第二章 水文循環(huán)

面對滔滔黃河水，李白曾寫一首詩《將進(jìn)酒》嘆曰：“黃河之水天上來，奔流到海不復(fù)回！”黃河水到了大海真的不回去了嗎？

第二章水文循環(huán)與徑流形成第一節(jié)水文循環(huán)與水量平衡教學(xué)目標(biāo)1.

能夠陳述水文循環(huán)定義、水文循環(huán)的分類。2.能用示意圖表示出水循環(huán)的過程，能用水平衡原理解釋全球水平衡狀況。3、說出河流、水系的基本概念，掌握主要河流特征的計算方法

4、掌握流域、閉合流域、非閉合流域的基本概念和流域特征對徑流的影響一、水文循環(huán)

定義：存在于地球上的各種水體中的水，在太陽輻射與地心引力的作用下，以蒸發(fā)、降水、入滲和徑流等方式進(jìn)行的往復(fù)交替的運(yùn)動過程。亦稱為水分循環(huán)、水循環(huán)。

一、水文循環(huán)運(yùn)動形式：包括四種，有降水、蒸發(fā)、滲流、徑流等。①降水（Precipitation）：大氣中水汽凝結(jié)后以液態(tài)水或固態(tài)水降落到地面的現(xiàn)象。如雨、雪、霧、雹等。②蒸發(fā)（Evaporation）：水分子從水面、陸面（巖石、土壤）或植物的莖葉面以水汽形式逸出的現(xiàn)象。包括地面蒸發(fā)、葉面蒸發(fā)、水面蒸發(fā)等。③徑流（Runoff）：陸地上的降水匯流到河流、湖庫、沼澤、海洋、含水層或沙漠的水流。包括地面徑流和地下徑流。④滲流（Seepageflow）：水從地表滲入地下及在地下流動的現(xiàn)象。包括入滲和滲透兩種現(xiàn)象。蒸發(fā)蒸發(fā)蒸發(fā)蒸發(fā)蒸發(fā)蒸發(fā)蒸發(fā)蒸發(fā)一、水文循環(huán)1、原因內(nèi)部作用:水在常溫下能實現(xiàn)液態(tài),氣態(tài),固態(tài)相互轉(zhuǎn)化而不發(fā)生化學(xué)變化外部作用：主要指太陽輻射、地心引力，還有其它如周圍行星的作用力。2分類：

大循環(huán)：發(fā)生在海洋與陸地之間的水文循環(huán)。

空間分布小循環(huán)：僅僅發(fā)生在海洋或陸地上的水文循環(huán)。一、水文循環(huán)二、水文循循環(huán)3水循環(huán)速速度一、水文循循環(huán)4、水循環(huán)的意意義使淡水資源源不斷更新新。使地球各個個圈層之間間，海陸之之間實現(xiàn)物物質(zhì)遷移與與能量交換換它影響全球球的氣候和和生態(tài)，并并不斷雕塑塑地表形態(tài)態(tài)。它維護(hù)了全全球水量平平衡。二、地球上上的水量平平衡(一)、水水量平衡原原理水量平衡定定量表達(dá)式式：給定時段進(jìn)進(jìn)入系統(tǒng)的的水量給定時段從從系統(tǒng)輸出出的水量給定時段系系統(tǒng)中蓄水水量的變化化量P(二)、區(qū)區(qū)域水量平平衡(二)、區(qū)區(qū)域水量平平衡進(jìn)入水系統(tǒng)統(tǒng)的時段內(nèi)的降降水量P時段內(nèi)地表表流入本地地區(qū)水量時段內(nèi)地下下流入本地地區(qū)水量流出水系統(tǒng)統(tǒng)的時段內(nèi)本地地區(qū)蒸發(fā)量量時段內(nèi)地表表流出本地地區(qū)水量時段內(nèi)地下下流出本地地區(qū)水量時段內(nèi)用水水量(三)、流流域水量平平衡一般流域閉合流域：：多年閉和流流域因因為

中國主要河流流域的多年水量平衡方程式各要素值流域流域面積降水量徑流量蒸發(fā)量

（萬KM2）（MM）（MM）（MM）遼河21.09472.664.5408松花江55.68526.8136.8390海河26.34558.786.5447.2黃河75.2464.687.5387.1淮河26.9888.7231657.7長江180.851070.5526544.5珠江44.21469.2751.3718雅魯藏布江24.05949.4687.8261

中國主要河流流域的多年水量平衡方程式各要素值流域流域面積降水量徑流量蒸發(fā)量E+R△W

（萬KM2）（MM）（MM）（MM）（MM）（MM）遼河21.09472.664.5408472.50.1松花江55.68526.8136.8390526.80海河26.34558.786.5447.2533.725黃河75.2464.687.5387.1474.6-10淮河26.9888.7231657.7888.70長江180.851070.5526544.51070.50珠江44.21469.2751.37181469.3-0.1雅魯藏布江24.05949.4687.8261948.80.6(四)、全全球水量平平衡對于某一時時段全球的整個個大陸：全球的整個個海洋：分別為大陸陸和海洋在在時段內(nèi)內(nèi)的的降水量分別為大陸陸和海洋在在時段內(nèi)內(nèi)的蒸蒸發(fā)量分別為大陸陸和海洋在在時段內(nèi)內(nèi)的蓄水變量為流入海洋洋的徑流量量(三)、全全球水量平平衡對于多年平平均全球的整個個大陸：全球的整個個海洋：分別為大陸陸和海洋多多年平均的的降水量分別為大陸陸和海洋多多年平均的的蒸發(fā)量為流入海洋洋的徑流量量全球年年水量量平衡衡從上表可以以看出：海陸降水量量之和等于海陸蒸發(fā)量量之和，說說明全球水水量保持平平衡，基本本上長期不不變；海洋蒸發(fā)量量提供了海海洋降水量量的85％和陸地降水水的89％，海洋是大氣氣水分和陸陸地水的主主要來源；；陸地降水量量中只有11％來自陸地蒸蒸發(fā)，說明明大陸氣團(tuán)團(tuán)對陸地降降水的作用用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及及海洋氣團(tuán)團(tuán)的作用；；海洋蒸發(fā)量量大于降水量，陸陸地蒸發(fā)量量小于降水量，海海洋和陸地地水最后通通過徑流達(dá)達(dá)到平衡。。第二節(jié)河河流與流流域一、河流（一）河流流及其分段段河流：自然界中中脈絡(luò)相通通的排泄降水徑流的天然輸水水通道。河流分段：河源、上上游、中游游、下游、、河口。河源是河流的發(fā)發(fā)源地,多多為泉水、、溪澗、冰冰川、湖泊泊或沼澤等等。上游緊接河源,多處于深深山峽谷中中,坡陡流流急,河谷谷下切強(qiáng)烈烈,常有急灘或瀑布布。中游河段坡度漸漸緩,河槽槽變寬,兩兩岸常有灘灘地,沖淤淤變化不明明顯,河床較穩(wěn)定定。下游是河流的最最下段,一一般處于平平原區(qū),河河槽寬闊,河床坡度度和流速都都較小,淤淤積明顯,淺灘和河河灣較多。。河口是河流的終終點(diǎn),即河河流注入海海洋或內(nèi)陸陸湖泊的地地方。這一一段因流速速驟減,泥沙大量淤淤積,往往往形成三角洲。長江上源1976年年考察結(jié)果果證實，長長江上源伸伸入于青藏藏高原腹地地的昆侖山山和唐古拉拉山之間，這里有有十幾條河河流，其中中較大的有有3條，即即楚瑪爾河河、沱沱河河和當(dāng)曲。。這3條河中中，流域面面積和水量量都是當(dāng)曲曲最大，但但根據(jù)“河河源唯遠(yuǎn)””的原則，，確定了沱沱沱河為長江江正源。沱沱沱河的最最上源，有有東、西兩兩支，東支支發(fā)源于各各拉丹冬雪山山的西南側(cè)側(cè)，西支源源于尕恰迪迪如崗雪山山的西側(cè)。。東支較西西支略長，，故長江的最最初源頭應(yīng)應(yīng)是東支。。東支的上上段是一條條很大的冰冰川，冰川川融水形成成的涓涓細(xì)流流，便是萬萬里長江的的開始。東東、西支匯匯合后叫納納欽曲，下下行24公公里與右岸的切切蘇美曲匯匯合后才稱稱沱沱河。。沱沱河繼繼續(xù)自南向向北流動，，在葫蘆湖湖附近接納了了江塔.左岸、右岸岸：面對下游游，左邊的的河岸稱為為左岸，右右邊的河岸岸稱為右岸岸，注入海洋的的河流,稱為外流河,如長江、黃黃河等;流人內(nèi)陸湖湖泊或消失失于沙漠中中的河流,稱為內(nèi)流河或內(nèi)內(nèi)陸河,如新疆的塔塔里木河和和青海的格格爾木河等等。（二）河流流基本特征征河長L：自河源沿干流到流流域出口的流程長度度，以km計。河流斷面橫斷面：垂垂直于水流流方向的斷斷面?？v斷面：河河流中沿水水流方向各各橫斷面最最大水深點(diǎn)點(diǎn)的連線稱稱為中泓線，沿中泓線線的斷面稱稱為縱斷面面。二、河流基基本特征（（續(xù)）(3)河河道坡度（（河道縱比比降）：任任意意河段兩端端的高差為為落差，單單位河長的的落差稱為為河道縱比比降。用J表示按按下式計算算：Ｊ——河河段的比降降——

河段段上下斷面面水面或河河底高程ｌ——為為河段的全全長二、河流基基本特征（（續(xù)）其平均河道道坡度J按下式式計算：自下游到上上游沿程各各點(diǎn)河底高高程，m相鄰兩點(diǎn)間間的距離，，mＬ河段的全全長,m二、河系及及河流地貌貌律（一）基本本概念河系（水系系或河網(wǎng)））：脈絡(luò)相通的的大小河流流組成系統(tǒng)統(tǒng)。干流:水系中直直接流入海海洋,湖泊泊的河流支流:流入干流流的河流（二）斯特特拉勒(strahler)分級法從河源出發(fā)發(fā)的河流為為1級河流流；同級的的兩條河流流交匯形成成的河流的的級比原來來增加l級級；不同級級的兩條河河流交匯形形成的河流流的級等于于兩者中較較高者。借助于數(shù)學(xué)學(xué)符號，后后兩條規(guī)則則還可以表表達(dá)為w*w=w+1w*n=n(n>w)w，n———河流的級級，M、n＝l，2,….mm為為水系中最最高級河流流的級””*——兩條條河流相交交匯的運(yùn)算算符號。（三）河流流地貌律河系在發(fā)育育過程中將將遵循一定定的規(guī)律,總稱為河河流地貌律律。包括：：河數(shù)律：水水系中各級級河流的河流數(shù)與該河流級別近似于反幾何級數(shù)數(shù)關(guān)系。級數(shù)數(shù)的首項為為1,公比比近似于分分叉比。河長律：水水系中各級級河流的平均長度與該河流級別近似于正幾何級數(shù)數(shù)關(guān)系，級數(shù)數(shù)的首項為為第一級河河流的平均均河長，公公比近似于于河長比。。河流地貌律律面積律：水水系中各級級河流的平均流域面面積與與該河流級別近似于正幾何級數(shù)數(shù)關(guān)系，級數(shù)數(shù)的首項為為第一級河河流的平均均河長，公公比近似于于面積比。。比降律：水水系中各級級河流的平均比降與與該河流級別別近似于正幾何級數(shù)數(shù)關(guān)系，級數(shù)數(shù)的首項為為第一級河河流的平均均比降，公公比近似于于比降比。。三、流域（一）流域域及其分類類流域：河流某一一斷面來水水的集水區(qū)域，該斷面一一般指流域域出口斷面面。分水線：當(dāng)?shù)匦蜗蛳騼蓚?cè)傾斜斜，使雨水水分別匯入入兩條不同同的河流中中，這一地地形上的脊線起著分水作作用，稱為為分水線。。閉合流域：在垂直方向地地面、地下分水水線重合，地面集水區(qū)上上降水形成的徑徑流正好由流域域出口斷面流出出，一般的大中中流域均屬此類類。非閉合流域：地面、地下分分水線不重合的流域，如巖溶溶地區(qū)的河流和和一些很小的流流域。三、流域閉合流域：在垂直方向地地面、地下分水水線重合，地面集水區(qū)上上降水形成的徑徑流正好由流域域出口斷面流出出，一般的大中中流域均屬此類類。非閉合流域：地面、地下分分水線不重合的流域，如巖溶溶地區(qū)的河流和和一些很小的流流域。（二）流域基本本特征1）幾何特征1、流域面積（F）：流域的的分水線包圍的的面積，即流域域面積，以km2計。2、河網(wǎng)密度：流域內(nèi)河流干干支流總長度與與流域面積的比比值。3、流域長度（LF）和寬度：從流域出口到到流域最