揚(yáng)大水文學(xué)原理Ch11-12

1、L/O/G/O第十一章第十一章 河流泥沙河流泥沙 隨水流運(yùn)動(dòng)以及構(gòu)成河床的固體顆粒稱為河流泥沙，又稱固體隨水流運(yùn)動(dòng)以及構(gòu)成河床的固體顆粒稱為河流泥沙，又稱固體徑流。徑流。它不僅包括在水流中運(yùn)動(dòng)或相對(duì)靜止的粗細(xì)泥沙，還包括河它不僅包括在水流中運(yùn)動(dòng)或相對(duì)靜止的粗細(xì)泥沙，還包括河道中的礫石與卵石。泥沙運(yùn)動(dòng)和沉積是河流中重要的水文現(xiàn)象，因道中的礫石與卵石。泥沙運(yùn)動(dòng)和沉積是河流中重要的水文現(xiàn)象，因?yàn)槟嗌硨?duì)河流水文情勢(shì)、河流發(fā)育以及河床演變影響極大。為泥沙對(duì)河流水文情勢(shì)、河流發(fā)育以及河床演變影響極大。 黃河洪水的泛濫與其水流中挾帶大量泥沙有極為密切的關(guān)系，黃河洪水的泛濫與其水流中挾帶大量泥沙有極為密切的關(guān)

2、系，所以在了解洪水的同時(shí)，必須了解泥沙。所以在了解洪水的同時(shí)，必須了解泥沙。 鑒于我國(guó)大多數(shù)河流挾帶泥沙，興建水利工程和進(jìn)行流域治理鑒于我國(guó)大多數(shù)河流挾帶泥沙，興建水利工程和進(jìn)行流域治理時(shí)，不僅需要研究河流水文情勢(shì)，也要考慮與之相伴的泥沙運(yùn)動(dòng)情時(shí)，不僅需要研究河流水文情勢(shì)，也要考慮與之相伴的泥沙運(yùn)動(dòng)情況。況。 本章簡(jiǎn)要介紹與水文情勢(shì)有關(guān)的產(chǎn)沙輸沙問題。本章簡(jiǎn)要介紹與水文情勢(shì)有關(guān)的產(chǎn)沙輸沙問題。 （1）泥沙來(lái)源（）泥沙來(lái)源（2）特征量及運(yùn)動(dòng)（）特征量及運(yùn)動(dòng)（3）產(chǎn)沙計(jì)算（）產(chǎn)沙計(jì)算（4）輸沙計(jì)算）輸沙計(jì)算第一節(jié)第一節(jié) 河流泥沙的來(lái)源河流泥沙的來(lái)源 流域內(nèi)的土壤、巖石在熱力、風(fēng)力、水力的長(zhǎng)期作用下

3、，不斷流域內(nèi)的土壤、巖石在熱力、風(fēng)力、水力的長(zhǎng)期作用下，不斷被風(fēng)化剝蝕、侵蝕而形成了河流中的泥沙。被風(fēng)化剝蝕、侵蝕而形成了河流中的泥沙。河流泥沙主要來(lái)源于四河流泥沙主要來(lái)源于四種途徑種途徑： 一、坡面侵蝕一、坡面侵蝕 流域表層的土壤或巖石碎屑在風(fēng)吹日曬、水沖以及地球重力作流域表層的土壤或巖石碎屑在風(fēng)吹日曬、水沖以及地球重力作用下，從原來(lái)所處狀態(tài)剝離、沖刷、搬運(yùn)而隨徑流注入河道的水土用下，從原來(lái)所處狀態(tài)剝離、沖刷、搬運(yùn)而隨徑流注入河道的水土流失過程，稱為坡面侵蝕。流失過程，稱為坡面侵蝕。 二、河槽沖刷二、河槽沖刷 河道水流沖刷河底或兩岸的土壤或巖石，均稱為河槽沖刷。河河道水流沖刷河底或兩岸的土壤

4、或巖石，均稱為河槽沖刷。河槽沖刷增大了河水的含沙量。槽沖刷增大了河水的含沙量。 三、風(fēng)沙沉積三、風(fēng)沙沉積 強(qiáng)風(fēng)吹過沙源區(qū)，會(huì)卷起地表的泥沙顆粒，其中，稍大沙粒因強(qiáng)風(fēng)吹過沙源區(qū)，會(huì)卷起地表的泥沙顆粒，其中，稍大沙粒因重力作用移動(dòng)距離小而降落在附近的河中，稍小沙粒則會(huì)被風(fēng)挾帶重力作用移動(dòng)距離小而降落在附近的河中，稍小沙粒則會(huì)被風(fēng)挾帶到遠(yuǎn)處再降落到河中。到遠(yuǎn)處再降落到河中。 四、泥石流四、泥石流 山區(qū)暴雨有時(shí)會(huì)形成挾帶大量沙石等雜質(zhì)的洪流，稱為泥石流。山區(qū)暴雨有時(shí)會(huì)形成挾帶大量沙石等雜質(zhì)的洪流，稱為泥石流。泥石流會(huì)使河道中的泥沙量聚增。泥石流會(huì)使河道中的泥沙量聚增。 地表徑流對(duì)流域表面的沖刷以及流域

5、內(nèi)巖石土壤的風(fēng)化作用對(duì)地表徑流對(duì)流域表面的沖刷以及流域內(nèi)巖石土壤的風(fēng)化作用對(duì)河流挾帶泥沙有決定性影響。河流挾帶泥沙有決定性影響。因此河流泥沙含量受因此河流泥沙含量受氣候氣候、下墊面下墊面、河道形態(tài)河道形態(tài)以及以及人類活動(dòng)人類活動(dòng)四方面的影響。四方面的影響。第二節(jié)第二節(jié) 河流泥沙的特征與運(yùn)動(dòng)河流泥沙的特征與運(yùn)動(dòng) 一、泥沙特征的表述方式一、泥沙特征的表述方式 河流泥沙的特征，一般可以用河流泥沙的特征，一般可以用密度、干容重、粒徑、級(jí)配和水密度、干容重、粒徑、級(jí)配和水力粗度力粗度等方式來(lái)描述。等方式來(lái)描述。 1 1、河流泥沙的密度、河流泥沙的密度 取自河流沙樣中的各種顆粒的實(shí)際取自河流沙樣中的各種顆

6、粒的實(shí)際重量之和與各個(gè)顆粒實(shí)際占有體積的比值，即重量之和與各個(gè)顆粒實(shí)際占有體積的比值，即sVWss 2 2、河流泥沙的干容重、河流泥沙的干容重 沙樣烘干后的重量與原沙樣體積沙樣烘干后的重量與原沙樣體積的比值。的比值。0)1/(00ess之間存在下述關(guān)系：與 式中：式中： 為孔隙比，即沉積泥沙中孔隙體積與沙粒體積的比值。為孔隙比，即沉積泥沙中孔隙體積與沙粒體積的比值。e 3 3、河流泥沙的粒徑、河流泥沙的粒徑 由于中等以上泥沙顆粒近似于球體，由于中等以上泥沙顆粒近似于球體，所以采用容積與泥沙顆粒容積相等的球體直徑來(lái)表征泥沙粒徑。如所以采用容積與泥沙顆粒容積相等的球體直徑來(lái)表征泥沙粒徑。如果沙粒容

7、積為果沙粒容積為V，其等容粒徑，其等容粒徑D為：為：D316VD 實(shí)際分析中常用泥沙顆粒的長(zhǎng)軸實(shí)際分析中常用泥沙顆粒的長(zhǎng)軸a，中軸，中軸b和短軸和短軸c的均值計(jì)算的均值計(jì)算D，即：，即：3cbaD 一般而言，河流上游因比降大、水流湍急而挾帶的泥沙顆粒較一般而言，河流上游因比降大、水流湍急而挾帶的泥沙顆粒較大，下游比降小、水流較緩而挾帶的泥沙顆粒較小。大，下游比降小、水流較緩而挾帶的泥沙顆粒較小。 4 4、河流泥沙的顆粒級(jí)配、河流泥沙的顆粒級(jí)配常用泥沙顆粒級(jí)配曲線來(lái)表征河流常用泥沙顆粒級(jí)配曲線來(lái)表征河流泥沙顆粒組成特征。它以泥沙顆粒的直徑為橫坐標(biāo)，以小于這一直泥沙顆粒組成特征。它以泥沙顆粒的直徑

8、為橫坐標(biāo)，以小于這一直徑的泥沙在全部沙樣中所占得重量百分比為縱坐標(biāo)。徑的泥沙在全部沙樣中所占得重量百分比為縱坐標(biāo)。 5 5、河流泥沙的水力粗度、河流泥沙的水力粗度是用泥沙的沉降速度來(lái)表示泥沙粒是用泥沙的沉降速度來(lái)表示泥沙粒徑的大小，又稱為泥沙的水力粗度。以徑的大小，又稱為泥沙的水力粗度。以cm/s計(jì)。計(jì)。 二、泥沙運(yùn)動(dòng)特征分析二、泥沙運(yùn)動(dòng)特征分析TxPWyPA對(duì)泥沙運(yùn)動(dòng)進(jìn)行理論分析時(shí)，通常假定運(yùn)動(dòng)沙對(duì)泥沙運(yùn)動(dòng)進(jìn)行理論分析時(shí)，通常假定運(yùn)動(dòng)沙粒為球體，處于成排沙粒之上。水流經(jīng)過沙粒粒為球體，處于成排沙粒之上。水流經(jīng)過沙粒時(shí)，沙粒迎水面壓力大于背水面壓力而產(chǎn)生推移時(shí)，沙粒迎水面壓力大于背水面壓力而產(chǎn)

9、生推移力力 ；沙粒在水中受到重力與浮力作用，兩者；沙粒在水中受到重力與浮力作用，兩者的合力為有效重力的合力為有效重力 ， 為由于河流底部存在為由于河流底部存在的流速梯度的流速梯度 而產(chǎn)生的上舉力。而產(chǎn)生的上舉力。 為沙粒上表面受為沙粒上表面受到得摩擦阻力。到得摩擦阻力。 合力xPWyPT 在這四種力的共同作用下，河床表面的泥沙顆粒呈兩種運(yùn)動(dòng)狀在這四種力的共同作用下，河床表面的泥沙顆粒呈兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：當(dāng)態(tài)：當(dāng) 方向力矩大于方向力矩大于W對(duì)對(duì)A點(diǎn)的逆時(shí)針方向力矩時(shí)，沙粒將向前滾動(dòng)。點(diǎn)的逆時(shí)針方向力矩時(shí)，沙粒將向前滾動(dòng)。點(diǎn)的順時(shí)針對(duì)和、中；當(dāng)時(shí)，沙粒將懸浮于水流APPTWPyxy 根據(jù)泥沙運(yùn)動(dòng)與水流

10、速度之間的關(guān)系，河流中泥沙可分為：根據(jù)泥沙運(yùn)動(dòng)與水流速度之間的關(guān)系，河流中泥沙可分為：懸移質(zhì)、躍移質(zhì)、推移質(zhì)。懸移質(zhì)、躍移質(zhì)、推移質(zhì)。 三、懸移質(zhì)泥沙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律三、懸移質(zhì)泥沙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 懸移質(zhì)泥沙常簡(jiǎn)稱為懸沙，我國(guó)各大河流泥沙中懸沙占主要部懸移質(zhì)泥沙常簡(jiǎn)稱為懸沙，我國(guó)各大河流泥沙中懸沙占主要部分。水流紊動(dòng)使泥沙顆粒懸浮，重力使之下沉，兩種力的作用制約分。水流紊動(dòng)使泥沙顆粒懸浮，重力使之下沉，兩種力的作用制約了懸沙的運(yùn)動(dòng)。了懸沙的運(yùn)動(dòng)。 1 1、懸沙的描述方式、懸沙的描述方式懸沙計(jì)量常用含沙率、輸沙率和輸沙量懸沙計(jì)量常用含沙率、輸沙率和輸沙量來(lái)描述。來(lái)描述。 2、水流挾沙能力、水流挾沙能力當(dāng)水流

11、挾帶一定量的懸沙通過某河段時(shí)，當(dāng)水流挾帶一定量的懸沙通過某河段時(shí)，河道既不沖刷也不淤積，則此時(shí)水流的挾沙量即為挾沙能力。水流河道既不沖刷也不淤積，則此時(shí)水流的挾沙量即為挾沙能力。水流的挾沙能力與懸沙粒徑、平均沉降速度、斷面平均流速和水力半徑的挾沙能力與懸沙粒徑、平均沉降速度、斷面平均流速和水力半徑等因素有關(guān)。目前已建立了許多經(jīng)驗(yàn)公式，如黃河水利委員會(huì)水科等因素有關(guān)。目前已建立了許多經(jīng)驗(yàn)公式，如黃河水利委員會(huì)水科學(xué)研究所依據(jù)黃河干支流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)提出了以下的經(jīng)驗(yàn)公式：學(xué)研究所依據(jù)黃河干支流實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)提出了以下的經(jīng)驗(yàn)公式：77. 074. 025. 207. 1Rvs 3 3、懸沙的時(shí)空變化、懸沙的時(shí)空

12、變化懸移質(zhì)泥沙隨時(shí)間的變化及其空間分懸移質(zhì)泥沙隨時(shí)間的變化及其空間分布。懸沙隨時(shí)間的變化以年為周期，最小含沙量通常出現(xiàn)在冬季，布。懸沙隨時(shí)間的變化以年為周期，最小含沙量通常出現(xiàn)在冬季，最大含沙量與輸沙率發(fā)生于洪水期。最大含沙量與輸沙率發(fā)生于洪水期。 懸沙沿水深方向的分布因重力和水流紊動(dòng)作用而不均勻，一般懸沙沿水深方向的分布因重力和水流紊動(dòng)作用而不均勻，一般河底大，水面小，自下而上遞減。洪、枯水期有所不同，洪水期泥河底大，水面小，自下而上遞減。洪、枯水期有所不同，洪水期泥沙多來(lái)自坡面土壤侵蝕，顆粒較細(xì)，垂向分布均勻；枯水期泥沙則沙多來(lái)自坡面土壤侵蝕，顆粒較細(xì)，垂向分布均勻；枯水期泥沙則主要來(lái)自河

13、槽沖刷，分布則不均勻。懸沙沿橫斷面的分布，一般主主要來(lái)自河槽沖刷，分布則不均勻。懸沙沿橫斷面的分布，一般主流以及局部沖刷位置含沙量較大，兩岸較小，水面較??；并且與季流以及局部沖刷位置含沙量較大，兩岸較小，水面較?。徊⑶遗c季節(jié)、水位漲落及泥沙來(lái)源等因素有關(guān)。節(jié)、水位漲落及泥沙來(lái)源等因素有關(guān)。四、推移質(zhì)泥沙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律四、推移質(zhì)泥沙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用斷面輸沙率表示，指單位時(shí)間內(nèi)通過河流某斷面的推移質(zhì)重量。常用斷面輸沙率表示，指單位時(shí)間內(nèi)通過河流某斷面的推移質(zhì)重量。 河流泥沙的起動(dòng)流速河流泥沙的起動(dòng)流速使推移質(zhì)泥沙顆粒由不動(dòng)到開始滾動(dòng)使推移質(zhì)泥沙顆粒由不動(dòng)到開始滾動(dòng)的臨界流速。在特定水力條件下，低于這一流

14、速時(shí)，河床不會(huì)沖的臨界流速。在特定水力條件下，低于這一流速時(shí)，河床不會(huì)沖刷，有時(shí)也稱為允許流速。起動(dòng)流速是進(jìn)行河道整治、渠道設(shè)計(jì)等刷，有時(shí)也稱為允許流速。起動(dòng)流速是進(jìn)行河道整治、渠道設(shè)計(jì)等的基本要素。起動(dòng)流速通常用經(jīng)驗(yàn)公式估算。的基本要素。起動(dòng)流速通常用經(jīng)驗(yàn)公式估算。2 . 05 . 075. 007 .37Rdv沙玉清公式，可適用于粗沙河細(xì)沙沙玉清公式，可適用于粗沙河細(xì)沙615 . 0047. 401. 0dHdv沙莫夫公式，僅適用于粗沙沙莫夫公式，僅適用于粗沙第三節(jié)第三節(jié) 坡面產(chǎn)沙計(jì)算坡面產(chǎn)沙計(jì)算 河流泥沙主要來(lái)源于坡面侵蝕，而坡面侵蝕又源于降雨徑流。河流泥沙主要來(lái)源于坡面侵蝕，而坡面侵蝕

15、又源于降雨徑流。因而，流域年平均產(chǎn)沙量與氣候、土壤類型、地形、土地利用情因而，流域年平均產(chǎn)沙量與氣候、土壤類型、地形、土地利用情況、植被覆蓋狀況等因素有關(guān)。書上第況、植被覆蓋狀況等因素有關(guān)。書上第205頁(yè)給出了某流域年平均頁(yè)給出了某流域年平均降水量與年平均產(chǎn)沙量關(guān)系圖，此圖表明，最大產(chǎn)沙量發(fā)生在年平降水量與年平均產(chǎn)沙量關(guān)系圖，此圖表明，最大產(chǎn)沙量發(fā)生在年平均降水量均降水量300mm左右的地區(qū)。產(chǎn)沙預(yù)測(cè)類似于產(chǎn)流，也有兩類模型左右的地區(qū)。產(chǎn)沙預(yù)測(cè)類似于產(chǎn)流，也有兩類模型 一、統(tǒng)計(jì)模型一、統(tǒng)計(jì)模型（理解產(chǎn)沙的影響因素）（理解產(chǎn)沙的影響因素） 所謂統(tǒng)計(jì)模型就是根據(jù)所掌握的流域?qū)崪y(cè)降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙資料，所

16、謂統(tǒng)計(jì)模型就是根據(jù)所掌握的流域?qū)崪y(cè)降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙資料，研究和建立流域產(chǎn)沙量與其主要影響因素之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。研究和建立流域產(chǎn)沙量與其主要影響因素之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。052. 1523. 0659. 0805. 2413. 010DAQHMs次暴雨產(chǎn)沙統(tǒng)計(jì)模型次暴雨產(chǎn)沙統(tǒng)計(jì)模型 二、物理模型二、物理模型 為了模擬流域產(chǎn)沙過程，為了模擬流域產(chǎn)沙過程，王光謙王光謙提出了提出了坡面產(chǎn)沙理論模型坡面產(chǎn)沙理論模型，他，他們指出，們指出，坡面產(chǎn)沙包括濺蝕、薄層水流侵蝕、細(xì)溝侵蝕等在內(nèi)的復(fù)坡面產(chǎn)沙包括濺蝕、薄層水流侵蝕、細(xì)溝侵蝕等在內(nèi)的復(fù)雜物理過程雜物理過程。 通過上述概化，且假定坡面寬度方向上侵蝕速率相同，并采用通

17、過上述概化，且假定坡面寬度方向上侵蝕速率相同，并采用坡面流運(yùn)動(dòng)波方程，首先得出單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的侵蝕率，將坡面流運(yùn)動(dòng)波方程，首先得出單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的侵蝕率，將坡面概化成矩形，求出坡面單位寬度上的侵蝕量，進(jìn)而求出坡面總坡面概化成矩形，求出坡面單位寬度上的侵蝕量，進(jìn)而求出坡面總侵蝕量。需要進(jìn)一步考慮侵蝕量。需要進(jìn)一步考慮重力侵蝕模型重力侵蝕模型。第四節(jié)第四節(jié) 流域輸沙流域輸沙 主要主要是介紹是介紹懸移質(zhì)輸沙過程懸移質(zhì)輸沙過程的計(jì)算。的計(jì)算。 由于懸移質(zhì)泥沙是隨著河川徑流運(yùn)動(dòng)的，所以其計(jì)算可以由于懸移質(zhì)泥沙是隨著河川徑流運(yùn)動(dòng)的，所以其計(jì)算可以借鑒借鑒于流域匯流經(jīng)驗(yàn)于流域匯流經(jīng)驗(yàn)，提出，提出

18、瞬時(shí)輸沙單位線瞬時(shí)輸沙單位線方法，而瞬時(shí)輸沙單位線的方法，而瞬時(shí)輸沙單位線的數(shù)學(xué)方程類似于納希瞬時(shí)單位線，在理解時(shí)只要將凈雨（產(chǎn)流強(qiáng)度）數(shù)學(xué)方程類似于納希瞬時(shí)單位線，在理解時(shí)只要將凈雨（產(chǎn)流強(qiáng)度）換成為泥沙（產(chǎn)沙強(qiáng)度）就可以了。換成為泥沙（產(chǎn)沙強(qiáng)度）就可以了。 計(jì)算方法還有計(jì)算方法還有物理概念模型物理概念模型。L/O/G/O第十二章第十二章 河口水文與潮汐河口水文與潮汐 一、河口的概念一、河口的概念 河流的分段可分為：河源、上游、中游、下游、河口。河流的分段可分為：河源、上游、中游、下游、河口。 河口河口是指河流注入海洋、湖泊和其它河流的交接地段，是指河流注入海洋、湖泊和其它河流的交接地段，廣

19、廣義的河口應(yīng)包括支流河口、入湖河口和入海河口。義的河口應(yīng)包括支流河口、入湖河口和入海河口。而這一節(jié)要討論而這一節(jié)要討論的是指的是指入海河道下游受潮汐影響的河段即著重討論的是入海河道下游受潮汐影響的河段即著重討論的是入海河口入海河口。 入海河口入海河口河流注入海洋的交接地段，因受到海洋潮汐的影河流注入海洋的交接地段，因受到海洋潮汐的影響，也稱為潮汐河口。響，也稱為潮汐河口。 在我國(guó)大大小小的河流是非常多的，入海河流也很多，其中最在我國(guó)大大小小的河流是非常多的，入海河流也很多，其中最主要的長(zhǎng)江、黃河、珠江和錢塘江等，而較著名的河口和三角洲有主要的長(zhǎng)江、黃河、珠江和錢塘江等，而較著名的河口和三角洲有

20、長(zhǎng)江三角洲、黃河三角洲、珠江三角洲及錢塘江河口。長(zhǎng)江三角洲、黃河三角洲、珠江三角洲及錢塘江河口。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 二、河口的分類二、河口的分類（一）河道型河口：（一）河道型河口： 1 1、單道河口；、單道河口； 2 2、多汊河口、多汊河口（二）海灣型河口：（二）海灣型河口： 1 1、三角港河口；、三角港河口； 2 2、喇叭型河口、喇叭型河口遼河河口遼河河口遼河河口遼河河口 二、河口的分類二、河口的分類（一）河道型河口：（一）河道型河口： 1 1、單道河口；、單道河口； 2 2、多汊河口、多汊河口（二）海灣型河口：（二）海灣型河口： 1 1、三角港河口；、三角港河口； 2 2、喇叭型河口

21、、喇叭型河口珠江河口珠江河口珠江河口珠江河口 二、河口的分類二、河口的分類（二）海灣型河口：（二）海灣型河口： 1 1、三角港河口；、三角港河口； 2 2、喇叭型河口、喇叭型河口長(zhǎng)江河口長(zhǎng)江河口錢塘江河口錢塘江河口錢塘江河口錢塘江河口長(zhǎng)江河口長(zhǎng)江河口 河口區(qū)應(yīng)是河流與海洋之間的過渡地帶，所以應(yīng)根據(jù)河流情勢(shì)河口區(qū)應(yīng)是河流與海洋之間的過渡地帶，所以應(yīng)根據(jù)河流情勢(shì)和海洋情勢(shì)的強(qiáng)弱來(lái)分段。通常分為：和海洋情勢(shì)的強(qiáng)弱來(lái)分段。通常分為：河流近海段和口外海濱段。河流近海段和口外海濱段。而河流近海段又可分為河流近口段和河流河口段。而河流近海段又可分為河流近口段和河流河口段。 三、河口區(qū)的分段三、河口區(qū)的分段

22、（1）河流近口段：是從）河流近口段：是從潮區(qū)界至潮流界之間的河潮區(qū)界至潮流界之間的河段，又稱為河流感潮區(qū)。段，又稱為河流感潮區(qū)。 （2）河流河口段：是指河）河流河口段：是指河流近口段下界至海邊之間的流近口段下界至海邊之間的河段，又稱河流潮流區(qū)。河段，又稱河流潮流區(qū)。 （3）口外海濱段：是河口段下界到海上沿岸淺灘的外邊界為止的）口外海濱段：是河口段下界到海上沿岸淺灘的外邊界為止的區(qū)域。區(qū)域。 潮區(qū)界潮區(qū)界潮流界潮流界口門口門淡水界淡水界海海 洋洋河口區(qū)河口區(qū)口外海濱段口外海濱段河口段河口段近口段近口段（感潮段）（感潮段）平均中潮位平均中潮位高潮位高潮位（海邊）（海邊） 潮流界：潮流界：是指海水漲

23、潮形成的潮波沿河上朔，潮水停止倒灌的是指海水漲潮形成的潮波沿河上朔，潮水停止倒灌的上界，即潮水上朔到這一界限，其上朔的流速與河流水量下泄的流上界，即潮水上朔到這一界限，其上朔的流速與河流水量下泄的流速相互抵消。速相互抵消。 潮區(qū)界：潮區(qū)界：是由于潮水和增水頂托造成的水位抬高現(xiàn)象趨于消失是由于潮水和增水頂托造成的水位抬高現(xiàn)象趨于消失的上界。由于海洋潮汐影響的變動(dòng)、風(fēng)向風(fēng)力的不同及河流下泄流的上界。由于海洋潮汐影響的變動(dòng)、風(fēng)向風(fēng)力的不同及河流下泄流量的增減，這兩個(gè)界限并不是固定不變的。量的增減，這兩個(gè)界限并不是固定不變的。潮區(qū)界潮區(qū)界潮流界潮流界口門口門淡水界淡水界海海 洋洋河口區(qū)河口區(qū)口外海濱段

24、口外海濱段河口段河口段近口段近口段（感潮段）（感潮段）平均中潮位平均中潮位高潮位高潮位（海邊）（海邊）所以入海河口的界線有潮區(qū)界、潮流界、河口口門、淡水界。所以入海河口的界線有潮區(qū)界、潮流界、河口口門、淡水界。 第二節(jié)第二節(jié) 河口的水文特性河口的水文特性一、潮汐現(xiàn)象一、潮汐現(xiàn)象 入海河口是河流與海洋的過渡地帶，是入海河口是河流與海洋的過渡地帶，是河流河流與與海洋海洋兩種動(dòng)力相互作用與影兩種動(dòng)力相互作用與影響、互相消長(zhǎng)的區(qū)域。所謂河流動(dòng)力是指徑流（有液體徑流和固體徑流）的下泄；響、互相消長(zhǎng)的區(qū)域。所謂河流動(dòng)力是指徑流（有液體徑流和固體徑流）的下泄；而海洋動(dòng)力主要是指潮汐的作用（引起潮位升降和潮流

25、運(yùn)動(dòng)）。這兩種動(dòng)力在時(shí)而海洋動(dòng)力主要是指潮汐的作用（引起潮位升降和潮流運(yùn)動(dòng)）。這兩種動(dòng)力在時(shí)間上和空間上都有各自的運(yùn)動(dòng)、變化和分布規(guī)律。這兩種動(dòng)力中各因素的不同組間上和空間上都有各自的運(yùn)動(dòng)、變化和分布規(guī)律。這兩種動(dòng)力中各因素的不同組合，使河口區(qū)的水文情勢(shì)比河流和海洋都要復(fù)雜，并明顯地具有自己獨(dú)特的特性。合，使河口區(qū)的水文情勢(shì)比河流和海洋都要復(fù)雜，并明顯地具有自己獨(dú)特的特性。 地球上各處的海水，由于受到月球和太陽(yáng)的吸引力而產(chǎn)生的周期性的上升下地球上各處的海水，由于受到月球和太陽(yáng)的吸引力而產(chǎn)生的周期性的上升下降運(yùn)動(dòng)稱為降運(yùn)動(dòng)稱為潮汐潮汐。實(shí)際上就是指海水在月球引潮力和太陽(yáng)引潮力的作用下，形成實(shí)際上

26、就是指海水在月球引潮力和太陽(yáng)引潮力的作用下，形成了海水在垂直方向上周期性的漲落現(xiàn)象。了海水在垂直方向上周期性的漲落現(xiàn)象。 如果將某地的潮水位與其出現(xiàn)的時(shí)刻點(diǎn)繪成曲線（即潮水位隨著時(shí)間的變化如果將某地的潮水位與其出現(xiàn)的時(shí)刻點(diǎn)繪成曲線（即潮水位隨著時(shí)間的變化過程線）稱為過程線）稱為潮汐曲線潮汐曲線或或潮位過程線潮位過程線。它是以潮水位為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)。它是以潮水位為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)。水位水位水位水位水位水位海平面海平面海平面海平面海平面海平面漲漲潮潮落落潮潮高潮高潮低潮低潮潮差潮差潮差潮差落潮時(shí)落潮時(shí) 漲潮時(shí)漲潮時(shí)低低潮低低潮高低潮高低潮高高潮高高潮低高潮低高潮漲潮潮差漲潮潮差落潮潮差落

27、潮潮差（半日潮）（半日潮）（全日潮）（全日潮）（混合潮）（混合潮）低潮低潮高潮高潮潮差潮差1、潮汐的特征值、潮汐的特征值漲潮：漲潮：海水位上漲的過程海水位上漲的過程 落潮落潮：海水位下降的過程：海水位下降的過程高潮或滿朝：高潮或滿朝：海水漲到最高的位置海水漲到最高的位置低潮或干潮：低潮或干潮：海水位下降到最低位置海水位下降到最低位置平潮：平潮：在高潮和低潮時(shí)都有一個(gè)短暫的歷時(shí)，在高潮和低潮時(shí)都有一個(gè)短暫的歷時(shí)，海水不漲也不落。海水不漲也不落。 潮差：潮差：相鄰的高潮位與低潮位之差，從高潮至前一相鄰的低潮之差位相鄰的高潮位與低潮位之差，從高潮至前一相鄰的低潮之差位漲潮潮差漲潮潮差，從高，從高潮至

28、下一相鄰低潮之差位潮至下一相鄰低潮之差位落潮潮差落潮潮差。 2 2、潮汐類型、潮汐類型 潮汐主要與月球運(yùn)行周期有關(guān)，月球連續(xù)經(jīng)過上中天的時(shí)距平均值位潮汐主要與月球運(yùn)行周期有關(guān)，月球連續(xù)經(jīng)過上中天的時(shí)距平均值位24小時(shí)小時(shí)50分鐘，分鐘，稱平均太陰日。大部分地區(qū)在一個(gè)平均太陰日中有兩次漲落過程，但有些地區(qū)在一個(gè)太稱平均太陰日。大部分地區(qū)在一個(gè)平均太陰日中有兩次漲落過程，但有些地區(qū)在一個(gè)太陰日內(nèi)只有一次漲落過程。陰日內(nèi)只有一次漲落過程。根據(jù)周期情況，潮汐可分為以下幾種。根據(jù)周期情況，潮汐可分為以下幾種。 （1 1）半日潮）半日潮在一個(gè)太陰日內(nèi)發(fā)生兩次高潮和兩次低潮，而且這兩個(gè)高潮和兩個(gè)低在一個(gè)太陰

29、日內(nèi)發(fā)生兩次高潮和兩次低潮，而且這兩個(gè)高潮和兩個(gè)低潮的潮差和漲落潮時(shí)幾乎相等，潮位過程為對(duì)稱的余弦曲線。潮的潮差和漲落潮時(shí)幾乎相等，潮位過程為對(duì)稱的余弦曲線。 （2 2）全日潮）全日潮在一個(gè)太陰日內(nèi)，只有一次高潮和低潮。在一個(gè)太陰日內(nèi)，只有一次高潮和低潮。 （3 3）混合潮）混合潮又分為又分為不規(guī)則半日潮不規(guī)則半日潮和和不規(guī)則全日潮不規(guī)則全日潮兩類。不規(guī)則的半日潮是指在一兩類。不規(guī)則的半日潮是指在一個(gè)太陰日內(nèi)也有兩次高潮和兩次低潮，但潮差不等，漲潮時(shí)和落潮時(shí)也不等；不規(guī)則全日個(gè)太陰日內(nèi)也有兩次高潮和兩次低潮，但潮差不等，漲潮時(shí)和落潮時(shí)也不等；不規(guī)則全日潮則是在一個(gè)太陰日內(nèi)，出現(xiàn)一次高潮和一次低

30、潮，但漲落潮歷時(shí)不等，不像全日潮那樣潮則是在一個(gè)太陰日內(nèi)，出現(xiàn)一次高潮和一次低潮，但漲落潮歷時(shí)不等，不像全日潮那樣規(guī)則。在半個(gè)太陰月中大多數(shù)太陰日為不規(guī)則半日潮，而不規(guī)則全日潮的天數(shù)不超過規(guī)則。在半個(gè)太陰月中大多數(shù)太陰日為不規(guī)則半日潮，而不規(guī)則全日潮的天數(shù)不超過7天。天。 由不規(guī)則的半日潮的潮水位過程線能看出，同一天的第一次高潮（低潮）與第二次高由不規(guī)則的半日潮的潮水位過程線能看出，同一天的第一次高潮（低潮）與第二次高潮（低潮）存在著高度不等的現(xiàn)象，通常稱較高的一次高潮為高高潮，較低的一次高潮為潮（低潮）存在著高度不等的現(xiàn)象，通常稱較高的一次高潮為高高潮，較低的一次高潮為低高潮，較低的低潮為低

31、低潮，較高的低潮為高低潮，此種現(xiàn)象稱為日潮不等。低高潮，較低的低潮為低低潮，較高的低潮為高低潮，此種現(xiàn)象稱為日潮不等。 上海地區(qū)的河流多為感潮河流，潮汐周期為半日周期，所以一日內(nèi)潮位一般出現(xiàn)兩上海地區(qū)的河流多為感潮河流，潮汐周期為半日周期，所以一日內(nèi)潮位一般出現(xiàn)兩個(gè)高潮和兩個(gè)低潮。而長(zhǎng)江口的潮汐類型為非正規(guī)的半日潮。個(gè)高潮和兩個(gè)低潮。而長(zhǎng)江口的潮汐類型為非正規(guī)的半日潮。 二、水位、流速和流量二、水位、流速和流量 1 1、水位、水位 潮水河的水位變化不僅與河流上游的下泄流量有關(guān)，而且也與海濱的潮汐現(xiàn)象及風(fēng)潮水河的水位變化不僅與河流上游的下泄流量有關(guān)，而且也與海濱的潮汐現(xiàn)象及風(fēng)向、風(fēng)力有關(guān)。向、風(fēng)

32、力有關(guān)。由于海濱潮汐有周期性的變化，所以潮水河的水位變化也帶有周期性的由于海濱潮汐有周期性的變化，所以潮水河的水位變化也帶有周期性的漲落。漲落。 2 2、流速、流速 漲潮漲潮落潮流落潮流 漲潮漲潮 漲潮流漲潮流落潮落潮漲潮流漲潮流 落潮落潮落潮流落潮流潮水位潮水位潮流速潮流速時(shí)間時(shí)間時(shí)間時(shí)間 潮水河的流向由于受潮汐與河流下泄水量的共同影響，潮水河的流向由于受潮汐與河流下泄水量的共同影響，它是順逆交替的，與潮汐相應(yīng)的約它是順逆交替的，與潮汐相應(yīng)的約12小時(shí)小時(shí)25分為一個(gè)周期，分為一個(gè)周期，因此潮水河的流速變化是十分頻繁的。它的變化并不完全取因此潮水河的流速變化是十分頻繁的。它的變化并不完全取決于水面比降的變化。潮水河口一個(gè)潮期內(nèi)水位與流速的變決于水面比降的變化。潮水河口一個(gè)潮期內(nèi)水位與流速的變化過程見左邊的圖。因?yàn)榱魉偈怯蟹较虻模砸运髁飨蚧^程見左邊的圖。因?yàn)榱魉偈怯蟹较虻?，所以以水流流向海洋為正。海洋為正?在落潮流轉(zhuǎn)為漲潮流及漲潮流轉(zhuǎn)為落潮流的過程在落潮流轉(zhuǎn)為漲潮流及漲潮流轉(zhuǎn)為落