《河道水流的特性》PPT课件

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1、§1河流及河道水流的特性河流动力学概论一、河流的基本概念从水文学的定义来说，在陆地表面上接纳、汇集和输送水流的路径和通道称为河槽，河槽与其中流动的水流，统称为河流。从河流动力学的角度来说，河流是由水、泥沙及河床边界共同组成的系统，三者相互制约、并受外部各种因素和人类活动的影响。第一节河流及河流特征2、形成过程流域内，自降雨开始到水流汇集到流域出口断面的整个物理过程，称为径流形成过程。降水（雨、雪、雹等）----流域蓄渗----坡面漫流----河槽集流-----河川径流较大的称江、河、川、水，较小的称溪、涧、沟、曲等。如长江、黄河、钱塘江3、河段分类：河流的

2、分段：河源、上游、中游、下游、河口SourceZone源头，上游Rainandsnow雨和雪Lake湖Glacier冰川Rapids急滩Waterfall瀑布Tributary支流Floodplain洪积平原Oxbowlake牛厄湖Saltmarsh盐沼Delta三角洲Depositedsediment沉积Ocean海洋Sediment沉积物Water水FloodplainZone泛滥平原带TransitionZone过度带，中游3河流分段河源：溪涧、泉水、冰川、沼泽或湖泊上游：落差大、水流急、河谷狭窄、急滩和瀑布中游：比降变缓，河槽拓宽曲折，两岸有滩地下

3、游：河谷宽，比降和流速小，河道淤积明显，浅滩或河洲到处可见，河曲发育河口：是河流流入海洋、湖泊或其他河流的处所，泥沙淤积严重。3、河段分类：按地区划分河段分类：按河床演变划分山区河段平原河段峡谷性河段稳定性河段次稳定性河段变迁性河段游荡性河段宽浅性河段冲击漫流性河段溪涧急滩瀑布中下游沼泽河流特征水文特征水系特征长度流域面积河道流量的多少水位的季节变化含沙量结冰期流速等水系形态、河流密度、支流流向1、河系：流域里的大大小小的水流路线，构成脉络相通的系统，称为水系（河系、河网）。水系是由干流和他的全部支流构成的一个独立的水道系统（河槽系统）。水系的名称通常以他

4、的干流或注入的湖泊命名。二、河流水系特征1、河系：流域里的大大小小的水流路线，构成脉络相通的系统，称为水系（河系、河网）。Horton-Strahler河流分级法：①直接发源于河源的小河流为1级河流；②两条同级别的河流汇合而成的河流级别比原来高一级；③两条不同级别的河流汇合而成的河流的级别为两条河流中较高的河流的级别（1）水系的平面形状水系形状是指河流的干、支流组成的形态特征，主要有树枝状、羽毛状、扇形状、梳状（平行状）、向心状（放射状）等。扇形羽毛状平行状混合形放射状扇形水系淮河流域南北对称状水系长江流域黄河中游东西对称水系（2）河流地貌定律⑴河数率。水

5、系中任一级河流的数目与该级河流的级别呈反几何级数关系（2）河长率：水系中各级河流的平均河长与该河流级别i近似于正几何级数关系。（3）面积率：随着河道级别的增加，河道的平均流域面积倾向于一列递增的几何数列。（4）河流比降率：随着河道级别的增加，河道的平均纵向比降倾向于一列递减的几何数列。河道级别和各量的对数之间成直线回归关系2.流域及其分类流域：河口断面以上的集水区域。地面分水线包围区域为地面集水区，地下分水线包围区域为地下集水区。闭合流域：在垂直方向地面、地下分水线重合，地面集水区上降水形成的径流正好由流域出口断面流出，一般的大中流域均属此类。非闭合流域：

6、地面、地下分水线不重合的流域，如岩溶地区的河流和一些很小的流域。流域几何特征流域面积F：在地形图上绘出流域的分水线，分水线包围的面积，即流域面积，以km²计。(也用A表示)河网密度D：流域内河流干支流总长度与流域面积的比值称为河网密度，以km/km2计。流域长度Lf：从流域出口到流域最远点的流域中线长度，km计平均宽度B:B=F/Lf流域形状系数:K=B/LfHack发现河流某一控制点以上的干流长度与该点以上的流域面积之存在如下关系：L=1.27F0.6表示流域整体外形特征的还有：形态要素：流域圆度：流域狭长度：流域对称指标：流域几何特征Ac—与流域具有同

7、一周长的圆面积Dc—与流域具有同一周长的圆直径中国七大水系：珠江、长江、黄河、淮河、辽河、海河、松花江（三江四河）（1）纵断面：沿河流中线（也有取沿程各横断面上的河床最低点，即中泓线）的剖面，测出中线以上（或河床最低点）地形变化转折的高程，以河长为横坐标，高程为纵坐标，即可绘出河流的纵断面图。纵断面图可以表示河流的纵坡及落差的沿程分布。沿水流方向的断面——纵断面3、河流形态特征-弯曲程度深浅宽窄3.河流的纵比降任意河段两端（水面或河底）的高差为落差，单位河长上的落差为河段比降，用以小数或千分数表示。河流比降公式：河床底部比降越大，水面比降越大偏转力引起的横

8、比降（2）横断面：水流方向垂直的断面——横断面河槽中某处垂直于流向