《流域徑流形成過程》課件VIP

流域徑流形成過程本課件將介紹流域徑流形成過程及其影響因素，并探討人類活動對徑流的影響以及水資源管理措施。課程導(dǎo)入徑流的概念徑流是指水流在河流、湖泊、海洋等水體中的流動現(xiàn)象，是水循環(huán)的重要組成部分。徑流形成過程徑流的形成是一個復(fù)雜的物理過程，涉及到降水、蒸發(fā)、入滲、地表徑流、地下徑流等多個環(huán)節(jié)。流域水文循環(huán)過程蒸發(fā)水從地表或水體中蒸發(fā)進(jìn)入大氣1降水大氣中的水汽凝結(jié)成雨、雪等降落到地面2入滲降水滲入土壤，形成地下水3地表徑流降水在地表匯集，形成地表徑流4地下徑流地下水在地下流動，形成地下徑流5蒸發(fā)過程太陽輻射是蒸發(fā)的主要能量來源，溫度越高，蒸發(fā)越快空氣濕度越低，蒸發(fā)越快風(fēng)速越大，蒸發(fā)越快水體面積越大，蒸發(fā)越快降水過程對流降水熱空氣上升，冷卻凝結(jié)形成降水，常發(fā)生在夏季午后地形降水氣流遇到山脈抬升，冷卻凝結(jié)形成降水，常發(fā)生在山區(qū)鋒面降水冷暖氣團(tuán)相遇，暖氣團(tuán)被迫上升，冷卻凝結(jié)形成降水，常發(fā)生在季節(jié)交替時期入滲過程土壤性質(zhì)土壤的滲透性越好，入滲率越高土壤含水量土壤含水量越高，入滲率越低降水強(qiáng)度降水強(qiáng)度越大，入滲率越低地表覆蓋植被覆蓋率越高，入滲率越高地表徑流過程1降水降水是地表徑流的直接來源2匯流降水在地表匯集，形成地表徑流3河流流動地表徑流匯集到河流中，沿河流向下流動4入海河流最終流入海洋地下徑流過程地下水補(bǔ)給降水、河流、湖泊等補(bǔ)給地下水地下水流動地下水在土壤和巖石的空隙中流動地下水排泄地下水流出地面，補(bǔ)給河流、湖泊地表徑流的形成條件降水量降水量充足是地表徑流形成的基本條件地形坡度坡度越大，地表徑流匯集速度越快土壤性質(zhì)土壤的滲透性越差，地表徑流越多地表徑流量的計算Q徑流量單位時間內(nèi)流過某斷面的水量A流域面積流域的面積大小H降水量流域內(nèi)降水的總量徑流量的計算公式：Q=A*H*K，其中K為徑流系數(shù)，表示降水量轉(zhuǎn)化為徑流量的比例。流域匯流過程1降水降水是匯流的起點(diǎn)2坡面流降水在地表匯集，形成坡面流3溝渠流坡面流匯集到溝渠中，形成溝渠流4河流流溝渠流匯集到河流中，形成河流流匯流時間的計算1匯流時間從降水開始到洪峰到達(dá)某斷面的時間2影響因素流域面積、地形坡度、河流長度等因素3計算方法利用經(jīng)驗公式或水文模型進(jìn)行計算洪水過程線的特征時間水位洪水過程線反映了洪水水位隨時間的變化規(guī)律，通常呈現(xiàn)上升段、峰頂段、下降段三個階段。洪峰流量的計算Qp洪峰流量洪水過程中，水位達(dá)到最高時對應(yīng)的流量A流域面積流域的面積大小H降水量流域內(nèi)降水的總量洪峰流量的計算公式：Qp=A*H*K，其中K為徑流系數(shù)，表示降水量轉(zhuǎn)化為徑流量的比例。暴雨洪水的特點(diǎn)強(qiáng)度大降水強(qiáng)度大，持續(xù)時間短匯流快地表徑流匯集速度快，洪峰出現(xiàn)時間短水位高洪峰流量大，水位上漲迅速暴雨洪水預(yù)報氣象預(yù)報利用氣象雷達(dá)、衛(wèi)星等觀測資料，預(yù)測暴雨發(fā)生時間、地點(diǎn)、強(qiáng)度水文預(yù)報利用水文模型，模擬暴雨洪水過程，預(yù)測洪峰流量、水位洪水泄洪控制1預(yù)警根據(jù)暴雨洪水預(yù)報，提前發(fā)布預(yù)警信息2水庫調(diào)度控制水庫泄流量，減緩洪峰流量3河道疏浚疏浚河道，提高河道泄洪能力4防洪堤修建防洪堤，防止洪水漫溢枯水期徑流量預(yù)報歷史資料分析利用歷史徑流數(shù)據(jù)，分析枯水期徑流變化規(guī)律水文模型模擬利用水文模型，模擬枯水期徑流過程，預(yù)測徑流量遙感監(jiān)測利用遙感技術(shù)，監(jiān)測流域水資源狀況，輔助預(yù)報河流泄量過程分析時間流量河流泄量過程線反映了河流流量隨時間的變化規(guī)律，通常呈現(xiàn)上升段、穩(wěn)定段、下降段三個階段。河流泄量的時間分布Qm平均流量一段時間的平均流量Qp洪峰流量河流流量最大值Qb枯水流量河流流量最小值河流泄量的時間分布是指河流流量在不同時間段內(nèi)的變化規(guī)律，通常呈現(xiàn)季節(jié)性變化，夏季降水量大，流量高；冬季降水量少，流量低。河流泄量的空間分布河流泄量的空間分布是指河流流量在不同河段的差異，通常呈現(xiàn)上游流量小，下游流量大的規(guī)律。地下水對徑流的影響地下水補(bǔ)給地下水可以補(bǔ)給河流，增加徑流量地下水排泄河流可以排泄地下水，降低地下水位地下水補(bǔ)給源1降水入滲2河流、湖泊滲漏3人工回灌地下水排泄過程蒸發(fā)地下水蒸發(fā)到大氣中植物吸收植物根系吸收地下水河流排泄地下水補(bǔ)給河流泉水地下水涌出地面形成泉水地下水位的變化規(guī)律時間水位地下水位受降水、蒸發(fā)、地下水開采等因素影響，通常呈現(xiàn)季節(jié)性變化，雨季水位高，旱季水位低。地下水在徑流中的作用基流枯水期，地下水補(bǔ)給河流，維持河流的基流調(diào)節(jié)作用地下水可以調(diào)節(jié)河流徑流，減緩洪峰，增加枯水流量人類活動對徑流的影響1植被砍伐植被砍伐導(dǎo)致土壤侵蝕，增加地表徑流，降低地下水位2水利工程水利工程建設(shè)會改變河流徑流過程，影響下游水文特征3城市化城市化導(dǎo)致地表硬化，減少入滲，增加地表徑流4氣候變化氣候變化會改變降水模式，影響徑流變化趨勢植被水土保持措施植樹造林退耕還林還草生態(tài)修復(fù)工程植被水土保持措施可以有效地減緩?fù)寥狼治g，減少地表徑流，提高地下水位，改善流域生態(tài)環(huán)境。水利工程建設(shè)對徑流的影響水庫水庫可以調(diào)節(jié)徑流，控制洪水，增加枯水流量，但也會改變下游水文特征引水工程引水工程可以調(diào)水，改善水資源分配，但也可能影響下游水文環(huán)境城市化對徑流的影響地表硬化城市化導(dǎo)致地表硬化，減少入滲，增加地表徑流，加劇城市內(nèi)澇排水設(shè)施城市排水設(shè)施建設(shè)可以緩解城市內(nèi)澇，但也會改變河流徑流過程氣候變化對徑流的影響氣溫上升氣溫上升會導(dǎo)致蒸發(fā)增加，降水量減少，徑流量減少降水變化降水模式改變，可能導(dǎo)致洪澇災(zāi)害頻發(fā)徑流變化趨勢分析時間徑流量分析歷史徑流數(shù)據(jù)，可以了解徑流變化趨勢，為水資源管理提供依據(jù)。徑流量預(yù)報模型概念模型基于對流域水文過程的理解，建立數(shù)學(xué)模型統(tǒng)計模型利用歷史數(shù)據(jù)建立統(tǒng)計關(guān)系，預(yù)測未來徑流量物理模型模擬流域水文過程的物理過程，預(yù)測未來徑流量模型應(yīng)用案例洪水預(yù)報利用水文模型，預(yù)測洪峰流量，為防洪減災(zāi)提供依據(jù)水資源管理利用水文模型，模擬不同水資源管理方案，評估其對徑流的影響徑流觀測技術(shù)1水位觀測利用水位計、水尺等設(shè)備，觀測河流、湖泊水位2流量觀測利用流量計、水位面積法等方法，觀測河流流量3降水觀測利用雨量計、雷達(dá)等設(shè)備，觀測降水量徑流觀測網(wǎng)規(guī)劃1流域特征根據(jù)流域面積、地形、氣候等特征2觀測目的根據(jù)水資源管理、防洪減災(zāi)等目的3觀測精度根據(jù)不同的觀測精度要求合理規(guī)劃水文觀測網(wǎng)，可以有效地獲取徑流數(shù)據(jù)，為水資源管理提供數(shù)據(jù)支撐。徑流數(shù)據(jù)采集與管理數(shù)據(jù)采集利用自動監(jiān)測設(shè)備、人工觀測等方法采集徑流數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)管理建立水文數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、整理、更新徑流數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)質(zhì)量控制對數(shù)據(jù)進(jìn)行校核、剔除異常值數(shù)據(jù)分析利用統(tǒng)計分析、水文模型等方法，分析徑流變化規(guī)律水文信息系統(tǒng)建設(shè)系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)水資源管理需求，設(shè)計水文信息系統(tǒng)軟件開發(fā)開發(fā)水文信息系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、分析等功能系統(tǒng)測試測試水文信息系統(tǒng)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行系統(tǒng)部署部署水文信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)正常運(yùn)行水文信息共享應(yīng)用數(shù)據(jù)共享將水文信息與相關(guān)部門共享，提高數(shù)據(jù)利用率應(yīng)用平臺建設(shè)水文信息應(yīng)用平臺，為用戶提供便捷的服務(wù)水文信息安全保障數(shù)據(jù)加密訪問控制備份恢復(fù)安全審計保障水文信息安全，是水資源管理的基礎(chǔ)，可以防止數(shù)據(jù)丟失、泄露，確保信息安全可靠。流域水資源管理水資源評價評估流域水資源總量、可利用量1水資源配置合理配置水資源，滿足不同用戶的需求2水資源保護(hù)保護(hù)水資源，防止水污染，提高水資源利用效率3流域綜合利用水力發(fā)電利用水力資源發(fā)電，提供清潔能源灌溉利用水資源進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，保障糧食安全航運(yùn)利用河流進(jìn)行航運(yùn)，發(fā)展水運(yùn)生態(tài)流量保障概念河流維持生態(tài)系統(tǒng)健康所需的最低流量重要性保障河流生態(tài)系統(tǒng)健康，維護(hù)生物多樣性措施建立生態(tài)流量管理制度，制定生態(tài)流量保障措施防洪減災(zāi)規(guī)劃1風(fēng)險評估評估洪水風(fēng)險，確定重