演講人李冬桂12025/12/29第

部

分水

文

學2025129第一

章緒

論25/12/29

3通過本章節(jié)的介紹，主要了解有關的水文概念，對水文學的學習有個粗略的認識。2025/12/29§1—1

水文現(xiàn)象及水分循環(huán)1、水文現(xiàn)象——地球上的水在太陽的輻射和地心引力的作用下，所發(fā)生的降水、蒸發(fā)、

滲流和徑流現(xiàn)象統(tǒng)稱為水文現(xiàn)象。2025/12/29(1)降水

—

—

指

雨

、

雪

、

霧

、雹、

霰。降水的形式下雪前降落的小冰粒水文的四大表現(xiàn)形式：蒸發(fā)徑流降水滲流指：截流蒸發(fā)地面蒸發(fā)葉面蒸發(fā)水面蒸發(fā)海洋蒸發(fā)水上升為水汽的五種形

式。(2)蒸發(fā)2025/12/29入滲地表水經過土壤表面進入土壤的過程。包含滲透水分在土壤中的運動。(3)滲流2025/12/29地下徑流

——指水流沿地下一定路徑流動。分為地面徑流

——指水流沿地面一定路徑流動。2、本水文學研究的主要對象河川徑流2025/12/29

9(4)徑流3、水分循環(huán)(1)大循環(huán)——由海洋蒸發(fā)的水汽降到陸地后又流入海洋的循環(huán)。(2)小循環(huán)——由海洋蒸發(fā)的水汽成為降水后又直接落入海洋，

或者降落在陸地上的水在流入海洋之前就又蒸發(fā)

到空中，這種局部循環(huán)稱為小循環(huán)。2025/12/29云與大氣中水汽降水(雨、雪、雹等)雪量計或測雪場雨量計觀測井深層滲漏巖石或不透水層水文站海洋蒸發(fā)站地面

徑

流地下徑流云與大氣中水汽降水(雨、雪、雹等)水面蒸發(fā)地面蒸發(fā)2025/12/29§1—2

水文學的研究領域及發(fā)展1、水文學概念——水文學是研究地球上各種水體的形成、運動變化規(guī)律以及地理分布的科學。2025/12/292、分類(1)按研究水體可分為：河流水文學

湖泊水文學

沼澤水文學河川水文學

海洋水文學

地下水文學土壤水文學

大氣水文學2025/12/29

13水文測驗學

水文調查學水文實驗2025/12/29

14(2)據(jù)所采用的實驗方法可分為：水文學原理

水文地理學水文動力學水文預報

水文分析與計算(3)據(jù)研究內容可分為：2025/12/29

15農業(yè)水文學土壤水文學城市水文學工程水文學森林水文學研究流域規(guī)劃、水文計算、水文預報(

4

)

據(jù)應用分類2025/12/2916(5)隨著科技發(fā)展，又有：2025/12/29

17水文學是與給排水工程密切相關的一門學科。主要研究從降水到徑流入海這一段中地面徑流的規(guī)律、測量方法及在工程中的應用?！?—3

水文學與給排水工程的關系2025/12/29

181、水文現(xiàn)象時程變化的2、水文現(xiàn)象地區(qū)分布的周期性隨機性相似性特殊性的對立統(tǒng)一的對立統(tǒng)一§1—4

水文現(xiàn)象的特性2025/12/29

19成因分析法

數(shù)理統(tǒng)計法地理綜合法2025/12/29§1—5

水文學的研究方法第二章水文學的一般概念與水文測驗2025/12/29·掌握水位～流量關系曲線的繪制及延長·

了解河川徑流的基本概念·

掌握一般的測流方法，能進行有關問題的計算。2025/12/2922§2—1

河流與流域一、干流、支流和水系1、干流——直接注入海洋、湖泊的河流。2025/12/2923一級支流直接注入干流的河流二級支流注入一級支流的河流2、支流——流入干流的河流。2025/12/29

24又可分為3、水系——河流的干流及全部支流所構成的脈絡相通的河流系統(tǒng)，稱為河系或水系。常用干流名稱來命名2025/12/29

25二、河長及彎曲系數(shù)1、河長——從河源到河口的距離。是確定河流落差、比降和能

量

的基本參數(shù)。2、彎曲系數(shù)表示河流平面形狀彎曲程度的參數(shù)——河道全長與河源到河口直線距離之比。2025/12/2926三、河槽的基本特征1、河流的平面形態(tài)一般可以用下面幾個參數(shù)來表示圖2.12025/12/29凹岸等深線凸岸

A?洪水位枯水位A-A2025/12/29A?洪水位枯水位A?-A?(淺槽斷面)28A?凸

岸.5

1.01.25

1.5凹岸A3101.5長江南京附近八卦洲分漢型河段長江下荊江蜿蜒型河段黃河花園口游蕩型河段順直型河段2025/12/291>基本河槽——

主槽或枯水河槽2>洪水河槽——

河漫灘或河灘有單式斷面

和復式斷面(1)橫斷面

—

—

與水流方向正交的斷面2025/12/29

302、河流橫斷面洪水位枯水位沖積層基巖基本河槽圖2—3河流橫斷面圖示2025/12/29臺地河漫灘洪水河槽31深泓線即溪線——沿河流各過流斷面最大水深點的連線中泓線——沿河流各過流斷面最大流速點的連線2025/12/29

323、河流的縱剖面——沿河流深泓線的剖面可明顯的表示出河底縱坡和落差分布4、河流的比降——即河流的坡度是單位河長的落差(河段兩端的河底高程差)河流長度——沿溪線測量的長度2025/12/29其

中

：

Z,

、Z?

—

若為河面高程差，則

s為

河面比降；若為河底高程差，則

s

為

河底比降。如果一條河流各段比降不同，一般可用分段計算法，求得平均比降。2025/12/29

34計

算

：(1)*縱比降計算式：

6—31式(p186)各相鄰兩斷面之間的距離。各斷面高程。2025/12/29

35其

中

：(2)橫比降

—

—

指水面的橫向比降。1>產生橫比降的原因：地球自轉產生的偏轉力；河流彎道處所受離心力；流速分布的不均勻性。2025/12/29Today'sWANKO地球自轉偏力作用：地球由西向東自轉，其自轉偏力將造成自北向南流動的河流右岸受沖刷；自南向北流動的

河流左岸受沖刷。a)彎段河道螺旋流

b)重力與離心力作用

c)斷面單環(huán)流現(xiàn)象d)斷面沖淤現(xiàn)象

e)

平面河流呈蜿蜒曲折平面形態(tài)a)直段河道螺旋流：原因是橫向與垂線流速不均勻。b)退水時河道螺旋流：退水時，河中水位下降快，兩岸退水慢，水流一面向下游流動，一面向河道集中，且呈兩螺旋流，橫斷面呈凹形水面。c)

漲水時河道螺旋流：漲水時，河中央上漲較快，斷面呈中高岸低的“水拱”形，且呈兩螺旋流。漲水時水流沖刷兩岸，故常出現(xiàn)崩岸，泥沙向河中搬運；退水時，河中受沖刷，泥沙向兩岸搬運而淤積。直段橫比降及水內環(huán)流現(xiàn)象在過水斷面上形成一封閉的

環(huán)

流

，與縱向水流結合形成漩渦流，從而將沖刷凹岸，淤積凸岸，影響取水口位置的選擇。2025/12/29

402>造成的后果：四、河流的分段1、河流

——江、河、溪、溝統(tǒng)稱河流。2、形成

一

地面上的水在重力作用下，沿著陸地

表面上的線性凹地流動，從而形成河

流。3、分段

——一條發(fā)育完整的河流，按河段的不同特性，可分為以下幾部分：2025/12/29

41(1)河源——河流的發(fā)源地。即開始具有地面水流的地方。例如：泉水、冰川、溪澗2025/12/29特點4水

流

急

，落差大，沖刷強

烈

。(2)上游——緊接河源上端，奔流于深山峽谷中的一段河流。2025/12/29

43特點比降變緩，沖淤近乎平衡，流量增大

。(3)中游

——上游以下的一段河流。2025/12/29

44(

4

)

下

游

——

河流的最下一段。洪水位枯水位沖積層基巖基本河槽臺地河漫灘洪水河槽2025/12/29

45谷坡特點斷面變大，流速驟減，極易形成沙洲或三角洲。(

5

)

河

口

河流的終點。河流注入海洋、湖泊或其它河流的地方。2025/12/29

46流

域

—

指河流的集水區(qū)域。凡降落在該流域的水最終都將匯入該條河流中。分水線

—

—

即流域四周的邊界線。地勢最高點的連線。2025/12/29

47五、分水線及流域1、

有關概念：流域面積——流域分水線所包圍的面積。閉合流域——地面分水線與地下分水線所重合的流域。非閉合流域——地面分水線與地下分水線不重合的流域。2025/12/29地面分水線與地下分水線重合甲河49閉合流域非閉合流域2025/12/29地上分水線不透水層地下分水線乙河2、流域的基本特征：主要指流域的幾何特征、自然地理特征及人類活動的影響。決定著每一區(qū)域河流形成過程的具體環(huán)境，并影響徑流的變化規(guī)

律。2025/12/29

JU流域的面積平均寬度平均坡度不對稱系數(shù)等(1)流域的幾何特征——主要指流域面積的大小和分布情況。2025/12/29

51流域的形狀平均高程地理位置氣象條件下墊面因素地理位置；地形；植被；2025/12/29

土壤；湖泊率；地質構造。后詳敘(3)人類活動(2)自然地理特征的路徑流動的水流。徑流是水循環(huán)中的一個重要環(huán)節(jié)。降落到地面上的水除了下滲和蒸發(fā)等損失外，其余水流

均以徑流的形式注入河流。J3§2—2

河川徑流及表示方法一

、河川徑流的基本概念1、徑流——降落在地表上的雨水沿著一定地面徑流地下徑流2025/12/292、河川徑流——降落到地面上的水，由地面和地下匯集到河系并沿河槽流動的水流，統(tǒng)稱河川徑

流

。河川徑流的水源主要是大氣降水。其中枯水期以地下徑流為主，

洪水暴雨期以地面徑流為主。2025/12/291、流量

Q

——單位時間通過某河流

過流斷面的水量。2、徑流總量W——

一段時間內通過某河計

算

式

：W=QT河川徑流的幾個特征值單位：m3/s單位：m3二、河川徑流的表示方法流過流斷面的總水量。2025/12/29553、徑流模數(shù)4、徑流深度單位：m2025/12/29

56的平均水層厚度。單位：m/s計

算

式

：計算式

：到PP——同一時段內的降水量。以上五個特征值之間因為

R<P,所以α<1。但其多年平均值

Ro/P?

一

般比較穩(wěn)定，且具有區(qū)域性。的關系可以互相推出2025/12/29

575、徑流系數(shù)a——同一時段內，流域上徑流深度與降水量之比。計算式：一、河川徑流形成過程及其特征時期1、徑流的形成

以降雨補給河流為例為了研究方便

，通常可以將徑流的形成分為四個階段§2—3

河川徑流形成過程及影響徑流的因素2025/12/29

58即：1.降水過程能簡述3.坡地漫流指植物截留、下滲、填洼、

及蒸

發(fā)。2.蓄滲過程4.河槽集流2025/12/29

59產流過程徑流形成過程匯流過程降水過程滲蓄過程坡地漫流土壤中匯流地下水匯流河網匯流流域過程河槽過程2025/12/29

60(a)(b)圖2.7

徑流形成過程示意圖(a)流域平面圖；(b)I-I剖面圖1—洪水水位；2—枯水水位；3—地下水位2025/12/29填洼蒸

發(fā)坡地漫流滲地下水Q出口

斷面散發(fā)截

留2、河流水源的來源(1)降水徑流

我國的河流大多以此為主。(2)融雪徑流

局部地區(qū)或地段的河流以此為主。如：青海、新疆2025/12/29是影響徑流量的決定性因素降水

對徑流影響最大。若降水強度大，歷

時短，則徑流量大。2025/12/29

63二、影響徑流的主要因素1、各種自然地理因素對其的影響(1)氣候因素水面蒸發(fā)蒸發(fā)

陸地蒸發(fā)植物蒸發(fā)如果蒸發(fā)強度大，雨前土壤含水量小，則降水損失大，徑流量

小

。2025/12/2964平均年蒸發(fā)量800150010005002025/12/29

65平均年降雨量(mm)圖2.9400

0

4008001200平均年徑流量2000(2)流域地理位置——將直接影響降水量的多少(3)流域地形特征——地勢陡峭，匯流時間短，則徑流量大。2025/12/29出海出口斷面2025/12/29小

大ⅢI67(5)流域的植物被覆——由于植物被覆截留降水，從而將會延緩坡地漫流的速度，增加滲流，減少蒸發(fā)。(6)土壤及地質構造——影響下滲，地下水對河流的補給，流域地表的沖刷等。2025/12/29

68(7)湖泊和沼澤

—

—可以通過蓄水作用，調節(jié)徑流變化，特別是蒸發(fā)影響徑流量的大小。2025/12/29

692、人類活動的影響

如水利化措施可以改變流域內自然地理面貌，增強內陸水分循環(huán)，影響徑流的形成和變化過程。3、城市化進程的影響2025/12/29三、地下徑流、固體徑流與溶解質徑流1、地下徑流(基流)——下滲到地下的水經過一段時間后，經過滲透流動注入河流的流動。2、固體徑流

(

泥沙徑流)——指河流中所挾帶的水中懸移質泥沙和沿河底滾動的推移質泥沙。2025/12/29

71溶解質的各種主要成分都有專門的計算式和測定方法3、溶解質徑流

-河流中所攜帶的粒徑小于10

-5mm的微粒物質2025/12/29衡方程式是水文分析計算的有力域中各水文要素(降水，蒸發(fā)，量變化關系。假設有一閉合流域如圖所示據(jù)連續(xù)性方程有：

P+V?=R+E+V?2025/12/29

73§2—4

流域的水量平衡圖2.12

閉合流域水量平衡示意圖其

中

：P——

流域的平均降水量；R——出口斷面的徑流量；E——流域的平均蒸發(fā)量；V?——

時段開始時流域的蓄水量；V?——

時段末流域的蓄水量。2025/12/29

742、以上平衡方程式還可以寫作多年平均值的形式：2025/12/29

75_

P?=Ro+E?即：——流域多年平均降水量——流域多年平均徑流量——流域多年平均蒸發(fā)量2025/12/29

76

—徑流系數(shù)(徑流量與降水量之比)

蒸發(fā)系數(shù)(蒸發(fā)量與降水量之比)2025/12/29

77或者寫作：§2—5

水文資料的觀測方法與收集水文測驗——對各項水文要素

(降水，徑流，蒸發(fā)，水位，泥沙，流量等)

的觀測。2025/12/29水基準面現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)定用青島驗潮站黃

海平均海平面為標準一、水位觀測1、水位——水面相對于某一水基準面的高程。2025/12/2979一般用于水位變化頻

繁

，人工直接觀測不便的河段。2025/12/29

80直接水尺法自動水位計矮樁式懸垂式直立式傾斜式2、測驗方法：水尺示意圖2025/12/2932圖81b)懸錘式水尺1、刻度尺

2、索尾上的記號3、軟

索

4、滑輪5、橫梁

6、重錘2025/12/29圖2—13

直立式水尺分段設立示意圖2025/12/29觀測時水位0.1~0.2m

最低水位水尺讀數(shù)水尺零點高程根據(jù)水準點高程求水尺零點高程水準點高程□最高水位水位絕對基面水尺板一水準點靠樁83自記水位計2025/12/29零點高程

——水尺上的刻度起點與某一基準面的垂直距離。3、水位計算：水位=水尺零點高程

+水尺讀數(shù)2025/12/29

85二、流量測算

須測定過流斷面面積與斷面平均流速1、過流斷面面積的測定：(A)

測定各測點的水深(B)

測定各測點與某固定點的水平距離據(jù)此繪制過流斷面圖并計算面積方法2025/12/2986旋杯式(A)

流速儀法(B)浮標法2、流速的測定：旋漿式方法2025/12/29圖2.

15

旋槳式流速儀1—旋槳；2—身架；3—接線柱；4—固定螺絲；5—尾翼；6—反牙螺絲套；7一懸桿88圖2.14旋杯式流速儀1一旋杯；2—傳訊盒；3—壓線螺帽；4—尾翼；5—平衡錘；6—懸桿2025/12/2952>工作原理：流水沖擊旋轉器使其旋轉，據(jù)流速儀所指示的轉速計算流速2025/12/29

89(1)流速儀法：1>流速儀的主要

構造信號記錄器尾翼旋轉器方法在測流斷面上，布置數(shù)條垂線，每條垂線上布置若干測點。用流速儀測出各點的流速，最終求得整條垂線上的平均流速，并進而求得部分斷面的平均流速。點流速→垂線上的平均流速→

部分斷面的平均流速

→

流量902025/12/292025/12/2991測速原理：據(jù)浮標通過上、下游的時間來測算速度。由上部的小浮標和下部的大浮標及細繩組成(2)浮標法：凡是能浮于水面上的物體，均可做成浮標。2025/12/29

92深水浮標：深水浮標用于測某水深點處的流速，它由上部小浮標(指示標)和下部大浮標(深水部分)其間用細繩連成一體，見圖。上浮標做成流線形，以減少水流阻力，露出水面部分體積宜小，以減少空氣阻力。下浮標為十字形以利接近流速浮移。上下浮標所連細繩長度應使下浮標位居測速點的深度。據(jù)上浮標漂浮速度計算下浮標速度

·

。2025/12/29

93砂粒深水浮標石塊一水面浮標植物桿

原木

竹

筒1、泥沙的分類

——據(jù)河流泥沙的運動狀態(tài)(1)河床質泥沙

組成河床的泥沙2025/12/29

94指

懸移質輸沙率

推移質輸沙率三、泥沙測算(2)懸移質泥沙(懸沙)粒徑較小，其沉降速度小于水流垂直方向的脈動速度，可懸于水中，隨水下移，其較粗的部分顆?？膳c推移質交換。(3)推移質(底沙)沿著河底滾動，滑動，或躍動，并經常與河床質發(fā)生交換。2025/12/29

95(1)計算式：Q=QCQ——測流斷面的流量Cs——斷面的平均含沙量2、懸移質輸沙率

Q?——單位時間內通過測流斷面的懸移質泥沙重量。2025/12/29

96在河流中選定的測點處取含沙的水樣，然后測出體積，將泥沙沉淀，過濾，烘干，并稱出

其泥沙的重量，計算出該點的含沙量。(2)含沙量

的

測

算

：2025/12/2997Cs——

部分斷面的平均含沙量(N/m3)其

中

：q

——部分斷面的流量

(m3/s)由點含量→垂線平均含沙量→部分斷面的平均含沙量2025/12/29

98(3)計算：1、儲水筒；2、筒蓋；3、彈簧；4、撐爪；5

、

鐵

錘

；6、鋼索橫式沙洋采集器(懸移質泥沙)2025/12/2999測

算

：利用推移質采樣器，在測沙垂線底部取泥沙，以求得各測沙垂線處單位寬度內的輸沙率，進而計算整個斷面的輸沙率。3、推移質輸沙率—

—單位時間內通過測流斷面的推移質泥沙重量2025/12/29

1001632

5推移質采樣器(推移質泥沙)1、外殼；

2一鉛板；

3、跳板；4、橡皮板；5、底盤托板；6

、

尾

翼

；

7、吊杯2025/12/29

101水文手冊水文調查水文年鑒氣象部門水文

資料2025/12/29

102四、水文資料的收集水文數(shù)據(jù)庫水文圖集來源§2-6

水位與流量關系曲線水位與流量關系曲線

——由斷面實測水位與相應的流量點繪而成的曲線。一、曲線的繪制在繪制水位～流量

關系曲線的同時，將

水位～面積

曲線及

水位～流速

曲線按比例一同繪制在坐標紙上。1031、

方

法

：2025/12/292、

意

義

：中

干

相

對

干

流

量

觀

測

、

水

位

觀

測

要

容

易

些

故3、2025/12/29104(2)河床發(fā)生沖淤變化時對

H～Q曲線的影

響(3)江河中洪水漲落時

對H～Q曲

線

的影響G(

水

位

)個G(水位)未沖淤前2025/12/29沖2025/12/29

106落水141516漲水6穩(wěn)定13/12109未沖淤前1718淤11一

般地說，曲線都是由中、低、高水位的測點點繪而成。如果能將其作適當?shù)难娱L，便可以得到特大或特小的點，以滿足設計要求。二、曲線的延長1、

意

義

：2025/12/29

107史梯文斯延長法低水位延長法斷面特征法形態(tài)斷面法2、

方

法

：直接延長法高水位延長法2025/12/29

1081>直接延長法：A、

當延長的水位變幅<20%時，可徒手順曲線

的趨勢作適當?shù)难娱L。B

、當需要延長的水位變幅較大時，可借助于另

兩條曲線，即H～w和H～V

,

間接延長H～Q曲線。2025/12/29

109用于河床無嚴重沖淤的斷面。第一.高水位延長法方法先繪制

H～w曲線；再將H～曲

線

向高水位作大幅延長(高水位時，此曲線趨

于直線，且與縱軸平行，作大幅延長造成的誤差不大

);

最后由高水位時的

w和V

值，得出延長的

H～Q曲線。2025/12/29110水位一流速水位—流量水位一面積Q?W?

V?2025/12/29

1112>史梯文斯延長法：

形態(tài)斷面法A、據(jù)實測的流量及大斷面資料，2025/12/29