[文学]水文水利计算第二章 河川水文.ppt

§2.1 水循环及水量平衡 §2.2 河流与流域 §2.3 降水 §2.4 蒸发 §2.5 下渗 §2.6 径流 §2.7 水量平衡方程 2.1 水循环及水量平衡 地球上的水因蒸发成为水汽，经输送、上升、冷却、凝结，在适当的条件下，再降落到地面。这种不断循环过程，称为水循环。 水循环包括了多种的复杂过程，如蒸发、水汽输送、冷凝、降水、植物截留、滞蓄、下渗、径流等。其中最重要的基本现象是蒸发、降水、下渗、径流。 2.2 河流与流域 一、概述 流动的水体与容纳流水的河槽是构成河流的两个要素。河槽亦称河床，枯水期水流所占部位为基本河床，或称主槽；洪水泛滥及部位为洪水河床，或称滩地。 河流某断面的集水区域称为该断面的流域。流域的周界称为分水线。如果地面分水线与地下分水线重合，这样的流域称为闭合流域。地面分水线与地下分水线不一致的流域称为不闭合流域。 流域各条河流构成脉络相通的系统，称为水系，河系或河网。 二、河道及流域的主要特征 河流长度 L（km）： 自河源沿河道至河口的长度称为河流长度，或称河长，可在地形图上量出。 落差：河段两端的河底高程差。河道纵比降 J ：当河流纵断面近于直线时 当河流纵断面呈折线时: 流域面积 F（km2）: 流域面积是流域的主要几何特征。通常先在适当比便例尺的地形图上定出流域分水线，然后量出它所包围的面积。 河网密度: 单位面积内的河流总长度称为河网密度。它表示一个地区河网的疏密度。 流域长度 L（km）：流域的轴长。 流域平均宽度B（km）：流域面积与流域长度的比值 B = F / L 流域形状系数：流域平均宽度与流域长度的比值 r = B / L = F / L^2 流域平均高度H（m）与平均坡度J：将流域划分成100以上的正方格，定出每个方格交叉点上的高程及坡度，这些格点的高程和坡度的平均值为流域平均高度和平均坡度。 流域平均高度直接影响流域的气温与降水，流域平均坡度对径流的产流、汇流、下渗、土壤流失等有很大的影响. 流域的自然地理特征：流域的地理位置、气候、地形、植物被覆、土壤特性，地质构造，沼泽及湖泊情况等，都是与流域水文特性密切有关的自然地理特征。 2.3 降水 一、降水的成因及分类 在一定温度下，空气中最大的水汽含量称为饱和湿度。 如果空气中的水汽达到饱和湿度，就说这团空气处于饱和状态。 在一定水汽含量下，空气达饱和状态时对应的温度称露点温度。 空气中水汽量超过饱和湿度，则达到过饱和状态。 空气达到饱和的原因是空气温度下降至露点温度以下。水汽在过饱和状态下是不稳定的，多余的水汽很容易凝结成水。  空气冷却是降水的主要条件，而造成空气冷却的主要原因是气团抬升，气压下降，体积膨胀耗能。 降水常按照使空气抬升而形成动力冷却的原因分为对流性降水、地形性降水、锋面性降水和气旋性降水，习惯上把它们分别称为对流雨、地形雨、锋面雨与气旋雨。 对流雨：是因地表局部受热而发生垂直上升运动所形成。因上升速度较快，形成的云多为垂直发展的积状云，降雨强度大，雨面不广，历时较短。 地形雨 ：地形雨是空气在迁移途中，因所经地面的地形天然升高而被抬升时，受动力冷却而成云致雨地形雨降雨特性，随空气自身温湿特性，运行速度以及地形特点而异。 锋面雨：具有均匀的温湿特性，在气压场作用下向同方向移动的大气团称为气团。两个温湿特性不同的气团相遇来不及混合而形成一个不连续面，称为锋面或锋区。锋面与地面的交线称为锋线。习惯上统称为锋。锋面活动产生的降水称为锋面雨。其特点是降雨范围大，历时长。 冷气团向暖气团方向移动并占据原属暖气团的地区，这种锋称为冷锋；暖气团赂冷气团方向稀移动并占据原属冷气团的地区，这种锋称为暖锋，冷、暖气团势均力敌，在某一地区摆动或停滞的锋称为准静止锋，简称静止锋。 气旋雨：当一地区气压低于四周气压时，四周气流就要向该处汇集。气流汇入后再转向高层，上升气流中的水汽因动力次序冷却凝结成云，条件具备时，形成气旋雨。 在低纬度的海洋上形成的气旋，称为热带气旋，气象部门将其分为三类：热带低压—近中心最大风速10.8 ~ 17.1 m/s（风力6 ~ 7级）；台风—近中心最大风速17.2 ~ 32.6m/s（8