水文學(xué)原理(第二節(jié))課件

流域和水系(RiverBasin&RiverSystem)內(nèi)容提綱①河流及特征②流域與水系特征③徑流形成過程④影響徑流的因素⑤徑流表示方法目標(biāo)一：理解掌握徑流形成過程目標(biāo)二：理解掌握徑流特征表示方法教學(xué)目標(biāo)難點(diǎn)一：不同下墊面條件的徑流過程難點(diǎn)二：徑流特征值在實(shí)際中的應(yīng)用學(xué)習(xí)難點(diǎn)流域和水系(Riverbasin&riversystem)第一節(jié)河流特征（

RiverCharacteristics）河流：自然界中脈絡(luò)相通的排泄降水徑流的天然輸水通道,其中分為各級(jí)支流及干流。河流分段：河源、上游、中游、下游、河口。干流、支流（一級(jí)、二級(jí)等）、外流河、內(nèi)陸河1、河流河源是河流的發(fā)源地，一般為冰川、溪澗、湖泊、泉水等。溪澗湖泊冰川沼澤上游處于深山峽谷中，坡陡流急，河谷下切強(qiáng)烈，常有急灘或瀑布，河床多為基巖。下游處于平原區(qū)，河槽寬闊，河床坡度較小，淺灘較多，河床多為沖積層。中游河段坡度漸緩，河槽變寬，兩岸有灘地，河床多為砂卵石。河口是河流的終點(diǎn)，該處泥沙大量淤積，往往形成三角洲。那幅圖是河流？2、分水線山峰、山脊、鞍部的連接線稱分水線。通常情況下分水線是指地面分水線。第一節(jié)河流特征（

RiverCharacteristics）第二節(jié)流域與水系（BasinandRiverSystem）流域—地面分水線包圍的區(qū)域。流域面積(km2)—流域分水線包圍區(qū)域的水平投影面積。地面分水線與地下分水線重合的流域稱為閉合流域。地面分水線與地下分水線不重合的流域稱為非閉合流域。1、流域2、水系第二節(jié)流域與水系（BasinandRiverSystem）流域中大大小小河道交匯形成的樹枝狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。第三節(jié)徑流形成過程（

RunoffProcess）降雨時(shí)，枝葉會(huì)留存部分水珠。降雨時(shí)，野外的土壤會(huì)變濕潤。降雨時(shí)，低洼地面會(huì)存蓄一定水量。降雨時(shí)，河道會(huì)漲水，河道水位會(huì)升高；雨停后，河道出現(xiàn)退水，水位降低，恢復(fù)到降雨前狀態(tài)。自然現(xiàn)象這些自然現(xiàn)象和什么有關(guān)？徑流形成過程指從降水落到流域表面至水流匯集到流域出口斷面的整個(gè)物理過程。一般可概括為產(chǎn)流過程和匯流過程2個(gè)階段。第三節(jié)徑流形成過程（

RunoffProcess）1、研究徑流形成過程的意義？徑流形成過程與洪災(zāi)旱災(zāi)密切相關(guān)徑流形成過程與流域水資源開發(fā)利用密切相關(guān)：水資源評(píng)價(jià)、水文預(yù)報(bào)、工程設(shè)計(jì)徑流形成過程與流域生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)2、涉及的概念第三節(jié)徑流形成過程（

RunoffProcess）植物截留—降雨在植物枝葉表面吸附力、承托力、水分重力和表面張力等作用下儲(chǔ)存于植物枝葉表面的現(xiàn)象。截留的水量最終消耗于蒸發(fā)。植物截留不僅在數(shù)量上減少了林下雨量，而且可推遲林下降雨開始時(shí)間。影響植物截留的因素：植物特性（樹種、樹齡、樹冠厚度、茂密度）和氣候氣象條件（降雨量、降雨強(qiáng)度、氣溫、風(fēng)）。B樹A樹填洼—降雨被流域上池塘、小溝等閉合洼地?cái)r蓄的現(xiàn)象。填洼過程：i>f開始填洼D=Dmax

洼地出流降雨終止后，填洼量耗于下滲和蒸散發(fā)下滲—水分從地表滲入地下的現(xiàn)象。下滲損失—流域坡面上的降雨滲入地下的水量中，不能成為徑流的那部分水量。第三節(jié)徑流形成過程（

RunoffProcess）3、產(chǎn)流過程產(chǎn)流過程指降雨經(jīng)植物截留、下滲、填洼，形成徑流損失之后，成為凈雨的過程。降雨植物截留地表地表填洼在表土層形成飽和層地面凈雨壤中流凈雨地下凈雨降落在河面，開始河網(wǎng)匯流下滲至地下潛水或深層地下水體產(chǎn)流過程7種路徑：++++++

地面凈雨壤中流凈雨地下凈雨直接進(jìn)入河網(wǎng)匯流降雨在表土層形成飽和層壤中流凈雨地表下滲至地下潛水或深層地下水體降雨下滲地下凈雨降雨地表填洼地面凈雨4、匯流過程第三節(jié)徑流形成過程（

RunoffProcess）坡地匯流：凈雨在坡地上從地面和地下匯入河網(wǎng)的過程。1）坡地漫流：超滲雨滿足了填洼后產(chǎn)生的地面凈雨沿坡面流到附近河網(wǎng)的過程。2）壤中流徑流：壤中流凈雨沿坡地側(cè)向經(jīng)表層土壤孔隙流入河網(wǎng)。3）地下水匯流：地下凈雨向下滲透至地下潛水面或深層地下水體后，沿水力坡度最大的方向流入河網(wǎng)。坡地匯流坡面漫流壤中流地下徑流河網(wǎng)匯流小溝

小溪

支流干流

上游

下游

流域出口斷面河網(wǎng)匯流：匯入河網(wǎng)后，然后再沿著河網(wǎng)匯集到流域出口斷面的過程。流域匯流=坡地匯流+河網(wǎng)匯流坡地匯流坡面漫流壤中流地下徑流河網(wǎng)匯流小溝

小溪

支流干流

上游

下游

流域出口斷面坡地匯流特征坡面漫流：一般流程較短，大雨時(shí)是構(gòu)成河流流量的主要水源，形成陡漲陡落的洪峰。壤中流：比地表徑流慢，到達(dá)河槽較遲，但對(duì)于較大的流域和歷時(shí)較長的降雨，是形成洪水的重要成分。地下徑流：匯流很慢，可以維持很長時(shí)間，是河川的基本流量。河網(wǎng)匯流特征漲水階段（河槽蓄水量增加，出口斷面流量小于

匯流流量）退水階段（隨著降雨和坡面漫流量的減少，直至

完全停止，河槽水量減少，水位下降）河槽調(diào)蓄坡面漫流表層流徑流坡地地下水匯流超滲雨滿足了填洼后產(chǎn)生的地面凈雨沿坡面流到附近河網(wǎng)的過程，形成河流洪峰的主要水源。表層流凈雨沿坡地側(cè)向經(jīng)表層土壤孔隙流入河網(wǎng)地下凈雨向下滲透至地下潛水面或深層地下水體后，沿水力坡度最大的方向流入河網(wǎng)坡地匯流漲水階段退水階段河網(wǎng)匯流坡地水流進(jìn)入河網(wǎng)后，使河槽水量增加，水位升高，形成洪水漲水階段。隨著降雨和坡地徑流量逐漸減少直至完全停止，河槽水量開始減少，儲(chǔ)存的水量逐漸流出流域，形成洪水退水階段?！钫n程小結(jié)

了解認(rèn)識(shí)河流、流域、水系；重點(diǎn)理解徑流形成過程。☆思考題①河川徑流組成一般可劃分為【】A地面徑流坡面徑流地下徑流B地面徑流表層流地下徑流C地面徑流表層流深層地下徑流D地面徑流淺層地下徑流深層地下徑流②一次降雨形成徑流的損失量包括【】A植物截留填洼蒸發(fā)B植物截留填洼補(bǔ)充土壤缺水量蒸發(fā)C植物截留填洼補(bǔ)充土壤吸著水蒸發(fā)D植物截留填洼補(bǔ)充土壤毛管水蒸發(fā)第四節(jié)影響徑流的主要因素（

MainFactorsofEffectingRunoff

）影響因素氣象降水（影響徑流量）蒸發(fā)（影響損失量）下墊面條件地理位置（經(jīng)緯度）植被、土壤及地質(zhì)構(gòu)造（土壤性質(zhì)，是否有透水巖層）地形特征（流域平均高度、坡度、切割程度）形狀和面積（狹長或?qū)挾蹋┤祟惢顒?dòng)水利工程，水土保持，挖沙，采煤第五節(jié)徑流表示方法（characteristicvalueofrunoff

）徑流的特征值：流量、徑流量、徑流深、徑流模數(shù)、徑流系數(shù)、徑流年內(nèi)分配不均勻系數(shù)、年徑流變差系數(shù)流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過河流某一斷面的水量（m3/s）,以Q表示。瞬時(shí)流量、洪峰流量、日平均流量、月平均流量、年平均流量、多年平均流量。徑流量：時(shí)段T內(nèi)通過河流某一斷面的總水量（m3），以W表示。日月一月12.9022.9032.9043.3853.7564.0374.2384.3894.46104.50例題：左圖為某河流水文站1985年1月上旬的日平均流量數(shù)據(jù)（m3/s），請(qǐng)計(jì)算該月上旬的徑流量。徑流深：將徑流量平鋪在整個(gè)流域面積上所得的水層深度（mm）,以R表示。時(shí)段T內(nèi)徑流量(m3)時(shí)段T內(nèi)平均流量(m3/s)流域面積（km2）例題：某流域面積為4200km2，上圖是流域出口水文站1975年1-6月的月平均流量數(shù)據(jù)（m3/s），請(qǐng)計(jì)算該流域3月份的徑流深。徑流模數(shù)：流域出口斷面流量與流域面積F(km2)之比值（單位流域面積上單位時(shí)間所產(chǎn)生的徑流量），以M（升/秒*平方千米）表示。當(dāng)Q(m3/s)為洪峰流量時(shí)，相應(yīng)的M為洪峰流量模數(shù)；Q為多年平均流量時(shí)，相應(yīng)的M為多年平均流量模數(shù)。例題：已知流域面積為4200km2，流域出口斷面1975年的月平均流量數(shù)據(jù)如圖（m3/s），請(qǐng)計(jì)算該流域1975年平均流量模數(shù)。徑流系數(shù)：某一時(shí)段的徑流深與相應(yīng)時(shí)段的流域平均降雨深之比，值小于