(qū)域條件復(fù)雜，并有不同區(qū)域的支流匯入，各河段水化學(xué)特征的不均一性就很明顯。一般離河源越遠(yuǎn)，河水的礦化度越大，同時鈉和氯的比重也增大，重碳酸鹽所占比重減小。三、河流的補給

河流的補給━━從廣義上講，指河流中的物質(zhì)和能量的輸入。輸入的物質(zhì)有水、泥沙、水化學(xué)物質(zhì)等。但通常按狹義理解。狹義地講，河流補給是指河流水量的補給，即河水的來源。它是河流的重要水情特征之一，在一定程度上決定著河流的水文情勢。世界上大多數(shù)河流的主要補給水源是流域內(nèi)的大氣降水。但降水有固態(tài)和液態(tài)之分，進入河槽的途徑有地面和地下之分。因而按進入河槽途徑的不同，河流的水源可分為地表（地面）水源和地下水源兩大類，并將二者均有的稱為混合水源。地表水源又可分為雨水、融水、湖泊沼澤水，地下水源又分為淺層地下水（潛水）和深層地下水（承壓水、自流水）等。河流的補給(河流的水源

)

根據(jù)降水形式及其進入河流路徑的不同，河流補給可分為:

地表水源：⑴雨水補給

⑵融水補給：①季節(jié)積雪融水補給；②永久積雪和冰川融水補給⑶湖泊和沼澤水補給

地下水補給：⑴潛水補給（沖積層水）；⑵承壓水補給（深層地下水）人工補給

（一）河流補給類型和特點1、雨水補給⑴分布地區(qū)分布普遍，尤其濕潤地區(qū)，雨水補給所占比重大。雨水是全球大多數(shù)河流最重要的補給來源，也是我國河流的一種最普遍、最主要的補給來源，尤其東南半壁季風(fēng)區(qū)的河流，雨水補給占絕對優(yōu)勢，秦嶺━━淮河一線以南，青藏高原以東的廣大地區(qū)，雨水補給一般占年徑流量的60－80%。⑵補給時間和補給特征①補給時間雨水補給時間取決于降雨時間，即主要發(fā)生在雨季。因而取決于雨型（夏雨型、冬雨型、年雨型、全年少雨型）。比如，我國大部分地區(qū)位處東亞季風(fēng)區(qū)，雨水主要集中在夏、秋雨季，則夏秋雨季河流多處于汛期；相反，冬春旱季處于枯水期。②補給特征雨水補給的特點，主要決定于降雨量和降雨特性。降雨量的大小決定了補給水量的大小，降雨量大，補給量也大；否則，相反。由于降雨過程具有不連續(xù)性和集中性，使雨水補給也具有間斷不連續(xù)性和集中性，集中在雨季，其補給過程來得迅速和集中。因此，雨水補給為主的河流，河流水量隨雨量的增減而漲落，徑流年內(nèi)變化趨勢與降雨一致，流量過程線呈陡漲急落的鋸齒狀，并在汛期常形成峰高量大的洪水過程。由于降雨具有年內(nèi)、年際變化大的特點，使雨水補給的年內(nèi)、年際變化大。降雨強度的大小也決定了補給量的大小，降雨強度大，歷時短，損耗量少，補給流量的水量較多。雨水補給的河流，由于雨水對地表的沖刷作用，所以河流的含沙量也大。

2、融水補給季節(jié)性積雪融水補給⑴分布地區(qū)中高緯地帶（溫帶和寒帶）和高山地區(qū)，我國北方河流尤其東北地區(qū)河流，積雪融水補給量占較大比重。⑵補給時間主要發(fā)生在氣溫回升的春季。中高緯地帶和高山地區(qū)，冬季的固態(tài)降水以積雪形式保存下來，到次年春季，隨氣溫回升，天氣轉(zhuǎn)暖，積雪融化補給河流。因此，積雪融水補給河流主要發(fā)生在春季，并常常形成春汛，正值桃花盛開時節(jié)，故又稱“桃汛”、“桃花汛”。⑶補給特征積雪融水補給量大小及其變化與流域的積雪量大小和氣溫變化有關(guān)，補給過程具有明顯的時間性和連續(xù)性。時間性：指積雪融化時間（初春－初夏）和融化強度隨太陽輻射和氣溫變化而變化。冬季的固態(tài)降雪，在春季氣溫回升到0℃以上，便開始融化補給河流，并隨氣溫增高而融化加快，白天比夜間快。連續(xù)性：由于氣溫變化的連續(xù)性，積雪的融化過程是連續(xù)的。即在消融期內(nèi)，隨著氣溫回升，積雪開始融化補給河流，并隨氣溫增高，融化加快，補給量增多，河流水量增大；隨后又隨積雪量的減少而流量減小，直至最后消失，轉(zhuǎn)化為雨水補給為主。具體反映在河流流量過程線上具有下述特點：積雪融化期間，河流水量變化同氣溫變化相一致，比雨水補給為主的河流水量平穩(wěn)而有規(guī)律。一般地全年有兩次流量高峰，即積雪消融造成的春汛和雨水補給造成的夏汛，夏汛為主。冰雪融水補給⑴分布地區(qū)高山地區(qū)和兩極地區(qū)，河流多靠永久積雪和冰川融水補給，尤其干旱、半干旱地區(qū)和高寒地區(qū)，冰雪融水常成為河流的主要補給水源。我國西北地區(qū)和青藏高原地區(qū)，有許多高山、極高山，冰雪融水常成為河流的重要補給水源。⑵補給時間和補給特點與季節(jié)性積雪融水補給具有相似性，又有差異性。①相似點：都是通過融水補給河流，補給水量及其變化與太陽輻射和氣溫的變化一致，補給過程具有連續(xù)性和