1、第三節(jié) 河流,一、河流、水系和流域,（一）河流 1、河流：指陸地表面經(jīng)常性或周期性有水流動的 泄水凹槽。河流是流動的水與河谷的總稱。 2、河流的分段：河源、上游、中游、下游、河口等五個部分。,河口的分段,近口段 潮區(qū)界潮流界,河口段 潮流界口門,單向水流,雙向水流,口外海濱段 口門三角洲前緣,近口段、河口段、口外海濱段,陸,海,3、河流縱斷面,河流縱斷面是指沿河流中線（也有取沿程各橫斷面上的河床最低點(diǎn)）的剖面，測出中線以上（或河床最低點(diǎn)）地形變化轉(zhuǎn)折的高程，以河長為橫坐標(biāo)，高程為縱坐標(biāo)，即可繪出河流的縱斷面圖?？v斷面圖可以表示河流的縱坡及落差的沿程分布。 河流縱斷面用比降（ i ）表示：,H上

2、、H下 分別為河段上下游 河槽（或水面）上兩點(diǎn)的高 程；H上H下 則為河段的落 差；L 為河段長度。,（二）水系,水系：指由干流和各級支流組成的河流系統(tǒng)。,河流的分級,4,4,3,河流的分級,1、水系特征,包括河長、河網(wǎng)密度和彎曲系數(shù)。 河長指從河口至河源沿河流軸線 所量得的長度。 河網(wǎng)密度指流域內(nèi)干支流的總長 度與流域面積之比，即單位面積內(nèi)的河 道長度。,kmkm2,km,km2,彎曲系數(shù),彎曲系數(shù)是指某河段的實(shí)際長度與該河段直線 距離之比。K 值越大，河段就越彎曲。,2、水系的類型 扇狀水系：干支流呈扇狀分布，各支流較集中 地匯入干流，流域呈扇形或圓形。如海河。 羽狀水系：支流從兩岸相間匯

3、入干流。如灤河。 平行狀水系：各支流平行排列。如淮河左岸。 樹枝狀水系：干支流分布呈樹枝狀。如西江。 格狀水系：支流成90角匯入干流。河流發(fā)育 受兩組互相垂直的構(gòu)造線控制。如閩江。,3、水系的發(fā)育,初 期多湖泊分布，支流少而小； 伸長期溯源侵蝕，干支流系統(tǒng)初步形成； 擴(kuò)張期溯源侵蝕、側(cè)蝕強(qiáng)烈，水系密度最大； 合并期河流劫奪（襲奪），長期侵蝕后轉(zhuǎn)向 堆積，水系越來越簡單化。,風(fēng)口,斷頭河（被奪河）,襲奪河,A,B,襲奪灣,（三）流域（河盆）,河盆系統(tǒng),流域的基本概念與特征,分水嶺：指劃分相鄰水系或河流的山嶺或 河間高地； 分水線（分水界）：分水嶺最高點(diǎn)的連線； 地表分水線受地形影響，地下分水線則

4、受地 質(zhì)構(gòu)造和巖性控制； 流域（河盆）：指分水線所包圍的區(qū)域； 流域特征：包括流域面積、流域形狀、流 域高度、流域坡度、干流流向等。,二、河流的水情要素,（一）水位 水位：指河流某處的水面高程。其零點(diǎn)稱為基面。,水位變化：主要受水量影響；包括季節(jié)變化、年際變化等； 水位過程線：是指水位隨時間變化的曲線。其縱坐標(biāo)為水位，橫坐標(biāo)為時間。水位過程線反映了水位變化的規(guī)律； 相應(yīng)水位曲線：指在同一漲落水期間，上下游站位相相同的水位?？v軸為上游站的水位，橫軸為下游站的水位。依據(jù)相應(yīng)水位曲線可做短期水文預(yù)報(bào)。,（二）流速,流速：指河流中水質(zhì)點(diǎn)在單位時間內(nèi)移動的 距離。即 v L t 其單位為 ms 河道中的

5、流速分布：在縱斷面上，由上游向下 游減少；在橫斷面上，從水面向河底遞減。 謝才公式（天然河道平均流速計(jì)算）：,v 為平均流速； c 為謝才系數(shù)，它與糙率等因 素有關(guān)，我國多采用滿寧公式求得；R 為水力 半徑； i 為水面比降。,滿寧公式， n 為糙率系數(shù),（三）流量,流量：指單位時間內(nèi)通過某過水?dāng)嗝娴乃?體積。 即 Q w v 單位為 m3s ； 式中，w 為過水?dāng)嗝婷娣e；v 為流速。 流量過程線：是流量隨時間變化過程曲線。 縱坐標(biāo)為流量，橫坐標(biāo)為時間。反映徑流變化規(guī)律 水位流量關(guān)系曲線：是水位隨流量變化的 曲線。 即 Q f（H）；縱坐標(biāo)為水位，橫坐標(biāo) 為流量?？捎盟毁Y料推算流量,（四）

6、水溫與冰情,水溫與冰情的變化，主要受太陽輻射、氣溫 等地帶性因素控制，其分布具有地帶性規(guī)律。 如我國秦嶺淮河一線，以南冬季不結(jié)冰，以 北則冬季結(jié)冰。 河流水溫的地區(qū)分布與氣溫分布基本一致， 或略高 1 2 。 河流冰情的三個發(fā)展階段： 結(jié)冰、封凍、解凍。,三、河川徑流,徑流：指大氣降水到達(dá)陸地后，除了蒸發(fā)而 余存在地表或地下，從高處向低處流動的水流。 徑流可分為地表徑流和地下徑流。 河川徑流：指從地表和地下匯入河川后，向 流域出口斷面匯集的水流。 （一）徑流特征值 1、流量 Q ：指單位時間內(nèi)通過某過水?dāng)嗝娴?水的體積，單位為 m3s ； 2、徑流總量 W ：指在一定時段內(nèi)通過某一橫 斷面的總

7、水量，單位為 m3 ； 即 W Q T T 時段長（ s ，如年、月、日等）。,3、徑流深度（R）,指單位流域面積上的徑流總量，即把徑流 總量平鋪在整個流域面積上所得到的水層深 度，單位為 mm 。,W 徑流總量；F 流域面積； 11000為單位換算系數(shù)。,4、徑流模數(shù)（m） 是指單位流域面積上產(chǎn)生的流量，單位為 dm3 （s km2 ）。,Q 流量（m3s） ；F 流域 面積（ km2）；1000為單位 換算系數(shù) 1 m3 1000 dm3,5、模比系數(shù)（K，又稱徑流變率）,指某一時段徑流值（mi，Qi，Ri 等），與同 期的多年平均徑流值（m0，Q0，R0等）之比。,m 徑流模數(shù)；Q 流量

8、； R 徑流深度。,6、徑流系數(shù)（ ）,指某一時段的徑流深度（或徑流總量）與該 時段的降水量（或降水總量）之比。 R 為徑流深度（ mm ）； RP P 為降水量（ mm ）。,（二）河川徑流的形成,1、流域蓄滲階段（產(chǎn)流） 指在降水開始之后，地表徑流產(chǎn)生之前的 降水損失過程。 植物截留：降水被植物莖葉攔截的現(xiàn)象； 下滲：水分滲入土壤和地下的運(yùn)動過程； 填洼：水在地面凹洼處停蓄的過程。 2、坡地漫流階段（匯流） 指降水產(chǎn)流后，水在重力作用下沿著坡地 流動的過程，又稱坡地匯流。 三種主要形式：片流、溝流、壤中流。以 溝流為主。流域上的凈雨量有 85 95 是通過坡地漫流而進(jìn)入河網(wǎng)的。,3、河網(wǎng)匯

9、流階段（匯流）,指坡地漫流到達(dá)河網(wǎng)后，沿著河網(wǎng)向下游 干流出口斷面匯集的過程。是徑流形成的最 終環(huán)節(jié)。 河網(wǎng)調(diào)蓄作用：包括河岸調(diào)節(jié)作用和河槽 調(diào)蓄作用。 漲洪時河水補(bǔ)給河岸地下水； 落洪時河岸地下水補(bǔ)給河水； 河槽調(diào)蓄作用與河流形狀、河網(wǎng)密度和河 槽縱比降有關(guān)。河流長而寬、深度大、河網(wǎng) 密度大、河槽蓄水量多，調(diào)節(jié)作用顯著；河 槽縱比降大、泄流快、調(diào)節(jié)作用較小。,（三）河川徑流的變化,1、年內(nèi)變化 汛期：指河流處于高水位的時期，如夏季； 枯水期：指河流處于低水位的時期，如冬季； 平水期：指河流處于中常水位的時期，如秋季； 2、年際變化 通常用徑流的離差系數(shù)表示年徑流的變化程度。 正常徑流量：指多

10、年徑流量的算術(shù)平均值。,離 差 系 數(shù) 見課本P158,離差系數(shù) Cv 值的水文含義,Cv 反映總體的相對離散程度（即不均勻性）。 Cv 值大，表示年徑流的年際變化大，容易發(fā) 生洪、旱災(zāi)，水利建設(shè)費(fèi)用大；Cv 值小則相反。 降水量少的地區(qū) Cv 值 降水量多的地區(qū)； 雨水補(bǔ)給為主的河流 Cv 值 地下水補(bǔ)給為 主的河流，也 冰雪融水補(bǔ)給為主的河流； 平原和盆地的 Cv 值 相鄰的高山和高原區(qū)； 流域面積小的河流 Cv 值 流域面積大的； 在我國， 河流的 Cv 值大致自南向北增大， 這與降水量變率的分布一致。,（四）特征徑流,1、洪水： 指大量降水短時間內(nèi)匯入河槽，形成特大的徑 流，達(dá)到威脅沿

11、岸地區(qū)安全的程度。洪水又稱 為 “ 汛 ” 。洪水溢出河槽而造成洪災(zāi)。洪澇災(zāi) 害是全世界排位第一的自然災(zāi)害類型。 洪水三要素 洪峰流量 Qm ，洪水總量 W 和洪水過程線。,2、枯水,是指年內(nèi)沒有洪水時期的徑流。枯水徑流發(fā)生在以地下水補(bǔ)給為主的時期，這個時期稱為枯水期。 在我國，南方河流的枯水期是冬季，而北方河流則為冬季春末夏初 。 枯水影響航行、發(fā)電、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)和城市供水。,四、河流的氣候分類,根據(jù)河流的補(bǔ)給和洪水進(jìn)行分類。 1、融水補(bǔ)給的河流 平原及 1000 m 以上山地融雪補(bǔ)給的河流； 山中融雪補(bǔ)給的河流； 春季或夏初融雪補(bǔ)給為主，常年有大量雨 水補(bǔ)給的河流；,河流的氣候分類,2、

12、雨水補(bǔ)給的河流 雨水補(bǔ)給，夏季有洪水的河流； 冬季雨水補(bǔ)給，全年分配較均勻的河流； 冬季雨水補(bǔ)給豐富，夏季降水很少的河流； 氣候干燥而不成的河流； 3、融雪及雨水補(bǔ)給都不足的河流（干涸的河流） 4、冰川補(bǔ)給的河流（南極和格陵蘭所特有）；,第四節(jié) 地下水,第 四 節(jié) 地 下 水,一、地下水概述,地下水：指埋藏在地面以下巖土空隙中的水 體。包括氣態(tài)的、液態(tài)的和固態(tài)的水。地下水 的來源，主要來自大氣降水和地表水的下滲， 小部分來自水汽在地下巖土中的凝結(jié)。,（一）地下水的蓄水構(gòu)造 指由透水巖層與隔水層構(gòu)成的能夠富集和 貯存地下水的地質(zhì)構(gòu)造體。 基本條件： 1、有透水巖層構(gòu)成蓄水空間； 2、有相對的隔水

13、層構(gòu)成隔水邊界； 3、具有透水邊界，補(bǔ)給水源和排泄地下水。,（二）巖石的水理性質(zhì),指巖石與水的貯容、運(yùn)移等有關(guān)的性質(zhì)。 1、容水性： 指巖土容納水量的性能， 用容水度表示。 容水度是單位體積的巖土所能容納的最大 水量。 2、持水性： 指在重力作用下， 巖土依靠分子力和毛管 力保持一定水量的性能，用持水度表示。 持水度是巖土在重力水排出后所保持的水 體積與巖土總體積之比。,巖石的水理性質(zhì),3、給水性： 指在重力作用下， 飽水巖土自由流出一定 水量的性能，用給水度表示。 給水度是從 飽水巖土中流出的水體積與巖土體積之比。 4、透水性： 是指巖土的透水性能。 主要取決于孔隙的 大小和連通性，以及孔隙

14、的多少。,二、地下水的理化性質(zhì),（一）地下水的物理性質(zhì) 1、溫度：,泉水 冷泉（20）； 溫泉（2137）； 熱泉（38 42 ）； 高溫泉（43）； 沸泉（當(dāng)?shù)胤悬c(diǎn)）,TH為H深處地下水 溫度；TB為年平均 氣溫；H 為地下水 深度； h 為地溫年 恒溫帶深度；G 為 地溫梯度33m 。,地下水 20 冷水； 20 50 溫水； 50 熱水 .,2、顏色：,地下水一般無色透明。 3、透明度： 地下水一般是透明的。,4、嗅感和味感： 取決于地下水的化 學(xué)成分和溶解的氣 體。如 H2S 的臭雞 蛋味，有機(jī)質(zhì)的魚 腥味；含CO2多則 爽口，含重碳酸鈣、 鎂Ca、Mg（HCO3）2常常有甜味。,（二

15、）地下水的化學(xué)性質(zhì),1、主要化學(xué)成分 離子：Cl、SO42、HCO3、 CO32、以及H、Na、K、 Ca2、Mg2 等等； 氣體：CO2、O2、N2、CH4、 H2S 等等； 放射性元素：微量，如氡； 2、礦化度 指水中離子、分子及化合物的 總含量，稱為總礦化度，簡稱 礦化度，單位為 gl 。,3、硬 度,水中Ca2、Mg2 的含量稱為硬度。 暫時硬度： 指水煮沸后發(fā)生沉淀的那部 分 Ca2、Mg2。 永久硬度： 指水煮沸后仍然溶在水中的 Ca2、Mg2的數(shù)量。 硬度的表示方法： 德國度（d ，以 1 升水含 10 mg CaO 為 1 度）； 毫克當(dāng)量 即 Ca2、Mg2的 mmoll ，

16、 1 d 0.35663 mmoll . 水的硬度分類（P172）。,三、地下水的運(yùn)動,滲透（滲流）：重力水在巖土空隙中的運(yùn)動。 地下水的運(yùn)動形式：以層流為主、紊流次之。 直線滲透定律（達(dá)西定律）： 層流狀態(tài) v QA KI v 為滲透流速；K 為滲透系數(shù)；I 為水頭梯度。 非直線滲透定律：,下式中，m的變化范圍為 1 2，當(dāng)m1時，即為 達(dá)西定律；而當(dāng)m2時， 則為非直線滲透定律。,紊流時,混合流時,四、地下水的類型,1、上層滯水：存在于包氣帶中局部隔水層上 的重力水。 特點(diǎn)：分布范圍小，水量小而季節(jié)變化劇烈； 補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)一致；補(bǔ)給源是大氣降水和 地表水；耗損形式是蒸發(fā)和滲透；,地下水的

17、類型,2、 潛水：指埋藏在地表以下第一個穩(wěn)定隔 水層之上，具有自由表面的重力水。 特點(diǎn)：潛水面不承受靜水壓力；補(bǔ)給區(qū)與分 布區(qū)一致；動態(tài)變化較不穩(wěn)定，有明顯的季 節(jié)變化；潛水補(bǔ)給條件好，水量豐富；水質(zhì) 容易遭污染。 3、 承壓水：指充滿于兩個穩(wěn)定隔水層之間 的具有壓力的地下水。 特點(diǎn)：承壓水具有一定壓力水頭；補(bǔ)給區(qū)與 承壓區(qū)不一致；動態(tài)變化較穩(wěn)定，沒有明顯 的季節(jié)變化；補(bǔ)給條件較差，大規(guī)模開發(fā)后， 水的補(bǔ)充和恢復(fù)較緩慢；水質(zhì)不易遭污染。,自流水盆地示意圖,4、泉,泉：地下水之天然露頭謂之泉； 按泉水的礦化度分為淡水泉和礦泉兩大類。 礦泉 1 gl ；淡水泉 1 gl ； 礦泉又分為礦泉水和礦化

18、水兩類。礦泉水 有顯著的醫(yī)療價值，而礦化水無醫(yī)療價值。 礦泉水的國際通用標(biāo)準(zhǔn) 水中六種主要離子：碳酸氫根、硫酸根 、氯、 鈉、鈣、鎂 ； 三種氣體：二氧化碳、氡、硫化氫 ; 某些活性元素，如鐵、砷、典、溴的含量為 標(biāo)準(zhǔn)。,溫泉的分布,全世界已發(fā)現(xiàn)溫泉6000多處，中國擁有2600 處以上，占25，居世界首位，而且分布廣泛， 以藏、滇、臺、閩最為集中。 中國是個多泉之國。 世界很多地方因溫泉而成為著名旅游區(qū)。溫 泉水滋潤著植被，美化環(huán)境，調(diào)節(jié)氣候。 “溫泉城”福州，溫泉帶南北長 5 km ， 東西 寬 1 km ，水溫 50 80 ，最高達(dá) 97 ； “西湖雙絕”：龍井茶虎跑水； 名泉釀名酒： “地有名泉，必有佳釀”，如茅 臺、五糧液、青島啤酒等等；,結(jié)束,