2流域径流形成过程.

第2章流域径流形成过程2.1概述2.2河流与流域2.3降水2.4下渗2.5蒸散发2.6径流2.1概述径流：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：沿着地面流动的水流。地下径流：沿着土壤、岩石孔隙流动的水流。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。河流的基本特征河流纵断面河流横断面河流长度河流基本特征河流平面河长河流的基本特征河流长度：由河源沿主河道至河口的距离。河道纵比降：单位长度的落差平均比降水系：河流的溪涧、小沟、支流、干流和湖泊等构成的脉络相连的系统。●河流平面特征平原河流：深、浅槽交替出现，呈“蛇曲”、牛轭湖山区河流：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●河流纵剖面：沿河流中泓线的断面。●河流比降：单位长度河段的落差。某河段比降：（2-2）式中：I—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。L—河段长度。%10012LHHi整条河比降%10012LHHI整条河比降：（2-3）河流分段式中：Z0，Z1，…Zn—自河流出口断面起沿流程各地面特征点的高程。L1，L2，…Ln—各特征点间的距离。Z5Z4l1L河长高程Z3Z2Z1Z0l2l3l4l52012211102)()()(LLZlZZlZZlZZJnnn●河流横断面：垂直于水流方向的断面。平原河流—复式横断面山区河流冲积层山区河流——单式横断面河流纵断面流域：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：流域中干支流总长度和流域面积之比3.流域的长度与平均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：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▲闭合流域：地面分水线和地下分水线相重合的流域。▲非闭合流域：地面与地下分水线不重合的流域。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、云、蒸发。降水的分类：对流雨、地形雨、锋面雨和气旋雨。降水量降水历时（2）降水特征降水强度降水面积暴雨中心24h雨量(mm)﹤0.10.1～1010～2525～5050～100100～200﹥200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•2．地形抬升与地形雨•3．局地热力对流与对流雨•4．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：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(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。图特点•①下渗过程持续于降雨过程的始终，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。•②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。•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补给地下水，形成地下径流。③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。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。一般地，降雨强度越大、降雨历时越长、岩石土壤透水性能越好、植物覆盖度越高，则下渗量就越大。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。按埋藏条件，地下水可划分为地下水潜水承压水上层滞水包气带水（土壤水）地下水的补给地下水的径流地下水的排泄大气降水入渗补给地表水入渗补给凝结水入渗补给含水层之间的补给人工补给地下水的循环过程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的绝大多数情况下呈非稳定流运动假想水流充满含水层地下水运动的特点蒸发（E）水面蒸发土壤蒸发植物散发1河川径流落到地面上的降水，由地面和地下汇流到河槽并沿河槽流动的水流的统称。▲河川径流水文情势是指河川径流水文要素，如水位、流量、泥沙和冰情等多年的变化情况。径流形成过程▲径流形成过程汇流图超渗产流，蓄满产流汇流过程示意图曲线图流域降雨-净雨关系图概念有关概念：△初期损失[初损，I0]：截留，填洼，蒸发，下渗△后期损失[后损，]▲净雨量[径流量]=降雨量－损失量▲产流过程：降雨扣除损失成为净雨的过程.▲汇流过程：净雨从它产生的地点向河网汇集的过程.例子ctfctfIHh0总结▲应当指出，净雨和它所形成的径流在数量上是相等的，然而，二者的过程完全不同，径流的来源是净雨，净雨的汇流结果是径流；当降雨停止时，净雨随之停止，而径流要延续很长时间。径流分类径流影响因素河川径流地面径流地下径流固体径流溶解质径流3河川径流量的表示流量（Q）：单位时间内通过河流某过水断面的水量(m3/s)径流总量（W）：W=Q×T某时段T内通过河流某过水断面的总水量(×108m3)●径流深（Y）：（2-5）径流总量平均分布在流域上的水深(mm)径流模数（M）：（2-6）单位流域面积上所产生的流量。(L/s·km2)FQM1000例题FWY10001●径流系数（α）：（2-7）某时段径流深度Y与同期降雨量X之比。EndXY【例题】某水文站控制面积F=121000km2,多年平均年降水量为767mm，多年平均流量Q=822m3/s,试求W、Y、M、α。3主要影响因素气候因素降水蒸发人类活动农业措施林牧业措施水利措施下垫面因素地理位置、地形土壤、地质植被、湖沼流域形状和面积流域形状图