水文學(xué)第一章

1、n內(nèi)內(nèi) 容容： 2.1 河流和流域河流和流域 2.2 河川徑流及其表示方法河川徑流及其表示方法 2.3 河川徑流形成過程及影響徑流的因素河川徑流形成過程及影響徑流的因素 2.4 流域水量平衡流域水量平衡 2.5 水文資料的觀測(cè)方法與收集水文資料的觀測(cè)方法與收集 2.6 水位與流量關(guān)系曲線水位與流量關(guān)系曲線n重重 點(diǎn)點(diǎn)： 河川徑流的形成過程、影響因素、表示方法；河川徑流的形成過程、影響因素、表示方法； 平原河流的特征；平原河流的特征； 水位與流量關(guān)系曲線繪制及延長(zhǎng)水位與流量關(guān)系曲線繪制及延長(zhǎng)斷面特性法。斷面特性法。n難難 點(diǎn)點(diǎn)： 徑流模數(shù)和徑流深度的概念和計(jì)算；徑流模數(shù)和徑流深度的概念和計(jì)算；

2、斷面特性法延長(zhǎng)水位與流量關(guān)系曲線斷面特性法延長(zhǎng)水位與流量關(guān)系曲線第二章第二章 水文學(xué)的一般概念與水文測(cè)驗(yàn)水文學(xué)的一般概念與水文測(cè)驗(yàn) 2.1 2.1 河流和流域河流和流域 概念：概念：干流、支流、干流、支流、河長(zhǎng)、彎曲系數(shù)、中泓線、河長(zhǎng)、彎曲系數(shù)、中泓線、深泓線、深泓線、河槽（深槽、淺槽）、河槽（深槽、淺槽）、河流的縱橫斷河流的縱橫斷面、河流的縱橫比降（縱比降、橫比降）面、河流的縱橫比降（縱比降、橫比降）、河、河流的分段（河源、上游、中游、下游、河口）、流的分段（河源、上游、中游、下游、河口）、分水線、流域分水線、流域問題：?jiǎn)栴}： 如何量取河長(zhǎng)？如何計(jì)量某河段的彎曲系數(shù)？如何量取河長(zhǎng)？如何計(jì)量某

3、河段的彎曲系數(shù)？ 已知各河段特征點(diǎn)的河底高程及其間距，如何求各河已知各河段特征點(diǎn)的河底高程及其間距，如何求各河段的平均比降及全河的平均比降？段的平均比降及全河的平均比降？了解流域的基本特征了解流域的基本特征第二章第二章 水文學(xué)的一般概念與水文測(cè)驗(yàn)水文學(xué)的一般概念與水文測(cè)驗(yàn) 第一章第一章 緒論緒論n 水文學(xué)主要是研究水文學(xué)主要是研究 的變化規(guī)律及其內(nèi)在聯(lián)系的學(xué)科。的變化規(guī)律及其內(nèi)在聯(lián)系的學(xué)科。n什么是什么是水文現(xiàn)象水文現(xiàn)象？ 指地球上的指地球上的水水受太陽輻射、地心引力受太陽輻射、地心引力作用作用而產(chǎn)生的永無休而產(chǎn)生的永無休止的止的運(yùn)動(dòng)形式運(yùn)動(dòng)形式，主要主要包括包括降水、蒸發(fā)、滲流、徑流降水、蒸

4、發(fā)、滲流、徑流等等n 什么是什么是水文循環(huán)水文循環(huán)？ 地球上或某一區(qū)域內(nèi)，在太陽輻射和重力的作用，水分通地球上或某一區(qū)域內(nèi)，在太陽輻射和重力的作用，水分通過過蒸發(fā)、水汽輸送、降水、入滲、徑流蒸發(fā)、水汽輸送、降水、入滲、徑流等過程不斷變化、遷移等過程不斷變化、遷移的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。n 水文學(xué)水文學(xué)在在給排水工程專業(yè)給排水工程專業(yè)中主要應(yīng)用在哪些方面？中主要應(yīng)用在哪些方面？ 給水給水的的取水工程取水工程；排水排水的的雨水排泄雨水排泄、洪水防御洪水防御、水體污染、水體污染防治等。防治等。水文現(xiàn)象水文現(xiàn)象n水文現(xiàn)象的特性水文現(xiàn)象的特性體現(xiàn)在體現(xiàn)在 的的對(duì)立統(tǒng)一對(duì)立統(tǒng)一； 的對(duì)立統(tǒng)一的對(duì)立統(tǒng)一。 n 水文

5、現(xiàn)象水文現(xiàn)象的研究方法的研究方法主要包括主要包括 、 、 。 時(shí)程變化的周期性與隨機(jī)性時(shí)程變化的周期性與隨機(jī)性地區(qū)分布的相似性與特殊性地區(qū)分布的相似性與特殊性成因分析法成因分析法數(shù)理統(tǒng)計(jì)法數(shù)理統(tǒng)計(jì)法地理綜合法地理綜合法v干流：將匯集的水流注入海洋或內(nèi)陸湖泊的河流。干流：將匯集的水流注入海洋或內(nèi)陸湖泊的河流。v支流：支流：v河系或水系：河流的干流及其全部支流，構(gòu)成脈絡(luò)相通的河系或水系：河流的干流及其全部支流，構(gòu)成脈絡(luò)相通的 河流系統(tǒng)，稱為河系或水系。河流系統(tǒng)，稱為河系或水系。河長(zhǎng)：河長(zhǎng)：從河源到河口的距離。從河源到河口的距離。是確定河流落差、比降和能量是確定河流落差、比降和能量的基本參數(shù)。測(cè)定河

6、長(zhǎng)，要在精確的地形圖上畫出河道的基本參數(shù)。測(cè)定河長(zhǎng)，要在精確的地形圖上畫出河道中弘中弘線線，用兩腳規(guī)逐段量測(cè)。用兩腳規(guī)逐段量測(cè)。彎曲系數(shù)：彎曲系數(shù)：表示河流平面形狀的彎曲程度，是表示河流平面形狀的彎曲程度，是河道全長(zhǎng)與河河道全長(zhǎng)與河源到河口間直線距離之比。源到河口間直線距離之比?？梢哉f明河流流經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)地可以說明河流流經(jīng)地區(qū)的地質(zhì)地貌等特點(diǎn)，也是影響河流水利特性的因素之一。貌等特點(diǎn)，也是影響河流水利特性的因素之一。 一、干流與支流一、干流與支流二、河長(zhǎng)及彎曲系數(shù)二、河長(zhǎng)及彎曲系數(shù)2.1 2.1 河流和流域河流和流域 中國主要河流長(zhǎng)度中國主要河流長(zhǎng)度 長(zhǎng)江長(zhǎng)江 6300(km)黃河黃河 546

7、4 黑龍江黑龍江 4370 4370珠江 2197瀾滄江 2153塔里木河 2137雅魯藏布江 2057 怒江 2013松花江 1927漢江 1532L1L2彎曲系數(shù) 三、三、 河槽基本特征河槽基本特征1、 河流的平面形態(tài)河流的平面形態(tài) 1) 平原河流平原河流 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 在環(huán)流、泥沙的沖刷和淤積作用下，在環(huán)流、泥沙的沖刷和淤積作用下，蜿蜒曲折蜿蜒曲折形態(tài)，即形態(tài)，即深深槽、淺槽沿水流方向交替出現(xiàn)槽、淺槽沿水流方向交替出現(xiàn)，呈規(guī)律性。，呈規(guī)律性。 專業(yè)術(shù)語：專業(yè)術(shù)語：凹岸、凸岸、左岸、右岸、深槽、淺槽凹岸、凸岸、左岸、右岸、深槽、淺槽 2) 山區(qū)河流山區(qū)河流 大多為巖石河床，異常復(fù)雜，無規(guī)律

8、可循。大多為巖石河床，異常復(fù)雜，無規(guī)律可循。中泓線：中泓線：河道中各橫斷面河道中各橫斷面水流水流最大流速點(diǎn)最大流速點(diǎn)的連線。的連線。深泓線深泓線(溪線溪線)：河河道中各橫斷面道中各橫斷面最大最大水深點(diǎn)水深點(diǎn)的連線的連線。2、河流的縱斷面河流的縱斷面 1) 定義：河流從上游至下游定義：河流從上游至下游沿深泓線沿深泓線所切取的河床和自由所切取的河床和自由水面間的剖面。水面間的剖面。 2)作用：作用： 繪制河流縱斷面圖，繪制河流縱斷面圖， 反映反映河底縱坡河底縱坡 和和落差的分布落差的分布， 可推算可推算水流特性、水流特性、 估計(jì)水能儲(chǔ)量估計(jì)水能儲(chǔ)量。 3 3、河流的橫斷面、河流的橫斷面定義：定義：

9、 指與水流方向垂直的斷面。指與水流方向垂直的斷面。河槽橫斷面：河槽橫斷面：兩邊以河岸、下面以河底為界兩邊以河岸、下面以河底為界過水?dāng)嗝孢^水?dāng)嗝妫喊ㄋ痪€在內(nèi)的橫斷面。包括水位線在內(nèi)的橫斷面。河流橫斷面是計(jì)算流量的重要依據(jù)。河流橫斷面是計(jì)算流量的重要依據(jù)。 4、河流的比降、河流的比降縱比降：縱比降：任意河段首尾兩端的高程差與其長(zhǎng)度之比就任意河段首尾兩端的高程差與其長(zhǎng)度之比就是該河段的縱比降。是該河段的縱比降。011122102()(). ()2nnnZZ LZZLZZLZ LJL橫比降橫比降平均縱平均縱比降比降四、四、 河流的分段河流的分段(1)(1)河源：河源：河流開始具有地面水流的地方稱為

10、河源。呈河流開始具有地面水流的地方稱為河源。呈現(xiàn)扇面狀?，F(xiàn)扇面狀。(2)(2)上游上游：直接連接著河源而奔流于深山峽谷中的一段：直接連接著河源而奔流于深山峽谷中的一段河流，河流，落差大落差大，水流急，沖刷強(qiáng)，水流急，沖刷強(qiáng)烈，烈，常有急灘與瀑常有急灘與瀑巾，兩岸陡峻，為峽谷地形。巾，兩岸陡峻，為峽谷地形。 (3)(3)中游中游：上游以下的一段河流，其縱比降逐漸緩和：上游以下的一段河流，其縱比降逐漸緩和河床河床沖淤接近平衡沖淤接近平衡狀態(tài)，兩岸受河流的侵蝕而逐漸狀態(tài)，兩岸受河流的侵蝕而逐漸開闊，水量增加，兩岸為開闊，水量增加，兩岸為u形河谷地形。形河谷地形。(4)(4)下游下游： 河流的最下一段

11、，位于沖積平原之上，河流的最下一段，位于沖積平原之上，坡度坡度緩，水流慢緩，水流慢多河曲連綿不斷，斷面復(fù)雜。多河曲連綿不斷，斷面復(fù)雜。(5)(5)河口河口：河流的終點(diǎn)，是河流注入海洋、湖泊或其他：河流的終點(diǎn)，是河流注入海洋、湖泊或其他河流的地方。河口處的水流斷面突然擴(kuò)大，水河流的地方。河口處的水流斷面突然擴(kuò)大，水流速流速驟減驟減，河水挾帶的，河水挾帶的泥沙大量沉積泥沙大量沉積形成沙洲或河口三形成沙洲或河口三角洲。角洲。五、分水線及流域五、分水線及流域 (1)(1)分水線分水線 當(dāng)?shù)匦蜗騼蓚?cè)傾斜，使雨水分別匯集到當(dāng)?shù)匦蜗騼蓚?cè)傾斜，使雨水分別匯集到兩條不同的河流中去，這一地形上的脊線起兩條不同的河

12、流中去，這一地形上的脊線起著著分水的作用分水的作用，是相鄰兩流域的，是相鄰兩流域的界線界線，稱為，稱為分水線或分水嶺。分水線或分水嶺。地面分水線地面分水線地下分水線地下分水線(2)(2)流域與劃分流域與劃分 匯集地面水和地下水的區(qū)域稱流域，即分水線匯集地面水和地下水的區(qū)域稱流域，即分水線所包圍的區(qū)域。所包圍的區(qū)域。通常，流域所指的實(shí)際上是地面集通常，流域所指的實(shí)際上是地面集水區(qū)域，常用單位為水區(qū)域，常用單位為“kmkm2 2”。(3)(3)流域的基本特征流域的基本特征1) 1)流域的幾何特征流域的幾何特征a a 流域面積流域面積: :流域分水線與河口段面之間包圍區(qū)域的流域分水線與河口段面之間包

13、圍區(qū)域的平面投影面積，記為平面投影面積，記為F,F,以以“km2”km2”計(jì)。計(jì)。b b 流域長(zhǎng)度和平均寬度流域長(zhǎng)度和平均寬度 由河源邊線至河口的最長(zhǎng)直線距離稱為流域長(zhǎng)由河源邊線至河口的最長(zhǎng)直線距離稱為流域長(zhǎng)度，以度，以“km”km”計(jì)。通常以流域的干流長(zhǎng)度來計(jì)算。計(jì)。通常以流域的干流長(zhǎng)度來計(jì)算。 流域面積與流域長(zhǎng)度之比值稱為流域平均寬度，流域面積與流域長(zhǎng)度之比值稱為流域平均寬度，以以“km”km”計(jì)。計(jì)。 c c 流域平均高程與平均坡度流域平均高程與平均坡度 流域內(nèi)各相鄰等高線間的面積與其相應(yīng)平均高程乘積之和流域內(nèi)各相鄰等高線間的面積與其相應(yīng)平均高程乘積之和與流域面積的比值，稱為流域平均高程

14、，以與流域面積的比值，稱為流域平均高程，以mm汁。汁。 流域平均坡度是指流域內(nèi)最高最低等高線長(zhǎng)度的一半及各流域平均坡度是指流域內(nèi)最高最低等高線長(zhǎng)度的一半及各等高線長(zhǎng)度乘以等高線問的高差乘積之和與流域面積的比等高線長(zhǎng)度乘以等高線問的高差乘積之和與流域面積的比值。值。d d流域不對(duì)稱系數(shù)流域不對(duì)稱系數(shù) 流域內(nèi)干流左右兩岸流域面積之差與兩岸流域平均面積的流域內(nèi)干流左右兩岸流域面積之差與兩岸流域平均面積的比值分布的不均勾程度，稱為流域不對(duì)稱系數(shù)。比值分布的不均勾程度，稱為流域不對(duì)稱系數(shù)。 流域的形狀系數(shù)是指流域平均寬度與流域長(zhǎng)度之比值，通流域的形狀系數(shù)是指流域平均寬度與流域長(zhǎng)度之比值，通常扇形流域的形

15、狀系數(shù)較大，狹長(zhǎng)形流域則較小。常扇形流域的形狀系數(shù)較大，狹長(zhǎng)形流域則較小。 2)2)流域的自然地理特征流域的自然地理特征 包括流域的地理位置、氣候特征、下墊面條件等。包括流域的地理位置、氣候特征、下墊面條件等。3)3)人類活動(dòng)人類活動(dòng)流流 域域長(zhǎng)江流域長(zhǎng)江流域 長(zhǎng)江是中國第一大河，又名揚(yáng)子江，河流長(zhǎng)度僅次于尼羅河與亞馬孫河，入海水量?jī)H次于亞馬孫河與剛果河，均居世界第三位。流域概況流域概況 長(zhǎng)江發(fā)源于唐古拉山脈主峰格拉丹長(zhǎng)江發(fā)源于唐古拉山脈主峰格拉丹東雪山西南側(cè)（見彩圖東雪山西南側(cè)（見彩圖 長(zhǎng)江長(zhǎng)江河源河源唐古拉山脈唐古拉山脈格拉丹東雪山西南坡冰川格拉丹東雪山西南坡冰川 ），），干流干流經(jīng)青、藏

16、、經(jīng)青、藏、川、滇、川、滇、 鄂、鄂、 湘、贛、皖、蘇、滬，支流涉及湘、贛、皖、蘇、滬，支流涉及黔、桂、黔、桂、 甘、陜、甘、陜、 豫、粵、浙、閩，共計(jì)豫、粵、浙、閩，共計(jì)18省、省、 自治區(qū)、自治區(qū)、 直轄市。干流長(zhǎng)直轄市。干流長(zhǎng)6300km，流域流域 面積面積180.7萬萬km 。較大較大支流支流有：雅礱江、岷江、嘉陵有：雅礱江、岷江、嘉陵江、烏江、湘江、沅江、江、烏江、湘江、沅江、 漢江、贛江等漢江、贛江等8條，流條，流域面積均在域面積均在80000km 以上以上。干流自干流自江源至宜昌江源至宜昌為為上游上游，河長(zhǎng)，河長(zhǎng)4510km4510km，除四川盆地外，除四川盆地外, ,多流經(jīng)高多

17、流經(jīng)高山峽谷，坡陡流急山峽谷，坡陡流急, ,落差落差5360m,5360m,占全江總落差的占全江總落差的98.998.9。其中江。其中江源至當(dāng)曲長(zhǎng)約源至當(dāng)曲長(zhǎng)約360km360km，稱沱沱河；當(dāng)曲至玉樹巴塘河口長(zhǎng)約，稱沱沱河；當(dāng)曲至玉樹巴塘河口長(zhǎng)約820km820km，稱通天河，稱通天河; ;巴塘河口至宜賓長(zhǎng)約巴塘河口至宜賓長(zhǎng)約2300km,2300km,稱金沙江；宜賓稱金沙江；宜賓至宜昌長(zhǎng)約至宜昌長(zhǎng)約1000km1000km，稱川江。川江下段自奉節(jié)至南津關(guān)長(zhǎng)，稱川江。川江下段自奉節(jié)至南津關(guān)長(zhǎng)209km209km為著名的三峽為著名的三峽 宜昌以下進(jìn)入中下游平原。宜昌至鄱陽湖湖口為宜昌以下進(jìn)入中

18、下游平原。宜昌至鄱陽湖湖口為中游中游，長(zhǎng)約，長(zhǎng)約940km940km。湖口以下為。湖口以下為下游下游, ,長(zhǎng)約長(zhǎng)約850km850km。中游河段內(nèi)。中游河段內(nèi), ,自自湖北枝城至洞庭湖出口城陵磯長(zhǎng)約湖北枝城至洞庭湖出口城陵磯長(zhǎng)約340km340km，稱荊江，稱荊江, ,河道蜿蜒曲河道蜿蜒曲折，兩岸地勢(shì)低洼，是長(zhǎng)江折，兩岸地勢(shì)低洼，是長(zhǎng)江 防洪防洪 形勢(shì)最為嚴(yán)峻的一段。中下形勢(shì)最為嚴(yán)峻的一段。中下游平原湖泊星羅密布，主要通江湖泊有洞庭湖、鄱陽湖、巢湖、游平原湖泊星羅密布，主要通江湖泊有洞庭湖、鄱陽湖、巢湖、太湖等四大淡水湖。太湖等四大淡水湖。長(zhǎng)江流域長(zhǎng)江流域2.1 2.1 河流和流域河流和流域 概念：概念：干流、支流、干流、支流、河長(zhǎng)、彎曲系數(shù)、河長(zhǎng)、彎曲系數(shù)、河槽（深槽、河槽（深槽、淺槽淺槽、凹岸、凸岸凹岸、凸岸）、）、中泓線、深泓線