水文學(xué)(第二章)課件

水文學(xué)

Hydrology湯婕2013.31水文學(xué)(第二章)第二章 水文學(xué)的一般概念與水文測(cè)驗(yàn)內(nèi)容：2.1河流和流域2.2徑流形成及表示方法2.3流域水量平衡2.4水文資料的觀測(cè)方法與收集2.5水位與流量關(guān)系曲線2水文學(xué)(第二章)第二章 水文學(xué)的一般概念與水文測(cè)驗(yàn)內(nèi)容：2.1河流和流域2.2徑流形成及表示方法2.3流域水量平衡2.4水文資料的觀測(cè)方法與收集2.5水位與流量關(guān)系曲線3水文學(xué)(第二章)一、基本概念二、河流與水系特征三、流域特征4水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)一、基本概念（一）河流（River）

地表水在重力的作用下，沿著陸地表面上的線形凹地流動(dòng)，并匯集于各級(jí)河槽上稱(chēng)為河流。河流是水循環(huán)地表徑流的主要途徑。經(jīng)?；蜷g歇性的水流及河槽（河床）是構(gòu)成河流的兩個(gè)因素。6水文學(xué)(第二章)

外流河與內(nèi)流河：流入海洋的河流稱(chēng)為外流河。如長(zhǎng)江、黃河。凡流入內(nèi)陸湖泊或消失于沙漠中的河流，稱(chēng)為內(nèi)流河。如新疆的塔里木河，青海的布喀河。7水文學(xué)(第二章)布喀河(清史稿-卷八十志五十五地理二十六青海)在青海東境，源出和碩特北右末旗阿木尼厄枯山南，名喀喇錫納河，南流百余里，與英額池水會(huì)，又東南流六十余里，與沙爾池水會(huì)，又東流七十余里，受北來(lái)之羅子河、西爾哈密瓜河，又東五十余里，受北來(lái)之濟(jì)拉瑪爾臺(tái)河，乃名布喀河，又東流七十余里，注青海，岸寬流深，青海左右諸水，無(wú)大于此都，清流志云，即唐之大非川，為入蕃西道。水文學(xué)(第二章)

河流的分段：一般河流可分成河源、上游、中游、下游及河口五段河源是河流的發(fā)源地?？梢允窍獫尽⑷?、湖泊、沼澤和冰川。9水文學(xué)(第二章)長(zhǎng)江源頭：唐古拉山脈主峰格拉丹冬冰峰西南側(cè)的姜根迪如冰川水文學(xué)(第二章)黃河源頭：巴顏喀拉山北麓的約古宗列曲水文學(xué)(第二章)上游連著河源，特點(diǎn)是：河谷狹、比降陡、流量小、流速大、沖刷占優(yōu)勢(shì)、河槽多為基巖或礫石、多急灘、瀑布。長(zhǎng)江上游河段西起青藏高原各拉丹東，東至湖北宜昌，全長(zhǎng)4511公里。水文學(xué)(第二章)中游比降與流速減小、流量加大、沖刷淤積都不嚴(yán)重、河槽多為粗沙。長(zhǎng)江中游自湖北省宜昌市至江西省九江市。其中湖北省宜都市至湖南省岳陽(yáng)市城陵磯，因長(zhǎng)江流經(jīng)古荊州地區(qū)，俗稱(chēng)荊江。水文學(xué)(第二章)下游位于河流的最下一段。比降與流速更小、流量更大、淤積占優(yōu)勢(shì)、多淺灘沙洲、河槽多細(xì)沙或淤泥。長(zhǎng)江下游：從江西省九江市至上海市長(zhǎng)江口。江蘇省揚(yáng)州市、鎮(zhèn)江市附近及以下長(zhǎng)江主河道，因古有揚(yáng)子津渡口，得名“揚(yáng)子江”14水文學(xué)(第二章)河口：河流的出口處。河流注入海洋或湖泊處，有大量的泥沙淤積形成三角洲水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)

（二）水系(Watersystem)

大小河流構(gòu)成脈絡(luò)相通的水流系統(tǒng)稱(chēng)為水系或河系。

水系一般以干流命名，取長(zhǎng)度最長(zhǎng)、水量最大的作為干流。

直接入?；騼?nèi)陸湖泊的河流叫做干流(Mainstream)。匯入干流的河流叫一級(jí)支流(Tributary)。流入一級(jí)支流的稱(chēng)二級(jí)支流。依次類(lèi)推。20水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水系及河流分級(jí)示意圖斯特拉勒（Strahler）分級(jí)法：直接發(fā)源于河源的小河流為一級(jí)河流；兩條相同河流匯合成比原來(lái)河流高一級(jí)的河流；兩條不同級(jí)別的河流會(huì)合后形成的河流，保留原來(lái)較高一級(jí)的河流。干流是水系中最高級(jí)別的河流。23水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)

（三）流域（Basin,Watershed,Catchment）1.分水嶺：當(dāng)?shù)匦蜗騼蓚?cè)傾斜，使雨水分別匯集到兩條河流中去，這一起著分水作用的脊線稱(chēng)為分水線或分水嶺。即，山脊線的連線為分水線，分水線兩邊的雨水分別匯入不同的流域。26水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)28水文學(xué)(第二章)2.流域：匯集地面水和地下水的區(qū)域稱(chēng)為流域。它是分水線所包圍的區(qū)域，地面分水線與地下分水線分別構(gòu)成地面集水區(qū)和地下集水區(qū)。

29水文學(xué)(第二章)閉合流域:在垂直方向地面、地下分水線重合，地面集水區(qū)上降水形成的徑流正好由流域出口斷面流出，一般的大中流域均屬此類(lèi)。非閉合流域:地面、地下分水線不重合的流域，如巖溶地區(qū)的河流和一些很小的流域。30水文學(xué)(第二章)二、河流與水系特征31水文學(xué)(第二章)河源確定依據(jù)1、“河源唯遠(yuǎn)”，以距河口最遠(yuǎn)點(diǎn)作為河流的發(fā)源地(源頭)。即依河流長(zhǎng)短，水流最長(zhǎng)者為正源。2、依河網(wǎng)平面圖的上下游一致性。即某條源流與下游干流流向比較順直一致，形似干流向上的自然延伸者為正源。3、依水量之多寡，水量大者為正源。4、依歷史習(xí)慣，維持人們長(zhǎng)期以來(lái)的普遍看法而不去輕易變更。5、依河谷發(fā)育期的早晚，河谷形成較早者為正源。水文學(xué)(第二章)1．扇形水系：各支流較集中地匯于干流。流域呈扇形或圓形。如新安江支流的練江水系為扇形水系。扇形水系在降雨時(shí)，各支流的洪水幾乎同時(shí)到達(dá)流域出口處，因此，這種水系很容易發(fā)生危害性洪水。（一）水系形狀

根據(jù)干流與支流的分布及組合情況的不同，水系可分以下幾種類(lèi)型：33水文學(xué)(第二章)2．羽狀水系：干流較長(zhǎng)，支流從左右岸相間呈羽狀匯入干流，如灤河水系，安慶地區(qū)的太湖河都是羽狀水系，這種水系由于干流較長(zhǎng)，各支流匯入干流的時(shí)間有先有后，河網(wǎng)匯流時(shí)間較長(zhǎng)，調(diào)蓄作用大，洪水過(guò)程較為平緩。34水文學(xué)(第二章)3．平行水系：若干近似乎行的支流匯入干流。如淮河蚌埠以上地區(qū)的水系就是平行水系。這種水系的洪水狀況與暴雨中心的走向、分布關(guān)系密切，如流域內(nèi)降雨均勻，各支流的洪水同時(shí)匯入干流，流量的時(shí)程變化小。如暴雨中心由上游向下游移動(dòng)，易造成大洪水，反之則比較平緩。35水文學(xué)(第二章)4．混合狀水系:大多數(shù)河流的水系并不是由單一的某種水系過(guò)程，一般都包括上述兩種或三種形式，把這種由兩種以上的水系復(fù)合而成的水系為混合狀水系。如長(zhǎng)江在金沙江近似于平行排列，宜賓以下為羽毛狀排列。36水文學(xué)(第二章)（二）河網(wǎng)密度

單位流域面積內(nèi)干、支流的總長(zhǎng)度稱(chēng)河網(wǎng)密度。可用下式計(jì)算：

河網(wǎng)密度＝干、支流總長(zhǎng)度/流域面積

河網(wǎng)密度表示一個(gè)地區(qū)河網(wǎng)的疏密程度。它是流域中徑流發(fā)展的標(biāo)志之一。河網(wǎng)密度越大，流域被洪水切割程度越大，徑流匯集較快；河網(wǎng)密度小，徑流匯集慢，流域排水不良。37水文學(xué)(第二章)南方大，北方??；東部大，西部小。東部地區(qū)河網(wǎng)密集，其密度都在0.1以上，而西部?jī)?nèi)陸區(qū)幾乎都在0.1以下，而且有大片的無(wú)流區(qū)（即河網(wǎng)密度為零）。南方幾乎都在0.5以上，其中長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲是中國(guó)河網(wǎng)密度最大的地區(qū)，都在2.0以上，長(zhǎng)江三角洲甚至高達(dá)6.7水文學(xué)(第二章)（三）河長(zhǎng)河流源頭至河口或測(cè)站斷面沿河槽中泓線或軸線量取的距離。

中泓線:河道中各橫斷面水流最大流速點(diǎn)的連線。

深泓線(溪線)：河道中各橫斷面最大水深點(diǎn)的連線。河長(zhǎng)是河流特性的基本參數(shù)，可確定落差、比降和能量。39水文學(xué)(第二章)中泓線：河道中各橫斷面水流最大流速點(diǎn)的連線。深泓線(溪線)：河道中各橫斷面最大水深點(diǎn)的連線。40水文學(xué)(第二章)（四）彎曲系數(shù)定義：某河流的實(shí)際長(zhǎng)度與河流直線長(zhǎng)度之比稱(chēng)河流的彎曲系數(shù)。河流的彎曲系數(shù)＝河流的實(shí)際長(zhǎng)度/河流的直線長(zhǎng)度。它表示河流平面形狀的彎曲程度。彎曲系數(shù)(1.3)越大，表明河流越彎曲，徑流匯集相對(duì)較慢，對(duì)航運(yùn)及排洪不利。41水文學(xué)(第二章)(五)河流的平面形態(tài)

1)平原河流①特點(diǎn)：在環(huán)流、泥沙的沖刷和淤積作用下，形態(tài)蜿蜒曲折，深槽、淺槽沿水流方向交替出現(xiàn)，呈規(guī)律性。②

專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)：左岸、右岸、凹岸、凸岸、深槽、淺槽2)山區(qū)河流大多為巖石河床，異常復(fù)雜，無(wú)規(guī)律可循。42水文學(xué)(第二章)43水文學(xué)(第二章)(六)河流的縱斷面

1)定義：河流從上游至下游沿深泓線所切取的河床和自由水面間的剖面。2)作用：繪制河流縱斷面圖，見(jiàn)右圖。反映河底縱坡和落差的分布，可推算水流特性、估計(jì)水能儲(chǔ)量。44水文學(xué)(第二章)(七)河流的橫斷面

1)定義：指垂直于流向的斷面。

2)分類(lèi)：河槽橫斷面：兩邊以河岸、下面以河底為界。過(guò)水?dāng)嗝妫喊ㄋ痪€在內(nèi)的橫斷面。單式橫斷面：水面寬度隨水深的變化沒(méi)有突變點(diǎn)，是連續(xù)變化的。復(fù)式橫斷面：水面寬度隨水深的變化有突變點(diǎn)，是不連續(xù)的。45水文學(xué)(第二章)46水文學(xué)(第二章)3）作用：河流橫斷面是計(jì)算流量的主要依據(jù)?；竞硬郏菟硬?、主槽）：枯水期水流通過(guò)的部分。河漫灘：在洪水期淹沒(méi)的部分。47水文學(xué)(第二章)(八)河流的比降

1.河流縱比降：落差：指河段兩端的河底高程差，河道的總落差是指河源至河口的高程差。河段縱比降：也稱(chēng)為坡度，指河段落差與相應(yīng)河段長(zhǎng)度之比即單位河長(zhǎng)的落差。S=(Z1-Z2)/L48水文學(xué)(第二章)河槽的平均坡度：當(dāng)河槽縱斷面呈折線時(shí)，通過(guò)下游端斷面河底處作一斜線（AB），使此斜線以下面積與原河底線以下面積相等。AB線的坡度即為河槽的平均坡度。

其中L為河長(zhǎng)，li為各段河長(zhǎng)，hi為相應(yīng)各段的河底高程。49水文學(xué)(第二章)50水文學(xué)(第二章)例題：已知某河從河源至河口總長(zhǎng)L為5500m，其縱斷面如圖，A、B、C、D、E各點(diǎn)地面高程分別為48，24，17，15，14m，各河段長(zhǎng)度l1，l2，l3，l4分別為800、1300、1400、2000m,試推求該河流的平均縱比降。某河流縱斷面圖水文學(xué)(第二章).解：該河流的平均縱比降按下式計(jì)算：水文學(xué)(第二章)2.河流橫比降(水面橫比降):

定義：河流橫斷面的水面，一般并不是水平的，而是橫向傾斜或凹凸不平的，這種河流表面橫向的水面傾斜稱(chēng)為橫比降。產(chǎn)生原因主要有三個(gè)：其一是地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力（北半球：河流有向右運(yùn)動(dòng)的傾向，右側(cè)水面高于左側(cè)）；其二是河流轉(zhuǎn)彎處的離心力（凹岸水面高于凸岸）；其三是洪水漲落的影響。作用與影響：橫向環(huán)流53水文學(xué)(第二章)54水文學(xué)(第二章)55水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)三、

流域特征（一）幾何特征

1.流域面積(F)

：流域分水線和出流斷面所包圍區(qū)域的平面投影面積稱(chēng)流域面積。在地形圖上繪出流域的分水線，然后采用方格法或求積儀法，量出分水線包圍的面積，即流域面積，以km2計(jì)。59水文學(xué)(第二章)

2.流域的長(zhǎng)度(LF)：流域長(zhǎng)度為河源邊線到河口的最長(zhǎng)直線距離，單位為km，如果流域左右岸對(duì)稱(chēng)，一般可以用干流長(zhǎng)度代替。

3.平均寬度(B):流域面積與流域長(zhǎng)度的比值

B=F/LF

60水文學(xué)(第二章)5.流域形狀系數(shù)(Ke):流域平均寬度與流域長(zhǎng)度之比值。扇形流域的形狀系數(shù)較大，狹長(zhǎng)形流域則較小4.不對(duì)稱(chēng)系數(shù)(Ka):表示流域左右岸面積分布的不對(duì)稱(chēng)程度。流域的不對(duì)稱(chēng)系數(shù)是左右岸面積之差與兩岸流域平均面積的比值。

61水文學(xué)(第二章)（二）地形特征

1.流域平均高程：指流域范圍內(nèi)地表平均高程。

H0=(f1h1+f2h2＋...+fnhn)/F式中H0——流域平均高度mfi——相鄰兩等高線間的面積，km2hi——相鄰兩等高線的平均高度，mF——流域總面積，km262水文學(xué)(第二章)

2.流域平均坡度：指流域范圍內(nèi)地表平均坡度。

J=(f1J1+f2J2＋...+fnJn)/F式中J——流域平均坡度Ji——相鄰兩等高線間的平均坡度f(wàn)i——相鄰兩等高線間的面積，km2F——流域面積，km263水文學(xué)(第二章)（三）自然地理特征（四）人類(lèi)活動(dòng)：水土保持、植樹(shù)造林、興修水利、跨流域調(diào)水、城市化等措施1.地理位置：所處的經(jīng)緯度

2.氣候特征：溫度、濕度、降水、蒸發(fā)

3.下墊面特征：地形地貌、地質(zhì)、土壤、植被、湖泊、沼澤等64水文學(xué)(第二章)第二章 水文學(xué)的一般概念與水文測(cè)驗(yàn)內(nèi)容：2.1河流和流域2.2徑流形成及表示方法2.3流域水量平衡2.4水文資料的觀測(cè)方法與收集2.5水位與流量關(guān)系曲線65水文學(xué)(第二章)一、徑流的含義及組成二、徑流的形成過(guò)程三、徑流形成機(jī)制四、徑流的影響因素五、徑流的表示方法六、固體徑流和溶解質(zhì)徑流66水文學(xué)(第二章)一、徑流的含義及組成

徑流（Runoff）是指陸地上的降水沿地表或地下運(yùn)動(dòng)匯人河網(wǎng)向流域出口斷面匯集的水流，其中，沿地表運(yùn)動(dòng)的水流為地表徑流，沿地下巖土空隙運(yùn)動(dòng)的水流稱(chēng)為地下徑流。由降雨形成的徑流為降雨徑流。由冰雪水融化形成的徑流為融雪水徑流。67水文學(xué)(第二章)

由降水開(kāi)始到水流流經(jīng)流域出口斷面的整個(gè)物理過(guò)程，稱(chēng)為徑流形成過(guò)程。降水過(guò)程流域蓄滲過(guò)程地面和地下的坡面匯流過(guò)程河槽集流（河網(wǎng)匯流過(guò)程）

二、徑流的形成過(guò)程68水文學(xué)(第二章)氣象學(xué)中常有年、月、日、12小時(shí)、6小時(shí)甚至1小時(shí)的降水量降水強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)的降水量，通常取10min、1h或1d為時(shí)間單位。水文學(xué)(第二章)(1)小雨。一般指降水強(qiáng)度較小的雨。①1h內(nèi)的雨量小于或等于2.5mm的雨；②24h內(nèi)的雨量小于或等于10mm的雨。(2)中雨。一般指降水強(qiáng)度中等的雨。①1h內(nèi)的雨量為2.6——8.0mm的雨；②24h的雨量為10.1——24.9mm的雨。(3)大雨。一般指降水強(qiáng)度較大的雨。①1h內(nèi)的雨量為8.1——15.9mm的雨；②24h內(nèi)雨量為25.0——49.9mm的雨。(4)暴雨。一般指降水強(qiáng)度很大的雨。①1h內(nèi)的雨量為16mm或以上的雨；②24h內(nèi)的雨量為50mm至100mm的雨。(5)大暴雨。24h內(nèi)的雨量為100.1——200mm的雨。(6)特大暴雨。24h內(nèi)的雨量大于200mm的雨。水文學(xué)(第二章)(7)小雪。一般指降雪強(qiáng)度較小的雪。：①下雪時(shí)，水平能見(jiàn)度距離在1000m或以上；②24h內(nèi)的雪量小于或等于2.5mm的雪。(8)中雪。一般指降雪強(qiáng)度中等的雪。①下雪時(shí)，水平能見(jiàn)度距離在500——1000m之間；②24h內(nèi)雪量為2.6——5.0mm的雪。(9)大雪。一般指降雪強(qiáng)度較大的雪。①下雪時(shí)，水平能見(jiàn)度距離小于500m；②24h內(nèi)雪量大于5mm的雪。水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)（一）流域蓄滲過(guò)程截留：植物截留是指降雨過(guò)程中植物枝葉攔蓄降水的現(xiàn)象。在降雨過(guò)程中植物枝葉吸附的雨水量－－截留量（I）下滲：地表水經(jīng)過(guò)土壤表面進(jìn)入土壤的過(guò)程。填洼：當(dāng)降水強(qiáng)度大于下滲強(qiáng)度時(shí)，超過(guò)下滲的降水（超滲雨）就形成地面集水，它先填充地面上的洼陷小坑，即填洼過(guò)程。填洼量。蒸發(fā)：76水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)（二）地面和地下坡面匯流過(guò)程扣除植物截留、入滲、填洼后的多余的降雨在坡面上以片狀流、細(xì)溝流的形式沿坡面向溪溝流動(dòng)的現(xiàn)象為坡地（面）漫流(Rs)。

降雨過(guò)程中滲入土壤的水分不斷增加，當(dāng)某一界面以上的土壤達(dá)到飽和時(shí)，在該界面上就會(huì)有水分沿土層界面?zhèn)认蛄鲃?dòng)，形成壤中流或表層徑流(Rss)。

當(dāng)降雨繼續(xù)進(jìn)行，下滲水分到達(dá)地下水面后，以地下水的形式沿坡地土層匯入河槽，形成地下水徑流(Rg)。

84水文學(xué)(第二章)Rs、Rss和Rg的共同點(diǎn)是它們都順著流域坡地以一定的坡度條件流動(dòng)。但表層徑流和地下水徑流比地面徑流緩慢，并且在時(shí)間上有滯后。85水文學(xué)(第二章)（三）河槽集流（河網(wǎng)匯流過(guò)程）

各種徑流成分經(jīng)過(guò)坡地匯流注入河網(wǎng)后，沿河網(wǎng)向下游干流出口斷面匯集的過(guò)程稱(chēng)為河槽集流（河網(wǎng)匯流過(guò)程）。這一過(guò)程自坡地匯流注入河網(wǎng)開(kāi)始，直至將最后匯入河網(wǎng)的降水輸送到出口斷面為止。86水文學(xué)(第二章)

由于河網(wǎng)水位上升速度大于其兩岸地下水位的上升速度，當(dāng)河水與兩岸地下水之間有水力聯(lián)系時(shí)，一部分河水補(bǔ)給地下水，增加兩岸的地下蓄水量，這稱(chēng)為河岸容蓄。漲洪階段，出口斷面以上坡地匯人河網(wǎng)的總水量必然大于出口斷面的流量，因河網(wǎng)本身可以滯蓄一部分水量，稱(chēng)為河網(wǎng)容蓄。

漲洪段

87水文學(xué)(第二章)退水段當(dāng)降水和坡地匯流停止時(shí)，河岸和河網(wǎng)容蓄的水達(dá)最大值，而河網(wǎng)匯流過(guò)程仍在繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)上游補(bǔ)給量小于出口排泄量時(shí)，即進(jìn)入一次洪水過(guò)程的退水段。

此時(shí)，河網(wǎng)蓄水開(kāi)始消退，流量逐漸減小，水位相應(yīng)降低，漲洪時(shí)容蓄于兩岸土層的水量又補(bǔ)充入河網(wǎng)，直到降水在最后排到出口斷面為止。此時(shí)河槽泄水量與地下水補(bǔ)給量相等，河槽水流趨向穩(wěn)定。

88水文學(xué)(第二章)上述河岸調(diào)節(jié)及河槽的調(diào)節(jié)現(xiàn)象，統(tǒng)稱(chēng)為河網(wǎng)調(diào)蓄作用。89水文學(xué)(第二章)徑流形成中通常將流域蓄滲過(guò)程，到形成地面徑流及早期的表層流過(guò)程，稱(chēng)為產(chǎn)流過(guò)程，坡地匯流與河網(wǎng)匯流合稱(chēng)為流域匯流過(guò)程或匯流過(guò)程。

小結(jié)

徑流形成過(guò)程產(chǎn)流過(guò)程(蓄滲過(guò)程)匯流過(guò)程坡地匯流河網(wǎng)匯流流域面上的過(guò)程河網(wǎng)內(nèi)的過(guò)程90水文學(xué)(第二章)91水文學(xué)(第二章)徑流形成過(guò)程實(shí)質(zhì)上是水在流域的再分配與運(yùn)行過(guò)程。產(chǎn)流過(guò)程中水以垂向運(yùn)行為主，它構(gòu)成降雨在流域空間上的再分配過(guò)程。

匯流過(guò)程中水以水平側(cè)向運(yùn)動(dòng)為主，水平運(yùn)行機(jī)制是構(gòu)成降雨在時(shí)程上再分配的過(guò)程。

92水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)三、徑流形成機(jī)制（產(chǎn)流和匯流機(jī)制）產(chǎn)流機(jī)制，是指在一定的供水與下滲條件下水分沿土層的垂向運(yùn)行中，各種徑流成分的產(chǎn)生原理和過(guò)程。

匯流機(jī)制，是指坡面和河網(wǎng)匯流的產(chǎn)生原理和過(guò)程。

95水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)（一）產(chǎn)流條件和產(chǎn)流的基本規(guī)律1.地面徑流產(chǎn)流條件

地面徑流的產(chǎn)生，取決于降雨與植物截留、雨間蒸發(fā)、填洼及下滲等的對(duì)比關(guān)系。Rs＝P-In-E-Sd-F

97水文學(xué)(第二章)（一）產(chǎn)流條件和產(chǎn)流的基本規(guī)律2.壤中流的產(chǎn)流條件

壤中流發(fā)生于非均質(zhì)或?qū)哟涡酝寥乐械囊淄杆畬优c相對(duì)不透水層的交界面上。Rss＝FA-FB

98水文學(xué)(第二章)壤中流產(chǎn)生的條件可概括為：

1)包氣帶中存有透水性不同、且下層比上層透水能力小的層理分布土壤的交界面。

2)上層向界面上的供水強(qiáng)度FA，大于下層下滲強(qiáng)度FB。

3)界面具備一定的坡度。當(dāng)降雨強(qiáng)度i小于上層下滲強(qiáng)度FA，仍可產(chǎn)生壤中流，不過(guò)這時(shí)無(wú)地面徑流。當(dāng)i>FA>FB時(shí)既有地表徑流也有壤中流。99水文學(xué)(第二章)3.地下徑流產(chǎn)流條件

當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺，包氣帶厚度不大，土壤透水性較強(qiáng)，在連續(xù)降雨過(guò)程中，下滲鋒面達(dá)及毛管水帶上緣，這時(shí)表層影響土層與地下水建立了水力聯(lián)系，同時(shí)包氣帶含水量超過(guò)田間持水量，產(chǎn)生自由重力水而補(bǔ)給地下水，于是便產(chǎn)生地下徑流。100水文學(xué)(第二章)

由于這時(shí)的土壤含水量已達(dá)到田間持水量，形成了臨時(shí)飽和帶，故土壤蓄水量不再增加。對(duì)均質(zhì)土壤，根據(jù)水量平衡原理，下滲率Fc應(yīng)等于地下徑流的產(chǎn)流率Rg:Rg=Fc101水文學(xué)(第二章)

對(duì)于非均質(zhì)層次土壤，由于土層內(nèi)部產(chǎn)生側(cè)向流動(dòng)的壤中流Rss，故地下產(chǎn)流率Rg為:

Rg=Fc－Rss102水文學(xué)(第二章)當(dāng)土壤中所有孔隙都被雨水充滿(mǎn)后，多余的水分在地表形成徑流，這種產(chǎn)流方式稱(chēng)為蓄滿(mǎn)產(chǎn)流。

當(dāng)降雨強(qiáng)度大于土壤的入滲強(qiáng)度時(shí)多余的雨水便在地表形成地表徑流（超滲雨），這種產(chǎn)流方式稱(chēng)為超滲產(chǎn)流。

蓄滿(mǎn)產(chǎn)流和超滲產(chǎn)流

103水文學(xué)(第二章)蓄滿(mǎn)產(chǎn)流多發(fā)生在濕潤(rùn)地區(qū)。濕潤(rùn)地區(qū)雨量充沛，地下水位較高，包氣帶較薄，植物茂盛，下滲強(qiáng)度大的流域。超滲產(chǎn)流多發(fā)生在干旱地區(qū)，地下水位較低，包氣帶較厚，下滲能力較小的流域。二者區(qū)別：蓄滿(mǎn)產(chǎn)流取決于降雨量的大小，而與雨強(qiáng)無(wú)關(guān)；而超滲產(chǎn)流決定于雨強(qiáng)，與降雨量的關(guān)系不大104水文學(xué)(第二章)我國(guó)淮河流域及以南的大部分地區(qū)和東部的東部，大體相當(dāng)于年雨量700mm以上，年徑流系數(shù)0.5以上，以蓄滿(mǎn)產(chǎn)流為主；黃河流域和西北地區(qū)以超滲產(chǎn)流為主；華北和東北的部分地區(qū)比較復(fù)雜，表現(xiàn)出蓄滿(mǎn)產(chǎn)流、超滲產(chǎn)流過(guò)渡的特點(diǎn)。

105水文學(xué)(第二章)四、徑流的影響因素（一）氣象氣候因素（二）流域下墊面因素（三）人類(lèi)活動(dòng)因素

106水文學(xué)(第二章)降水、蒸發(fā)、氣溫、風(fēng)、濕度等（一）氣象氣候因素107水文學(xué)(第二章)地理位置：如緯度、距海遠(yuǎn)近等；面積、形狀；地貌特征：如山地、丘陵、盆地，平原、谷地、湖沼等；地形特征：如高程、坡度、坡向；地質(zhì)條件，如構(gòu)造、巖性；植被特征：如類(lèi)型、分布、水理性質(zhì)（阻水、吸水、持水，輸水性能）等。

（二）流域下墊面因素108水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)（三）人類(lèi)活動(dòng)因素

人類(lèi)活動(dòng)對(duì)徑流的影響主要是通過(guò)改變下墊面條件，直接或間接地影響徑流的質(zhì)量、數(shù)量和徑流過(guò)程。

110水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)水文學(xué)(第二章)五、徑流的表示方法1.

流量（Waterflow/discharge,Q）:是指單位時(shí)間通過(guò)某一斷面的水量，單位為m3／s.常用的流量還有日平均流量、月平均流量、年平均流量、最大流量、最小流量等。

流量過(guò)程線(Hydrograph):通過(guò)某斷面（對(duì)于河川徑流就是過(guò)水?dāng)嗝妫┑牧髁侩S時(shí)間的變化過(guò)程。113水文學(xué)(第二章)2.

徑流總量（W）表示時(shí)段T內(nèi)通過(guò)河流某一斷面的總水量,單位為m3或億m3。在流量過(guò)程線上時(shí)段T內(nèi)流量過(guò)程線以下的面積，即為時(shí)段T的徑流總量。有時(shí)也用其時(shí)段平均流量與時(shí)段的乘積表示，即:

W＝QA×Ti114水文學(xué)(第二章)115水文學(xué)(第二章)3.

徑流模數(shù)（M）是指流域出口斷面流量與流域面積的比值，即單位時(shí)間單位面積上產(chǎn)生的水量。單位：L/(s.km2)M＝1000Q/F116水文學(xué)(第二章)4.徑流深（R）是指將計(jì)算時(shí)段內(nèi)徑流總量，均勻分布于測(cè)站以上的整個(gè)流域面積上所求得的平均水層深度，單位為mm。計(jì)算公式為：

R＝QT/1000F

117水文學(xué)(第二章)5.徑流系數(shù)（α）是指同一時(shí)段內(nèi)徑流深與降雨量的比值。無(wú)量綱。0<α<1α＝R/P多年平均值為一個(gè)常數(shù)如α→0，說(shuō)明降水主要用于流域內(nèi)地各種消耗(植物截留、填洼、入滲和蒸發(fā))

，其中最主要的消耗為蒸發(fā)。如α→1,說(shuō)明降水大部分轉(zhuǎn)化為徑流。118水文學(xué)(第二章)