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2005年7月24日 重庆交通大学 工程水文学 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?? 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 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。 第一节 水文循环与水量平衡 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。 一 自然界的水文循环 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 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。 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： 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。 水循环过程中的水量平衡方程的基本因素为降水量、蒸发量和径流量以及区域蓄水量的变化量。 二 地球的水量平衡 3 全球水量平衡 全球=陆地+海洋 有利影响 不利影响 第二节 河流与流域 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。 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。 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。 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； 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。 南溪河 黑河 泾河 渭河 黄河 岔巴沟 大理河 无定河 黄河 河系或水系：河流的干流及其全部支流构成的脉络相通的水流系统。水系通常用干流命名，如长江水系、黄河水系；或以归宿的湖泊而定名，如洞庭湖水系，鄱阳湖水系等。 2 河流形成 地壳运动——形成线形槽状凹地 径流侵蚀作用——冲淤、改道等 大气降水——提供水源 3 河流分段 河源 上游 中游 下游 河口 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 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。 (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： 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。 (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： 式中：K为河流弯曲系