自然地理復(fù)習(xí)之河流

陸地水體河流王麗麗陸地水（landwater)陸地水(landwater）是相對(duì)于海洋而言的，指陸地上各種形態(tài)和各種分布方式的水體的總稱，占地球總水量的3.5%。按空間分布不同，可分成地表水和地下水。其中，地表水又包括河流、湖泊、沼澤、冰川等。

河流是地球表面陸地水體的重要組成部分，論面積、水量等方面，均是個(gè)極小的水體，河網(wǎng)靜態(tài)儲(chǔ)水只占地球總水量的2/100萬(wàn)，占地球淡水總量的6/10萬(wàn)。研究河流的意義：

1）河流同人類關(guān)系最為密切，是地球上重要的淡水資源，在灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面發(fā)揮巨大的作用。

2）河流還是活躍的外營(yíng)力，對(duì)地表形態(tài)的形成和改造，對(duì)氣候和植被等都具有重要的影響。而且河流常給人類帶來(lái)洪澇災(zāi)害，危害人民的生命財(cái)產(chǎn).一、河流、水系和流域（一）河流及其分段1、河流概念河流：降水、冰雪融水或由地下涌出地表的水，在重力作用下經(jīng)常地或周期性地沿著流水本身塑造的線型洼地流動(dòng)

，由河槽與水流兩個(gè)基本要素組成。即為流動(dòng)的水與凹槽的總稱，它主要是由于水流侵蝕作用的結(jié)果。河槽：指陸地表面上接納、匯集和輸送水流的槽形凹地，又叫河道。在外流區(qū)域，流入海洋的河流叫做外流河，如長(zhǎng)江、黃河等。它們有較長(zhǎng)的流線、發(fā)達(dá)的水系、豐富的水量，匯集了由支流注入的大量徑流，最終注入海洋。在內(nèi)陸區(qū)域，河水不能流入海洋，而是注入內(nèi)陸湖泊、沼澤，或因滲漏、蒸發(fā)而消失于沙漠之中的河流，稱為內(nèi)流河或內(nèi)陸河，如新疆的孔雀河、塔里木河等。2、河流分段每一條河流都有河源與河口，而較大河流的流程通常按地質(zhì)━━地理特征分成上、中、下游三段，即河流共分成五段。河源（riverhead)即河流的發(fā)源地（源頭）或起始點(diǎn)，是指河流最初具有地表流水形態(tài)的地方。全流域海拔最高的地方，通常與山地冰川、高原湖泊、沼澤和泉相聯(lián)系。如長(zhǎng)江的源頭是唐古拉山脈各拉丹冬雪山西南側(cè)的姜根迪如南支冰川。當(dāng)一條河流由兩條或多條河流匯合而成時(shí)，如何確定河源，目前意見(jiàn)不一，標(biāo)準(zhǔn)很多。但主要取決于三個(gè)因素：河流長(zhǎng)度、水量大小和歷史習(xí)慣。一般地，選擇長(zhǎng)度最長(zhǎng)或水量最大的河流作為干流或主流，干流的河源作為河系的河源，即“河源唯遠(yuǎn)”和“水量最豐”是確定河源的兩個(gè)主要原則。但個(gè)別河流以習(xí)慣稱呼，如大渡河的水量、長(zhǎng)度都比岷江大，但習(xí)慣上一直把大渡河作為岷江的支流。河口（rivermouth；streamoutlet）河流的終點(diǎn)，即河流與接受水體的結(jié)合地段。接受水體可以是海洋、湖泊、沼澤或上一級(jí)河流。在河流的入海、入湖處，因水流分散，流速驟然減小，常有大量泥沙淤積，形成三角洲，因土地肥沃，常成為重要的糧食基地。在干旱地區(qū)，由于河水沿途強(qiáng)烈的蒸發(fā)和下滲，以致河水全部消失于沙漠之中，沒(méi)有河口，稱為瞎尾河或無(wú)尾河，如烏魯木齊河。上游（upstream）緊接河源的河段，常常穿行于深山峽谷之中特征：河谷窄，呈“V”字形，河床多為基巖或礫石；比降和流速大；侵蝕（下切和溯源侵蝕）強(qiáng)烈，縱斷面呈階梯狀，多急流瀑布；流量小;水位變幅大。如黃河在內(nèi)蒙河口鎮(zhèn)以上河段為上游。中游（midstream）指介于上游與下游的河段。中游的特點(diǎn)是：河谷展寬，呈“U”字形，河床多為粗砂；比降和流速減??；下切侵蝕減弱而側(cè)蝕顯著；流量較大；水位變幅較小。如黃河從內(nèi)蒙河口鎮(zhèn)到河南孟津的河段。下游（downstream)介于中游與河口的河段。下游的特點(diǎn)是：河谷寬廣,呈“︶”形,河床多為細(xì)砂或淤泥；比降很??；流速也很??；水流無(wú)侵蝕力，淤積顯著，多淺灘沙洲和汊河灣道；流量大；水位變幅較小。如黃河從河南孟津到山東利津的河段。（二）水系（riversystem;hydrographic

net;watersystem)1、水系概念水系((hydrographicnet)：又稱河系、河網(wǎng)。指河流從河源到河口沿途接納眾多的支流并形成復(fù)雜的干支流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即由河流的干流和各級(jí)支流，流域內(nèi)的湖泊、沼澤或地下暗河等彼此連接的一個(gè)系統(tǒng)。干流(mainstream)：一般指長(zhǎng)度最長(zhǎng)或水量最大的河流，又稱主流。支流(tributary)：指直接或間接注入干流的河流。直接注入干流的河流稱為一級(jí)支流，如嘉陵江是長(zhǎng)江的一級(jí)支流；直接注入一級(jí)支流的河流叫二級(jí)支流，如涪江、渠江是嘉陵江的一級(jí)支流，為長(zhǎng)江的二級(jí)支流。余類推。水系通常按干流命名，如長(zhǎng)江水系、黃河水系等。2、水系特征水系特征主要包括河長(zhǎng)、河網(wǎng)密度和河流的彎曲系數(shù)等。河長(zhǎng)（河流長(zhǎng)度）L（riverlength)指從河源到河口的軸線（深泓線、溪線，即河槽中最深點(diǎn)的連線）長(zhǎng)度，常用L表示，以km計(jì)。量算河長(zhǎng)，通常在較大比例尺的地形圖上，用曲線計(jì)或兩腳規(guī)量取。但由于河源處有溯源侵蝕，河口處還有淤積，河道又有不斷彎曲或截彎取直等變化，河長(zhǎng)是經(jīng)常變動(dòng)的，所以量算河長(zhǎng)應(yīng)采用最新資料為好。由于各家所采用的地形圖不一，量算河長(zhǎng)的方法也不相同，河源的選取也有差別，因此同一河流量算出的結(jié)果會(huì)有較大的出入。世界最長(zhǎng)河流為非洲尼羅河，6650km；世界第二長(zhǎng)河為南美亞馬孫河，長(zhǎng)6437km；長(zhǎng)江為世界第三長(zhǎng)河，長(zhǎng)6300km。河網(wǎng)密度河網(wǎng)密度是指流域內(nèi)干支流的總長(zhǎng)度和流域面積之比，即單位面積內(nèi)河道的長(zhǎng)度?？捎孟率奖硎荆?/p>

D＝∑L/F

式中：D為河網(wǎng)密度（km/km2）；∑L為河流總長(zhǎng)度（km）；F為流域面積（km2）。

河網(wǎng)密度表示一個(gè)地區(qū)河網(wǎng)的疏密程度。河網(wǎng)的疏密能綜合反映一個(gè)地區(qū)的自然地理?xiàng)l件，它常隨氣候、地質(zhì)、地貌巖石土壤和植被等條件不同而變化。一般地說(shuō)，在降水量大，地形坡度陡，土壤不易透水、植被稀少的地區(qū)，河網(wǎng)密度較大；相反則較小。例如我國(guó)東南沿海地區(qū)比西北地區(qū)河網(wǎng)密度大。河流彎曲系數(shù)K河流的彎曲系數(shù)：是指某河段的實(shí)際長(zhǎng)度與該河段直線距離之比值。式中：K為彎曲系數(shù)；L為河段實(shí)際長(zhǎng)度（km）；l為河段的直線長(zhǎng)度（km）。河流的彎曲系數(shù)K值越大，河段越彎曲，對(duì)航運(yùn)和排洪就越不利。3、水系類型（水系形式）根據(jù)干支流相互配置的關(guān)系或干支流構(gòu)成的幾何形態(tài)差異，水系有如下形式。扇狀水系：指干支流呈扇狀或手指狀分布，即來(lái)自不同方向的各支流較集中地匯人干流，流域成扇形或圓形。海河水系：當(dāng)全流域同時(shí)發(fā)生暴雨時(shí)，各支流洪水比較集中地匯入干流，在匯合點(diǎn)及其以下的河段易形成災(zāi)害性洪水，這是歷史上海河多災(zāi)的主要原因之一。羽狀水系：支流從左右兩岸比較均勻地相間（交錯(cuò)）匯入干流，呈羽狀。如灤河水系、錢塘江水系等。羽狀水系，支流洪水相間匯入干流，洪水過(guò)程線長(zhǎng)，洪災(zāi)少，對(duì)河川徑流有重要的調(diào)節(jié)作用。多發(fā)育在地形比較平緩、巖性比較均一的地區(qū)。樹(shù)枝狀水系：支流多而不規(guī)則，干支流間及各支流間呈銳角相交，排列形狀如樹(shù)枝，一般發(fā)育在抗侵蝕力比較一致的沉積巖或變質(zhì)巖地區(qū)，多數(shù)河流屬此類。平行狀水系：幾條支流平行排列，到下游可河口附近開(kāi)始匯合。格子狀水系：干支流之間直交或近于直交，呈格子狀，如閩江水系。主要受地質(zhì)構(gòu)造控制。放射狀水系：中高周低的地勢(shì)，由中部向四周放射狀流動(dòng)的水系。向心水系：盆地地勢(shì)，河流由四周山地向中部洼地集中，如塔里木盆地和四川盆地。通常較大河流，由于流經(jīng)不同的地質(zhì)地形區(qū)，在不同河段水系形式不同，形成混合水系。如長(zhǎng)江，上游的雅龍江、金沙江屬平行水系，而宜賓以下則屬樹(shù)枝狀水系。（三）流域(drainagebasin;valley;riverbasin)1、基本概念(1)分水嶺(divide,watershed)指相鄰河流或水系之間的分水高地。如秦嶺為長(zhǎng)江與黃河的分水嶺。在地勢(shì)起伏比較大的山地丘陵地區(qū)，分水嶺比較明顯，但在地勢(shì)平坦的平原、高原、沼澤地區(qū)，不很明顯。含沙量大的河流，由于泥沙淤積，常使下游河床抬高，年長(zhǎng)日久，河床甚至高出兩岸地面，河床本身成為分水嶺。如黃河在鄭州以東，南岸水流流入淮河水系，北岸水流流入海河水系，黃河河槽構(gòu)成了它們間的分水嶺。(2)分水線(divideline)指相鄰兩個(gè)水系或流域之間的分界線，是分水嶺最高點(diǎn)的連線，通過(guò)流域周界的山頂、山脊、鞍部等。如秦嶺的山脊線為黃河和長(zhǎng)江的分水線。分水線可分為地表分水線和地下分水線。地表分水線主要受地形影響，而地下分水線主要受地質(zhì)構(gòu)造和巖性控制。分水線不是一成不變的。河流的向源侵蝕、切割，下游的泛濫、改道等都能引起分水線的移動(dòng)，不過(guò)這種移動(dòng)過(guò)程一般進(jìn)行得很緩慢。(3)流域(drainagebasin)指河流或水系的補(bǔ)給區(qū)域(集水區(qū)域)，是分水線所包圍的區(qū)域，包括地表集水區(qū)與地下集水區(qū)。流域可分閉合流域和非閉合流域。地表分水線與地下分水線重合的流域，稱為閉合流域。相反，稱為非閉合流域。2、流域特征(basincharacteristics)流域面積、流域形狀、流域高度、流域的坡度、流域的傾斜方向、干流流向等是流域的重要特征。(1)流域面積(catchmentarea)指流域分水線和出口斷面所包圍的面積。它是流域的重要特征，直接影響河流水量大小和河川徑流的形成過(guò)程。一般地，流域面積越大，河流水量也越大(干旱地區(qū)除外)，洪水歷時(shí)長(zhǎng)，且漲落緩慢。(2)流域形狀流域形狀對(duì)河流水量變化有很大影響。通常，圓形或卵形流域降水量容易集中于干流，從而形成巨大的洪峰；狹長(zhǎng)形流域，洪水渲泄比較均勻，洪峰不易集中。(3)流域高度流域高度直接影響氣溫、降水和蒸發(fā)特征，從而影響流域的水量變化。一般地講，隨流域高度增加，氣溫下降，蒸發(fā)量減少；同時(shí)，降水量增加，固態(tài)降水比重增大，故山區(qū)河網(wǎng)密度大，常成為多水中心。1、河流縱斷面(縱剖面)河流的縱斷面是與水流方向一致的斷面，是指沿河流軸線的河底高程或水面高程的沿程變化。故河流縱斷面可分為河槽(底)縱斷面(指河底高程的沿程變化)和水面縱斷面(水面高程的沿程變化)兩種。(四)河流的縱橫斷面河源與河口的高程差稱為河流的總落差；某河段上下游兩端的高程差稱為該河段落差。河段落差與該河段河長(zhǎng)之比值即單位河長(zhǎng)的落差稱為河流的比降，以小數(shù)或千分率表示，即：河流比降是決定流速的重要因素，比降越大，流速越快，河流的動(dòng)力作用越強(qiáng)。河流縱斷面能很好地反映河流比降的變化。河流縱斷面可分為四種類型：①全流域比降一致，為直線形縱斷面；②河源比降大，而向下游遞減的，為平滑下凹形縱斷面；③比降上游小而下游大的，為下落形縱斷面；④各段比降變化無(wú)規(guī)律的，可形成折線形縱斷面。流域內(nèi)巖層的性質(zhì)、地貌類型的復(fù)雜程度，及河流的年齡，都影響縱斷面的形態(tài)。在軟硬巖層交替處，縱斷面常相應(yīng)出現(xiàn)陡緩轉(zhuǎn)折。山地和平原、盆地交接處，縱斷面也發(fā)生變化。年輕河流縱斷面多呈上落形或折線形；老年河流，則多呈平滑下凹形。后者有時(shí)被稱為均衡剖面。2、河流橫斷面(橫剖面)(1)河槽橫斷面：河槽橫斷面：指河流某處垂直于主流方向河底線與水面線所包圍的平面。不同水位有不同的水面線，其斷面面積也不相同。大斷面，是指最大洪水時(shí)的水面線與河底線包圍的面積。

過(guò)水?dāng)嗝?，是指某一時(shí)刻水面線與河底線包圍的面積。

河流橫斷面是決定輸水能力、流速分布、河流橫比降和流量的重要因素。

通常河水面不是一個(gè)嚴(yán)格的幾何平面，而是一個(gè)凹凸曲面，存在著橫比降。主要原因是由于地轉(zhuǎn)偏向力和彎道離心力作用，使得流速分布不均勻，發(fā)生凹凸變形。(2)過(guò)水?dāng)嗝娴男螒B(tài)要素

常用的斷面形態(tài)要素有：過(guò)水?dāng)嗝婷娣eF，濕周P（即過(guò)水?dāng)嗝嫔媳凰竦暮硬鄄糠郑?，水面寬度B，平均深度

H,水力半徑R（R=W/P），糙度n（指河槽上的泥沙、巖石、植物等對(duì)水流阻礙作用的程度,常用糙率系數(shù)n表示，可從表5．2查出）等，這些要素與河流的過(guò)水能力有密切的關(guān)系。

二、河流的水情要素

水情要素是反映河流水文情勢(shì)及其變化的因子。它主要包括水位、流速、流量、泥沙、水化學(xué)、水溫和冰情等。通過(guò)這些因素反映河流在地理環(huán)境中的作用，及其與自然地理環(huán)境各組成要素之間的相互關(guān)系，也是研究水文規(guī)律的基礎(chǔ)。

（一）水位

(waterlevel、stage)1、水位的定義與基面：水位即水面位置或水面高程，河流水位是指河流某處的水面相對(duì)于某一基面的高度。

基面又叫基準(zhǔn)面，是高程的起算面，指高程起算的固定零點(diǎn)?；婵煞纸^對(duì)基面和相對(duì)基面。絕對(duì)基面(也稱標(biāo)準(zhǔn)基面)是以某一入海河口的平均海平面為零點(diǎn)。如珠江口基面、吳淞口基面（長(zhǎng)江口）、黃?；娴?，我國(guó)規(guī)定統(tǒng)一采用青島基面。相對(duì)基面（也稱測(cè)站基面），是以觀測(cè)點(diǎn)最枯水位以下0．5－lm處作為零點(diǎn)的基面。相對(duì)基面可減少記錄和計(jì)算工作量，但它與其他水文站的水文資料不具有可比性，故進(jìn)行全河水文資料整編和水文預(yù)報(bào)時(shí)，必須換算為全河統(tǒng)一的基面。觀測(cè)水位最簡(jiǎn)便、常用的方法是在河岸設(shè)置水尺，定時(shí)讀數(shù)。2、影響水位變化的因素水位與流量有直接關(guān)系，水位高低是流量大小的主要標(biāo)志。水量增加，河水位上漲；水量減少，河水位下降。而流量大小取決于補(bǔ)給水源。流域內(nèi)的降水、冰雪消融狀況影響流量和水位變化的主要因素。河道沖淤變化、風(fēng)、潮汐、結(jié)冰、植物、支流的匯入、人工建筑物、地殼升降等均可引起水位的變化。如河道沖刷，水位下降；河道淤積，水位上漲。順風(fēng)，流速加快，水位下降；逆風(fēng)則水位上升等。3、水位變化及水位過(guò)程線河流水位有年內(nèi)變化和年際變化，山區(qū)冰雪融水補(bǔ)給河流和感潮河段，水位日變化明顯。河流水位隨氣候的季節(jié)變化和年際變化而變化。例如由雨水補(bǔ)給的河流，其水位隨降雨的變化而變化，雨季水位高，旱季水位低。由冰雪融水補(bǔ)給的河流，其水位隨氣溫的變化而變化，氣溫高，冰雪融水量多，則河流水位高；氣溫低，冰雪融水量少，則河流水位下降。水位過(guò)程線：是指水位隨時(shí)間變化的曲線。主要作用是：可分析水位的變化規(guī)律，能直接看出特征水位（如最高水位和最低水位）的高度和出現(xiàn)的日期；可研究各補(bǔ)給源的特征；可用來(lái)分析洪水波在河道中沿河傳播的情形，以及做洪水的短期預(yù)報(bào)；水位過(guò)程線也能反映流域內(nèi)自然地理因素對(duì)該流域水文過(guò)程的綜合影響。可根據(jù)需要，繪制不同時(shí)段的水位過(guò)程線。逐日水位過(guò)程線是以日平均水位為縱坐標(biāo)，橫坐標(biāo)表示日期，反映水位在一年內(nèi)的變化。在洪水期間或感潮河段，常需要繪制逐時(shí)水位過(guò)程線。水位歷時(shí)曲線：是指大于和等于某一數(shù)值的水位與其在研究時(shí)段中出現(xiàn)的累積天數(shù)（歷時(shí)）所點(diǎn)繪而成的曲線（圖5二2）。其繪制方法，是先將一年內(nèi)之日平均水位接從大到小次序排列，并對(duì)水位變化幅度分為若干相等組距（如以0.5m為一組），再將每一組距水位出現(xiàn)的日數(shù)依次累加為累積天數(shù)（即歷時(shí)），然后以水位為縱坐標(biāo)，以累積天數(shù)為橫坐標(biāo)點(diǎn)繪的曲線，則得日平均水位歷時(shí)曲線。水位歷時(shí)曲線的作用：主要是可從圖上看出一年內(nèi)超過(guò)某一水位高度出現(xiàn)的總天數(shù)，這對(duì)航運(yùn)、灌溉、防汛都有重要的意義。

歷時(shí)曲線的做法日平均水位（m）天數(shù)累計(jì)天數(shù)50121249.58204942448.55294843347.5639………35.573573083654、特征水位在河流水文研究中，通常用到各種特征水位值。最高水位與最低水位：最高水位指研究時(shí)段內(nèi)水位最高值，有日最高、月最高、歷年最高值等。主要用于防洪。平均水位：指研究時(shí)段內(nèi)的水位平均值，有日、月、年、多年平均水位。平均最高水位與平均最低水位：指歷年最高水位的平均值和歷年最低水位的平均值。中水位：指研究時(shí)段內(nèi)，水位歷時(shí)曲線上歷時(shí)為50%的水位。如一年逐日水位中的中水位，是指有半數(shù)日期高于此值，又有半數(shù)日期低于此值的水位。此外，在防汛工作中，水利部門常根據(jù)防洪防汛工作需要，設(shè)有防汛水位、警戒水位與保證水位等。(二)流速(currentvelocity)1、流速概念河流流速，是指河流中水質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離。單位是m/s?？捎孟率奖硎荆簐=L/t

式中：v為流速（m/s）；L為距離（m）；t為時(shí)間（s）。

2、天然河道中平均流速的計(jì)算天然河道中平均流速的計(jì)算：在有實(shí)測(cè)資料時(shí)，可根據(jù)實(shí)測(cè)資料求得。在沒(méi)有實(shí)測(cè)資料時(shí)，可用水力學(xué)公式——謝才公式計(jì)算，即：

v=

式中：v為河道斷面平均流速；R為水力半徑；i為水面比降；c為謝才系數(shù)，它與糙率等因素有關(guān)，其數(shù)值可用經(jīng)驗(yàn)公式求得．我國(guó)多采用滿寧公式，（n為糙率系數(shù)）謝才公式是根據(jù)水流作勻速運(yùn)動(dòng)的理論推導(dǎo)而得的。3、河道中流速的分布由于河床的地勢(shì)傾斜和粗糙程度，以及斷面水力條件的不同，天然河道中的流速分布十分復(fù)雜。一般地說(shuō)，河流縱斷面流速分布為：上游河段流速最大，中游河段流速較小，下游河段流速最小。河流過(guò)水?dāng)嗝娴牧魉購(gòu)乃嫦蚝拥诇p小，從兩岸向最大水深方向增大。在垂線上，絕對(duì)最大流速出現(xiàn)在水面以下水深的1/10～3/10處；平均流速出現(xiàn)于水深的6/10處；在水面,由于空氣的摩擦阻力,流速較??；在河底，流速趨于零（圖5.4）.垂線流速分布往往受冰凍、風(fēng)、河槽糙率、河底地形、水面比降、水深等影響。（三）流

量(discharge)1、流量概念流量是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某過(guò)水?dāng)嗝娴乃矿w積。常用Q表示，單位是m3/s。它可用下式表示：

Q=Av式中：Q為流量（m3/s）；A為過(guò)水?dāng)嗝娣e（m2）；v為流速（m／s）。

流量是河流的最重要特征。為了便于進(jìn)行水文分析，常把測(cè)得的流量資料繪成曲線圖。常用的有流量過(guò)程線和水位——流量關(guān)系曲線。WQt?tt1t2m3/s2、流量過(guò)程線

流量過(guò)程線：是流量隨時(shí)間變化過(guò)程的曲線。其繪制方法，是以縱坐標(biāo)為流量Q，以橫坐標(biāo)為時(shí)間t，按實(shí)測(cè)資料和時(shí)間順序點(diǎn)繪而成的曲線，便是流量過(guò)程線。流量過(guò)程線的主要作用是：可反映測(cè)站以上流域的徑流變化規(guī)律；分析流量過(guò)程線，相當(dāng)于對(duì)一個(gè)流域特征的綜合分析研究；根據(jù)流量過(guò)程線計(jì)算某一時(shí)段的徑流總量和平均流量。3、水位-流量關(guān)系曲線(1)水位與流量的關(guān)系：河流水位的變化，從本質(zhì)上看是河流流量的變化，流量增大，水位升高；流量減小，水位降低。因此，水位變化實(shí)質(zhì)上是流量變化的外部反映和表現(xiàn)；另一方面，流量大小可以通過(guò)水位高低反映出來(lái)，即二者呈某種函數(shù)關(guān)系Q=f(H)，水位升高，流量增大。即Q=f(H)呈單調(diào)遞增函數(shù)。(2)水位流量關(guān)系曲線的繪制其繪制方法是：以水位為縱坐標(biāo)，流量為橫坐標(biāo)，將各次施測(cè)的流量與相應(yīng)的水位點(diǎn)繪在坐標(biāo)紙上，連接通過(guò)點(diǎn)群中心的曲線，便是水位——流量關(guān)系曲線。一般是下凹上凸曲線。由于Q=AV，為了便于校核流量資料，通常將水位流量關(guān)系曲線Q=f(H)、水位過(guò)水?dāng)嗝婷娣e關(guān)系曲線A=f1(H)和水位流速關(guān)系曲線V=f2(H)繪在一起，縱坐標(biāo)表示水位H，橫坐標(biāo)分別表示流量Q、過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA和流速V。水位面積關(guān)系曲線A=f1(H)，由于面積A是隨水位H的增高而增大，H越高，A增加越快(即A相對(duì)于H的變化率越大)，故曲線是上凸下凹的。

流速曲線V=f2(H)，隨著水位增高，起初流速V隨水位增高而增加很快，后來(lái)流速隨水位增高而增加緩慢，即流速曲線V=f2(H)呈向上凹形。(3)水位流量關(guān)系曲線的用途由于流量施測(cè)非常復(fù)雜，步驟繁多，則不可能每天連續(xù)地施測(cè)；另一方面，在水文站的日常工作中，水位是逐日觀測(cè)的。因此，可通過(guò)水位資料利用水位流量關(guān)系曲線推求流量。（四）河流水溫與冰情1、河流的水溫河流水溫取決于河段熱量的收支狀況，若收入熱量大于支出熱量，則水溫升高；反之，則水溫下降。影響河流水溫的因素太陽(yáng)輻射是地球主要的熱源，也是河水增溫的主要熱收入。水溫的分布，大體與氣溫一致，體現(xiàn)著隨緯度增加和地勢(shì)增高而降低的地帶性規(guī)律，但水溫的變幅小于氣溫的變幅。原因是水的熱容量大。此外，河流水溫還受補(bǔ)給水源、上游來(lái)水及冰情等的影響。補(bǔ)給水源：高山冰雪融水補(bǔ)給河流，水溫偏低；雨水補(bǔ)給河流，水溫較高；湖泊水補(bǔ)給河流，春溫低，秋溫高；地下水補(bǔ)給河流，水溫變幅小。冰情：河水結(jié)冰要放熱，對(duì)水溫的降低起抑制作用；河冰解凍要吸熱，對(duì)水溫升高起抑制作用。由于水的熱容量大，則上游來(lái)水的溫度和水量將對(duì)河流水溫起著重要作用。河流水溫的日變化與年變化（1）日變規(guī)律水溫的日變化與氣溫的日變化大體一致，早晚較低，午后升高，水溫最高值落后于氣溫2－3小時(shí)，日變幅常在1－3℃左右，比氣溫日變幅小。其原因是水的熱容量大，對(duì)熱量變化的反應(yīng)比較遲緩，變化速度稍落后于氣溫，變幅也較氣溫小。河水溫度的日變化與水量、季節(jié)、天氣和地理位置有關(guān)。河水水量越多，日變幅越??；中高緯地區(qū)暖季水溫日變幅大于冷季；中低緯河流，水溫日變幅稍大；晴天水溫日變幅大于陰天。(2)水溫的年變規(guī)律①水溫年變趨勢(shì)大體與氣溫一致，但年變幅比氣溫小，河流年平均水溫比當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁芈愿?。春夏季，收入熱量大于支出熱量，水溫升高，最高值多出現(xiàn)在盛夏，且水溫小于氣溫；秋冬季，收入熱量小于支出熱量，水溫降低，最低值多出現(xiàn)在氣溫最低的時(shí)期，且水溫高于氣溫。②中緯地區(qū)水溫年變幅比低緯和高緯都大（中緯地區(qū)水溫年變幅最大）。原因是：低緯地區(qū)，太陽(yáng)輻射和氣溫的年變化??；高緯地區(qū)氣溫年變化雖較大，但受結(jié)冰和融冰影響，水溫年變幅也較小，暖季融冰吸熱和冷季結(jié)冰放熱都將緩和水溫水溫的年變化。③水溫年變幅度隨海拔高度增高而減小地勢(shì)增高，氣年溫變幅變小，同時(shí)受結(jié)冰和融冰影響，水溫年變幅減小。④水溫年變幅隨大陸性增強(qiáng)而加大我國(guó)河流水溫年變幅最大地區(qū)在華北平原地勢(shì)最低、氣溫年較差最大的地區(qū)；東南沿海各河流，水溫年變幅較?。磺嗖馗咴?，水溫年變很??；云貴高原，地勢(shì)較高，地下水補(bǔ)給比重較大，為水溫年變最小的地區(qū)。水溫的空間分布（1）斷面分布水溫的垂直分布具有成層性：清晨，表面水溫低，向下水溫升高（逆溫分布）；午后，表面水溫高，向下水溫降低（正溫分布）。暖季，兩岸水溫高，由岸邊向河心、由河面向河底，水溫升高。（2）水溫的沿程變化水溫沿流程的變化，與河流長(zhǎng)度、流程所在的氣候條件、補(bǔ)給狀況及流向等因素有關(guān)。①流程長(zhǎng)度：流程越短，水溫與補(bǔ)給水源的溫度越接近；流程越長(zhǎng)，水溫受流程內(nèi)氣溫影響越顯著。②補(bǔ)給狀況：高山冰雪融水補(bǔ)給河流，水溫沿程增加。③流向：ａ、東西向河流（緯向河流），受上下游地勢(shì)高低影響，一般地河流上游水溫低，年變幅??；下游地區(qū)，水溫高，年變幅大；ｂ、南北向河流：由高緯流向低緯河流，受緯度和海拔高度影響，下游緯度和地勢(shì)都降低，則河流水溫由上游到下游沿程增加較快；反之，由低緯流向高緯的河流（或河段），水溫的沿程變化取決于地勢(shì)和緯度的綜合影響，水溫沿程變化較小。一般來(lái)講，下游水溫低。2、河流的冰情當(dāng)河流的水溫低于0℃處于過(guò)冷卻狀態(tài)時(shí)，河流中可能出現(xiàn)冰晶。若氣溫持續(xù)保持在0℃以下，河流就會(huì)出現(xiàn)冰情。河流的冰情包括結(jié)冰、封凍和解凍的全過(guò)程。（1）結(jié)冰期（結(jié)冰階段）從河水開(kāi)始結(jié)冰起，到最初形成穩(wěn)定冰蓋時(shí)為止，稱為結(jié)冰期?？煞譃槿齻€(gè)過(guò)程：①岸冰、水內(nèi)冰和水面薄冰的形成：隨著氣溫降低，水溫下降，當(dāng)氣溫降到0℃以下，河面水溫亦降到0℃時(shí)，水面尤其水流緩慢的河灣附近開(kāi)始出現(xiàn)冰晶。河岸水溫比河流中央降溫快，水流慢，則易結(jié)冰。②流冰或行凌過(guò)程：岸冰、水內(nèi)冰，伴隨流水向下游流動(dòng)，稱為流冰或行凌。③大塊冰層的形成：冰塊在流動(dòng)過(guò)程中相互碰撞而聚集起來(lái)，遇到狹窄河段、河灣或受沙洲、人工建筑物的阻擋，流動(dòng)的冰塊便停積在一起，使冰塊增大，冰面擴(kuò)展，直至最后形成穩(wěn)定冰蓋，進(jìn)入第二階段━━封凍期。（2）封凍期（封凍階段）河面結(jié)冰后，若氣溫持續(xù)下降，冰面不斷擴(kuò)大，最后水面冰與岸冰結(jié)合一塊，甚至全河面被冰層覆蓋，稱為封凍。自形成穩(wěn)定冰蓋起，到冰蓋破裂開(kāi)始再次出現(xiàn)流冰之日止，稱為封凍期。（3）解凍期（解凍階段）次年春季，氣溫回升到0℃以上，冰蓋逐漸融化、破裂，形成許多冰塊，再次出現(xiàn)流冰，直至河冰全部消融，稱為解凍。從穩(wěn)定冰蓋開(kāi)始破裂到河冰全部消融為止，稱為解凍期。（4）凌汛在秋冬結(jié)冰期和春季解凍期，若河流由低緯流向高緯的河段比較長(zhǎng)，則在結(jié)冰期，上游封凍比下游晚；而在解凍期，上游解凍早于下游，這樣上游流動(dòng)的冰塊常在下游受阻而壅積起來(lái)，形成冰壩，引起上游水位抬高，以致泛濫成災(zāi)的現(xiàn)象，叫做凌汛。如黃河河套段和山東境內(nèi)，幾乎每年春季都發(fā)生凌汛。（五）河流泥沙

1、河流泥沙及其分類

河流泥沙是指組成河床和隨水流運(yùn)動(dòng)的礦物、巖石固體顆粒。隨水流運(yùn)動(dòng)的泥沙也稱固體徑流。河流泥沙對(duì)河流的水情及河流的變遷有著重大的影響。

河流泥沙在水流中的運(yùn)動(dòng)是受河水流速和泥沙自重的綜合作用的結(jié)果。河流泥沙運(yùn)動(dòng)的形式可分滾動(dòng)、滑動(dòng)、跳躍和懸浮。前三者運(yùn)動(dòng)形式的泥沙，稱為推移質(zhì)；懸浮運(yùn)動(dòng)的泥沙，稱為懸移質(zhì)。推移質(zhì)的顆粒較大，比較重，故沿河床面運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為波浪式的緩慢移動(dòng)；懸移質(zhì)的顆粒較小，比較輕，故能懸浮于水中，與水流同一速度運(yùn)行。

2、固體徑流特征值河水中泥沙含量的多少，常用含沙量表示。含沙量是指單位體積（每1m3）水中所含泥沙的重量。單位是kg/m3。

河水中挾帶泥沙的數(shù)量，可用輸沙率和輸沙量表示。單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)一定的過(guò)水?dāng)嗝娴哪嗌晨偭?，稱為輸沙率。單位是t/s或kg/s。一定時(shí)段內(nèi)通過(guò)一定過(guò)水?dāng)嗝娴哪嗌晨偭?，稱為輸沙量。單位是t或萬(wàn)t。

河流泥沙主要是水流從流域坡面上沖蝕而來(lái)。每年從流域地表沖蝕的泥沙量通常用侵蝕模數(shù)表示。侵蝕模數(shù)是指每km2流域面積上，每年被侵蝕并匯入河流的泥沙重量。單位是外t/(km2)。河流含沙量大小同河流的補(bǔ)給條件、流域內(nèi)巖石土壤性質(zhì)、地形的切割程度、植被覆蓋程度的人類活動(dòng)等因素有關(guān)。總體來(lái)講，以地下水和冰雪融水補(bǔ)給為主的河流含沙量較低；以雨水補(bǔ)給為主的河流含沙量則要看流域內(nèi)植被覆蓋的好壞而有很大差異。植被覆蓋良好的流域，河流含沙量低；反之，含沙量相對(duì)較高。黃河是一條世界性著名的多沙河流，由于含沙量大，水流多呈黃濁色，故名黃河。黃河之所以“黃”，主要是由于中上游流經(jīng)植被覆蓋度差、土質(zhì)疏松、切割強(qiáng)烈的黃土高原區(qū)，再加上降水量集中，常以暴雨形式降落，則大量泥沙隨著徑流毫無(wú)阻攔地進(jìn)入河槽，使河流含沙量大增。據(jù)測(cè)定，黃河陜縣站多年平均含沙量高達(dá)39.6kg/m3。中國(guó)河流輸沙量很大，年輸沙量大于1千萬(wàn)噸的河流便有42條，其中黃河輸沙量最大，陜縣站多年平均輸沙量達(dá)16億噸，長(zhǎng)江輸沙量近5億噸。（六）河水化學(xué)

河水化學(xué)主要是河水的化學(xué)組成、性質(zhì)、時(shí)空分布變化，以及它們同環(huán)境之間的相互關(guān)系。天然河水的化學(xué)成分主要由HCO32-，SO42-，CI－，Ca2+，Na+，

Mg2+，K+等離子組成。但在不同河流中，這些離子的比例并不相同。河水中除上述離子外，還有生物有機(jī)質(zhì)、溶解氣體（BOD、COD、O2、CO2等）和一些微量元素等。

天然河水的礦化度普遍較低。礦化度，是指IL河水中所含離子、分子和各種化合物的總量，單位為g/L。礦化度是反映河水化學(xué)特征的重要指標(biāo)。一般河水礦化度小于lg/L，平均只有0.15～0.35g/L。在各種補(bǔ)給水源中，地下水的礦化度比較高，而且變化大；冰雪融水的礦化度最低，由雨水直接形成的地表徑流礦化度也很小。

河水化學(xué)組成的時(shí)間變化明顯。河水補(bǔ)給來(lái)源隨季節(jié)變化明顯，因而水化學(xué)組成也隨季節(jié)變化。以雨水或冰雪融水補(bǔ)給為主的河流，在汛期河流水量增大，礦化度明顯降低；在枯水期，河流水量減少，以地下水補(bǔ)給為主，故此時(shí)河水礦化度增大。夏季水生植物繁茂，使NO3-，NO2-，NH4+含量減少；冬季隨著水溫降低,溶解氧增多，但由于水生植物減少，NO3-，NO2-，NH4+的含量可達(dá)全年最大值。

河水化學(xué)組成的空間分布有差異性。大的江河，流域范圍廣，流程長(zhǎng)，流經(jīng)的區(qū)域條件復(fù)雜，并有不同區(qū)域的支流匯入，各河段水化學(xué)特征的不均一性就很明顯。一般離河源越遠(yuǎn)，河水的礦化度越大，同時(shí)鈉和氯的比重也增大，重碳酸鹽所占比重減小。三、河流的補(bǔ)給

河流的補(bǔ)給━━從廣義上講，指河流中的物質(zhì)和能量的輸入。輸入的物質(zhì)有水、泥沙、水化學(xué)物質(zhì)等。但通常按狹義理解。狹義地講，河流補(bǔ)給是指河流水量的補(bǔ)給，即河水的來(lái)源。它是河流的重要水情特征之一，在一定程度上決定著河流的水文情勢(shì)。世界上大多數(shù)河流的主要補(bǔ)給水源是流域內(nèi)的大氣降水。但降水有固態(tài)和液態(tài)之分，進(jìn)入河槽的途徑有地面和地下之分。因而按進(jìn)入河槽途徑的不同，河流的水源可分為地表（地面）水源和地下水源兩大類，并將二者均有的稱為混合水源。地表水源又可分為雨水、融水、湖泊沼澤水，地下水源又分為淺層地下水（潛水）和深層地下水（承壓水、自流水）等。河流的補(bǔ)給(河流的水源

)

根據(jù)降水形式及其進(jìn)入河流路徑的不同，河流補(bǔ)給可分為:

地表水源：⑴雨水補(bǔ)給

⑵融水補(bǔ)給：①季節(jié)積雪融水補(bǔ)給；②永久積雪和冰川融水補(bǔ)給⑶湖泊和沼澤水補(bǔ)給

地下水補(bǔ)給：⑴潛水補(bǔ)給（沖積層水）；⑵承壓水補(bǔ)給（深層地下水）人工補(bǔ)給

（一）河流補(bǔ)給類型和特點(diǎn)1、雨水補(bǔ)給⑴分布地區(qū)分布普遍，尤其濕潤(rùn)地區(qū)，雨水補(bǔ)給所占比重大。雨水是全球大多數(shù)河流最重要的補(bǔ)給來(lái)源，也是我國(guó)河流的一種最普遍、最主要的補(bǔ)給來(lái)源，尤其東南半壁季風(fēng)區(qū)的河流，雨水補(bǔ)給占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，秦嶺━━淮河一線以南，青藏高原以東的廣大地區(qū)，雨水補(bǔ)給一般占年徑流量的60－80%。⑵補(bǔ)給時(shí)間和補(bǔ)給特征①補(bǔ)給時(shí)間雨水補(bǔ)給時(shí)間取決于降雨時(shí)間，即主要發(fā)生在雨季。因而取決于雨型（夏雨型、冬雨型、年雨型、全年少雨型）。比如，我國(guó)大部分地區(qū)位處東亞季風(fēng)區(qū)，雨水主要集中在夏、秋雨季，則夏秋雨季河流多處于汛期；相反，冬春旱季處于枯水期。②補(bǔ)給特征雨水補(bǔ)給的特點(diǎn)，主要決定于降雨量和降雨特性。降雨量的大小決定了補(bǔ)給水量的大小，降雨量大，補(bǔ)給量也大；否則，相反。由于降雨過(guò)程具有不連續(xù)性和集中性，使雨水補(bǔ)給也具有間斷不連續(xù)性和集中性，集中在雨季，其補(bǔ)給過(guò)程來(lái)得迅速和集中。因此，雨水補(bǔ)給為主的河流，河流水量隨雨量的增減而漲落，徑流年內(nèi)變化趨勢(shì)與降雨一致，流量過(guò)程線呈陡漲急落的鋸齒狀，并在汛期常形成峰高量大的洪水過(guò)程。由于降雨具有年內(nèi)、年際變化大的特點(diǎn)，使雨水補(bǔ)給的年內(nèi)、年際變化大。降雨強(qiáng)度的大小也決定了補(bǔ)給量的大小，降雨強(qiáng)度大，歷時(shí)短，損耗量少，補(bǔ)給流量的水量較多。雨水補(bǔ)給的河流，由于雨水對(duì)地表的沖刷作用，所以河流的含沙量也大。

2、融水補(bǔ)給季節(jié)性積雪融水補(bǔ)給⑴分布地區(qū)中高緯地帶（溫帶和寒帶）和高山地區(qū)，我國(guó)北方河流尤其東北地區(qū)河流，積雪融水補(bǔ)給量占較大比重。⑵補(bǔ)給時(shí)間主要發(fā)生在氣溫回升的春季。中高緯地帶和高山地區(qū)，冬季的固態(tài)降水以積雪形式保存下來(lái)，到次年春季，隨氣溫回升，天氣轉(zhuǎn)暖，積雪融化補(bǔ)給河流。因此，積雪融水補(bǔ)給河流主要發(fā)生在春季，并常常形成春汛，正值桃花盛開(kāi)時(shí)節(jié)，故又稱“桃汛”、“桃花汛”。⑶補(bǔ)給特征積雪融水補(bǔ)給量大小及其變化與流域的積雪量大小和氣溫變化有關(guān)，補(bǔ)給過(guò)程具有明顯的時(shí)間性和連續(xù)性。時(shí)間性：指積雪融化時(shí)間（初春－初夏）和融化強(qiáng)度隨太陽(yáng)輻射和氣溫變化而變化。冬季的固態(tài)降雪，在春季氣溫回升到0℃以上，便開(kāi)始融化補(bǔ)給河流，并隨氣溫增高而融化加快，白天比夜間快。連續(xù)性：由于氣溫變化的連續(xù)性，積雪的融化過(guò)程是連續(xù)的。即在消融期內(nèi)，隨著氣溫回升，積雪開(kāi)始融化補(bǔ)給河流，并隨氣溫增高，融化加快，補(bǔ)給量增多，河流水量增大；隨后又隨積雪量的減少而流量減小，直至最后消失，轉(zhuǎn)化為雨水補(bǔ)給為主。具體反映在河流流量過(guò)程線上具有下述特點(diǎn)：積雪融化期間，河流水量變化同氣溫變化相一致，比雨水補(bǔ)給為主的河流水量平穩(wěn)而有規(guī)律。一般地全年有兩次流量高峰，即積雪消融造成的春汛和雨水補(bǔ)給造成的夏汛，夏汛為主。冰雪融水補(bǔ)給⑴分布地區(qū)高山地區(qū)和兩極地區(qū)，河流多靠永久積雪和冰川融水補(bǔ)給，尤其干旱、半干旱地區(qū)和高寒地區(qū)，冰雪融水常成為河流的主要補(bǔ)給水源。我國(guó)西北地區(qū)和青藏高原地區(qū)，有許多高山、極高山，冰雪融水常成為河流的重要補(bǔ)給水源。⑵補(bǔ)給時(shí)間和補(bǔ)給特點(diǎn)與季節(jié)性積雪融水補(bǔ)給具有相似性，又有差異性。①相似點(diǎn)：都是通過(guò)融水補(bǔ)給河流，補(bǔ)給水量及其變化與太陽(yáng)輻射和氣溫的變化一致，補(bǔ)給過(guò)程具有連續(xù)性和