《水系和流域》PPT课件

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1、第六节河流一、河流、水系和流域陆地水以河流、湖泊、沼泽、冰川和地下水等形式存在。（一）河流、水系和流域的概念河流：降水或由地下涌出地表的水，汇集在地面低洼处，在重力作用下经常地或周期地沿流水本身造成的洼地流动水系：河流沿途接纳众多支流，并形成复杂的干支流网络系统，就是水系。流域：每一条河流和每一个水系都从一定的陆地面积上获得补给，这部分陆地面积就是河流和水系的流域，也就是河流和水系在地面的集水区。（二）水系形式按照一定的岩层构造、沉积物性质和新构造应力场的反映，水系形式通常分为：树枝状、格状和长方形三类。按照干支流相互配置的关系或它们构成的几何形态划分可分为：扇状水

2、系、羽状水系、梳状水系和平行水系四类按照水系流向的相互关系划分：向心水系和辐散水系。http://202.117.105.63/jxyd/ebook/geology/content/course/002/02-05-06-01.htm树枝状水系火星表面的树枝形河流（三）河流的纵横剖面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：河流的纵断面河流纵剖面（四）河流的分段一条河流常常可以根据其地理－地质特征分为河源、上游、中游、下游和河口五段。河

3、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://www.tjhgwz.com/sczyk/czzy/txtx/zirandili/index2.htm瀑布尼罗河三角洲（五）流域特征对河流的影响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

4、越大。此外，流域形状对河流水量变化也有明显的影响。流域中干支流总长度和流域面积之比，称为河网密度，计算式为：D=ΣL/FD的单位为km/km2。河网密度是地表径流丰富与否的标志之一。流域气候、植被、地貌特征、岩石土壤渗透性和抗蚀能力，是河网密度大小的决定性因素。二、水情要素（一）水位河流中某一标准基面或测站基面上的水面高度，叫做水位。流域内的径流补给是影响流量、水位变化的主要因素。水位过程线：用纵坐标表示不同时间的水位高度，横坐标表示时间，即可绘出水位过程线。相应水位线：用纵轴表示上游站水位，横轴表示下游站水位，即可绘出两个测站的相应水位曲线。相应水位：河流各站的水

5、位过程线上，上下游站在同一次涨落水期间位相相同的水位，叫相应水位。平均水位：是单位时间内水位的平均值。中水位：一年中观测水位值的中值。平均高水位和平均低水位：各年最高水位与最低水位各自的平均值。如下图，相应水位曲线：相应水位曲线（二）流速流速指水质点在单位时间内移动的距离。可用等流速公式（薛齐公式）计算某一时段的平均流速：V=C(RI)1/2R：水力半径，为过水断面面积与水浸部分弧长之比；I：河流纵比降；C：待定系数。建立等流速公式的基本出发点是：只有动力与摩擦力相等时，水流才沿河槽作等速运动。如下图所示：推导平均流速公式的示意薛齐公式中的C是一个不定值，可能决定于

6、糙度、深度、过水断面形状等。下面是两个最常用的计算C值的公式：1.满宁公式：C=(1/N)R1/6;N：河槽粗糙系数（可查表得到）；R：水力半径。2.巴甫诺夫斯基公式：C=(1/N)Rx；x＝2.5N1/2－0.13－0.75R1/2(N1/2－0.10)。（三）流量1.定义：单位时间内通过某过水断面的水量，叫做流量。计算式为：Q=Av；A为断面积，v为平均流速。2.流量和水位之间的内在联系：V=C(RI)1/2,A=f2(H),那么，Q=f1(H)•f2(H)=F(H)这个公式所表示的就是水位流量关系曲线，如下图：在实际工作中，常常还需绘制另一种曲线－流量过程线如

7、下图所示：流量过程线（四）水温与冰情1.影响水温的因素：（1）河流的补给特征；【主要因素】（2）河水温度也随时间时间变化；（3）河水温度还随流程远近而发生变化。2.冰情当气温降到0oC以下，水温降到0oC时，河中开始出现冰晶，岸边形成岸冰。冰晶扩大，浮在水面形成冰块。随着冰块增多和体积增大，河流狭窄处和浅水处首先发生阻塞，最后使整个河面封冻。三、河川径流（一）径流的形成和集流过程径流的形成是一个连续的过程，但可以划分为几个特征阶段：1.停蓄阶段降水落在流域内，一部分被植物截留，另一部分被土壤吸收，然后经过下渗，进入土壤和岩石孔隙中，形成地下水。降水量超过上述消耗