第二章河流（River）第一節水系和流域第二節河流的水情要素第三節河流的補給第四節河川徑流的形成過程第五節河川徑流的變化第六節河水的運動第三節河流的補給（一）河流的補給與流量過程線（二）流量過程線的分割（三）河流的分類（一）河流的補給與流量過程線1、雨水補給及其特點（1）完全受降水特性的影響，如雨量、雨強、降雨歷時等。（2）流量過程線上表現為陡漲陡落。（3）每年有一個汛期。

（1）補給量隨氣溫而變化，以一年為一個周期，一年一個汛期。流量過程線較光滑，不會有陡漲陡落。（2）單位面積出水率高。（3）年徑流量比較穩定，各年間變化較小。

2、冰川融水補給的河流及其特點（2）補給量不僅與氣溫有關，而且與上一年的積雪有關，積雪多補給量就大。（1）在年徑流過程線上往往有兩個汛期，其中一個為積雪融水產生，多出現在3-5月(春汛)，另一個出現在6-9月，由降雨補給產生(指季風區)。（3）其流量變化比雨水補給的河流更穩定。

3、季節性積雪融水的補給及特點湖泊和沼澤地對河川徑流有一定的調節作用，水量變化比較均勻，流量過程線比較平緩，變幅小。

4、湖泊與沼澤水的補給及特點5、地下水補給及特點

地下水補給量穩定而連續，流量過程線較平緩，是枯季河流的主要水源。

甲圖是我國一個水電站大壩下游某觀測站在筑壩前后所測得的該河全年流量曲線，乙圖是一個被森林覆蓋的河盆在暴雨中呈現的河流流量曲線和含沙量曲線。讀圖完成下列問題。

（1）甲圖中A、B、C表示這條河流的三種補給形式，其中A是______補給，B是____補給，C是______補給。

（2）甲圖①②兩條曲線，哪條是筑壩后測到的？_____，理由是______。

（3）假設乙圖中暴雨發生時該河盆的森林早已被砍伐，試在圖中繪出可能出現的河流流量曲線及含沙量曲線。森林砍伐前后，該地區呈現的流量曲線特點是______；原因是______________。甲

乙

（二）流量過程線的分割1、地下徑流的分割(在一次洪水過程線上的分割

)

（1）直線分割法

A水平作圖法圖

B斜線分割法圖認為在整個洪水過程中，地下水量沒有大的變化，而且漲水之前的河水全為地下水，以a點為高度，水平線作圖到c點，ac線以下為地下水。認為在地表水的漲水過程中，地下水量也在上漲，因此地面徑流終止點c應比起漲點a的位置要高一些的退水曲線終止點，斜線ac以下的部分為地下水。

水平線分割法簡便易行，對地下徑流小，洪水歷時短的流域較為適合。

而對地下徑流比重大、洪水連續時間長的流域，則會造成比較大的誤差，此時改用斜線分割法較為合理。

（二）流量過程線的分割1、地下徑流的分割(在一次洪水過程線上的分割)

（2）估計作圖法

設想：降雨前地下水位下降，降雨后地下水仍處于下降趨勢，假定直到C點，地下水補給開始增加，到了B點，地表水補給結束，此后全為地下水補給，流量過程線變得平緩。ACB以下為地下水補給，以上為地表水補給。面積（km2）

250125050001250025000N（天）

23456（二）流量過程線的分割1、地下徑流的分割(在一次洪水過程線上的分割

)

（3）退水曲線法

設想：地下水在整個河流漲落過程中也有一個漲落過程，起漲點是C點，D點是退水過程線的拐點。DB是標準退水曲線，從D點反向延長至D點。ACDB線就是地下水的漲落過程線。標準退水曲線是根據本流域多次洪水的退水規律綜合制作而成的。（二）流量過程線的分割2、年徑流過程線的分割

（1）地下水徑流過程線的分割（2）季節性冰雪融水徑流過程線的分割

（3）雨水徑流過程線的分割三、河流的分類1、分類的原則

（1）根據補給的水源分；（2）根據徑流的季節分配劃分；（3）根據徑流深度劃分；（4）根據地貌和河床特性劃分。三、河流的分類2、我國河流綜合分為三類：（1）雨水補給的河流

指秦嶺—淮河以南，青藏高原以東，大約以1000mm等雨量線為界，主要河流有長江和珠江水系。圖（2）雨水—融水補給河流指秦嶺—淮河以北的大部分地區，包括東北、華北地區和青藏高原的東部，主要是我國的半干旱地區，大約以400mm等雨量線為界，主要河流有黑龍江、松花江、黃河、海河、遼河等水系。圖（3）融水—雨水補給河流

內蒙古的東北部、黑龍江流域的西北部、阿爾泰山、天山、昆侖山和祁連山的西部、青藏高原的西部、塔里木河、雅魯藏布江的上游等河流，這些河流以冰雪融水補給為主。圖

東部季風區（華北地區）降水集中在7、8月，汛期為7、8月或稍晚一些時間；由于冬春降水少，枯水期出現在12、1、2月份。本區以雨水補給為主，徑流的季節變化隨降水量的變化而變化。東北地區由于緯度較高，冬季嚴寒，積雪深厚，春季積雪消融，4、5月份形成一次汛期（春汛）；7、8月份東南季風帶來降雨，河流又出現第二次汛期（夏汛）；冬季氣溫低，河流封凍，小河流會斷流。西北內陸地區降水稀少，河流主要補給水源是冰川融水。冰川消融量隨氣溫的增高而增加，故該地區河流7、8月份水量最大；冬季氣溫低，冰川不融化，河流斷流；由于冰川融化量有限，加之蒸發強烈和下滲量大，故該地區河流流量一般不超過250m3/s。南部沿海地區

每年5月因夏季風帶來降雨，出現第一次汛期；該地區8、9月份多臺風雨，故出現第二次汛期；本地區緯度低，又瀕臨海洋，是我國降水量最豐富的地區，所以流量大，汛期長，無結冰期，水位差較小。西南喀斯特地區溶洞、暗河等發育，促使地表水下滲，導致地表河流徑流量變小。第三節河流的補給（一）河流的補給與流量過程線（二）流量過程線的分割（三）河流的分類第二章河流（River）第一節水系和流域第二節河流的水情要素第三節河流的補給第四節河川徑流的形成過程第五節河川徑流的變化第六節河水的運動第四節河川徑流的形成過程第四節河川徑流的形成過程河川徑流主要由降水形成，本節主要討論降雨徑流的形成過程及其影響因素。從降雨到徑流流出出口斷面的過程可分為四個階段(過程)。I.降水階段

II.流域蓄滲階段

III.地面產流階段

IV.流域匯流階段

一、降水階段（一）降水特性（二）流域平均降水量的計算一、降水階段（一）降水特性1、降水量(mm):日降水量、次降水量。2、降雨強度——雨強（毫米/時）：指單位時間的降水量。

3、降水過程：降水在時間上的分配4、暴雨范圍（降水范圍）一場降雨的覆蓋面積圖

5、暴雨中心的移動路徑

重慶陳家橋萬余群眾遭洪水圍困

一、降雨階段（二）流域平均降水量的計算

1、算術平均法（N個點的觀測值）2、加權平均法以雨量站所代表的面積占流域面積的比重為權重。（1）等雨量線法：A、根據已有的降水資料（一次降水）繪制流域的等雨量線圖；B、分別求出兩條等雨量線之間的面積（實地面積fi）；C、分別求出兩條等雨量線之間的平均降水量:

D、求出流域的平均降水量

:2、加權平均法（2）泰森多邊形法（垂直平分法）A、將各雨量點用直線與鄰近的點連接起來，形成三角形；B、對三角形的每一條邊作垂直平分線，幾條垂直平分線所包圍的區域就是這個雨量點代表的面積；2、加權平均法

C、雨量站代表的面積為fi，區外的雨量站也可用以計算平均降水量，但它代表的面積只是流域內的部分。2、加權平均法（3）客觀運行法A、將流域均勻分出若干網格，得到若干格點。權重

C、求流域平均降雨量。其中

權重系數

J點降雨量

B、用鄰近各雨量站數據確定個格點雨量。二、流域蓄滲階段（降雨損失階段）

植物截留下滲填洼（一）植物截留及其影響因素

在有植被的地方，雨水首先到達植物的葉面和樹干上，當雨水滿足這部分水以后才會到達地面，這個過程稱為植物截留過程，截留的部分雨水最后消耗于蒸發。（一）植物截留及其影響因素影響因素：1）植物的種類：闊葉林大于針葉林2)植被的密度：

密林大于疏林3)植物的生長階段：生長期大于枯萎期4)成林大于幼林。

植物截留量計算模型：

I：植物的截留量（單位為mm）;C：樹葉表面積與投影面積的倍比(C＞1);W：單位投影面積的截留量（mm）：停留在樹葉上的降雨量E：是雨期內單位樹葉面積的蒸發強度；T：降雨的時間。顯然“CET”是雨期的蒸發量；K：是常數，根據植物的狀況推求：

P：是一場降雨的雨量。（一）植物截留及其影響因素（二）下滲及其影響因素1、下滲的物理過程及其計算（1）下滲過程：當雨水到達地面后，在土壤或巖石顆粒的分子力、毛管力和重力的作用下將一部分水滲透到土壤或巖石中，這個過程叫下滲過程。

下滲的水分首先要使表層土壤達到飽和，或超過分子水、薄膜水和毛管水，才會產生重力水，在重力作用下重力水可以到達潛水面，補充地下潛水。（2）下滲能力曲線

下滲的水量開始較大，然后隨土壤中的含水量增多而減少，也就是下滲能力隨時間而衰減，最后達到一個穩定的下滲量（fc)。下滲總量隨時間的推移而增加下滲曲線和下滲累積曲線

霍頓公式：

土壤中的含水量是在增加的，下滲總量的計算模型為：

注：這個模型的使用條件是下滲水量為充分供水，即降水量總是大于下滲能力。

f0：初始時的下滲能力β：滲透系數fc：穩定下滲能力t：是下滲時間（2）下滲能力曲線

（ft）

2、影響下滲的因素（1）土壤或巖石的透水性：（2）土壤前期的含水量：（3）降雨特征：（4）地形的坡度:（5）植被:

（三）填洼及其影響

流域上有大大小小的洼地，如水庫、池塘、湖泊、水坑、稻田和其它洼地，這些地方都可以蓄積一定的地表徑流，地表徑流首先要滿足這些洼地后，才會進入河槽。三、地面產流階段地面徑流的產流機制流域產流的兩種模式（一）地面徑流的產流機制地面產流的條件:降雨強度(i)必須大于各種損失強度。則：t時刻的產流量為：即：徑流量=降水量–植物截留量–蒸發量–填洼量–下滲量產流條件中最根本的是：（二）流域產流的兩種模式超滲產流蓄滿產流（二）流域產流的兩種模式1、超滲產流當包氣帶很厚，而且前期土壤含水量很少時，地下水埋藏較深，降水下滲的峰面不能到達潛水面，此時i>f,地面就會產流。產流量：

超滲產流的條件：

下滲的總量：R：產流量i：降雨強度f：下滲強度

2、蓄滿(飽和)產流：

在濕潤地區，包氣帶很薄，地下水位較高，降雨的下滲很快就會使包氣帶達到飽和，于是產流。對全場降雨而言，降雨的損失量為：Wm-W0(包氣帶最大蓄水量與降水前期土壤含水量之差

)產流量：產流條件：

R:產流量X：降雨量Wm：飽和含水量W0:土壤前期含水量2、蓄滿(飽和)產流：

下滲曲線和下滲累積曲線當i>fc時就會產生地面徑流。蓄滿產流的徑流由兩部分組成：地表徑流Rs和地下徑流Rg兩種產流模式的區別：

超滲產流

蓄滿產流

產流條件：

i>fX>(Wm-W0)徑流水源：

地表徑流Rs地表徑流＋地表徑流

(Rs＋Rg)適應地區：

干旱和半干旱地區山地

濕潤地區

四、流域的匯流階段徑流沿著坡面匯集到河槽，再由河槽匯集到河流的出口斷面，這個過程就是徑流的匯流過程，或叫匯流階段。

四、流域的匯流階段坡面匯流階段河槽匯流階段匯流中的影響因素(一)坡面匯流階段

1、狀態：

2、流量

3、流速、持續