流域径流形成过程

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1、第2章 流域径流形成过程2.1概述径流径流：降水形成的沿着流域地面和地下向河川、湖泊、水库、洼地等处流动的水流。地表径流地表径流：沿着地面流动的水流。地下径流地下径流：沿着土壤、岩石孔隙流动的水流。河川径流河川径流：水流汇集到河流后，在重力作用下沿着河道流动的水流。降水、下渗、蒸发是地球上水文循环中最活跃的因子，也是径流形成的主要因素。流域是降水的承受面，也是蒸发的逸出面，又是径流的下垫面。2.2河流与流域河谷：河流流经的谷地河槽（河床）：河谷底部有水流的部分左岸、右岸：面向下游分段：河源、上、中、下游、河口。外流河：海洋内流河：湖泊，消失于沙漠 （四）河流的分段 一条河流常常可以根据其地理地

2、质特征分为 河源、上游、中游、下游和河口五段。河源 是指河流最初具有地表水流形态的地方；上游 是指紧接河源的河谷窄、比降和流速大，水量小、侵蚀强烈、纵横面呈阶梯状并多急滩和瀑布的河段。中游 水量逐渐增加，比降已较和缓；下游 河谷宽广,河道弯曲，河水流速小而流量大，淤积作用显著，到处可见浅滩和沙洲。河口 是河流入海、入湖或汇入更高级河流处，经常有泥沙堆积，有时分汊现象显著，在入海、入湖处形成三角洲。http:/ 平原河流：深、浅槽交替出现，呈平原河流：深、浅槽交替出现，呈“蛇曲蛇曲”、牛轭湖、牛轭湖山区河流：无上述规律。山区河流：无上述规律。河流横断面凸岸凸岸凹岸凹岸溪线AB（三）河流的纵横剖面

3、 河源与河口的高度差，就是河流的总落差。某一河段两端的高度差，则是这一河段的落差。单位河长的落差，叫做河流的比降。河流纵断面能够很好地反映河流比降的变化。如下图，河流的纵断面：河河流流的的纵纵断断面面河河 流流 纵纵 剖剖 面面 河流纵剖面：河流纵剖面：沿河流中泓线的断面。沿河流中泓线的断面。河流比降河流比降：单位长度河段的落差。单位长度河段的落差。某河段比降：某河段比降：（2-2）式中：式中：I 河底或水面比降河底或水面比降。H2、H1 河段上游端和下游端水面或河底的高程河段上游端和下游端水面或河底的高程。L 河段长度河段长度。%10012LHHi整条河比降%10012LHHI整条河比降：整

4、条河比降：（2-3）河流分段Z5Z4l1L河 长高程Z3Z2Z1Z0l2l3l4l52012211102)()()(LLZlZZlZZlZZJnnn河流横断面：河流横断面：垂直于水流方向的断面。垂直于水流方向的断面。山区河流山区河流山区河流单式横断面单式横断面河流纵断面流域流域：汇集地下水和地表水的区域（分为闭合流域和不闭合流域），他是相应于某一出口断面的。流域的基本特征1.流域面积流域面积：流域分水线包围区域的平面投影面积；流域面积是流域的重要特征之一。除干燥区外，一般是流域面积越大，河流水量也越大。2.河网密度河网密度：流域中干支流总长度和流域面积之比3.流域的长度流域的长度与平均宽度平均

5、宽度以流域出口为圆心，向河源做一组不同半径的圆弧，在每条弧与流域分水线相交的两点做弦线，各条弦线中点的连线的长度。流域平均宽度：流域面积与流域长度的比值。4.流域形状系数流域形状系数：平均宽度与长度的比值。5.流域的平均高度和平均坡度将流域的地形图划分为100个以上的正方格，依次定出每个方格交叉点上的高程以及与等高线正交方向的坡度，取其平均值。6.流域的自然地理特征地理位置、气候特征、下垫面、人类活动类型和程度。虚线-流域分水线流域面积增长图 及非闭合流域流域特征B河河地下分水线隔水层地面分水线2.3降水降水：液态或固态水汽凝结物从云中降落到地面的现象与降水有关的气象因素：气温、气压、风、湿度

6、、云、蒸发。降水的分类：对流雨、地形雨、锋面雨和气旋雨。降水量降水量 降水历时降水历时（2 2）降水特征）降水特征 降水强度降水强度 降水面积降水面积 暴雨中心暴雨中心 24h雨量(mm)0.10.1101025255050100100200200等级微量小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨降水量等级表 降水的成因与类型 1锋面抬升与锋面雨锋面抬升与锋面雨 2地形抬升与地形雨地形抬升与地形雨 3局地热力对流与对流雨局地热力对流与对流雨 4动力辐合上升与气旋雨动力辐合上升与气旋雨2.4下渗下渗可分为：渗润、漏渗、渗透3个阶段。渗润阶段：下渗的水分主要受分子力的作用，被土壤颗粒吸收而成薄膜水。渗漏阶段：

7、下渗水分主要在毛管力和重力的作用下，沿土壤孔隙向下做不稳定运动，并逐步充填土壤孔隙直至饱和，此时毛管力消失。渗透阶段：当土壤孔隙充满水达到饱和时，水在重力作用下呈稳定流动。下渗容量(能力)曲线是指干燥的土壤在充分供水条件下的下渗过程线。下渗率(f):单位时间内下渗的水量，单位mm/h。下渗能力或下渗容量：供水充分情况下的下渗率。下渗率下渗率 (f f):):单位时间内下渗的水量，单位单位时间内下渗的水量，单位mm/hmm/h 。下渗能力或下渗容量：供水充分情况下的下渗率。下渗能力或下渗容量：供水充分情况下的下渗率。图特点特点 下渗过程持续于降雨过程的始终，并在雨停后还将持续下渗过程持续于降雨过

8、程的始终，并在雨停后还将持续一段时间，只要有地表水的地方，便会有下渗的存在。一段时间，只要有地表水的地方，便会有下渗的存在。下渗强度在降雨初期特别大，以后随土壤含水量的增加下渗强度在降雨初期特别大，以后随土壤含水量的增加而逐渐减小，最后趋于稳定。而逐渐减小，最后趋于稳定。原因是：降雨初期，土壤干燥，雨水受到土壤分子力、毛原因是：降雨初期，土壤干燥，雨水受到土壤分子力、毛管力及雨滴的重力作用，下渗能力很大。随后，随着土壤管力及雨滴的重力作用，下渗能力很大。随后，随着土壤含水量增加，下渗能力迅速下降，直到土壤含水量达到饱含水量增加，下渗能力迅速下降，直到土壤含水量达到饱和后，便在重力作用下稳定下渗

9、补给地下水，形成地下径和后，便在重力作用下稳定下渗补给地下水，形成地下径流。流。l 下渗的水量一部分滞蓄于岩石土壤空隙中，在无雨期耗下渗的水量一部分滞蓄于岩石土壤空隙中，在无雨期耗于蒸发；另一部分补给地下水，产生地下径流，补给河流。于蒸发；另一部分补给地下水，产生地下径流，补给河流。因此，前者才是真正的下渗损失量。因此，前者才是真正的下渗损失量。影响下渗的因素影响下渗的因素 影响下渗的因素众多，主要与降雨特性、影响下渗的因素众多，主要与降雨特性、岩石土壤性质、植物覆盖度等有关。一般岩石土壤性质、植物覆盖度等有关。一般地，降雨强度越大、降雨历时越长、岩石地，降雨强度越大、降雨历时越长、岩石土壤透

10、水性能越好、植物覆盖度越高，则土壤透水性能越好、植物覆盖度越高，则下渗量就越大。下渗量就越大。一、基本概念一、基本概念广义上的地下水指埋藏在地表以下各种状态的水。广义上的地下水指埋藏在地表以下各种状态的水。按埋藏条件，地下水可划分为按埋藏条件，地下水可划分为地下水地下水潜水潜水承压水承压水上层滞水上层滞水包气带水（土壤水）包气带水（土壤水）地下水的补给地下水的补给 地下水的径流地下水的径流 地下水的排泄地下水的排泄 大气降水入渗补给大气降水入渗补给 地表水入渗补给地表水入渗补给凝结水入渗补给凝结水入渗补给 含水层之间的补给含水层之间的补给 人工补给人工补给 地地下下水水的的循循环环过过程程地下

11、水运动比较迟缓，一般流速较小地下水运动比较迟缓，一般流速较小地下水流大多数都呈层流运动地下水流大多数都呈层流运动 地下水的绝大多数情况下呈非稳定流运动地下水的绝大多数情况下呈非稳定流运动 假想水流充满含水层假想水流充满含水层地下水运动的特点地下水运动的特点蒸发（蒸发（E）水面蒸发水面蒸发土壤蒸发土壤蒸发植物散发植物散发 河川径流河川径流水文情势水文情势 是指河川径流是指河川径流水文要素水文要素，如水位、流量、泥如水位、流量、泥沙和冰情沙和冰情等多年的变化情况。等多年的变化情况。径流形成过程径流径流汇流图超渗产流超渗产流，蓄满产流蓄满产流曲线图流域降雨流域降雨-净雨关系图净雨关系图 概念 初期初期 后期损失后期损失 后损，后损，例子ctf ctfIHh0总结 径流分类径流影响因素 河河 川川 径径 流流地地 面面 径径 流流地地 下下 径径 流流固固 体体 径径 流流溶溶 解解 质质 径径 流流FQM1000例题FWY10001EndXY【例题例题】某水文站控制面积某水文站控制面积F=121000km2,多年平多年平均年降水量为均年降水量为767mm，多年平均流量，多年平均流量Q=822m3/s,试试求求W、Y、M、。流域形状图