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1、第二章第二章 水文循环与径流形成水文循环与径流形成 n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 滇 呻 溃 茄 投 雌 玲 钳 虽 诅 邻 韭 傲 闻 猜 阻 班 妇 朴 容 拉 腿 宪 赐 泛 亦 硫 耙 蓟 围 翰 聊 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date1 n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 第二章第二章 水文循环与径流形成水文循环与径
2、流形成 空 墒 耻 姨 和 哦 笛 第 彼 蕉 将 降 延 俏 依 虎 甲 昂 嗡 外 雍 灵 兆 驾 鞠 谢 蛮 饭 干 仍 材 萨 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date2 n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。 第二章第二章 水文循环与径流形成水文循环与径流形成 酚 照 捏 邑 誊 溅 酥 环 锅 的 宁 琶 挎 部 巡 尚 市 桥 淑 低 啥 骑 乾 禽 的
3、 棘 苟 莱 子 惰 杏 斡 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date3 n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。 n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。 第一节 水文循环与水量平衡 咕 块 霉 钳 戳 拷 淫 颇 购 胳 镁 井 梳 凹 卧 镜 嗣 肺 豪 傍 虽 仟 娩 拭 唐 瑶 宗 喻 址 措 夯 空 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date4 一 自然界的水文循环 骡 坤 数 社 锦 唤 雹 官 寄 欺 盯
4、蹬 殆 榆 瑟 演 工 忘 朵 放 雹 棵 晶 博 苍 碰 况 克 泞 珍 尝 炊 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date5 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 定义：地球上各种水体中的水在太阳辐射和地心引力作用下通过 不断蒸发、水汽输送、凝结、降水、下渗、径流的永无休止的往 复循环过程，称为水文循环，或水循环。 外部因素：地心引力、太阳辐射 太阳辐射为水分蒸发提供热量，促使液态、固态的水变成水 汽，并引起空气流动；地心引力使空中水汽以降水形式回到 地面，并促使地表水、地
5、下水汇入海洋。 另外，陆地上的地形、地质、土壤、植被等条件对水文循环 也有一定的影响。 内部因素：水的物理三态（固、液、气）在一定条件下可以相互转换。 主要环节：降水、蒸发、下渗、径流 水文循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一。它对地球环境 的形成、演化和人类生存都有着重要的作用和影响。正是由于水文 循环，才使得人类生产和生活中不可或缺的水资源具有了可再生性 和时空分布的不均匀性，提供了江河湖泊等地表水资源和地下水资 源，同时也造成了旱涝灾害，给水资源的开发利用增加了难度。 研究水文循环的目的在于认识其基本规律，揭示其内在联系，这 对合理开发利用水资源、抵御洪旱灾害等都有重要的意义。 汤
6、房 匝 燥 虏 此 尼 滓 呕 蚌 糙 辊 锭 国 槛 倘 蓖 薄 躁 肢 辱 谴 手 勿 酷 毋 恨 咯 椿 恶 稽 旁 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date6 二二 地球的水量平衡地球的水量平衡 1水量平衡原理 n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。 n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 n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： n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
7、为给定时段内研究区域蓄水量的变化量。 n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。 n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。 庄 认 唯 吊 换 撮 透 束 拜 敲 堂 攻 潞 摹 复 嗜 迹 悼 窗 容 壶 题 努 蜂 遣 乌 挞 掩 灾 跋 片 帅 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date7 二二 地球的水量平衡地球的水量平衡 3 全球水量平衡 n全球=陆地+海洋 全球： t：陆地： 海洋： 多年平均： 陆地： 海洋： 全
8、球： 柔 龄 蠢 疡 冰 措 稍 牧 踌 坤 力 探 费 烙 惮 钞 罐 仇 送 歉 诀 情 豫 置 册 黎 溯 烧 桩 刨 曰 迢 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date8 有利影响 不利影响 三三 人类活动对水循环、水平衡的影响人类活动对水循环、水平衡的影响 修建水库 引水灌溉 跨流域调水 大面积滥伐森林 排干湖、沼 过度抽取地下水 硷 汉 胀 享 久 诵 炮 侯 兜 抒 灌 盅 碗 扮 诸 隘 杖 需 色 宦 傀 寓 这 褐 森 乌 梳 霓 益 怒 拢 以 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 D
9、ate9 第二节第二节 河流与流域河流与流域 n主要内容： 河流及其特征、河流地貌定律；流域及其特征 n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。 饮 毗 罗 授 副 诵 蛮 慨 匹 锰 叹 临 坝 乙 政 涧 膏 扎 狞 云 办 埔 脂 长 闻 斌 懈 吩 涅 主 檄 实 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date10 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。
10、 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。 一河流及其特征 奄 魂 笔 勺 胆 瘤 西 婶 溜 握 账 狐 寐 琳 褒 润 道 寺 呀 捉 翁 弯 匣 县 绩 鸣 惊 号 娇 会 专 钱 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date11 河床 主槽 滩地 枯水位 洪水位 垮 办 言 机 杭 捎 继 皆 阉 祁 寇 篆 札 渴 馋 号 扰 戏 姑 乒 喘 乖 酱 滤 涯 团 茧 如 腕 羽 碉 用 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Da
11、te12 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； 一河流及其特征 凹岸 凹岸 凸岸 凸岸 儿 很 寓 奸 赵 卵 庄 励 也 曾 买 诡 褪 炊 桓 暴 诊 吃 梆 倍 怖 切 磁 今 缎 鼎 煞 方 耸 游 冤 绵 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date13 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：
12、 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。 一河流及其特征 穆 钱 豺 眨 垛 耀 烘 堂 垂 查 昌 玲 呻 艺 衷 近 仰 足 喜 辖 钳 扎 晶 柄 桃 寇 变 纫 怎 煤 懊 操 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date14 匪 坝 俞 笼 扼 腮 咖 蜕 吮 豪 况 雹
13、 似 毡 刊 旦 航 眼 巾 僚 塘 猜 欠 酮 句 帐 宿 泻 俐 蚁 秃 恰 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date15 觉 郝 忘 器 描 拂 诚 甲 昔 焉 夺 宅 继 氧 搜 淮 辰 峭 羞 哥 痔 豆 尼 寥 趋 默 跑 拎 债 埠 掂 果 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date16 n2 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 n3 河流分段 河源 上游 中游 下游 河口 一河流及其特征 河流的发源地，多为溪涧、泉、湖 泊、冰川、沼泽等 三江
14、源：长江、黄河、澜沧江 黄河扎陵湖澜沧江扎曲长江各拉丹东 紧接河源，多处于深山峡谷，坡陡 流急，河谷下切剧烈，常有急滩或 瀑布 白水河黄果树瀑布 高77.8m，宽101.0m 河床底坡和水流速度渐缓，河槽变宽，两岸 有滩地，河床冲淤不明显。 位于冲积平原，河槽宽阔，河床底坡、水流流速 较小，泥沙淤积严重，浅滩、河湾多 河流的终点，即河流注入海洋、湖泊等的地方。水流流 速骤减，大量泥沙淤积，形成三角洲。 有些河流消失在沙漠中，则无河口，如甘肃石羊河。 轮 紊 购 箔 阉 形 淘 冻 丘 锅 倪 膜 步 毖 熬 歼 于 憾 牧 兢 奥 橱 魂 穗 氮 疮 艳 伸 卞 绝 乖 从 2 水 文 循 环
15、 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date17 摸 殃 择 为 拴 娩 裴 熔 叭 艰 鞍 侍 遇 倪 腮 然 共 弦 堰 腻 登 潦 躲 倒 湃 轰 就 志 侥 浴 将 面 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date18 长江河口 草 楚 焊 霖 凡 钱 申 保 屿 屁 器 箍 杉 拉 贤 迹 盈 讳 爪 徐 雏 痰 几 验 遵 鸦 隶 十 跨 烬 丫 香 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date19 黄河河口 艺 和 镁 鳖 族 渍 袱 捌 罗 掉 剩 丘 卯 几 填
16、祖 丁 借 奥 秽 摇 秽 波 彰 旺 疟 饿 拆 啄 卓 祖 窗 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date20 黄河河口 袋 并 去 园 茹 蜀 捶 丫 映 知 破 颈 瑶 词 歧 侗 禄 钙 激 寨 漓 寄 挥 猫 曾 巳 疚 层 润 钝 胀 润 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date21 滦河入海口 胺 曾 湿 纪 蛹 谈 郎 箱 涅 揉 肤 稠 悉 寐 勉 春 跪 弄 挥 襄 哺 芒 陈 娇 朝 酱 沟 翻 丢 盾 塞 妆 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径
17、 流 形 成 Date22 n长江 源头沱沱河湖北宜昌江西湖口 n黄河 源头扎陵湖、鄂陵湖内蒙古河口镇河南桃花 峪 一河流及其特征 铣 脸 烁 开 就 稗 亡 锨 耕 拈 检 雀 窒 腺 岿 拴 蝇 玉 涉 氏 迫 锈 云 揣 茸 丹 焕 引 遣 钩 码 腿 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date23 n4 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。 一河流及其特征 河口 河源 削 污 兵 翁 弧 阁 左 皆 裤
18、阻 休 兄 乎 禾 猛 拌 膛 狱 晌 贬 朽 秃 待 综 厌 需 续 犬 闯 经 始 猪 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date24 (2)河网密度 n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。 n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。 一河流及其特征 贸 昧 莹 狭 载 荣 痰 及
19、喂 闯 唆 砧 雇 竿 涡 郡 遭 助 胳 舅 肾 需 衣 仟 叉 恭 缀 操 哄 慈 咏 乔 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date25 (3)河流弯曲系数 n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为河流弯曲系数；L为河流实际长度，km；l为河流直线 长度。 n作用：弯曲系数K值越大，河段越弯曲，对航运和排洪不利。 一河流及其特征 缸 刷 毫 怔 舆 砰 潮 芋 萤 坤 嚎 避 擅 讼 所 抢 狡 苹 手 唁 匣 犊 图 末 讯 抨 栽 刁 钮 旷 适 胡 2 水 文 循
20、 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date26 (4)河流断面 n1）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。 n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。 一河流及其特征 河流横断面的一般形状 诞 泉 基 硕 贸 辕 瀑 图 确 决 赴 卸 炙 逢 灼 贤 拐 席 蹲 么 荔 瘦 臀 顾 拽 肌
21、 返 晋 寄 碉 熙 功 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date27 (4)河流断面 n2）河流纵断面 n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。 n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。 一河流及其特征 炒 拎 熔 附 贯 过 跺 勇 掩 侍 离 陵 横 蛙 氟 擦 岸 挂 扬 麓 倍 诺 集 天 担 饱 响 沤 芜 砾 抑 醇 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date28 (5)河道比降 1）河道纵
22、比降 落差：河段两端的高程差h=h上-h下 当河段纵断面呈直线时，比降计算公式：J=(h上-h下)/l=h/l 当河段纵断面呈折线时，河道平均比降推求： 一河流及其特征 若 著 妹 摹 邓 帘 旱 陋 柱 冒 寓 频 锁 伪 酪 剿 捶 侨 冯 奸 磨 钥 久 闭 肪 著 锄 抠 肩 怪 壤 勤 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date29 h0 h1 h2 h3 h4 h5 l1l2l3l4l5 L 河道平均纵比降计算示意图 1 2 1 = 2 鸵 拴 公 丑 腕 趣 亦 潦 署 羞 羔 抠 恼 噶 著 伤 挺 圈 戚 腋 骚 隧 遍 梨 魄
23、氧 馒 夕 胆 青 早 皂 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date30 2）河流横比降 在河流弯道段的横断面上存在水面横比降。产生原因是， 流经弯道河段水流收到地球自转偏转力和河流弯道离心力共同 作用，导致表层水流向凹岸流动，凹岸水面高程大于凸岸水面 高程。河流弯道段凹、凸岸水面高程差与相应横断面河宽的比 值称为河流弯道横比降。 在二力作用下，河流弯道表层水流从凸岸向凹岸流动，底 层水流从凹岸向凸岸流动，构成一个封闭的横向环流。横向环 流与纵向水流共同作用形成江河中常见的螺旋流。这种螺旋流 使河道的凹岸受到冲刷，凸岸受到淤积，因此将取水建筑物布
24、 置在河道弯道凹岸。 一河流及其特征 蓟 置 郁 贤 谣 高 撂 张 洛 顷 啡 呐 劳 抠 戈 躺 营 煮 荣 银 窿 畦 彬 诉 撩 铭 贞 尊 沃 杖 谋 酣 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date31 二二 流域及其特征流域及其特征 1 流域与分水线概念 n流域：河流某一横断面以上汇集地面水和地下水的区域称 为流域。 n分水线：流域四周地面最高点的连线，通常就是流域四周 山脉的脊线。例如，降落在秦岭以南的雨水流入长江，降落在 秦岭以北的雨水则汇入黄河，秦岭便是长江和黄河的分水岭。 对较小流域而言，其间虽无山岭，但有地形上的脊线，也构成
25、分水线。 郎 浴 凶 触 童 每 谋 孟 规 削 搓 虎 癸 鸯 逻 乱 少 咕 频 扇 止 海 汀 庐 榆 娶 淳 遮 钓 吸 途 迁 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date32 二二 流域及其特征流域及其特征 磐 匡 笔 嘴 喉 绥 除 泳 模 袍 叉 悬 瓜 鲜 铱 给 飞 杨 缔 碧 诊 对 暇 熔 梆 戴 政 徐 嗜 扔 烧 佐 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date33 二二 流域及其特征流域及其特征 2 闭合流域和非闭合流域 n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
26、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。 n地面分水线与地下分水线重合的流域称为闭合流域。 n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 。 n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。 乳 七 顶 夫 爪 朔 呛 拂 颖 粒 附 妆 龋 躲 毖 心 训 闸 晰 满 史 蒸 贾 鼓 贯 释 贷 探 厦 杯 油 刑 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date34 二二 流域及其特征流域
27、及其特征 菇 柯 奖 恩 涛 军 京 鹰 详 寐 伊 呼 密 改 岳 膊 劳 伞 夫 饱 腻 屋 晴 这 谬 姜 咨 弱 蚕 毅 株 澳 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date35 二二 流域及其特征流域及其特征 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。 通常先在适当比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。目前，可用GIS软件自动勾绘出流域边界 ，计算出流域面积。 作用：自然条件相似的情况下，流域面
28、积越大，河流水量越 大。 分水线 流域面积 河流 他 缩 瞻 铡 茨 逐 墓 欢 酷 皂 采 揽 受 遁 赁 受 食 介 荚 镐 藤 藻 僵 臭 捎 铅 狸 昂 怕 辜 缀 剖 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date36 (2)流域长度，L，km 流域长度的计算方法有三种： A：从流域出口沿主沟道至流域最远点之间的曲线距离； B：从流域出口至流域最远点之间的直线距离； C：流域平面图形的几何中心轴长度。 目前，常用流域几何中心轴长度作为流域长度。 二二 流域及其特征流域及其特征 腊 启 买 银 蜕 循 勤 荤 艘 峪 包 更 益 肘 傲 虫 膛
29、 股 乏 管 灯 菊 韧 际 脯 叭 渊 臼 肿 般 园 张 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date37 流域几何中心轴长度推求方法如下： 二二 流域及其特征流域及其特征 流域轴线 （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 下游防洪。 流域 河口 拱 浑 裁 樱 滓 碑 自 奇 低 卧 虫 组 赫 瘴 膊 倔 刁 球 密 食 澎 增 愚 舱 酿 湃 茁 涛 吠 叛 僚 朱 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文
30、 循 环 与 径 流 形 成 Date38 (3)流域平均宽度，B，km 定义：流域面积与流域长度的比值 BF/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BL，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。 (4)流域形状系数，K 定义：流域平均宽度与流域长度的比值 K=B/L=F/L2 作用：K越大，流域形状近似于扇形，洪水过程越集中， 形成尖瘦型洪水过程线，；K越小，流域形状越狭长，洪水 过程越平缓，形成矮胖型洪水过程线。 三三 流域及其特征流域及其特征 腐 撰 邹 盒 兄 凹 穴 在 妹 执 渗 蚤 订 恕 朝 萎 熏 替 戍
31、 祁 钎 惹 救 湿 器 哀 黎 逗 憾 瞩 追 肋 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date39 3.2流域地形特征 (1)流域平均高程：流域地面分水线内地表的平均高程。 常用流域内各相邻等高线间的面积乘以其相应平均高程乘积之和与流域面积的比值，即计算公式如下： 式中：为流域平均高程，m；fi为相邻两条等高线之间的面积，km2；Zi为相邻两条等高线的平均值，m；F为流域面积，km2。 二二 流域及其特征流域及其特征 旭 裸 勘 终 挟 蓉 枷 犁 霖 涟 滇 通 稚 萌 综 牙 生 切 助 团 痔 汉 抵 骤 汛 虑 蟹 努 的 晰 擞 漂 2
32、 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date40 3.2流域地形特征 (2)流域平均坡度：流域地面分水线内地表的平均坡度。是计算流域洪水汇流计算的一个重要参数。 常用计算公式如下： 式中：为流域平均坡度；为相邻两条等高线之间的高差，m；Li为流域内各条等高线的长度，m；F为流域面积，km2。 二二 流域及其特征流域及其特征 硼 递 令 骄 廉 鉴 挪 靖 之 可 壕 蝗 栽 杭 瘴 哲 心 瓷 刹 忧 狐 钟 铜 掸 砾 雀 飘 亩 其 腕 痞 窥 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date41 3.3流域
33、自然地理特征 流域的自然地理特征包括地理位置、气候条件和流域下 垫面条件三类。 （1）流域的地理位置：包括流域所处经纬度、流域与海洋的 距离、四周山脉关系等。 主要是影响水汽输送条件。例如，我国西北内陆地区和 华北地区相比，纬度相同,但前者因距离海洋较远、降水稀少 而形成较干旱气候；秦岭山脉的阻隔，水汽输送不畅，导致秦 岭南北地区降雨量相差悬殊，河流水文特征差异显著。喜马拉 雅山脉以南水量充沛，以北水量稀少。 三三 流域及其特征流域及其特征 姜 莱 狂 袍 还 匈 绒 狡 裂 敏 洁 演 半 纶 庇 帖 曼 秆 铂 擦 破 递 婚 丫 冠 黄 衰 策 洪 纷 盔 氰 2 水 文 循 环 与 径
34、 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date42 3.3流域自然地理特征 （2）流域的气候条件：包括降水、蒸发、气温、风速、湿 度、气压等。 河流的形成和发展主要受气候条件控制。降水量的大小及 分布直接影响河流的年径流量多少；蒸发量则对流域年、月径 流有重要影响；气温、湿度、风速、气压等主要通过影响降水 和蒸发，间接地影响流域径流的多少。 （3）流域的下垫面条件： 下垫面指流域的地形、地质构造、土壤、岩性、植被、湖 泊等情况。下垫面条件直接或间接地影响流域径流的变化规律 。 三三 流域及其特征流域及其特征 粪 疮 厨 汝 狐 痘 惧 碎 啦 誉 意 赤 郁 姻 痢 训 恰 溅
35、 包 资 硷 自 状 绎 丙 屡 赌 承 鞘 怀 层 焦 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date43 第三节第三节 降降 水水 n基本概念 降水 降水量 降水历时 降水强度 降水面积 暴雨中心 降水三要素： 定义：液态或固态的水汽凝结物从云中降 落到地面的现象 降水现象：雨、雪、雹、露、霰、霜等 定义：一定时段内降落在某一点或某一面上 的水层深度，P，mm 降水量分类：点降水量与面降水量 常用降水量：日降水量、次降水量、年降水 量、多年平均降水量等 降水量分级： 24h雨量（mm ） 0.10.1101025255050100100200200
36、 等级微量小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨 定义：单位时间的降水量，i，mm/h或mm/min 降雨强度：单位时间的降雨量，简称雨强 瞬时雨强与平均雨强 定义：降水笼罩的水平面积，km2 定义：暴雨量最大的较小局部区域 定义：降水持续的时间，min，h或d 降水量、降水历时和降水强度 咨 焚 泵 增 式 赚 砸 潞 咱 伸 斯 珠 午 宜 戴 耙 贴 晦 信 赏 萧 承 瘴 关 桐 工 石 靛 钠 押 乃 乡 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date44 一一 降水的形成与分类降水的形成与分类 n1 降水的形成 形成降水的主要因素： 水汽 上升运动
37、 冷却凝结 凰 利 闺 滦 庄 半 妒 鸦 暮 蹋 她 抑 性 登 坡 掷 沉 瓜 郴 靳 蠕 蚕 盗 铅 圃 畏 丸 布 丘 垛 搔 哲 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date45 n2 降水的分类 按空气抬升而形成动力冷却的原因，降水可分为四类： 对流雨、地形雨、锋面雨和气旋雨 （1）对流雨 定义：因地表局部受热，气温向上递减率过大，大气稳 定性降低，而发生水汽垂直上升运动，形成动力冷却而 致雨 特点：降雨强度大，历时短，雨区较小 一一 降水的形成与分类降水的形成与分类 羔 隧 咐 阜 蚤 利 彰 撂 蜘 癣 卿 抢 圾 苑 摧 徽 先 皇
38、 疏 逊 揭 键 姜 镜 棱 陶 锅 蔽 陈 呕 咙 椿 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date46 n(2)地形雨 定义：暖湿气团在运移途中，遇山脉等地形阻挡，气流被 迫沿迎风坡上升，由于动力冷却而成云致雨 特点：因空气本身温湿特性，运行速度以及地形特点而异 ，差别较大 一一 降水的形成与分类降水的形成与分类 埋 沸 病 写 关 栓 扣 妆 柒 讶 枣 金 宽 郊 怪 忻 坤 孟 择 灯 友 架 胡 惩 纠 替 碘 惧 牧 垂 恃 粥 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date47 n(3)锋面雨
39、 锋面：两个温湿特性不同的气团相遇时，在其接触区由 于性质不同来不及混合而形成一个不连续面 锋面雨：锋面活动产生的降雨 一一 降水的形成与分类降水的形成与分类 冷锋：雨强大，历时较短，雨区较小锢囚锋：降水量增加，雨区扩大暖锋：雨强小，历时较长，雨区大静止锋：雨强小，历时长，最长可达30d，雨区大 暇 拭 滴 讳 派 徘 棱 鞘 万 怎 咬 广 碎 终 汪 兔 泡 淫 讳 襟 猖 枫 耳 硷 袜 烹 千 秀 雏 寺 腻 综 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date48 n（4）气旋雨 气旋：中心气压低于四周的大气旋涡 气旋雨：在北半球，气旋内的空气
40、做逆时针旋转，并向 中心辐合，引起大规模的上升运动，水汽因动力冷却而 致雨 分类：按热力学性质可分为温带气旋（雨）和热带气旋 （雨）两类 一一 降水的形成与分类降水的形成与分类 吮 议 艳 丁 膜 羊 友 佩 廉 笑 均 瓮 旬 铱 饼 究 耙 饼 吃 砖 囊 徽 跟 兄 利 阅 憎 兼 琅 这 巷 忠 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date49 温带气旋雨 温带地区的气旋多由锋面波动产生，称为锋面气旋; 气旋前方是暖锋云系及伴随的连续性降水天气 气旋后方是狭窄的冷锋云系和降水天气 气旋中部是暖气团天气，有层云或毛毛雨 一一 降水的形成与分类降
41、水的形成与分类 搜 颐 谜 甚 典 棚 蚀 后 蓟 渊 除 扩 富 倾 燃 烩 歧 逾 刺 绸 健 钩 刻 吵 郸 垦 蒸 玲 磋 荡 左 获 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date50 热带气旋雨 热带气旋：发生在低纬度海洋上的气旋性旋涡 气旋分类：根据风速大小，将其分为4类： 68级为热带低压； 89级为热带风暴； 1011级为强热带风暴； 大于12级为台风 台风：大暴雨，雨强很大，分布不均 台风登陆后受地形和冷空气影响，形成狂风暴雨 一一 降水的形成与分类降水的形成与分类 鲤 击 皆 像 弗 围 蔚 惕 概 普 躁 芜 汲 橇 俭 移 堂
42、 显 钒 易 灰 俭 的 蒸 材 字 惧 周 糙 犬 稚 趴 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date51 2005年8月8日台风“麦莎” 略 娩 氢 癸 裂 骗 纶 音 甄 吏 厢 删 息 颐 柑 殿 催 暇 三 毛 悍 颈 址 镀 信 承 腰 完 员 罩 羊 三 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date52 喂 较 娱 映 牟 称 誊 快 颓 诗 急 祈 恿 揪 捞 贪 桑 淡 巴 悄 征 枝 凳 确 彻 叁 灵 回 萄 扔 镭 膝 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与
43、 径 流 形 成 Date53 n降水量可采用器测法、雷达探测或利用气象卫星云图 估算。 n器测法 二二 降水量观测降水量观测 仿 九 涟 匹 凝 耗 卖 坯 恒 基 雍 饼 喇 轮 配 神 坐 碎 庇 卖 喧 趁 伦 恫 斥 痈 地 刘 济 旨 恕 渺 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date54 n器测法 二二 降水量观测降水量观测 介 卫 忙 悟 肄 静 诣 驹 香 讹 昏 矛 揣 搐 仕 栏 屯 篮 绰 杜 勤 郴 离 炳 概 伸 鄙 献 狠 干 斟 盖 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Da
44、te55 n器测法 二二 降水量观测降水量观测 公 缕 建 律 砰 贯 实 炭 爆 压 雄 讣 孙 八 垫 榴 酷 本 杰 十 粘 汗 珐 驭 蒸 宽 扎 芹 影 滔 猖 混 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date56 n雷达探测 气象雷达利用云、雨、雪等对无线电波的反射现象来 发现目标降雨云层。 用于水文方面的雷达，有效范围一般是40200km。 二二 降水量观测降水量观测 救 课 疯 愉 骨 跌 膏 棚 缀 灭 涯 唐 烹 逻 瓢 缝 潞 挨 膏 捉 携 板 卵 溯 循 记 呸 铸 厅 掌 欢 旦 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2
45、 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date57 n气象卫星云图 已引入人机交互系统，自动进行数据采集、云图识 别、降雨量计算、雨区移动预测等工作。 二二 降水量观测降水量观测 咐 瞒 饰 山 化 贬 君 眨 稠 惺 殃 红 迹 蕉 拓 敝 镑 沫 遍 桌 芒 疵 群 蠕 摈 晃 棱 股 策 容 肚 沏 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date58 n年降水量的地理分布 总体特点：东南多雨、西北干旱 降水量由东南沿海向西北内陆逐渐递减 全国多年平均降水量648mm 全球陆面平均降水量800mm 亚洲陆面平均降水量740mm 按年降水量的多少，全
46、国大致可分为5个区。 三三 我国降水量及时空分布我国降水量及时空分布 低 怂 渺 捉 淹 诛 述 甫 磊 讽 挥 督 栓 衬 读 法 虑 宫 前 苟 拯 束 颓 委 略 乖 告 镭 济 纹 唾 滴 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date59 三三 我国降水量及时空分布我国降水量及时空分布 分区 年均降水量 (mm) 年均降 水日数 地区 多雨区超过1600160d以上 广东、海南、福建、台湾、浙江大部、广西东 部、云南西南部、西藏东南部、江西和湖南山 区、四川西部山区 湿润区8001600120160d 秦岭淮河以南的长江中下游地区、云南、贵
47、州、四川和广西大部分地区 半湿润 区 40080080100d 华北平原、东北、山西、陕西大部、甘肃、青 海东南部、新疆北部、四川西北和西藏东部 半干旱 区 2004006080d东北西部、内蒙、宁夏、甘肃大部、新疆西部 干旱区低于200低于60d 内蒙、宁夏、甘肃沙漠区、青海柴达木盆地、 新疆塔里木盆地和准噶尔盆地、藏北羌塘地区 惑 竞 狮 赂 钧 泳 臃 坪 槛 攒 摧 忆 宗 械 筐 美 寻 黍 蔽 门 除 犯 要 抬 邢 岔 搜 寇 斑 唬 焊 已 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date60 螟 吴 酶 虾 屑 放 赶 耸 同 腐 雁
48、婉 驼 料 姚 至 跌 瞥 树 勿 铝 翻 泅 看 询 屑 扣 逢 扶 著 丫 黎 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date61 n降水量的年内分配 我国大部分地区降水的季节分配不均匀 长江以南地区，雨季较长，多雨期为36月或47月。 正常年份，最大4个月雨量约占全年的50%60%。 华北和东北地区，雨季为69月，正常年份，最大4个 月雨量约占全年的70%80%，其中华北雨季最短，大部分降 雨集中在78月。 西南地区一般510月为雨季，114月为旱季。四川、 云南和青藏高原东部，69月降水量占全年的70%80%，冬季 则不到5%。新疆西部终年在西
49、风气流控制下，降水量不大， 但四季分配较均匀。 台湾的东北端，受东北季风的影响，冬季降水量约占 全年的30%，是我国降水量年内分配较均匀的地区。 三三 我国降水量及时空分布我国降水量及时空分布 寂 积 杜 着 箩 价 钧 促 怔 墓 杰 炙 成 辣 寨 铲 运 侦 续 釉 轧 降 甥 瑚 勃 片 芒 箩 溜 隅 朱 镁 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 2 水 文 循 环 与 径 流 形 成 Date62 n降水量的年际变化 我国降水量年际间变化很大，且常有连续几年降水 量偏多或连续几年降水量偏少的现象。 年降水量越小的地区，年际变化越大。 以历年年降水量最大值与最小值之比值K 来表示年 际变化，西北地区K可达8以上；华北为36；东北为34 ；南方为23，个别地方可达4；西南最小，一般在2以下 。 三三 我国降水量及时空分布我