水文气象_第二章水循环.ppt

* 全球水量平衡 4.7 4.7 4.7 * 径流是指降雨及冰雪融水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。 按水流来源：降雨径流和融水径流 按流动方式：地表径流和地下径流 2.3.3 径流 * 径流的形成过程 由降水到达地面时起，到水流流经出口断面的整个物理过程，称为径流形成过程。 （1）产流阶段 扣除土壤下渗、植物截留、洼地填蓄的水量，余者流入河网，成为地面径流。地面径流和浅层地下径流是本次降水的总径流，称径流量或产流量。 （2）汇流阶段 降雨产生的径流，通过河网由上游到下游，从支流到干流，最后全部从流域出口断面流出。 实际降雨、蒸发、下渗和汇流等各种现象总是交织在一起，相互联系。 * * 影响径流的因素 气候因素 ：降水、蒸发等 下垫面因素：地貌、地质、植被、湖泊和沼泽等。 人类活动因素： 1.植树造林、水土保持。 2.城市化影响3.大、中型水库的兴建。4.其他水利工程和堤内违章建筑 * 河川径流在一年内和多年期间的变化特性，称为径流情势。 年内变化或年内分配，年际变化 1. 流量（ Q） ：单位时间内通过某一过水断面的水量 m3/s，洪峰流量Qm，日平均流量... 2. 径流量（W）： 时段T内通过河流某一断面的总水量，m3、万m3 3. 径流深（R）： 将径流量平铺在整个流域面积上所得的水层深度，mm 径流的表示方法和度量单位 * 4.径流模数（M）： 流域出口断面流量与流域面积之比值，L/(s·km2) 洪峰流量模数，多年平均流量模数 5. 径流系数（α） 径流深与流域平均降雨量的比，α1 径流的表示方法和度量单位 * * 第二章 水循环 * 本章主要内容 2.1 水循环现象 2.2 水循环尺度 2.3 地球系统中的水及水平衡 2.1.1 水循环过程 * * 水循环 (hydrological cycle) 的定义： 地球上的水在太阳辐射作用下，不断蒸发变成水汽上升到空中，被气流带动输送到各地；在输送过程中水汽遇冷凝结，形成降水降落到地面和海洋；降至地面的那部分水直接进入河流或渗入地下并补给河流，再流入海洋。水分这种往返循环、不断转移交替的现象称为水文循环或水循环。 * 水文循环分类 水分由海洋输送到大陆，又回到海洋的循环称为大循环或外循环。 水分由陆地输送到陆地，又回到陆地，或由海洋输送到海洋，又回到海洋的循环称为小循环或内循环。前者叫做内陆小循环，后者叫做海洋小循环。 * * 2.1.2 水循环的作用和意义 调节气候 形成各种地貌，塑造地球表面 生态平衡能量传输与平衡 水循环与水资源开发利用 * * 2.1.3 水循环的影响因素 气象因素：风向、湿度、温度、降水、蒸发等； 地理条件：地形、地质、土壤、植被等； 人类活动：水利措施、农业措施等。 * 2.2 水循环的尺度 全球水文循环 流域或区域水文循环 水－土（壤）－植（物）系统水文循环 * 2.2.1 全球水循环 全球水文循环是空间尺度最大的水文循环，也是最完整的水文循环，它涉及到大气、海洋和陆地之间的相互作用，与全球气候变化的关系密切。 1986年美国水文学家伊格尔森将研究这一问题的学科称为全球尺度水文学或大尺度水文学(Macrohydrology )。 * * 以陆地上的年降水量为基准，全球水循环中的水量关系 （100＝119,000 km3/year)，《水文手册》by D.R. Maidment, 1993 全球水循环中的水量 * 1) 在垂直方向：大气与地球表面之间通过降水和蒸发进行垂向水分交换，在全球尺度降水等于蒸发。 2) 在横向，即海洋和陆地之间的水分交换，包括： 海洋向陆地输送水汽而陆地也向海洋输送水汽（是双向交换），总的结果是水分以水汽形式由海洋向陆地输送； 陆地以地面径流和地下径流的形式向海洋输送； 上述二者是相等（平衡）的。 从全球水循环来看， * 2.2.2 流域水循环 * 流域或区域水文循环 流域或区域水文循环实际上就是流域降雨径流形成过程。 降落到流域上的雨水，首先满足截留、填洼和下渗要求，剩余部分成为地面径流，汇入河网，流达流域出口断面。 截留最终耗于蒸发和散发，填洼的一部分将继续下渗，而另一部分也耗于蒸发。 下渗到土壤中的水分，在满足土壤持水量需要后将形成壤中水径流或地下水径流，从地面以下汇集到流域出口断面。 被土壤保持的那部分水分最终消耗了蒸发和散发。 * 2.2.3 水-土-植系统水循环 * 水－土－植系统水文循环 水－土－植系统是降水进入这个系统后将在太阳能、地球引力和土壤、植物根系产生的力场等作用下发生截留、填洼、下渗、蒸发、散发和径流等现象，并且维持植物生命过程。