第3章 流域和水系
3.2.1流域与水系特征
水 系 特 征
天然形成的水系归纳起来主要有三种：
a羽状水系
b扇形水系
c混合型水系
羽状水系的支流自上游向下游在不同地点依次汇入干流，形成的流域形状多为狭长型。
扇形水系的支流大体呈平行状与干流交汇，相应的流域形状多为扇形。
混合型水系的支流与干流的关系介于前两者之间，相应的流域形状介于狭长形和扇形之间。
6380
km
6437
km
6650
km
长
江
亚马孙河
尼罗河
6380
km
6437
km
6650
km
Байду номын сангаас
长
江
亚马逊河
尼罗河
河网密度
水 系 特 征
河网密度是流域内河流水系总长度与流域面积之比
KD= ——
F
K—河网密度，km/km² L—河流水系长度，km F—流域面积km²
⊙河网密度越大，流域切割程度越大，破面径流汇集越快； ⊙河网密度越小，在一定程度上反应出流域排水不流畅，汇集缓慢。
目录
contents
01
流域形状特征
流域地形特征
02
水系特征
03
1
流域形状特征
流域面积
流域形状特征
地面分水线包围区域的平面投影面积称为流域面积。 常记为F，单位为km²。 非特别说明，流域面积是指河口断面以上地面分水线包围的面积。
流域长度
流域形状特征
流域长度以L表示，单位为km。 确定流域长度的常用方法有三种: 1.从流域出口断面沿主河道到流域最远点的距离。 2.从流域出口断面至分水线的最大直线距离。 3.用流域平面图形几何中心轴的长度表示。即以流域出口断面为圆心作若干不同半径的同心圆，每个圆与流域边界的交点连一割线，各割线中点连线的总长度即为流域长度。
第三章第三节1河流的水情
分水线所包围的区域，称为流域。由于分水线有地表分水 线和地下分水线，故流域也是指汇集地表水和地下水的区域。
流域可分闭合流域和非闭合流域。地表分水线与地下分水 线重合的流域，称为闭合流域。相反，称为非闭合流域。 流域面积、流域形状、流域高度、流域的坡度、流域的倾 斜方向、干流流向等是流域的重要特征。
这些特征对河川径流的影响是明显的。例如：流域面积大， 河水量也大，洪水历时长，且涨落缓慢；流域形状圆形较 狭长形的洪水集中，且洪峰流量大；流域高度越高，河水 量越多；流域向南倾斜的比向北的流域降雪易于消融；在 中高纬度地区，冬季有结冰的大河流，若在北半球，其流 向自南往北流的，则易产生凌汛。
流域面积 流域面积(F) -- --通常把地面水的集水面积称作 为流域 面积；或分水线所包围的集水面积；或用面积公 式法计算所 面积；单位：Km Km2。用于表征河流的大 小。 流域长度 流域长度(LA )—— —— 流域几何中心的轴长；或以 河口为圆心，画不同半径的若干圆弧与分水线相交于两点，连 两点成割线，取这些割线中点的连线长度，即为流域长度，单 位： Km 。
（一）水位 河流中某一标准基面或测站基面上的水面 高度，叫做水位。水位高低是流量大小的 主要标志。流域内的降水和冰雪消融状况 等径流补给是影响流量，同时也是影响水 位变化的主要因素。
但是，其他因素也可以影响水位变化，例如：流水侵蚀或
堆积作用造成河床下降或上升；河坝改变了河流的天然水
位情势；河中水草或河流冰情等使水流不畅，水位升高； 入海河流的河口段和感潮段由于潮汐和风的影响而引起水 位变化，等等。可见，水位变化是多种因素同时作用的结 果。这些因素各具有不同的变化周期，如流水侵蚀作用具
水 文 学 原 理(三流域和水系)
------4 4 4 ---4 4 44 4 4 0 0 00 0 00 0 0
坝 九龙港
0 0 00 0 00 0 0
0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
横
------3 3 3 ---3 3 33 3 3 0 0 00 0 00 0 0
0 0 00 0 00 0 0
青 龙 港
0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
崇头
白
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0 ------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
第三章 流域和水系
本章主要内容
1. 基 本 概 念
2. 水系的地貌特征 3. 流域的地貌特征 4. 数字流域和数字水系
§1 基本概念
分水线 ▪ 山峰、山脊和鞍部的连接线
流域 ▪ 地面分水线包围的区域
水系 ▪ 流域中河流交汇形成的树枝状或 网状结构
坡地 ▪ 流域中除水系以外的陆域部分
流域基本单元 ▪ 流域中不可再划分的最小部分
沙 小
常浒河口
金泾塘口
0 0 00 0 00 0 0
新江海河
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
白
茆 ------1 1 1 ---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
第三章 河流
kdQ = Qdt
或:
Qt = Q0 e
1 t k
Qt = Q0 e αt
1 =α 令: k
式中,α是反映枯水消退规律的参数,随水源补给比 例不同而变,地面补给量大,则α值大,退水快;地下水 补给大,则α值小,退水慢.
冰雪融水补给河流小于雨水补给河流二年内变化反映径流年内变化的特征值1径流年内分配不均匀系数ki为各月径流量占全年的百分比k为各月平均占全年的百分比即k100128332完全年调节系数12v为完全年调节库容w为年径流总量我国主要河流径流量年内分配我国河流径流的年内变化122冬季35春季68夏季911秋季冬季为河流径流最少的时期
四. 含沙量
河水中泥沙的含量,一般指1立方米水中所 含泥沙的重量(kg/m3) 河水中携带泥沙的数量还可以用输沙率或输 沙量来表示. 输沙率:单位时间内通过某一过水断面的泥 沙量(kg/s或t/s) 输沙量:一个时段内通过某过水断面的总沙 量(kg或t)
河水携带泥沙的形式:悬移质(悬沙),推移 质(底沙),河床质(床沙)
第三节 河流径流的变化与计算
一.正常年径流量 (一)概念:一个年度内通过河流某断面的 水量称为该断面以上流域的年径流量. 实测各年径流量的算术平均值,称为多 年平均径流量.如果统计资料的年数无 限增大时,多年平均流量将趋于一个稳 定的数值,称为正常年径流量
(二)计算:
资料掌握情况的不同,推求正常年径 流量的方法也不同
流域长度—从流域出口到流域最远点的流域轴线 长度
流域平均宽度—流域面积与流域长度的比值 B=F/L
三. 河流的断面
(一)纵断面:沿河道中轴线所做的断面 有河槽纵断面与水面纵断面之分. 河流纵断面的坡度用比降表示(i);
河底高程
河海大学《水文学原理》上部分复习
第六章 下 渗
1. 基 本 概 念 2. 下渗的物理过程 3. 非饱和下渗理论 4. 饱和下渗理论 5. 天然条件下的下渗
第七章 蒸发与散发
基本概念 蒸散发的分类及控制条件 土壤蒸发规律 流域蒸散发规律
第八章 产流机制
31 包气带及其结构 2 包气带对降雨的再分配作用 3 产流的基本物理条件 4 基本产流模式
第十二章 流域产流
1. 蓄水容量面积分配曲线 2. 蓄满产流总径流量计算 3. 径流成分的划分 4. 超渗产流的计算
循环图
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文本 文本
循环名称
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流程图
阶段 1
阶段 2
阶段 3
框图
文本 文本
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表
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文本
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标题 A
标题 B
标题 C
标题 D
三维饼图
课程复习
第二章 水文循环
1. 水文循环现象 （内因、外因） 2. 水文循环的尺度 3. 水量平衡
第三章 流域和水系
1 基本概念 2 河流分级 3 三大定律
第四章 降 水
1
降水的定义
2
降雨的基本要素
3
降雨的分类
4
面平均降雨量的计算
第五章 土壤水
1 与土壤“三相”有关的物理量（相互转化关系） 2 土壤水的存在形态（作用力、类型、土壤水分常数） 3 土水势（重点） 4 土壤水运动的控制方程
文本
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文本
文本
文本 文本
市场分析图
标题
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水文知识
水文知识一：流域和水系流域：地表水和地下水的分水线所包围的集水区域或汇水区，习惯上指地表水的集水区域。
流域面积（集水面积）：流域分水线与河口断面之间所包围的平面面积，单位以km2计。
流域特征：流域的几何特征、自然地理特征和人类活动影响的总称。
水系（河系）：由河流的干流和各级支流，流域内的湖泊、沼泽或地下暗河形成彼此连接的一个系统。
河流：在明渠中，受地表水和地下水补给，或受径流调节补给，经常或间歇地沿着狭长的凹地或岩洞流动的水流。
干流：在水系中汇集全流域径流的河流。
支流：流入一较大河流或湖泊的河流。
二：河流的分段每条河流一般都可分为河源、上游、中游、下游、河口等五个分段。
三：水尺和水位水尺是直接观读江河、湖泊、水库、灌渠水位的标尺。
水尺的历史悠久，直至现代仍在广泛使用。
河流或者其它水体的自由水面离某一基面零点以上的高程称为水位。
水位的单位是米，一般要求记至小数 2 位，即0.01ｍ。
以水位为纵轴，时间为横轴，可绘出水位随时间的变化曲线，称为水位过程线四：基面和珠江基面基面：是指计算水位和高程的起始面。
在水文资料中涉及的基面有：绝对基面、假定基面、测站基面、冻结基面等四种。
珠江基面：1950-1952 年间，珠江水利工程总局测量总队以广州市东阜大道伪陆军测量学校旧址内之“一等水平基点”作原点测设流域水准线，并假定其高程为110m，其基面称为“珠局统一基面”；1954 年10 月起，广东省水利厅将其高程减去105m，命名为“珠江基面原点”，其基面称为“珠江基面”。
珠江基面=黄海基面-0.586m；珠江基面=国家85 高程基面-0.744m。
五：流量指单位时间内通过河渠或管道某一过水断面的水体体积，单位以m3 /s 计。
六：径流和径流量流域地表面的降水，如雨、雪等，沿流域的不同路径向河流、湖泊和海洋汇集的水流叫径流。
在某一时段内通过河流某一过水断面的水量称为该断面的净流量。
径流是水循环的主要环节，径流量是陆地上最重要的水文要素之一，是水量平衡的基本要素。
河海大学811水文学原理第三章 流域和水系
R w1 L
w=1，2，… ，
3、链长度
根据链的定义，锭长度可作为水系中基本单元河长，一 个水系的平均链长为
J
L
2N1 1
N1 一 水系中河源的数目，也就是1级河流的
数目
J
—水系的平均链长；
L —水系中河流的总长度
水系中每条链平均直接接纳的坡地面积为：
a
A
2N1 1
式中
a
——一个链平均直接接纳的坡地面积，
二、流域 地面分水线包围的汇集降落在其中的雨水流到 出口的区域称为流域。
中国流域介绍
三、水系
1、水系 流域中大大小小河流交汇形成的树枝状或网状 结构称为水系，亦称河系或河网(图3—3)。
水系形状
2、水系形状对出口流量影响
➢ 对面积相同、水系形状不相同的流域，同样一场暴雨形
成的流域出口断面流量过程线明显不同。
河道维持常数
为了维持1单位长度的河道必须要有多少汇水面积提供径 流。 不同级的河流要求的给养面积不相等，一般来说，随着 河流级的增加，要求的给养面积也增加。
河流频度和链频度
*——两条河流相交汇的运算符号。
四种方法比较
方法比较：
格雷夫利厄斯分级法：水系中河流越小，级数就越大 ,难以区分水系 中的主流和支流，同样为1级的河流可能相差较大。 雹顿分级法：2级以上的河流均可以一直延伸到河源，但实际上它们 的最上游都只具有1级河流的特征。 斯持拉勒法：能通过全流域水量和泥沙量的河流作为水系中最高级 的河流的。主要不足是不能反映流域内河流级愈高，通过的水量和 泥沙量也愈大的事实 。 施里夫分级法和沙伊达格分级法就是为弥补这一缺点而提出来的，
LWj
j 1
1 Nw
什么是流域和水系
1、什么是流域和水系？答：流域是地表水与地下水分水线所包围的集水区或汇水区，因地下水分水线不易确定，习惯上将地表水的集水区称为流域。
河道干流的流域是由所属各级支流的流域所组成。
流域面积的确定，可根据地形图勾出流域分水线，然后求出分水线所包围的面积。
河流的流域面积可以计算到河流的任一河段，如水文站控制断面，水库坝址或任一支流的汇合口处。
流域里大大小小的河流，构成脉络相通的系统，称为河系或水系。
2、河流的分段及其特点是什么？答：每条河流一般都可分为河源、上游、中游、下游、河口等五个分段。
(1）河源。
河流开始的地方，可以是溪涧、泉水、冰川、沼泽或湖泊等。
(2）上游。
直接连着河源，在河流的上段，它的特点是落差大，水流急，下切力强，河谷狭，流量小，河床中经常出现急滩和瀑布。
(3)中游。
中游一般特点是河道比降变缓，河床比较稳定，下切力量减弱而旁蚀力量增强，因此河槽逐渐拓宽和曲折，两岸有滩地出现。
(4)(5)河口。
河口是河流的终点，也是河流流入海洋、湖泊或其它河流的入口，泥沙淤积比较严重。
3、水尺与水位指的是什么？答：水尺是直接观读江河、湖泊、水库、灌渠水位的标尺。
水尺的历史悠久，直至现代仍在广泛使用。
河流或者其它水体的自由水面离某一基面零点以上的高程称为水位。
水位的单位是米，一般要求记至小数2位，即0.01ｍ。
以水位为纵轴，时间为横轴，可绘出水位随时间的变化曲线，称为水位过程线。
4、变化曲线基面是指什么？答、变化曲线基面是指计算水位和高程的起始面。
在水文资料中涉及的基面有：绝对基面、假定基面、测站基面、（1）绝对基面。
是将某一海滨地点平均海水面的高程定义为零的水准基面。
我国各地沿用的水准高程基面有大连、大沽、黄海、废黄河口、吴淞、珠江等基面。
我国于1956年规定以黄海(青岛)的多年平均海平面作为统一基面，为中国第一个国家高程系统，从而结束了过去高程系统繁杂的局面。
但由于计算这个基面所依据的青岛验潮站的资料系列（1950年～1956年）较短等原因，中国测绘主管部门决定重新计算黄海平均海面，以青岛验潮站1952年～1979年的潮汐观测资料为计算依据，并用精密水准测量接测位于青岛的中华人民共和国水准原点，得出1985年国家高程基准高程和19561985年国家高程基准高程=1956年黄海高程-0.029m1985年国家高程基准已于1987年5月开始启用，1956年黄海高程系同时废止。