河川径流.pptx
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1、桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流海陆循环海陆循环引引 言言桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流内陆循环内陆循环l 自然界的水分循环自然界的水分循环:地球表面的各种水体在太阳:地球表面的各种水体在太阳辐射的作用下,不断蒸发成水汽进入大气,水汽在上辐射的作用下,不断蒸发成水汽进入大气,水汽在上升和随气流运动中遇冷凝结,并以降水(雨、雪、升和随气流运动中遇冷凝结,并以降水(雨、雪、霜、露等)形式降落到海洋或地面上,到达地面的水霜、露等)形式降落到海洋或地面上,到达地面的水分,除部分被植物截留和蒸发外,其余一部分通过分,除部分被植物截留和蒸发外,其余一部分通过河流汇入海洋;
2、一部分渗入地下,随含水层流动并以河流汇入海洋;一部分渗入地下,随含水层流动并以泉水的形式汇入江河;汇入江河的水最终汇入海洋。泉水的形式汇入江河;汇入江河的水最终汇入海洋。然后又重新然后又重新蒸发、上升、移动、凝结、降雨蒸发、上升、移动、凝结、降雨。如此。如此周而复始,形成自然界的水分循环。周而复始,形成自然界的水分循环。桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流2.1 河流和流域河流和流域一、河流一、河流1 1、河流的形成与分段、河流的形成与分段河川径流;水系;干流;支流;河川径流;水系;干流;支流;河源;河口;上游;中游;下游河源;河口;
3、上游;中游;下游黄河发源于青藏高原巴黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓(颜喀拉山北麓(lulu)海)海拔拔45004500米的约古宗列盆米的约古宗列盆地。经青藏高原的青海、地。经青藏高原的青海、四川、甘肃,黄土高原四川、甘肃,黄土高原和鄂尔多斯高原的宁夏、和鄂尔多斯高原的宁夏、内蒙古、陕西、山西,内蒙古、陕西、山西,华北平原的河南、山东,华北平原的河南、山东,注入渤海,全长注入渤海,全长54645464公公里,流域面积里,流域面积7575万平方万平方公里公里.图图2-1-1 黄河水系略图黄河水系略图相关定义相关定义 河川径流河川径流受重力作用沿河床流动的水流;受重力作用沿河床流动的水流;水系水系
4、脉络相通的大小河流所构成的系统;脉络相通的大小河流所构成的系统;干流干流水系中直接流入海洋或内陆湖泊的河流;水系中直接流入海洋或内陆湖泊的河流;支流支流流入干流的河流;流入干流的河流;河源河源在河流干流上开始具有表面水流的地方;在河流干流上开始具有表面水流的地方;河口河口河流流入海洋或湖泊的地方。河流流入海洋或湖泊的地方。桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流黄黄河河水水系系略略图图桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流2 2、河流的基本特征、河流的基本特征一般用一般用河流断面河流断面、河流长度河流长度及及河流比降河流比降来表示。来表示。(1)(1)河流断面:分为河流断面:
5、分为河流横断面、河流纵断面河流横断面、河流纵断面。概念:水位、河槽、河滩、单式断面、复式断面、过水断面、概念:水位、河槽、河滩、单式断面、复式断面、过水断面、深泓线(航线)深泓线(航线)。水准基面水准基面H1H2桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流 位于青岛观象山山顶处,由中国人民解放军总参位于青岛观象山山顶处,由中国人民解放军总参测绘局于测绘局于5050年代所建,全国各地的海拔高度皆由此年代所建,全国各地的海拔高度皆由此点起算。我国把黄海海平面定为海拔基准面。点起算。我国把黄海海平面定为海拔基准面。相关定义水位水位横断面内,自由水面高出某一水准基面横断面内,自由水面高出某一水准基
6、面 的高程;水位分为高水位和低水位;的高程;水位分为高水位和低水位;河槽河槽宣泄洪水和输送泥沙的主要通道,常年宣泄洪水和输送泥沙的主要通道,常年 流水,分为主槽和边滩;流水,分为主槽和边滩;河滩河滩只有汛期才有水流,无明显底沙运动,只有汛期才有水流,无明显底沙运动,可生长植物、种植农作物;可生长植物、种植农作物;深泓线深泓线河流中沿水流方向各横断面上最大水深点河流中沿水流方向各横断面上最大水深点 的连线。的连线。桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流(2)河流长度河流长度:一般天然河流,从河源到河:一般天然河流,从河源到河口的距离。口的
7、距离。测量方法:测量方法:用曲线计、两脚规或其它方法,从地图上得到。用曲线计、两脚规或其它方法,从地图上得到。缺点:一般比实际距离要小,需要进行修正。缺点:一般比实际距离要小,需要进行修正。(3 3)河流比降河流比降:任意河段两端(水面或河底)的高程差任意河段两端(水面或河底)的高程差与其河段长度之比称为比降,有与其河段长度之比称为比降,有水面比降和河底比降水面比降和河底比降。以百。以百分数或小数表示。分数或小数表示。桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流 一条河流各段比降是不一致的,一条河流各段比降是不一致的,河流比降一般自河源向河流比降一般自河源向河口逐渐减小河口逐渐减小。河底比
8、降相对水面比降来说比降稳定,因为。河底比降相对水面比降来说比降稳定,因为水面比降还会受到水位的影响。水面比降还会受到水位的影响。桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流二、流域二、流域1 1、定义:汇集水流的区域称为某河的、定义:汇集水流的区域称为某河的流域流域(汇水区、汇水面积)(汇水区、汇水面积)流域的周界称为流域的周界称为分水线分水线。分水线就是流域四周最高点的。分水线就是流域四周最高点的连线,在山区是流域四周的山脉脊线连线,在山区是流域四周的山脉脊线;平原地区是四周地面最平原地区是四周地面最高点的连线。如秦岭是黄河和长江的分水线。高点的连线。如秦岭是黄河和长江的分水线。黄黄河河
9、流流域域航航拍拍图图2、流域的特征、流域的特征 (1)几何特征)几何特征 主要是主要是流域面积流域面积和和流域形状流域形状。河流集水河流集水区域的面积大小,称为区域的面积大小,称为流域面积流域面积。桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流流域面积和流域面积和流域形状是流域形状是如何影响径如何影响径流的?流的?在相同自然地理条件下:在相同自然地理条件下:流域面积流域面积A A越大,径流量越大,径流量Q Q越大,流域对径流变越大,流域对径流变化的调节作用也越大,因而洪水涨落平缓;流域化的调节作用也越大,因而洪水涨落平缓;流域面积面积A A越小,越小,Q Q越小,但洪水涨落较为急剧。流域越小
10、,但洪水涨落较为急剧。流域形状影响径流汇集时间的长短和径流形成过程。形状影响径流汇集时间的长短和径流形成过程。流域形状流域形状狭长为羽毛形,则出口断面流量就小,狭长为羽毛形,则出口断面流量就小,径流过程的变化较小而历时较长。相反,流域形径流过程的变化较小而历时较长。相反,流域形状宽阔呈扇形出口断面流量大,径流过程的历时状宽阔呈扇形出口断面流量大,径流过程的历时较短。较短。桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流(2)自然地理特征自然地理特征 主要是流域的主要是流域的地理位置和地形。地理位置和地形。地理位置地理位置桥涵水文桥涵水文 第二章第
11、二章 河川径流河川径流影响流域的降水和蒸发影响流域的降水和蒸发地形地形平均高程平均高程平均坡度平均坡度影响降水和蒸发影响降水和蒸发汇流速度和时间汇流速度和时间三、河流分类三、河流分类1 1、根据、根据流域地形特点流域地形特点分类:分类:山区河流山区河流 平原河流平原河流 桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流 特点特点特点特点 :地势陡峻,汇流时间:地势陡峻,汇流时间:地势陡峻,汇流时间:地势陡峻,汇流时间短,暴涨暴落,水位流量变短,暴涨暴落,水位流量变短,暴涨暴落,水位流量变短,暴涨暴落,水位流量变幅大,持续时间短,水流流幅大,持续时间短,水流流幅大,持续时间短,水流流幅大,持续时
12、间短,水流流态紊乱,河流比降大。态紊乱,河流比降大。态紊乱,河流比降大。态紊乱,河流比降大。特点:流域面积大,比降特点:流域面积大,比降特点:流域面积大,比降特点:流域面积大,比降小;汇流时间长、涨落平小;汇流时间长、涨落平小;汇流时间长、涨落平小;汇流时间长、涨落平缓、水位流量变幅小、河缓、水位流量变幅小、河缓、水位流量变幅小、河缓、水位流量变幅小、河床稳定性差、地势平坦易床稳定性差、地势平坦易床稳定性差、地势平坦易床稳定性差、地势平坦易冲淤。冲淤。冲淤。冲淤。平原河流按平面形态及演变过程可分为四种类型平原河流按平面形态及演变过程可分为四种类型的的河段河段:顺直微弯型(边滩平移型)顺直微弯型
13、(边滩平移型)河段:河段:桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流特点:河槽顺直、特点:河槽顺直、边滩交错、洪水边滩交错、洪水期缓慢下移。期缓慢下移。科罗拉多河科罗拉多河(Colorado River)弯曲型(蜿蜒型)弯曲型(蜿蜒型)河段:河段:桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流长江荆江蜿蜒型河段长江荆江蜿蜒型河段特点:河槽弯曲、特点:河槽弯曲、凹岸冲刷、凸岸凹岸冲刷、凸岸淤积,河槽蜿蜒淤积,河槽蜿蜒蛇形。蛇形。桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流弯曲型(蜿蜒型)河段:弯曲型(蜿蜒型)河段:凹岸凹岸凹凹岸岸凸凸岸岸凹凹岸岸冲冲刷刷、凸凸岸岸淤淤积积?分汊型(交
14、替消长型)分汊型(交替消长型)河段:河段:桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流长江南京附近八卦洲分汊河段长江南京附近八卦洲分汊河段特点:河槽分特点:河槽分汊,两股汊道汊,两股汊道周期性交替消周期性交替消长。长。散乱型(游荡型)河段:散乱型(游荡型)河段:桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流黄河花园口游荡型河段黄河花园口游荡型河段特点:河槽宽浅,特点:河槽宽浅,沙滩密布,主流沙滩密布,主流摆动频繁。摆动频繁。游荡型)河段游荡型)河段2.2 河川径流的形成河川径流的形成一、径流形成的过程:一、径流形成的过程:(1 1)定义)定义 流域内,自降水开始到汇集的雨水流过出口断面的
15、全过流域内,自降水开始到汇集的雨水流过出口断面的全过程,称为程,称为径流形成过程径流形成过程。(2 2)此过程分为此过程分为四个阶段四个阶段:降水降水流域蓄渗流域蓄渗坡面漫流坡面漫流河槽集流河槽集流 桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流径流形成的过程:径流形成的过程:桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流1 1、降雨过程;、降雨过程;2 2、流域蓄渗过程;、流域蓄渗过程;3 3、坡面漫流过程;、坡面漫流过程;4 4、河槽集流过程、河槽集流过程图图2-2-1 径流形成过程示意图径流形成过程示意图 2河川径流的大小和变化,通常用河川径流的大小和变化,通常用流量流量Q Q和和水
16、水位位H H来表示。来表示。一次洪水过程可用一次洪水过程可用历时、峰值历时、峰值(流量、水(流量、水位)和位)和径流量径流量三个水文因素反应其特征。三个水文因素反应其特征。桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流二、影响径流的主要因素:二、影响径流的主要因素:1 1、气候因素:降雨、蒸发、气候因素:降雨、蒸发 降雨强度、历时、面积等;蒸发强度大小不同。降雨强度、历时、面积等;蒸发强度大小不同。2 2、下垫面因素、下垫面因素 流域的地形、土壤、地质、植被、湖泊流域的地形、土壤、地质、植被、湖泊等自然地理因素,等自然地理因素,相对于气候因素而言,称为下垫面因素。相对于气候因素而言,称为下垫
17、面因素。3 3、人类活动因素、人类活动因素 封山育林、水土保持、修建水库等。封山育林、水土保持、修建水库等。桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流三、我国河流的水量补给三、我国河流的水量补给 1 1、雨源类、雨源类 秦岭、淮河秦岭、淮河以南直到台湾、海南岛、云南等广以南直到台湾、海南岛、云南等广大地区的河流,都属于雨源类。大地区的河流,都属于雨源类。桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流长江汉口水文长江汉口水文站站19541954年和年和19551955年流量过年流量过程线程线汛期长汛期长水量大水量大桥涵水文桥涵水文 第二章第
18、二章 河川径流河川径流分水岭分水岭桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流分水岭分水岭2 2、雨雪源类、雨雪源类 华北、东北地区的河流,每年有两次汛期:华北、东北地区的河流,每年有两次汛期:3-4月间由于融雪形成春汛;入夏后降雨增多,月间由于融雪形成春汛;入夏后降雨增多,69月间形成夏汛或秋汛。月间形成夏汛或秋汛。桥涵水文桥涵水文 第二章第二章 河川径流河川径流黄河花园口黄河花园口水文站流量水文站流量过程线过程线3 3、冰雪源类、冰雪源类 西北地区新疆、青海等地的河流,水量补给以西北地区新疆、青海等地的河流,水量补给以融雪融雪和和冰川融水冰川融水为主。为主。桥涵水文桥涵水文 第二章第二
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