工程水文第二章.ppt

X.H.Dong, University of Twente 第二章 水文循环与径流形成 §2.1 水文循环与水量平衡 §2.2 河流与流域 §2.3 降水 §2.4 蒸发 §2.5 下渗与土壤水 §2.6 径流 §2.1 水文循环与水量平衡 内容提要 1.自然界的水文循环、大循环与小循环? 2.地球上的水量平衡 学习要求 1.了解自然界水文循环的现象、原因与作用? 2.掌握海洋的、陆地的和全球的水量平衡原理与方程 §2.1 水文循环与水量平衡 1. 含义： 地球上的水在太阳辐射作用下，不断地蒸发成水汽进入大气，随气流输送到各地；输送中，遇到适当的条件，凝结成云，重力作用下降落到地面，即降水；降水直接地、或以径流的形式补给地球上的海洋、河流、湖泊、土壤、地下和生态水等，如此永不停止的循环运动，称为水文循环。水循环包括了多种的复杂过程，其中最重要的基本现象是蒸发、降水、下渗、径流。 §2.1 水文循环与水量平衡 2. 分类： 大循环：发生在海洋与陆地之间的水文循环，是形成大陆降水、径流的主要形式。 小循环：仅仅发生在海洋或陆地上的水文循环。 §2.1 水文循环与水量平衡 3. 与水资源的关系： 水文循环供给陆地源源不断的降水、径流。某一区域多年平均的年降水量或年径流量，即该地区的水资源量，因此水文循环的变化将引起水资源的变化。 §2.1 水文循环与水量平衡 4.地球上的水量平衡 水文循环过程中，对任一地区、任一时段进入的水量与输出的水量之差，必等于其蓄水量的变化量，这就是水量平衡原理，是水文计算中始终要遵循的一项基本原理。 §2.1 水文循环与水量平衡 依据水量平衡原理，可得任一地区、任一时段的水量平衡方程： 1、对于某一时段△t： ??? 大陆: PC- R- EC=△SC ??? 海洋: P0+ R- E0=△S0 ? 全球: PC +P0 - (EC + E0) = △SC + △S0 2、对于多年平均： ?????? 大陆: PC - R = EC ?????? 海洋: P0 + R = E0 ????? ? 全球: PC +P0 = EC + E0 §2.1 水文循环与水量平衡 5.人类活动对水循环、水平衡的影响 有利影响： 修建水库 引水灌溉 跨流域调水 不利影响： 大面积滥伐森林 排干湖泊、沼泽 过度抽取地下水 §2.2 河流与流域 内容提要 　1. 河流及其特征、河流地貌定律 2. 流域及其特征 学习要求 1. 了解河流、水系的基本概念，掌握主要河流特征的计算方法? 2. 掌握流域、闭合流域、非闭合流域的基本概念和流域特征对径流的影响 §2.2 河流与流域- §2.2.1 河流 1.河流及其分段 河流：自然界中脉络相通的排泄降水径流的天然输水通道，其中分为各级支流及干流。? 河流分段：河源、上游、中游、下游、河口。 §2.2 河流与流域- §2.2.1 河流 2. 河流基本特征 河长L：自河源沿干流到出口的流程长度，以km计； 河流横断面：如图2-2-1，分单式断面和复式断面； 河流纵断面：沿河流中泓线（最大水深点的连线）的断面； 河道坡度（河道纵比降）： 某一河段河底高程自上游向下游变化，纵断面如图2-2-2，其平均河道坡度 J 按下式计算： J=[(h0+h1)L1+(h1+h2)L2+…+(hn-1+hn)Ln-2h0L]/L2 §2.2 河流与流域- §2.2.2 水系及河流地貌律 §2.2.2 水系及河流地貌律 河系(水系或河网) ：脉络相通的大小河流组成的输水系统。 河流地貌律：如图2-2-3，其中的各个河流按自上而下的顺序分为1级、2级……。规定2条同级的河流汇合为高一级的河流，例如2条1级河流汇合后为2级；不同级的汇合时，则不增加汇合后的河流级别，如2级与1级汇合后仍为2级。 §2.2 河流与流域 河系在发育过程中将遵循一定的规律，并归纳成河流地貌规律，如霍顿（Horton）提出的河流地貌律。 河数律 河长律 面积律 比降律 §2.2 河流与流域- §2.2.2 水系及河流地貌律 河数律：水系中任一级河流数与该级河流的级别基本呈反几何级数关系。 Ni=RbΩ-i i=2,3,……, Ω ????? 式中：? Ni--第i级的河流数 ?Rb--分叉比，Rb=Ni-1/Ni Ω --水系中最高的河流级别 §2.2 河流与流域- §2.2.2 水系及河流地貌律 河长律：水系中各级河