1、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：
2、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。,http:/ 河流的基本特征,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
3、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,（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
4、长度。,整条河比降,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。,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
5、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,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
6、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,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(
7、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 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。 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
8、和后，便在重力作用下稳定下渗补给地下水，形成地下径流。 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
9、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 =
10、 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,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,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=QT 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/skm2),例题, 径流系数（）： （2-7）某时段径流深度Y与同期降雨量X之比。,End,【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、。,3 主要影响因素,流域形状图,
