1、 第三章 地表水資源的形成 地表水：指河川徑流、冰川、湖泊、沼澤等水體的總稱。水資源的收支項： 收入項：降水。決定一定地域水資源的豐富程度 。 ：蒸發(fā)和徑流 第一節(jié) 降水、徑流和蒸發(fā) 決定區(qū)域水資源狀態(tài)的三要素： 降水、徑流和蒸發(fā) 1一、降水我國降水的主要表現(xiàn)為時空分布的極端不均勻性。表示降水量的年際變化程度的參數(shù)： 年降水量的極值比Ka 年降水量的變差系數(shù)Cv1年降水量的極值比Ka表示降水量的年際變化程度的參數(shù)。 定義： Ka=最小年降水量最大年降水量XmaxXmin（X單位mm）= 說 明：Ka 值 大 ， 表 明 降 水 量 年 際 變 化 大；Ka 值 小， 說 明 降 水 量 年 際

2、 變 化 小， 降 水 量 年 際 之 間 均 勻。北方Ka南方Ka22年降水量變差系數(shù)Cv變差系數(shù)：數(shù)理統(tǒng)計中用均方差與均值之比作為衡量系列數(shù)據(jù)相對離散程度的參數(shù)。稱變差系數(shù)Cv，又稱離差系數(shù)或離勢系數(shù)，無量綱。年降水量變差系數(shù)Cv是表示降水量的年際變化程度的參數(shù)。 均方差=變差系數(shù)Cvv 大，年降水量的年際變化越大；反之越小。北方南方，西北高達.73二、徑流河川徑流的補給雨水補給：指降水以雨水形式降落，產(chǎn)生徑流流入江河。地下水補給：指降水一部分滲入地下經(jīng)過地下水的調(diào)節(jié)作用后，再對河川徑流的補給。冰川、融雪水補給：指大氣降水以固態(tài)形式降落到地表由溫升融化后補給河道的過程。徑流區(qū)域分布 受年降

3、水量時空分布變動的影響，以及地形及地質(zhì)條件的綜合影響，年徑流量的區(qū)域分布既有地域性的變化，又有局部的變化。由東南向西北年徑流深度遞減。43徑流量的動態(tài)變化 1） 參數(shù)：年徑流量的多年變化一般用年徑流量的變差系數(shù)Cv值表示。2） 影響年徑流量的多年變化的因素：年降水量多年變化、徑流補給類型及流域內(nèi)地貌、地質(zhì)和植被等條件的綜合影響。3） 變化趨勢：降水補給的河流Cv冰川，融雪和降水混合補給的河流Cv地下水補給的河流Cv。4年徑流量的季節(jié)變化 主要取決于河川徑流補給來源的性質(zhì)和變化規(guī)律。5三、蒸發(fā) 水面蒸發(fā)：主要反映當?shù)氐拇髿庹舭l(fā)能力。受氣溫、濕度、日照、輻射、風速等影響。陸面蒸發(fā)：主要指某一地區(qū)或

4、流域內(nèi)河流、湖泊、塘坎、沼澤等水體蒸發(fā)、土壤蒸發(fā)以及植物蒸騰量的總和。受蒸發(fā)能力和降水條件制約。1蒸發(fā)濕潤而又高溫地區(qū)陸面蒸發(fā)量一般較大；干旱地區(qū)，由于總降水有限，沒有足夠的水分可供蒸發(fā)，陸面蒸發(fā)量小。濕潤地區(qū)陸面蒸發(fā)近似等于水面蒸發(fā)。干旱地區(qū)陸面蒸發(fā)遠小于水面蒸發(fā)。陸面蒸發(fā)量由東南向西北遞減。6第二節(jié) 河流概況一、水系及流域1、水系水系：由干流、支流和流域內(nèi)的湖泊、沼澤彼此連接組成的一個龐大系統(tǒng)，以干流或注入的湖泊、海洋命名，如長江水系、洞庭湖水系。干流：一個水系里，長度或水量最大的河流。 支 流： 一 級 支 流、 二 級 支 流 等 等。 水 系 的 形 態(tài)： 根 據(jù) 干 支 流 的 分

5、 布 和 組 合 情 況 分 為： 扇 形、 羽 毛 形、 平 行 狀、 混 合 形 等 形 態(tài)。 水 系 的 形 態(tài) 對 河 流 的 水 情 有 重 要 影 響72、流域分水線和流域A、分水線當?shù)匦蜗騼蓚?cè)傾斜，使兩水分別匯入兩條不同的河流中去，這一地形上的脊線起著分水的作用，稱為分水線或分水嶺。分水線是相鄰兩流域的分界線流域的分水線是流域的周界。流域的地面分水線是地面集水區(qū)的周界；流域的地下分水線是地下集水區(qū)的周界，很難對其準確定。如圖3-1由于水文地質(zhì)條件和地貌特征的影響，地面和地下分水線可能不一致。如上圖。89B、流域流域：指匯集地面、地下徑流的區(qū)域，是相對河流的某一斷面而言的。閉合流域

6、：當流域的地面、地下分水線重合，河流下切比較深，流域面積上降水產(chǎn)生的地面、地下徑流能夠全部經(jīng)過出口斷面排出，這種流域稱閉合流域，大中型都是非閉合流域：因地面、地下分水嶺不一致，或者因河流下切過淺，出口斷面流出的徑流量與流域的地面集水區(qū)上降水產(chǎn)生的徑流量具有較大差異時，這種流域稱非閉合流域，如小流域，巖溶地區(qū)的流域都屬此類型。10流域的自然地理特征 流域的地理位置：用流域所處的經(jīng)緯度范圍來表示。反映流域氣候和地理環(huán)境的特性。 流域的氣候條件：包括降水、蒸發(fā)、溫度、濕度和風等，徑流取決于降水、降水與氣象因素有關。 土壤、巖性和地質(zhì)構(gòu)造：影響入滲及地下水的補給，因而也影響到徑流的變化。 植被：增加植

7、被能減緩地面徑流、增加入滲和地下水的徑流量。森林覆蓋率加大可使年雨量有所增加，同時也增加了流域蒸發(fā)量。流域地形特征：主要對流域內(nèi)降水和徑流量變化的影響。秦嶺以南雨水流入長江，秦嶺以北雨水流入黃河。11二、河流的組成1、河流分段河源：指河流的發(fā)源處。可以是溪澗、泉水、湖泊或沼澤等。上游段：直接連接河流。特點：落差大，水流急，下切和侵蝕作用強，多急流險灘和瀑布。中游段：特點：坡降變緩，下切力減弱，旁蝕力加強，河道有彎曲，兩岸有灘地，河床較穩(wěn)定。下游段：特點：坡降平緩，流速較小，常有淺灘、沙洲，淤積作用較顯著。河口：是河流的終點，即河流注入海洋、湖泊或其他河流的地方。有些河流最終消失在沙漠之中，無明

8、顯河口，這種河流稱瞎尾河。122、河流組成主要從平面、縱斷面和橫斷面反映。平面見圖3-2、3-313組成：由彎段、直段及彎段部分的凹岸和凸岸組成。河道的深水線：將任一河段劃分為無數(shù)與流向正交的斷面，再將每個斷面中的最深點連成一線，該線的水平投影稱河道的深水線。主流線：將上述各橫斷面上的最大流速連成一線，該線的水平投影稱主流線。一般情況下，深水線和主流線的位置大致重合。在彎曲處，深水線總是靠近彎段的凹岸。14縱斷面：指沿河流深水線的斷面。如圖3-4，可以反映出河床坡降和水面坡降在縱向變化特征。15在通過同樣的流量時，因為彎段的斷面較大，所以水面坡降較緩；直線段斷面較小，因此坡降較陡。洪水流量大，

9、沿著彎斷的深水線流速極大，此時直線段的流速反而不如彎段深水線內(nèi)的流速大，所以彎段深水線處(斷面1，3，5)的泥沙被沖刷，淤積在直線段上?？菟诹髁啃。唤档蜁r，河流的含沙量也少，但直線段斷面面積減小，因而與彎段比起來坡降較陡，流速較大，所以枯水期直線段河底泥沙又被沖刷，回淤到彎段內(nèi)。彎段的深水線處總是比直線段內(nèi)的水深，彎段稱深槽，直線段稱淺槽，圖3-5。 1617第三節(jié) 河川徑流河川徑流：指降落到地面上的降水，由地面和地下流入河川，途徑某一指定斷面的水量，稱河川徑流。此斷面一般為水文站、取水構(gòu)筑物所在的斷面等。也稱“出口斷面”。其中來自地面部分的稱為地面徑流，來自地下部分的稱地下徑流(地下水

10、)，水流中挾帶的泥沙則稱為固體徑流?！昂哟◤搅鳌背鉃楹恿鞯膹搅髁客猓€具有更加廣泛的意義，即有關河流中水流所有現(xiàn)象的綜合概念也稱“河川徑流”。徑流隨時間的變化過程，稱為徑流過程。18一、徑流的表示方法表示徑流的特征值主要有1、流量Q：指單位時間內(nèi)通過河流過水斷面的水量，以m3/s為單位。流量有瞬時流量，日平均流量，月平均流量，年平均流量和多年平均流量之分。流量過程線 ： 由 實 測 各 時 刻 流 量 可 繪 出 流 量 隨 時 間 的 變 化 過 程 線(Q-t)2、徑流總量W：在一定時段內(nèi)通過河流水斷面的總水量，以m3計。由于它是一個相當大的數(shù)字，實際常用億(108)米3或公里3(109

11、米3)表示。19203、徑流模數(shù)M： 單位流域面積F(公里2)上平均產(chǎn)生的流量Q(m3/s),叫徑流模數(shù)，以m3/s.km2計 。4、徑流深Rt：是設想將計算時段徑流總量平鋪在整個流域面積上所得的水深，單位：mm，即Wt徑流總量m，t-時段s， -平均流量m3/sF-流域面積km2，Rt某時段的徑流深度mm215、徑流系數(shù)：為某時段內(nèi)的徑流深度與同一時段內(nèi)降水量之比，以小數(shù)或百分數(shù)計，即6 各特征 值之間的關系：22二、徑流的形成過程 河流徑流形成的過程：指自降水起到河水流出出口斷面上的整個過程，如圖3-10。 影 響徑 流 的 形 成 過 程 的 因 素： 大 氣 降 水 的 多 樣 性 和

12、 流 域 自 然 條 件 的 復 雜 性 以 降 水 補 給 的 河 流 為 例 徑 流 的 形 成 過 程 分 為 四 個 階 段： 降 水 階 段、蓄滲階段、坡面漫流階段 、河槽集流階段23三、影響河流徑流的主要因素1降水和蒸發(fā)：這是影響河流徑流的最重要因素，它直接控制著徑流量和損失量的大小。 降水時間長，徑流大(相對降水強度同等情況)降水強度大，徑流大；反之小，徑流過程緩慢在流域下游降水時，徑流的漲落變化較快，且洪峰時間短，洪峰量大；若在上游流域集中降水時，正好反之。 蒸發(fā)強度大的地區(qū)，降水前土壤水分已全部蒸發(fā)，降水后有大量水分，消耗于下滲。 242地形： 地 面 高 程、 坡 度、 切

13、 割 程 度地形越陡、切割越深，坡面漫流和河槽匯流的水流速度越大，地表徑流損失小。（ 山 區(qū) 河 流 的 徑 流 變 化 比 平 原 區(qū) 河 流 強 烈）高程增加，水蒸汽增加，降水量越大，氣溫下降，蒸 發(fā)量減少，地表徑流增大。 （在 氣 流 中 含 水 蒸 氣 較 少 的 地 區(qū) 不 成 立）3地質(zhì)地質(zhì)因素包括土壤性質(zhì)、巖石的分布以及地質(zhì)構(gòu)造等。主要直接或間接控制著降水的下滲量、流域的沖刷以及地下水對流的補給量等，因而在一定程度上也影響著河流徑 流量和泥沙情勢。254植被 ： 影 響 形 成 徑 流 的 多 少、 徑 流 的 過 程 等5流域的幾何形態(tài)主要指流域的形狀和面積。流域形狀不僅影響徑流量的大小，而且還影響徑流的過程。大流域的徑流變化比小流域的變化平緩。 流 域 的 溫 度 、 濕 度 、 及 人 類 的 活 動 等 都 影 響 著 徑 流 的 形 成 和 徑 流 的 變 化 過 程 。26第四節(jié) 河流補給類型及分類一、河流補給類型1 雨水補給型：特點：河流徑流量的變化過程隨著降雨而變，雨季河水量大、水位