2水文循环与径流形成

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长江河口
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黄河河口
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黄河河口
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滦河入海口
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一 河流及其特征
长江 源头沱沱河——湖北宜昌——江西湖口 黄河 源头扎陵湖、鄂陵湖——内蒙古河口镇——河南桃花 峪
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主要内容： 河流及其特征、河流地貌定律；流域及其特征
学习要求： 了解河流、水系的基本概念； 掌握河流主要特征的计算方法； 掌握流域、闭合流域、非闭合流域的基本概念以
及流域特征对径流的影响。
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一 河流及其特征
1 基本概念：
河流：汇集一定区域内地表水与地下水的天然泄水通道，由流 动的水体与容纳水流的河槽两大要素构成。
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二 流域及其特征
流域几何中心轴长度推求方法如下：
流域 流域轴线
河口
（1）以河口为圆心绘制同心圆 （2）作同心圆弧割线交于流域周线 （3）通过割线中点作流域轴线，其长度为流域长度
作用：流域长度越大，汇流时间越长，洪峰流量越小，利于
2下020游/5/3防1 洪。
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三 流域及其特征
第二章 水文循环与径流形成
研究对象 1.自然界的水文循环 2.河流与流域 3.降雨、蒸发、下渗与径流
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第二章 水文循环与径流形成
研究内容
1. 自然界水文循环及水资源 2. 河流、流域特征及其对水文变化的影响 3. 降水成因、分类、观测 4. 蒸发观测与计算 5. 下渗观测与计算 6. 径流及其形成过程 7. 全球、流域水量平衡
横断面分类：河流横断面是河流平面形态和水流长期相互作 用和相互影响的结果。根据横断面形状可分为单式断面（V或U 形）和复式断面（宽浅阶梯状U形，有多级河漫滩）两类。
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河流横断面的一般形状27
一 河流及其特征
(4)河流断面
2）河流纵断面 定义：是指沿河流水流方向从河源到河口的各横断面最大 水深点的连线的剖面。 作用：纵断面图表示河槽纵向坡度（纵比降）和落差的沿 程分布。是推算水流特性和估计谁能蕴含量的主要依据。
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第二章 水文循环与径流形成
研究目的
1.从自然界的水文循环理解水资源的再生性与有限性 2.了解流域对水文变化的作用及影响 3.掌握降水、蒸发、下渗的基本概念与变化规律 4.掌握径流形成的基本概念与定量描述方法 5. 熟练掌握水量平衡原理及方程。
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第一节 水文循环与水量平衡
(3)流域平均宽度，B，km 定义：流域面积与流域长度的比值 B＝F/L 作用：B越小，流域形状越狭长，水流越分散，形成的 Qm越小，洪水过程线越平缓；若B≈L，则流域姓 张近似方形，水流越集中，形成的Qm越大，洪水 过程越集中。
KL l
式中：K为河流弯曲系数；L为河流实际长度，km；l为河流直线 长度。 作用：弯曲系数K值越大，河段越弯曲，对航运和排洪不利。
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一 河流及其特征
(4)河流断面
1）横断面：与水流方向相垂直的断面，两边以河岸、下面 以河底为界、上面为水面；包括水位线在内的横断面则叫过 水断面。任一条河流自河源至河口有无数个横断面，各横断 面形状各异，且受冲淤变化影响。
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一 河流及其特征
4 河流基本特征
（1）河流长度：或河长，是指自河源沿主沟道至河口的长
度，L，km。
在一定比例尺地形图上量出。
河长作用：是河流特性的基本参数，可确定河流落差、
比降和能量。
河源
河口
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一 河流及其特征
(2)河网密度
定义：单位面积内河流干、支流的总长度称为河网密度。 反映了一个地区的河网疏密程度，用符号D表示，单位为 km/km2，计算公式如下：
河谷：河流流经的谷地。 河床或河槽：河谷底部有水流的部分。
枯水期水流所占据的河床称为主槽； 仅在汛期才被洪水淹没的河床部分称为河漫滩。
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洪水位
枯水位
河床
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滩地 主槽
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一 河流及其特征
左、右岸：面向下游，位于身体左侧的河岸为左岸，位于身体 右侧的河岸为右岸。
凹、凸岸：弯曲河段沿流向的平面水流形态呈凹形的岸称为凹 岸，相反称凸岸；
D L F
式中：D为河网密度, km/km2；F为区域总面积, km2。 作用：河网密度越大，流域切割程度越大，径流汇集速度 较快；河网密度小，则流域排水不良，径流汇集缓慢；河 网密度越大，河道滞蓄水量越大，防洪越有利。
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一 河流及其特征
(3)河流弯曲系数
定义：河流长度与河源到河口间直线距离之比，表示河流平 面形状的弯曲程度。用符号K表示，计算公式如下：
内部对因合素理：开水发的利物用理水三资态源（、固抵、御液洪、旱气灾）害在等一都定有条重件要下的可意以义相。互转换。
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二 地球的水量平衡
1 水量平衡原理
定义：在水文循环过程中，对任一区域，任一时段输入水量与 输出水量的差额必等于其蓄水变化量。
它是水文学的基本原理，也是水文学最成熟的理论，主要用于定量 分析水文要素值。
水循环过程中的水量平衡方程的基本因素为降水量、蒸发量和径
流量20以20/及5/3区1 域蓄水量的变化量。
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二 地球的水量平衡
3 全球水量平衡 全球=陆地+海洋 Δt：陆地：Pc R Ec Sc 海洋：Po R Eo So
全球：Pc Po Ec Eo Sc So
P E S
多年平均：S 0
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二 流域及其特征
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二 流域及其特征
2 闭合流域和非闭合流域
河流水源有地面水和地下水之分，同样分水线也有地下水分水 线和地面水分水线之分。二者一般大体一致，但有时受地貌特 征和水文地质条件的影响，二者可能不一致。 地面分水线与地下分水线重合的流域称为闭合流域。 地面分水线与地下分水线不完全重合的流域称为非闭合流域。 完全闭合流域是不存在的。在实际工作中，除了有石灰岩溶洞 等特殊地质情况外，对于一般大中流域而言，当对所讨论问题 影响不大时，多按闭合流域考虑。
2 水量平衡方程
将水量平衡原理应用于某一区域，可列出如下水量平衡方程：
I Q S
式中：I为给定时段内输入研究区域的总水量；O为给定时段内输出 研究区域的总水量；△S为给定时段内研究区域蓄水量的变化量。
上式是水量平衡方程的最基本形式，对于不同的区域和研究问题 ，还应具体分析其输入输出量的组成，写出相应的水量平衡方程。
凹岸
凸岸
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凸岸
凹岸
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一 河流及其特征
干流：将汇集的水流注入海洋、湖泊甚至沙漠等的河流。如长江、 黄河、珠江，以及塔里木河(入湖)、石羊河(消失于沙漠)等 。
支流：将汇集的水流注入一个更高一级河流的河流；
支流分级：
直接汇入干流的河流称为干流的一级支流，直接汇入一级 支流的河流称为干流的二级支流，依此类推。
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二 流域及其特征
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二 流域及其特征
3 流域基本特征
流域基本特征包括形状特征、地形特征 和自然地理特征 三类。
3.1流域形状特征
(1)流域面积，F，km2。
定义：流域地面分水线所包围区域的水平投影面积。 通流常域先面在积适当比例尺的地形图上定出流域分水线，分然水后线 量 出它所包围的面积。目前，可用GIS软件自动勾绘出流域边界 ，计算出流域面积。
陆地： Pc R Ec 海洋： P o R E o
全球： Pc Po Ec Eo 或 P E 1130mm
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三 人类活动对水循环、水平衡的影响
有利影响
修建水库 引水灌溉 跨流域调水
不利影响
大面积滥伐森林 排干湖、沼 过度抽取地下水
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第二节 河流与流域
主要内容：自然界的水循环、大循环、小循环；地球上 的水量平衡。 学习要求：了解自然界的水文循环现象、原因与作用； 掌握海洋的、陆地的、全球水量平衡原理与方程。20/5/31
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一 自然界的水文循环
1 水文循环定义 2 水文循环的原因 3 水文循环分类 4 水文循环的主要环节 5 水文循环作用