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第三章第三节

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The Third Section river The teaching content and requirement 一、水系概念、分级和类型,河流泥沙、水温与冰情, (了解) 二、河流的概念,河流纵横断面,流域概念和类型, 水位、流速和流量(理解) 三、河流分段,河川径流的形成、变化、影响因子和 特征径流,河流补给类型及特征(掌握) 一、river、drainage system and watershed (一) river 1、The conception (1) 外流河,最终注入海洋的河流 降水或地下水涌出地表的水,汇集在地面低洼处, 在重力作用下经常或周期地沿流水本身造成的洼地流动 (2) 内流河,注入内陆湖泊、沼泽或因渗漏、蒸发而 消失在荒漠中的河流 (一) river 2、The subsection of river (1) 河源(riverhead) ※ 最初具有地表水流形态的地方,常与山地冰川、 高原湖泊等相联系 ※ 河谷窄且呈“v”字形,河床多为基岩或砾石; (2) 上游(up reaches of river) ※ 流速大、水量小、侵蚀强烈; ※ 纵断面呈阶梯状并多急滩和瀑布的河段。 长江源头(沱沱河 )瞿塘峡 巫峡西陵峡 壶口瀑布黄河源头 (一) river 2、The subsection of river (3) 中游(middle reaches of river ) ※ 水量增加,比降变缓,河床多粗砂,侧蚀显著 ※ 下切减小,河床较稳定,侵蚀和堆积保持均衡 (4) 下游(lower reaches of river) ※ 河谷宽,比降很小,河道弯曲,流速小而流量大 ※ 河床多细砂或淤泥,淤积显著,浅滩和沙洲发育 (5) 河口区(river outfall zone) (一) river 2、The subsection of river 3、The longitudinal section of river (1) 直线形纵断面 (2) 平滑下凹形纵断面 (3) 下落形纵断面 (4) 折线形纵断面 4、The transect of river (1) The conception ※ 河流横断面,河槽某处垂直主流方向河底线与水面 所包围的平面 ※ 过水断面,某一时刻水面线与河底线包围的面积 ※ 大断面,最大洪水时的水面线与河底线包围面积 (2) The shape factors of the transect ※ 过水断面面积(W),水面宽度( B ),平均深度( ) ※ 湿周P,即过水断面上被水浸湿的河槽部分 ※ 水力半径R(R=W/P),糙度n (二) drainage system 1、The conception 河流沿途接纳众多支流,形成了由干支流构成的脉 络相通的水道系统 (二) drainage system 2、 水系分级(The drainage system classification) (二) drainage system 3、水系类型(The types of drainage system) (三) Watershed 1、The conception (1) 分水岭,划分相邻水系(或河流)山岭或河间高地 (2) 分水线,又称分水界,即分水岭最高点的连线 (3) 流域,汇集地表水和地下水由分水线所包围区域 2、The types ※ 闭合流域,地表分水线与地下分水线重合 ※ 非闭合流域,地表分水线与地下分水线不重合 二、The hydrological factors of river (一) Water lever 1、The conception 河流中某一标准基面或测站基面上的水面高度 (1) 绝对基面(The absolute base level) 作为零点某河口平均海平面,我国采用青岛基面 (2) 相对基面(The relative base level) ※ 又称测站基面,将最枯水位以下0.5-lm处作为零 点的基面 ※ 相对基面可减少记录和计算工作量,不具可比性 (一) Water lever 2、The analyzing method (1) 水位过程线 1、分析水位变化规 律 2、研究补给源特点 3、进行洪水短期预 报 2、The analyzing method (2) 水位历时曲线 ※ 大于和等于某数值水位与其在研究时段中出现的 累积天数(历时)所点绘而成的曲线 对航运、灌溉、防汛等 具有重要意义 2、The analyzing method (3)相应水位关系曲线 ※ 在同一涨落水期间,上下游站位相相同的水位 1、校验水位观测成果 2、插补缺测站水位记录 (二) The velocity of flow 1、The conception 河流中水质点在单位时间内移动的距离 2、The velocity distribution (1) 河流纵断面流速分布 ※ 上游最大 ※ 中游较小 ※ 下游最小 2、The velocity distribution (2) 过水断面的流速分布 ※ 从水面向河底递减,从两 岸向最大水深方向增大 ※ 最大流速出现在水面向下 水深的1/10~3/10处 ※ 平均流速出现于水深的3 /5处 3、The mean velocity calculation (1) 根据实测资料求得 (2) 用薛齐(谢才)chezy公式计算 ※ v为平均流速,R为水力半径 ※ I为河流纵比降,c为谢才系数 ※ c可用满宁公式和巴甫诺夫斯基公式来计算 ※ n为河槽粗糙系数(可查表获得),R为水力半径 (三) Discharge 1、The conception 单位时间内通过某过水断面水的体积 2、 The analyzing method (1) 流量过程线 ※ 流量随时间变化过程 ※ 反映测站以上径流变化 ※ 计算时段径流总量和平 均流量 ※ 对流域特征进行综合分析 (2) 水位—流量关系曲线 ※ 水位随流量变化的曲线 ※ 纵、横坐标为水位和流量,由水位和流量点绘 ※ 用水位资料来推求流量 (四) 河流泥沙(Sediment) 1、The conception 指组成河床和随水流运动的矿物和岩石固体颗粒 2、The classification (1) 推移质(The bed load) ※ 颗粒较大、比较重,沿河床面波浪式缓慢移动 (2) 悬移质(The suspended load) ※ 颗粒较小,悬浮于水中,与水流同一速度运行 ※ 滚动、滑动、跳跃和悬浮 3、The movement form (五) The temperature character 1、The influence factors (1) 太阳辐射 (2) 补给源 2、The variation (1) 地带性变化,秦岭——淮河以南河水冬季不结冰 (2) 季节变化,最高温多出现在盛夏 (3) 随补给源变化,冰雪融水补给的河流水温低 分为结冰、封冻、解冻三个阶段,易出现“凌汛” 3、冰情(The freeze character) 三、River runoff (一) The formation (一) The formation 1、停蓄(蓄渗)阶段 (1) 降水开始到地表径流产生之前,为降水损失过程 (4) 垂向运行为主,完成降水在空间上再分配 (2) 大部分降水不立即产生径流,消耗于植物截留、 下渗、填洼与蒸散发 (3) 降水量满足上述损失量后,才产生地表径流 (5) 形成了地面径流、壤中径流和地下径流 (一) The formation 2、坡地汇流阶段 (1)也称坡地漫流,产流后,重力作用下沿坡地流动 (2) 可分片流(层流)、沟流(紊流)和壤中流(表层流) (3) 85%~95%净雨量都通过坡地汇流而进入河网 (4) 各种径流成分在时程上和量上的第一次再分配作用 (5) 产流过程的继续和发展 (一) The formation 3、河网汇流阶段 (1) 坡地汇流雨水沿着河网向下游干流出口断面汇集 (2)河网调蓄作用 ※ 河岸调节,河水和河两岸地下水相互补充和调节 (3)径流形成过程的最终环节 ※ 河槽调节,河槽通过“库容”作用对径流所起调节 (一) The formation 4、产流过程和汇流过程 (1)产流过程(The generation process) ※ 降雨开始到地表径流和壤中径流产生的过程 ※ 出现不同产流机制(如超渗产流、蓄满产流等) ※ 水分以侧向水平运行为主 ※ 形成出口断面的流量过程 (2)汇流过程(The concentration process) ※ 指坡地汇流和河网汇流过程 (二) The variation of runoff 1、年正常径流量(The normal annual runoff) (1)The conception 指多年径流量的算术平均值 (2)The character ※ 一个地区径流量的代表值,是河流开发的依据 ※ 数值相对稳定,随着自然地理条件改变而变化 ※ 具有明显的地带性 (二) The runoff variation 2、年内变化(The variation during one year) (1) 汛期,河流处于高水位的时期 ※ 可分为春汛、夏汛和秋汛 ※ 夏汛期径流量最大,可达年径流量40%~50% ※ 流量和水位变化很小,北方河流封冻,称冻冰期 (2) 枯水期,河流处于低水位时期 (3) 平水期,河流处于中常水位时期 ※ 汛期到枯水期过渡阶段,我国河流多出现在秋季 (二) The runoff variation 3、年际变化(The variation among different years) (1) 年径流量变差系数Cv Ki为第i年的年径流变率,n为观测资料的年数 (2)年径流量的绝对比率 ※ 多年最大年径流量与最小年径流量的比值 (三) The description index 1、流量 Discharge(Q) 2、径流总量 Total runoff(W) 3、径流模数 runoff modulus(M) 4、径流深度 runoff depth(R) 6、径流系数 runoff coefficient(α) 5、径流变率 runoff variation ratio(K) (四) The special runoff 1、洪水(flood) (1) The conception ※ 大面积降水或积雪融化形成的使河流水位达到某一高 度,导致沿岸城市、村庄和农田受到威胁的特大径流 1)暴雨洪水 ※ 洪水三要素,洪峰流量,洪水总量和洪水流量过程线 (2) The types ※ 由暴雨形成的河川特大径流,如夏汛和秋汛等 ※ 流量大,流量过程线峰特别尖峭 1、flood (2) The types 2)融雪洪水 ※ 春季温度回升,积雪和河水融化形成洪水,又称 为春季洪水(春汛或桃汛) 4)当地洪水 ※ 洪量较小、历时较长,洪水流量过程线变化平缓 3)上游演进洪水 2、枯水(Low water) (1) The conception ※ 枯水,完全由地下水补给所形成的径流 ※ 枯水期,枯水所经历的时间 ※ 若每个月水量只占全年的5%或更小,则为枯水期 (2) The calculation of low water period ※ 根据月平均径流量占全年平均径流量比数来计算 ※ 我国河流枯水期大约5个月, 1、2月最枯 (3) 危害(The harm) 四、河流补给(The river feeding) (一) The types and character 1、降水补给(The precipitation feeding) (1) 降雨量和降水强度对补给水量大小具有决定作用 (4) 雨水补给河流的含沙量较大 (2) 具有不连续性和集中性 (3) 年内、年际变化大 四、 The river feeding (一) The types and character 2、融水补给(The meltwater feeding) (1) 冰雪量和气温是融水补给的主要影响因素 (4) 补给量具有明显的日周期变化和年周期变化 (2) 具有连续性和较缓和(气温变化的连续性) (3) 年际变化较小 (5)所补给的河流含沙量较小 四、 The river feeding (一) The types and character 3、地下水补给(The ground water feeding) (1) 相对而言,地下水补给稳定且变化小 (4) 冬季降雨稀少时,河流几乎全靠地下水补给 (2) 浅层地下水补给有明显的季节变化而较不稳定 (3) 深层地下水补给季节变化不明显,最稳定补给源 四、The river feeding (一) The types and character 4、湖泊和沼泽水补给(The lake and swamp feeding) (1) 湖泊对河流水量起着重要的调节作用 5、人工补给(The human activity feeding) (2) 沼泽水主要以渗流方式补给河流,过程较缓慢 (1) 人工调水(南水北调工程),开挖人工运河 (2) 修建水库,向河流排放废水等 龙羊峡水电站 三门峡水利工程 三峡工程位置 跨流域调水路线示意图 引黄济青 中线方案 东线方案 西线方案西线方案 引滦入唐引滦入津 南水北调东线枢纽工程南水北调东线枢纽工程————江都抽水站江都抽水站 “ “引滦入津引滦入津” ”工程水源地工程水源地————潘家口水库潘家口水库 著名的都江堰灌区面积为著名的都江堰灌区面积为7575万公顷万公顷
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