第二章 河流与径流
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第二章水文基础知识

W Q•T
y Q •T •103 Q •T (mm)
F •106
1000F
径流模数(M):流域出口断面上的流量与流域面积的比值。
M=1000Q/F
径流系数(α):某时段降雨量x所形成径流深y的比例数
α =y/x
因为降雨总是会有损失,所以一般α只能小于1。
3/3
(三)流域平均降雨量的计算
流域内各站降雨量是不同的,分析流域 降雨与径流关系时,需要由降雨量计算流域 平均面雨量,根据流域内雨量资料,常用以 下方法:
1. 算术平均法
式中
——某一指定时段的流域平均雨量,mm; ——流域内的雨量站数; ——流域内第站指定时段的雨量,mm。
2. 泰森多边形法
f4 f3
2. 降水的分类 按空气抬升形成动力冷却的原因可以把降水分
为4种类型:
强度大,范围小,历时短
降水
对流雨 地形雨 气旋雨
迎风面雨多,背风面雨少
温带气旋雨
气旋前方:暖锋云系及连续性降雨 气旋后方:狭窄的冷锋云系和降雨 气旋中部:暖气团,层云或毛毛雨
热带气旋雨 水汽充足,运动强烈,易带来狂风暴雨
锋面雨
冷锋雨 暖锋雨
水面蒸发常用蒸发器进行观测。换算关 系为:
式中
——天然水面蒸发量,mm; ——蒸发器实测蒸发量,mm; ——蒸发器折算系数。
(二) 土壤蒸发 土壤蒸发比水面蒸发要复杂得多。湿润
的土壤,其蒸发过程一般可以分为三个阶段。
(三)植物散发 土壤中的水分经植物根系吸收后,输送
至叶面,再从叶面散发到大气中,称为植物 散发。
(四) 流域总蒸发
流域总蒸发是流域内所有的水面、土壤以及植 被蒸发与散发的总和。目前采用的方法是从全流 域综合角度出发,用水量平衡原理来推算流域总 蒸发量。
第二章河流概论

产Байду номын сангаас过程 降水过程 流域蓄渗过程
汇流过程 坡面漫流过程 河网汇流过程
2.影响径流的主要因素 2.影响径流的主要因素
气象气候因素
下垫面因素
降水
蒸发
地形
人类活动 农业措施 林牧业措施 水利措施
土壤和地质
植被和湖沼 流域形状 和面积
3.径流的特征值 3.径流的特征值
流量( ):单位时间内流过断面的水体体积。 流量(Q):单位时间内流过断面的水体体积。(m3/s) 单位时间内流过断面的水体体积 径流总量( ):某时段T内流过断面的总径流体积。 径流总量(W):某时段T内流过断面的总径流体积。 某时段 (m3) 径流深度( ):径流总量平均分布在流域上的水深。 径流深度(R):径流总量平均分布在流域上的水深。 径流总量平均分布在流域上的水深 (mm)
W = Q •T
Q •T Q •T 3 y= • 10 = ( mm ) 6 F • 10 1000 F
径流模数( ):单位流域面积上所产生的流量 径流模数(M):单位流域面积上所产生的流量。
( L / s ⋅ km 2 )
Q 3 M = ⋅ 10 F
径流系数( ):某时段降雨量x所形成径流深R 径流系数(α):某时段降雨量x所形成径流深R的 某时段降雨量 比例数
水位流量关系曲线的确定
R α = x
因为降雨总是会有损失,所以一般α只能小于1 因为降雨总是会有损失,所以一般α只能小于1。
3/3
第三节 泥沙运动与河床演变
一、泥沙运动基本规律
1. 泥沙特征 (1)泥沙粒径 等容粒径:泥沙颗粒外形不规则, 等容粒径:泥沙颗粒外形不规则,一般采用 体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。 体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。 设某一颗粒的体积为V 则其等容粒径为: 设某一颗粒的体积为V,则其等容粒径为:
《水利资源计算》第二章 径流量的调节计算

2.1径流调节的分类 2.1径流调节的分类
第 二 章 径 流 量 的 调 节 计 算
无调节及日调节的短期调节,一般见于发电水库。 无调节及日调节的短期调节,一般见于发电水库。河川 径流在一天或一周内的变化一般是不太大的, 径流在一天或一周内的变化一般是不太大的,而用电负荷 则白天和夜晚,或工作日和星期日间,常差异甚大。 ,则白天和夜晚,或工作日和星期日间,常差异甚大。有 了水库,就可把夜间或星期日负荷少时的多余水量,蓄存 了水库,就可把夜间或星期日负荷少时的多余水量, 起来增加白天和工作日负荷增长时的发电水量。 起来增加白天和工作日负荷增长时的发电水量。这种调节 称为日调节和周调节 日调节和周调节。 称为日调节和周调节。 我国河川径流的季节性变化很大, 我国河川径流的季节性变化很大,洪水期和枯水期水量 相差悬殊,而用水部门(发电、航运、给水) 相差悬殊,而用水部门(发电、航运、给水)在一年内需 水量变化不大。在一年范围内进行天然径流的重新分配, 水量变化不大。在一年范围内进行天然径流的重新分配, 称为年调节或季调节 年调节或季调节。 称为年调节或季调节。 将丰水年多余的水量蓄入库内, 将丰水年多余的水量蓄入库内,以补枯水年水量的不足 多年调节。 就称为多年调节 ,就称为多年调节。
2.4
第 二 章 径 流 量 的 调 节 计 算
年(季)调节水库保证供水量与设计库容的关系
2、典型年法 、 ④计算缩放倍比K来=W来,P/W来,典及K用=W用,P/W用,典 计算缩放倍比 典 典 再用此K ,再用此 来、 K用值分别乘该典型年各月来水量及各月 用水量,即得设计代表年的来、用水过程。 用水量,即得设计代表年的来、用水过程。 对所推求的设计代表年进行调节计算, ⑤对所推求的设计代表年进行调节计算,求得兴利库 即设计库容)。 容(即设计库容 。如由所选择的几个设计代表年求得的 即设计库容 结果不一致,为安全起见, 结果不一致,为安全起见,可选对工程较为不利的一年 即库容较大的一年作为设计代表年。 ,即库容较大的一年作为设计代表年。 注意:设计代表年法采用来、 注意:设计代表年法采用来、用水同频率只有在各 年来、用水之间有较好相关关系时才是正确的, 较好相关关系时才是正确的 年来、用水之间有较好相关关系时才是正确的,否则由 此求得的兴利库容不一定符合设计保证率。 此求得的兴利库容不一定符合设计保证率。
径流形成过程及其度量

关,尤其是土壤含水量。 对于天然情况下,温度、光照基本适宜,植物的
散发过程与土壤的蒸发过程很相似,常常与土壤 的蒸发一起计算。
四、流域总蒸发
流域总蒸发(流域蒸散发):流域内的水面蒸发、 土壤蒸发、植物散发的总称。 陆地上的年降水量有60~70%通过蒸发和散发返回 大气,因此总蒸发是水文循环的重要组成要素。 流域总蒸发是通过估算求得。
工程水文学
第二章 水文循环与径流形成
水文循环及水量平衡 河流与流域 降水 下渗 蒸散发 径流
第六节 径流
内容提要
➢ 径流形成过程 ➢ 径流的度量 ➢ 河川径流的动态变化
一、径流形成过程
径流:由降水形成的,沿着流域地面和地下向河 川、湖泊、水库、洼地等流动的水流。其中流出 流域出口断面的水流称为河川径流。
入渗能力曲线 fc
fF f0
0
2020/12/3
Ft ft
下渗能力随时程而递减, 初期很大,后期逐渐变小 ,最后趋于稳定。
fc t
三、下渗 自然条件下的下渗
f f0
C
fc 0
(1)i1≥fp,按下渗能力下渗
(3)fc<i3<fp,i1下渗能力下降到稳定下渗
率前,全部雨水渗入土壤
i3
A
D
B
i2
(2)i2<fC,按降雨强度下渗
三、下渗 物理过程
(2) 渗漏阶段 下渗的水主要在毛细管力和重力共同作用下,在土壤孔 隙中形成不稳定运动,并逐步充填空隙,直到孔隙充满 水之前均称为第二阶段。该阶段水呈非饱和运动,有时 将渗润阶段和渗漏阶段合称为渗漏阶段。 (3)渗透阶段 当土壤孔隙被水充满达到饱和时,水在重力作用下向 下运动,属饱和水流运动。这时,下渗率维持稳定, 称稳定下渗率。
散发过程与土壤的蒸发过程很相似,常常与土壤 的蒸发一起计算。
四、流域总蒸发
流域总蒸发(流域蒸散发):流域内的水面蒸发、 土壤蒸发、植物散发的总称。 陆地上的年降水量有60~70%通过蒸发和散发返回 大气,因此总蒸发是水文循环的重要组成要素。 流域总蒸发是通过估算求得。
工程水文学
第二章 水文循环与径流形成
水文循环及水量平衡 河流与流域 降水 下渗 蒸散发 径流
第六节 径流
内容提要
➢ 径流形成过程 ➢ 径流的度量 ➢ 河川径流的动态变化
一、径流形成过程
径流:由降水形成的,沿着流域地面和地下向河 川、湖泊、水库、洼地等流动的水流。其中流出 流域出口断面的水流称为河川径流。
入渗能力曲线 fc
fF f0
0
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Ft ft
下渗能力随时程而递减, 初期很大,后期逐渐变小 ,最后趋于稳定。
fc t
三、下渗 自然条件下的下渗
f f0
C
fc 0
(1)i1≥fp,按下渗能力下渗
(3)fc<i3<fp,i1下渗能力下降到稳定下渗
率前,全部雨水渗入土壤
i3
A
D
B
i2
(2)i2<fC,按降雨强度下渗
三、下渗 物理过程
(2) 渗漏阶段 下渗的水主要在毛细管力和重力共同作用下,在土壤孔 隙中形成不稳定运动,并逐步充填空隙,直到孔隙充满 水之前均称为第二阶段。该阶段水呈非饱和运动,有时 将渗润阶段和渗漏阶段合称为渗漏阶段。 (3)渗透阶段 当土壤孔隙被水充满达到饱和时,水在重力作用下向 下运动,属饱和水流运动。这时,下渗率维持稳定, 称稳定下渗率。
人教版 初中地理八年级上册 第二章 第三节 河流 课件(共28张PPT)

思考:
怎样解决长江水患 越来越严重的问题?
措施: 上游:禁止乱砍滥伐,植树造林, 保持水土。 中下游:退耕还湖
湖南汉寿县退田还湖形成的青山湖
小结:
学到了什么?
长江源 流概况
长江的开发 与治理
问题及 措施
水能宝库 黄金水道
巩固练习
1、长江是我国 长度 最长 、水量 最大 、流域面积
最广的河流。有“水能宝库 ”和黄“金水道 ”之称。
2、长江水能资源主要集中的河段是( A )
A、上游 B、中游 C、中下游 D、下
游
3、长江洪涝灾害易发生的河段是( A、上游 B、中游 C、中下游
DC、下) 游
4、治理长江的首要任务是( D )
A、治沙 B、植树 C、发电 D、防洪
5、“黄河在流血,长江也在流血”说明长江近年来
(D )
A、水量增大 B、水流增强
云贵高原 长江中下游平原
上、中、下游的分界点
上游 宜昌
中游
下游
唐古拉山
湖口
东海
支流和湖泊
大 渡 河
岷 江
嘉 陵 江
重庆
南
武汉
京 上海 太湖
洞庭湖 鄱阳湖
赣 江
最大支流:汉江,最大淡水湖:鄱阳湖
上 游
多峡谷急流
多曲流,多支流,多湖泊中游
下 游
水流平稳,江阔水深
长江概况
河流
长江
长度 源头
(千米)
纪80年代,几乎年年发生洪 灾。
长江的治理
长江主要的自然灾害洪: 灾
讨论: 造成长江水灾 频繁的主要原 因有哪些?
长江流域降水丰沛,夏季多暴雨, 各支流同时涨水
三股洪水同时涌向中下游:①宜 昌以上的干支流②.洞庭湖、鄱阳湖 水系③.汉江
星球版地理八年级上册第二章第三节河流和湖泊

P44页活动:认识黄金水道
读图完成P45 1.找出长江沿岸重要 的港口城市。 宜宾、重庆、武汉、 九江、芜湖、南京、 张家港、南通、上 海等。 2.说说长江上中下游 通航能力的差异。 从有何不同?这对它的航运价值有什么影响? 干流东西延伸、支流南北延伸。既可以沟通东西(江海联运),又可连通 南北,有利于长江流域的经济往来,航运价值极大。
上、中、下游的特征
上游——落差大、峡谷多、水能丰富 中游——河道弯曲、多支流、多湖泊 下游——江阔水深、水流平稳、利于航运
长江各个河段出现的问题:
上游: 植被减少,水土流失严重,含沙量增加 中游: 湖泊减少(围湖造田),河流蜿蜒 曲折,洪涝灾害严重
中下游: 洪涝灾害严重 阅读P44 说出造成中下游洪涝灾害的原因? A、长江流域广,支流众多 B、流域内降水多,汛期长 C、中、上游乱砍滥发,植被破坏严重 D、中游湖泊减少,调蓄功能减弱
第三节 河流和湖泊
中国主要河流
河流 长度 (千米) 流域面积 (万平方千米) 年径流量 (亿立方米)
长江 黄河 松花江
6300 5464 2308
180.9 75.2 55.7
9513 661 762
珠江
辽河 海河 淮河
2214
1390 1090 1000
45.4
22.9 26.4 26.9
3338
主要分布在干旱的
。
1.在图中找出黑 龙江、黄河、 淮河、长江、 珠江、怒江、 雅鲁藏布江、 额尔齐斯河、 塔里木河;青 海湖、鄱阳湖、 洞庭湖、太湖、 洪泽湖。并说 出它们分别位 于外流区还是 内流区。 2.指出外流区的 主要河流分别 注入哪些海洋。
黑龙江
额尔齐斯河 松花江 塔里木河
第二章 水循环及径流形成

自动记录降雨量,不需人为干预。方便、快捷。有三种类型:称重式、 自动记录降雨量,不需人为干预。方便、快捷。有三种类型:称重式、 虹吸式和翻斗式。 虹吸式和翻斗式。
3
雷达探测
利用云、 利用云、雨、雪等对雷达无线电波的反射现象来研究天气系统。 雪等对雷达无线电波的反射现象来研究天气系统。 不同形状的雷达回波反映不同性质的天气系统。 不同形状的雷达回波反映不同性质的天气系统。从而预测探测范围内 的降水量、强度及开始和终止时刻。 的降水量、强度及开始和终止时刻。
RSI
地下分水线
RGI
△W
RGO RSO
2.2
1
河流和流域
概念
河流(River) 一 河流(River)
河流可分为河源、 一定地质和气候条件下形成的河槽与在其中的水流。河流可分为河源、 上游、中游、下游和河口五段。 上游、中游、下游和河口五段。 2 河流长度(河长L 河流长度(河长L)
自河源沿河道至河口的长度,称河长, km计 自河源沿河道至河口的长度,称河长,以km计。 3 河流横断面 如图2 所示。 如图2-2所示。 4 水系及水系形态
(1)水系 (1)水系 由干流、 由干流、支流及流域内 水库、 水库、湖泊连成的一个庞大 系统,成为水系。 系统,成为水系。
(2)水系形态 (2)水系形态 羽毛状 扇形 平形状 混合形
图 2 | 3 水 系 示 意 图
4
河网密度
流域内干支流的总长度∑ 和流域面积F之比: 流域内干支流的总长度∑L和流域面积F之比:
4
气象卫星云图 将卫星云图资料结合气象模型,通过专家系统,进行降雨量预测。 将卫星云图资料结合气象模型,通过专家系统,进行降雨量预测。
三
降水特性描述
第二章 河川径流形成的基本知识

多年平均情况下,∆S→0
则多年平均水量平衡方程为: P - ( E + R )= 0
4) 全球水量平衡方程 大陆的水量平衡方程: 海洋的水量平衡方程:
Pc R Ec Sc
C指大陆
Po R Eo So
O指海洋
多年平均情况下:∆S→0
大陆多年平均水量平 衡方程为:
海洋的多年平均水量平 衡方程为:
闭合流域与非闭合流域 地面分水线和地下分水线相重合的流域为闭合流域;
地面与地下分水线不重合的流域为非闭合流域 一般大中河流多按闭合流域考虑
P19
地面分水线 地下分水线
地下分水线 地面分水线
合流域示意图
3) 闭合流域水量平衡方程
闭合流域:地表分水线和地下分水线重合,无水分从 地表和地下流入 则 RsI = RgI = 0; 令出流水量 R = RsO + Rg,再假设区域用水量小到 可以忽略,即 q = 0,则闭合流域水量平衡方程为: P - ( E + R )= ∆ S
中游
下游 河口
海洋
上游:直接连着河源 河口:河流的终点
河源
上游断面
洪水位
上游特点:河道坡度大,水流急,流量小,水情变化大,河谷 窄,多急滩瀑布,河槽多为基岩或砾石,冲刷下切占优势
中游断面
洪水位
中游特点:河道坡度变缓,流速减小,流量增大,河道冲淤都不 严重,河床比较稳定,下切力减弱,但侧蚀力量增强,河槽 逐渐拓宽和曲折,两岸出现滩地
二
流域
1 流域
(1)分水线:地形等高线中的极大值区域称为山峰,
山峰的下坡方向为山脊,相邻山峰之间的区域称 为鞍部。山峰、山脊和鞍部的连接线称为分水线
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3、河流的断面 横断面(river section) 纵断面(river profile)
2020/12/2
L
海 洋
16
(1) 河流横断面(简称:断面 cross-section): 水位 (water level、water stage)
高水位
低水位
图 2.2 横断面示意图
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17
AB 2 S / BC BC L J 2 S / L2
J ( Z 0 Z 1 ) L 1 ( Z 1 Z 2 ) L 2 ( Z n 1 Z n ) L n 2 Z 0 L ( 2 1 ) L 2
2020/12/2
28
2.1.2 流域(Basin、Valley)特征
水系(河系)(water system、drainage system、 river network) 干流(trunk stream) 支流(tributary)
上游
中游
下游
河口
海 洋
7
河源:
2020/12/2
8
2020/12/2
9
上游断面:
洪水位
2020/12/2
10
2020/12/2
11
2020/12/2
12
中游断面:
洪水位
2020/12/2
13
下游
2020/12/2
14
河口:
黄河入海口
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15
2、 河流的长度L :自河源沿主河道至河口的长度,简 称河长,以 km 计
比降(slope of river)
JZ2Z1 Z
l
l
Z2 Z1
河底
l
以小数、千分数表示。
水面比降(slope of water surface)
河底比降(slope of river bed)
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27
一条河流的河底平均比降:
图2-3 河道平均纵比降计算示意图
J AB BC
S 1 AB BC 2
笨,没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照,花儿对我笑,小鸟说早早早……”
4
河流的形成:
降落到地面的雨水,除
了下渗、蒸发等损失外,在
重力作用下沿着一定的方向
和路径流动,这种水流称为
地面径流(surface runoff)。
地面径流长期侵蚀地面,冲
成沟壑,形成溪流,最后汇
海
洋
集成河流。
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1、河流的分段:
河源
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
河源
河源(river head、river sources)
上游(upper course、 upper reaches)
中游(middle course、 river reaches)
下游(downstream、 lower reaches)
河口(river mouth)
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第 2 章 河流与径流
CHAPTER 2 River and Runoff
2020/12/2
1
§2.1 河流和流域
River and Basin
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2
精品资料
• 你怎么称呼老师? • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点,你
是否会认为老师的教学方法需要改进? • 你所经历的课堂,是讲座式还是讨论式? • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒,也不怕那风雨狂,只怕先生骂我
高水位以下为河床:
河床
河槽(river channel) 河滩(flood plain)
主槽(main channel) 边滩(river shoal)
河滩
河槽
高水位 主槽
中水位
低水位
河滩
边滩
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图 2.2 横断面示意图
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19
2020/12/2
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气候条件(climatic condition):气温
(temperature)、气压(air pressure)、湿度
(humidity)、降水(precipitation)、蒸发
21
单式断面 (single cross-section) 复式断面 (compound cross-section)
图 2.2 河槽断面图
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24
横断面内,通过水流部分称为过水断面 (wetted cross-section or water-carrying section), 其面积称为过水断面面积(m2)。
5
河流流经的谷地称为河谷(river valley),河谷 底部有水流的部分称为河槽(river channel)。
左岸(left bank) 右岸(right bank) 外流河、内流河(内 陆河)
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左岸 右岸
海 洋6
2.1.1 河流特征(characteristics of river)
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25
(2) 河流纵断面
Z2 Z1
河底
l
河流中沿水流方向各横断面最大水深点的连 线,称为深泓线(thalweg),沿河流深泓线的剖 面称为河流的纵断面( river profile )。
表示河床自上游向下游沿程变化。
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4、 河道比降 落差(fall)
ZZ2Z1
干流是水系中最高级别的河流。
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1、分水线和流域
(1)分水线 分水线(basin divided、 watershed line)
山脊线
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30
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(2)流域
闭合流域 (closed basin)
不闭合流域 (unclosed basin)
地面分水线 地下分水线
B = F / LF
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33
(3)流域形状系数(coefficient of basin shape):
K = B / LF =F/LF2 (2-2)
3、流域的自然地理特征
(the physical features of river basin)
地理位置(geographical position):经纬度
流域是相对应于某一出口断面(outlet)的,当
不指明断面时,指河口以上区域。
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2、流域的几何特征 (1)流域面积 F (catchment area):在地形图上绘出 流域的分水线,量算出分水线包围的面积,即流域面 积,以km2 (2)流域长度 LF(the length of watershed):从流 域出口到流域最远点的流域轴线长度,km计。 平均宽度 B(the average width of watershed):