地形指数与流域退水特征的关系分析
初中地理教案:水文地理与地形关联性分析

初中地理教案:水文地理与地形关联性分析地形是自然界中形成的以地表高低起伏为基础的地貌形式。
而水文地理是地表水运动过程及其与环境、人类等的相互关系。
在地学科中,地形和水文地理是不可分割的关系,相互影响、相互制约。
因此,本教案旨在分析水文地理与地形的关联性,并通过案例分析呈现水文地理与地形的实际应用。
一、水文地理与地形有何关联性?1.地形对水文地理的影响地形高低、坡度、土质等因素都会影响水文地理。
例如,山地地形的陡峭、峡谷众多,雨水难以径流,从而将水源储存在山坑或山顶的裂隙之间。
这一现象就决定了山地地形对水文地理的影响大,因为这种地形极易形成涝害和山洪灾害。
而平原地形的分布区域一般在沿海和河流平原地带,这一地形区域通常内部水文地理运动较为平稳。
另外,在平原地形区中,由于土质和地形的不同,径流量也会因地形的不同而发生较大变化。
2.水文地理对地形的塑造水文地理在自然界中是一种重要的地貌形成力量。
例如,河流的侵蚀作用、海洋的浪潮侵蚀和风化等因素都会影响地形的变化。
另外,在不同的水文地理条件下,地形也会形成不同的地貌形式。
例如,瀑布的形成离不开水文地理的侵蚀作用,而冰川则是因为水文地理范畴中的融水,冰川沉积、融化等因素的作用形成的。
二、案例分析:黄河流域水文地理与地形关联性黄河流域地理特点是流域比较干旱,气候条件复杂,又因为地形的不同,水文地理发展出了不同的运动模式。
黄河流域的地形大体呈现东北高、西南低的倾斜状态。
对黄河流域地形分析可以发现,受高山影响,黄河上游多为高山、如孟连峰、青藏高原等区域,形成了高山雪峰、广阔山谷、丰富多彩的盆地等地貌景观。
而黄河中游是黄土高原的主体,地势起伏较大,呈中高山丘陵和山地地形。
黄河下游平原区面积较大,地势平坦,是农业的发展要地。
黄河流域水文地理运动由于水源相对贫乏,加之洪灾频发,使得黄河流域水文地理活动发展不够稳定,经常发生干旱和涝害现象。
而地形也对黄河流域的水文地理活动产生了深远的影响。
河流与地形相互关系

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3.典例赏析
(2014· 北 京 文 综 ) 下 图 示 意 “ 某 河 谷 断 面 经 历 的 一 次 洪 水 过 程”。读图,回答2~3题。
3.本次洪水( ) A.水位上升时,河流搬运作用减弱 B.水位下降时,河流含沙量增加 C.流量增大时,河流堆积作用增强 D.河流侵蚀作用使河床加宽变深
侵蚀作用:外营力对地表冲刷、磨蚀和溶蚀等作用的总称。 搬运作用(transportation):是指地表和近地表的岩屑和 溶解质等风化物被外营力搬往他处的过程
沉积作用:是被运动介质搬运的物质到达适宜的场所后,由于 条件发生改变而发生沉淀、堆积的过程。
沉积地貌
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2.河流侵蚀作用
河流又称地表径流,通常都具有一定的流速。河流的侵蚀作用形成原因较 多,既有流水的机械冲击力,也有水的溶解作用,以及水中所携带砂石的磨蚀 作用。
羽状水系
上
平行状水系
格子状水系
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从
外流水系
最
后
流
向
内流水系
结
果
05
5
2.水系特征内容及影响因素
特征
向
1、河流流向、流程
影响因素 地形地势特征
系
2、水系形态
地形地势特征
积
3、流域面积
地形地势特征、气候
道
4、河道宽窄曲直
地形地势特征、气候
度
5、河网密度(支
流的发育程度)
地形地势特征、气候
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地势对水流的影响

地势对水流的影响地势对水流的影响是多方面的,除了上述提到的流向、流速、流量和化学性质外,还有以下几个方面的影响:1.水流动力学特征:地势的高低起伏会影响水流的流态和能量分布。
在高低落差较大的地区,水流会形成急流、瀑布等高速流动的状态,而在平坦地区,水流则可能形成缓流、静水等低速流动的状态。
这些不同的流态和能量分布会影响水流的阻力、摩擦力等力学特性。
2.水文循环过程:地势的高低起伏会影响水文的循环过程。
在山区,由于地势较高,气温较低,降水较多,地表径流会形成较快的循环过程。
而在平原地区,由于地势较低,气温较高,降水较少,地表径流的循环过程会相对较慢。
这种循环过程的差异会影响水资源的分布和利用。
3.水资源保护和利用:地势的高低起伏会影响水资源的保护和利用。
在山区,由于地表径流较为集中,因此可以充分利用地形条件建设水库、水坝等水利设施,以实现水资源的储蓄和利用。
而在平原地区,由于地表径流较为分散,因此需要采取更加科学合理的水资源管理措施,以保护水资源的可持续利用。
4.水土保持和生态保护:地势的高低起伏也会影响水土保持和生态保护。
在山区,由于地形较为崎岖,水土流失问题较为严重,因此需要采取更加有效的水土保持措施。
而在平原地区,由于地形较为平坦,水土流失问题相对较少,但也需要采取相应的生态保护措施,以维护生态系统的平衡和稳定。
综上所述,地势对水流的影响是多方面的,它不仅会影响水流的物理性质和化学性质,还会影响水流的稳定性、清澈度、动力学特征、循环过程、资源保护和利用以及水土保持和生态保护等方面。
因此,在自然地理学和水资源科学领域中,研究地势对水流的影响是非常重要的研究内容之一。
不同地貌特征对降雨径流过程影响分析

不同地貌特征对降雨径流过程影响分析降雨径流是指在降雨事件中,降雨水通过地表径流、地下径流等方式流入河流或湖泊的过程。
不同地貌特征会对降雨径流过程产生不同的影响,从而导致不同地区的水文响应差异。
一、山地地貌特征对降雨径流过程的影响山地地貌具有复杂的地形和丰富的植被覆盖,对降雨径流过程有着显著的影响。
1. 水文特征由于山地地形的陡峭,降雨水往往以较快的速度流动,形成陡坡溪流和瀑布等地貌景观。
此外,山地地区常年积雪和冰川融水也是降雨径流的重要来源。
2. 降雨径流过程在山地地区,降雨水会迅速下渗,并通过地下径流快速流向河流,形成较大的洪水量,对洪水的发生和演变起到重要作用。
同时,陡坡和河谷的存在增加了水流速度,加剧了土壤侵蚀和土壤流失的程度。
3. 植被覆盖的影响山地地貌常见的植被类型有森林、草地等,植被能够有效保持水土,减少土壤侵蚀和土壤流失的风险。
同时,植被对降雨径流具有一定的拦截和延缓作用,减少了径流量的峰值和次序,对水沙输运有一定的净化效果。
二、平原地貌特征对降雨径流过程的影响平原地貌地势平坦,降雨径流过程受到地形的制约较小,但其他因素仍然会对水文响应产生重要影响。
1. 土壤透水性平原地区一般具有较好的土壤透水性,能够较好地促进降雨水的下渗和地下径流的形成。
这也就是为什么平原地区容易形成湖泊、湿地的原因之一。
2. 人为活动的影响相对山地地貌,平原地区的土地利用受到更多人为活动的影响,例如城市化和农业发展。
这些活动会改变地表覆盖和土地使用,进而改变地下水的充水和排水条件,对降雨径流过程有着复杂的影响。
3. 海平面上升的影响随着全球气候变化的加剧,海平面上升成为一个严重的问题。
对于位于平原地区的沿海城市,海平面上升会对降雨径流过程产生直接影响,增加城市洪涝的风险。
三、高原地貌特征对降雨径流过程的影响高原地貌是介于山地和平原之间的地貌类型,具有一定的地貌特征和水文影响。
1. 地表径流和地下径流的变化高原地区地势相对较低,容易形成水文闭集水区。
高考地理专题复习:河流水系特征和水文特征分析

高考地理专题复习:河流水系特征和水文特征分析河流是自然地理环境重要的组成部分,对人类的生活和生产有着非常重要的意义。
我们对河流综合开发利用的前提就是要认识河流水系特征和河流水文特征。
河流水系、水文特征是高中地理必修教材中的重要内容,因为它与地形、气候、人类活动联系密切,所以高考中经常以此为载体考察学生运用已学知识分析问题和解决问题的能力。
那么河流水系特征和水文特征有那些呢?与地形、气候、人类活动又有怎样的关系呢?一、河流水系特征河流水系特征主要有河流的流程、流向、流域面积、支流数量及其形态、河网密度、水系归属、河道(河谷的宽窄、河床深度、河流弯曲系数)。
影响河流水系特征的主要因素是地形,因为地形决定着河流的流向、流域面积、河道状况和河流水系形态。
常见的河流水系形状有:①树枝状水系:支流较多,主、支流以及支流与支流间呈锐角相交,排列如树枝状的水系。
多见于微斜平原或地壳较稳定,岩性比较均一的缓倾斜岩层分布地区。
世界上大多数河流水系形状是树枝状的,如中国的长江、珠江和辽河,北美的密西西比河、南美的亚马孙河等。
②向心状水系:发育在盆地或沉陷区的河流,形成由四周山岭向盆地或构造沉陷区中心聚集的水系,如中国四川盆地的水系。
③放射状水系:河流在穹形山地或火山地区,从高处顺坡流向四周低地,呈辐射(散)状分布,例如亚洲的水系特征。
④平行状水系:河流在平行褶曲或断层地区多呈平行排列,如中国横断山地区的河流和淮河左岸支流。
⑤格子状水系:河流的主流和支流之间呈直线相交,多发育在断层地带。
⑥网状水系:河流在河漫滩和三角洲上常交错排列犹如网状,如三角洲上的河流常形成扇形网状水系。
二、河流水文特征河流水文特征有河流水位、径流量大小、径流量季节变化、含沙量、汛期、有无结冰期、水能资源蕴藏量和河流航运价值。
1.水位、径流量大小及其季节变化水位和流量大小及其季节变化取决于河流补给类型。
以雨水补给为主的河流水位和流量季节变化由降水特点决定,例如:热带雨林气候和温带海洋性气候分布地区的河流水位和径流量变化很小,但热带季风气候、热带草原气候、亚热带季风气候、温带季风气候和地中海气候区的河流水位和径流量变化较大;以冰川融水补给和季节性冰雪融水补给为主的河流,水位变化由气温变化特点决定,例如:我国西北地区的河流夏季流量大,冬季断流,我国东北地区的河流在春季由于气温上升导致冬季积雪融化,形成春汛。
2020届高三地理复习讲解:等高线地形图中河流水系、水文特征的判断

2020届高三地理复习讲解:等高线地形图中河流水系、水文特征的判断一、典例引领(山西省运城市2019届高三高考适应性测试)苋菜,茎叶可作为虢菜食用,叶色丰富主要供观赏。
根、果实等可入药,有明目、利湿、去寒热的功效。
苋菜喜温暖,较耐热,生长适温23—27℃,20℃以下生长缓慢。
要求土壤湿润,但不耐涝。
下图为我国长江中下游某区域等高线及等潜水位示意图,图示区城有一条大型河流流经。
读图回答1—3题。
1.关于图中①②③④四地的表述,正确的是A.①地潜水流动速度最大B.②地潜水由西北流向东南C.③地看不见观景台D.④地潜水埋藏深度可能为4米2.图中四地最适合种植苋菜的是A.①地B.②地C.③地D.④地3.图示季节A.河流水补给潜水B.河流携带泥沙量较多C.苋菜生长缓慢D.日落时观景台影和河流基本垂直【答案】1.C 2.B 3.C【解析】1.等潜水位线越密集的地方,潜水面坡度越陡,潜水流动速度越快。
①②③④四地中,②地等潜水位线最密集,所以②地潜水流动速度最快,故A 错。
潜水的流向总是垂直于等潜水位线,由高水位流向低水位。
所以②地潜水由东北流向西南,故B错。
根据“凸高为低,凸低为高”,可以判断出,观景台到③地之间有一个山脊存在,所以③地看不见观景台,故C正确。
根据“大于大的,小于小的”原则,得知④地海拔高度为563—564米,④地潜水海拔高度为561—562米,根据“潜水埋藏深度=地面海拔高度—潜水海拔高度”,得知潜水埋藏深度为1—3米,所以D错误。
综上所述,正确答案为C。
2.①地等高线较密集,坡度较陡,不适宜发展种植业,故A错。
③地、④地潜水埋藏较深,土壤湿润程度不好,所以C、D错。
②地在562米潜水位线上,海拔高度接近562米,所以潜水埋藏较浅;②地等高线相对稀疏,地形比较平坦,便于耕作,最适合种植苋菜。
所以B正确。
3.根据“凸高为低”判断出河流所在地,潜水的流向总是垂直于等潜水位线,由高水位流向低水位,画出潜水流向,可以看出潜水流向河流,所以潜水补给河流,故A错。
关于水文特征的知识点总结
关于水文特征的知识点总结一、水文特征的分类1. 河流流量特征河流流量特征是指河流的水文循环、季节变化、洪水泛滥、干旱等现象以及水流的速度、流量和水位等特征。
2. 河流水质特征河流水质特征是指河流水体中溶解氧、PH值、化学需氧量、氨氮、总磷和总氮等物质的浓度和含量特征。
3. 地表水水文周期特征地表水水文周期特征是指地表水体的自然循环规律,包括蒸发蒸腾、降雨、地表径流、地下径流等周期循环特征。
4. 地面水文特征地面水文特征是指地面水体的水位、渗透性、土壤类型、地下水位等特征。
二、水文特征的影响因素1. 地形地貌地形地貌是指地表的起伏变化和地形的形态特征,对水文特征的影响较大。
比如高山地区的降雨量多,水位高,流速快,水量大;而平原地区的降雨量少,水位低,流速慢,水量小。
2. 气候条件气候条件是指大气环境对地表水文特征的影响,包括降雨量、气温、湿度等气候因素。
气候条件对水文特征的影响很大,比如干旱地区的河流水位低,水量少;而多雨地区的河流水位高,水量大。
3. 地下水位地下水位是指地下水与地面水的交互作用,对地表水文特征具有重要影响。
地下水位高的地区,地表水位也会较高,水量较大;地下水位低的地区,地表水位也会较低,水量较小。
4. 地表利用地表利用是指人类对地表资源的开发利用,包括农业、工业、城市建设等活动。
地表利用对水文特征的影响很大,比如大面积的土地开发会导致水土流失,减少地表水资源;污水排放会污染地表水体,影响水质。
5. 植被覆盖植被覆盖是指地表的植被分布情况,对地表水文特征也具有影响。
植被覆盖率高的地方,蒸发蒸腾作用较大,降雨量较少;植被覆盖率低的地方,蒸发蒸腾作用较小,降雨量较多。
三、水文特征的意义1. 水资源利用水文特征的研究对于水资源的合理利用至关重要。
通过研究河流流量、水质、地表水位等特征,可以合理规划水资源的开发利用,实现水资源的可持续利用。
2. 环境保护水文特征的研究对于环境保护具有重要意义。
地形对河流的影响
地形对河流的影响地形是指地球表面的地貌特征和地势形态,对河流的发育和演变有重要影响。
河流在流动过程中,受到地形的制约和影响,形成了多样化的河流类型。
本文将阐述地形对河流形成、运动和演化的影响,并探讨不同地形对河流的影响机制。
河流形成地形在地质变动和水文过程中起到了至关重要的作用,特别是在河流形成过程中。
地形的高低起伏和地壳运动决定了地表的水文格局。
高山地区由于海拔较高,坡度陡峭,降雨量较大,形成了许多陡峭的峡谷河流。
而平原地区地势相对平缓,水流缓慢,逐渐形成了宽阔的平原河流。
地形的不同使得河流在形成过程中展现出多样性。
河流运动地形对河流的运动有重要的影响,它决定了河流的流速和沿程变化。
当河流经过高山区时,地形的陡峭坡度使得水流迅速下降,形成了飞瀑和急流。
河流经过平原地区时,地形平缓,水流变缓,容易形成弯曲、交汇和分流的河道。
此外,地形中的障碍物如岩石或堤坝也会影响河流运动,形成涡流和急转弯等现象。
河流演化地形对河流的演化有着深远的影响。
长期的水流作用使得地面发生侵蚀和沉积,不断改变着地形。
高山地区的峡谷河流由于地形的陡峭和冲击力较大,容易形成瀑布和峡谷地貌。
平原地区的河流则由于地面平坦,沉积物容易沉积,形成了河床拓宽,两岸林立的景象。
地形的变化同时也导致河流演化方向的改变,比如河流会随着地壳运动改变流经的地域,形成新的地貌特征。
地形对河流的影响机制地形对河流的影响机制是多方面的。
首先,地形决定了水流的坡度和流速。
在山区地势陡峭的地形中,河流由于坡度大,水流速度快,侵蚀力强。
其次,地形的起伏决定了河流的高差和落差,形成了瀑布、急流等地貌特征。
此外,地形的不平整性决定了河流的弯曲程度和过程中产生的分汊和汇合。
另外,地形还对河流的河床形态和沉积物分布产生影响。
河流在通过不同地形时,会遇到地质层的差异,导致侵蚀和沉积的不均匀性。
同时,地形还影响着河流的水系结构,比如平原地区的平缓地势容易形成多条支流,而山区地形则容易形成单一主流。
河流地貌综合分析报告
河流地貌综合分析报告
我将综合分析河流地貌,并撰写一份报告。
首先,我将重点研究的河流是长江,作为中国最长的河流,它对中国的地理、经济和文化发展起着至关重要的作用。
长江是一个以水的来源、水位、水流速度和河底形态为特征的重要河流。
我将从以下几个方面进行分析:
1. 水的来源和水位:长江的水源主要来自青藏高原的冰川和雪融水以及季风雨水。
由于长江流域地势复杂,河流长度较长,水位在不同季节和地点会有所不同。
在雨季,长江的水位会上涨,容易造成洪水。
2. 水流速度:长江的水流速度因流域地势不同而有所差异。
起始段的流速比较缓慢,但随着河流向下游流淌,流速逐渐增加。
在锁河坝之类的水坝被建设之前,长江流域的人们依赖这种水流速度来驱动水车和水力发电。
3. 河底形态:长江流域的河床呈现出丰富多样的地貌特征。
河道宽度在山区较窄,而在平原地区较宽。
河底的岩石、砂砾和泥沙的组成也因地区而异,部分地方可能因冲刷而形成陡峭的崖壁。
此外,长江流域还有一些其他特点值得关注,包括洪水和泥沙淤积等问题。
由于流域的较大面积和复杂的地理构造,长江常常受到洪水的困扰。
洪水造成了人们的生命和财产损失,因此采取了一系列的防洪措施来减轻洪水的影响。
另外,长江的河
口和一些下游段也受到泥沙的淤积问题的困扰,这可能导致航道的淤塞和港口的淤积。
综上所述,长江作为中国最长的河流,其地貌特征不仅影响着当地的自然环境,还对社会经济和文化发展起着重要作用。
了解长江的水源、水位、水流速度和河床形态等特征,有助于更好地管理和保护这一宝贵的自然资源。
地形对水文循环的影响
地形对水文循环的影响背景介绍:地形是指地面地理特征的总和,包括山脉、平原、河流等。
地形不仅对地球的自然环境及生态系统产生显著影响,还在水文循环中发挥着重要作用。
本文将从雨水入渗、径流、地下水补给以及气候变化等方面探讨地形对水文循环的影响。
雨水入渗:地形起伏不平会对雨水的入渗过程产生显著影响。
例如,在斜坡上,水分往往会迅速流下,因为地形的倾斜导致水的垂直入渗受阻。
而在低洼地区,由于地势相对平坦,水分可以更容易地渗入土壤。
此外,山地地形通常由岩石组成,其渗透性较差,因此雨水更容易形成径流,进而导致洪水和水灾的发生。
径流:地形对水文循环中的径流过程也有重要影响。
陡坡上的水流速度较快,因为地形的改变导致水在坡面上迅速下滑形成溪流或河流。
这种迅速的径流过程能够带走大量的土壤颗粒、泥沙和养分,对河流和湖泊的水质产生负面影响。
相比之下,平坦地区因地势较缓,水流速度较慢,有助于土壤保持和泥沙沉积,对水质的改善有一定的积极作用。
地下水补给:地形与地下水补给密切相关。
山脉一般有更多的降水和较陡的斜坡,这些降水渗入地下后形成山地地下水。
而山地地下水储备相对丰富,可补给周边地区的地下水。
此外,地势较平坦的地区,由于缺乏山脉等地势特征,降水较少地渗入地下,导致地下水资源的贫乏。
因此,地形对地下水补给的分布和健康发展具有重要影响。
气候变化:地形的高低差异也对气候变化产生影响。
山地通常有丰富的植被覆盖,这些植被不仅能吸收二氧化碳,还能保持水分,并通过蒸腾作用释放水蒸气。
山地的植被能够降低气温并增加降水量,形成独特的气候环境。
相比之下,平坦地区由于没有大量的高山屏障,气候变化较为平缓,降水量也较少。
结论:地形对水文循环的影响是多方面的,包括雨水入渗、径流、地下水补给以及气候变化等。
了解地形对水文循环的影响有助于我们更好地管理和保护水资源,预防水灾和干旱的发生。
同时,需要进一步研究地形与水文循环之间的复杂关系,以更好地适应和应对气候变化带来的挑战。
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第48卷第13期2 0 1 7年7月人民长江Yangtze RiverVol.48,No. 13July,2017文章编号:1001 -4179(2017) 13 -0023 -03地形指数与流域退水特征的关系分析金亦1,祐弍彳1,釗金涛i’2,其®辦1(1.河海大学水文水资源学院,江苏南京210098; 2.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098)摘要:地形指数可反映流域土壤蓄水能力以及产流的空间分布,是表征流域水文相似性的一个重要指标。
以新安江流域的8个子流域为研究对象,利用D EM提取了各子流域的地形指数,分析了地形指数与退水特征的关系。
研究发现,地形指数均值及其标准差大的流域,其调蓄作用强,洪水退水指数较小,退水速率较慢,表明流域的地势起伏相对较小则含水层发育较好。
通过研究,初步揭示了流域地形指数与退水特征之间存在的联系,成果可为新安江流域无资料区水文过程预测提供依据和参考。
关键词:地形指数;退水特征;水文相似性;新安江流域中图法分类号:P33 文献标志码:A传统上,水文规律、水资源管理等问题的研究离不 开长系列的水文数据,这也是困扰无资料地区水文研 究及水资源开发利用的难题之一。
在刚刚过去的国际 水文科学协会“无测站流域水文预测计划(PUB)”中,科学家在深化水文过程的理解、降低预测不确定性等 方面取得了进展,然而如何合理有效地将现有水文观 测成果外推至无资料流域,依然是PUB计划的理论瓶 颈[1_2]。
为此,随着PUB计划的推进,越来越多的学 者致力于基于水文相似性分析的无资料地区水文规律 研究。
刘金涛等指出水动力、驱动力以及结构要素是 水文相似的三要素[3\Thorsten等阐述了流域分类以 及流域水文相似性分析的框架方法[4]。
然而,尽管在 水文相似性研究方面取得了一定的成果,但水文学依 旧没有一个统一的分类标准[3^4]。
基于流域下垫面结构特征构建水文相似因子,并 对流域进行分类,在相似框架下将有资料地区的参数 移植到无资料地区,已成为解决无资料地区水文预测 问题的一种公认可行的方法[3]。
本文选取反映流域 地貌特征的地形指数进行研究,通过分析新安江流域 8个子流域的地形指数与退水指数之间的关系,揭示 地形指数对退水特征的影响,研究成果将为不同流域D O I:10. 16232/ki. 1001 -4179.2017. 13. 006间的水文相似性分析奠定基础。
1研究区域概况新安江流域位于东经117°38' ~119°31',北纬29° 11'~ 3 0° 16'之间,地处钱塘江流域上游,流域面积为 12 151.2 km2。
流域地处亚热带湿润季风气候区,四季分明,气候温和,无霜期长,雨量充沛。
流域地貌复 杂多样,西北为黄山山脉,西南为白际山脉,东南天目 山脉绵延起伏,山势陡峻D山地对暴雨产生的抬升、屏 障以及局地差异引起的对流作用,使之成为皖浙的暴 雨中心之一。
多年平均降水量为1 760 m m,降水年际 间变化大,年内分配不均,汛期4 ~7月份降雨量约占 全年的60%,降水量呈现由山地向盆地平原、从上游 向下游、由西南向东北递减的趋势。
本研究以新安江 流域8个水文站为出口划分子流域,其站点分布情况 如图1所示,流量资料来源于1971 ~ 1980年水文年 鉴,各子流域的基本情况见表1。
2研究方法研究中,选取退水指数为代表流域退水特征的因 子,分析地形指数与退水指数的关系。
退水指数(y)收稿日期=2016 -09 - 14基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFC0401501)作者简介:金亦,女,主要从事流域水文相似与分类研究。
E - m ail:jinyi_0113@ 163. com通讯作者:刘金涛,男,教授,博士,主要从事流域水文相似与分类研究。
E - m ail:jtliu@24人民长江2017 年反映了流域对径流的综合调蓄能力,退水指数越大,则 流域退水速率也越快,流域的调蓄能力越小,其计算公 式为等高线长度的汇水面积,/3为局部地表坡度。
3退水特征与流域地形指数关系分析(!) 3.1流域地形指数特征值式中,G为流量,7为退水指数,M为系数。
为了将流域退水指数与前期土壤湿度和蒸散发相联系,Shaw等提出,通过选取多场洪水,并剔除退水过程中的非单调递减流量数据,对每个退水事件进行线性拟合来获取流域平均的退水指数(图2):[5]。
71新安>工水库0 5 10 20 30 40]边界 ■ ■km图1 新安江流域站点分布表1新安江上游子流域基本情况it:v-站点流域面积/平均坡度/km2(°)地形指数均值地形指数标准左退水指数1屯溪267914. 178.87 2.91 1.75 2渔梁158014.088.89 2.89 1.80 3月潭95416.048.57 2.80 1.92 4源口68414.688.78 2.81 2.03 5中洲25022. 187.96 2.44 2.25 6百罗畈18121.638.08 2.62 2.23 7流:t l10419.708. 16 2.51 2.35 8上邹畈4319.618. 16 2.47 2.38研究中,利用各流域的数字高程模型(DEM)提取 各流域的地形指数ln(a/tan/3),其中a表示通过单位根据地形指数的表达式可知,地形指数随汇流面 积的减小及坡度的增加而减小。
一般而言,对于山丘区地形起伏均较大的情况下,流域的地形指数均值随 着流域面积的增加而增大。
但是有些流域,由于其坡度更为陡峭,也会导致地形指数偏小D例如中洲流域,其流域面积并非最小,但由于平均坡度最大,地势最为陡峭,因此流域的地形指数均值最小,为7.96。
地形 指数标准差较大的流域,地貌类型越丰富,在本文研究区内则意味着河谷及冲积平原所占的比重相对较大。
在所有流域中,屯溪流域的地形指数标准差最大(2.91);中洲流域的地形指数标准差最小(2.44)Q图3给出了新安杠各子流域的地形指数概率分布。
由图3可知,中洲、百罗畈、流口、上邹畈以及月潭流域的地 形指数概率分布状况比较接近,而屯溪、渔梁以及源口 流域的地形指数概率分布较为相似。
假设地形指数概 率分布接近的流域其水文特征较为相似,则可将此8个子流域按地形指数分布特征划分为2组,中洲、百罗 畈、流口、上邹畈以及月潭流域为第1组,屯溪、渔梁以 及源口流域为第2组。
图3各流域地形指数概率分布图2各流域退水数据散点图3.2流域退水特征表1中列出了新安江流域8个子流域的退水指数。
由表1可以看出,各流域的退水指数随着 流域面积的减小而增加,取值范 围在1.7〜2.4之间。
流域面积 最小的上邹畈流域退水指数最大,为2.38;面积最大的屯溪流域 退水指数最小,为1.756对于中 洲流域,流域面积大于百罗畈流 域,但由于其地势较为陡峭,因此 退水指数相对于百罗畈流域较第13期金亦,等:地形指数与流域退水特征的关系分析25大。
3.3流域地形指数与退水特征关系图4分别展示了 2组流域退水指数与地形指数的 相关关系。
由图4可知,退水指数随地形指数均值的 增加而减小,且两者的相关关系较好(2组流域的确定 性系数均大于0.6)。
地形指数均值较小的流域,地势 较陡,含水层发育较薄,滞蓄水的能力较弱,易形成地 表径流,退水速率较快。
而地形指数较大的流域,情况 恰恰相反。
从上述2组流域的情况来看,第1组内各 流域的地形指数均值相对于第2组较小,其退水指数 相对于第2组普遍偏大。
并且,在同组的各流域内,也 呈现出退水指数随地形指数均值增加而减小的趋势。
第1组流域中,月潭流域的地形指数均值最大,退水指 数最小;第2组流域中,源口流域的地形指数均值最 小,退水指数最大。
图4退水指数与地形指数关系退水指数与流域地形指数标准差也有较好的相关 关系(2组流域的确定性系数均大于0. 8),退水指数 随着地形指数标准差的增加而减小。
在各子流域中,地形指数标准差较大的流域,其河谷及冲积平原所占 的比重较大,流域的调蓄能力相对较强,退水较慢。
从 上述2组流域的具体情况来看,第1组流域的地形指 数标准差相对于第2组较小,其退水指数也相应偏大 于第2组流域。
在同组的各流域内,地形指数标准差 较大的流域,退水指数也相对较小。
第1组流域中,月潭流域的地形指数标准差最大,退水指数最小。
第2 组流域内,屯溪流域的地形指数标准差最大,退水指数 最小;源口流域的地形指数标准差最小,退水指数最 大。
并且,由确定性系数可见,地形指数标准差对退水指数的影响略大于地形指数均值对退水指数的影响。
4结语本文以新安江流域为研究对象,初步揭示了新安江流域地形指数与流域退水特征较为密切的联系。
研究中,以流域内8个水文站为出口划分了 8个子流域,利用DEM分别提取了各子流域的地形指数,并计算了反映流域退水特征的退水指数,通过分析地形指数与流域退水特征值的关系,得出以下结论。
(1)地形指数均值越大的流域地势起伏相对较且含水层发育较好,流域的调蓄作用则越强,其洪水退水指数较小,退水速率较慢;地形指数标准差越大的流 域,河谷及冲积平原所占的比重越大,流域滞蓄水的能力相对较强,退水指数较小,退水越慢。
(2)地形指数标准差实际上反映了流域内陡坡河谷及冲积平原所占比重。
对于河流上游山丘区,其值越大,则意味着流域的调蓄作用越强,且其与退水指数的相关程度要大于地形指数均值与退水指数的相关程度。
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