工程水文学第二章课件.ppt

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1、工程水文学第二章河川径流形成的基本知识第一节水循环及水量平衡一、水循环自然界中的水从形态上（固、液、汽）、位置上（地面、地下、空中）不断地、周而复始地变化过程构成了水循环。（图示）1、概念地球上各种形态的水，在太阳辐射、重力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程，称为水循环。地球上各类水体，通过水循环形成了一个连续而统一的整体。2、成因水分循环的产生有其内因和外因。内因是水的“三态”变化。外因是太阳辐射和地心引力。太阳辐射分布的不均匀性和海陆的热力性质的差异，造成空气的流动，为水汽的移动创造了条件。地心引力（重力）

2、则促使水从高处向低处流动。从而实现了水分循环。水循环过程图3、水循环类型根据其路径和规模分为：大循环（又称外循环、海陆间循环）小循环（又称内部循环，包括海洋小循环和陆地小循环）。大陆海洋水汽输送径流输送蒸发海陆间循环：是指海洋水与陆地水之间通过一系列过程所进行的相互转换运动。这种循环又称为大循环。意义：使得陆地上的水不断得到补充，水资源得以再生。海洋蒸发降水蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸发陆地蒸发4、水循环机理水循环服从质量守恒规律。水循环的基本动力是太阳辐射和重力作用。水循环遍及整个水圈，并深入大气圈、岩石圈及生物圈，同时通过无数条路线实现循环。从全球看，水循环是个闭

3、合系统，从局部地区看水循环是开放系统。5、水循环意义水分循环有如自然地理环境的“血液循环”，它沟通了各基本圈层的物质交换，促使各种联系的发生。水循环不仅形成统一的水圈，而且将四大圈层联系起来，深刻影响着地球表层结构的形成、演化与发展。地球上的水循环是巨大的物质和能量流动，是具有全球意义的能量传输过程。水循环是海陆间联系的主要纽带。从而实现海陆之间的相互作用。水循环不断塑造地表形态。流水的冲刷、侵蚀、搬运和堆积作用，溶蚀作用。由于存在水循环，水才能周而复始的被重新利用，成为可再生资源。水又是造成洪、涝、旱等自然灾害的主要原因。1、定义：某一地区在某一时段内，其收入水量和支出水

4、量的差额，等于该地区的蓄水变量。二、水量平衡2、水量平衡方程：通用水量平衡方程:I-Q=ΔS全球水量平衡方程：P全球=E全球说明全球多年平均降水量等于全球多年平均蒸发量，在水循环过程中，全球水量基本不变。a.海洋水量平衡方程P海+R-E海=S海多年平均S海=0，P海+R-E海=0（对整个海洋适用）式中，P海、E海和R分别为海洋上任意时段降水量、蒸发量和入海径流量；P海、E海和R分别为海洋上多年平均降水量、蒸发量和入海径流量，S海为海洋蓄水变化量。b.陆地水量平衡方程外流区水量平衡方程P外-E外-R地表-R地下=S外多年平均P外-R-E外=0式中，P外、E外、R地表、

5、R地下、S外分别为外流区任意时段内降水量、蒸发量、入海的地表和地下径流量及蓄水变化量；P外、R、E外分别为外流区多年平均降水量、蒸发量和径流量。内流区水平衡方程（水循环系统基本闭合，内流区的降水全部转化为蒸发，没有水量入海。）多年平均P内=E内式中，P内、E内分别为内流区多年平均降水量和蒸发量。陆地水平衡方程：（P外+P内）-（E外+E内）=RP陆-E陆=R第二节河流和流域一、概述1、河流：沿连续延伸的凹处流动的天然水体。由水与河槽两个要素构成。（矛盾统一体）2、河流分段：一条河流沿水流方向，自高向低可分为河源、上游、中游、下游和河口五段。河源是河流的发源地，多为泉水、溪

6、涧、冰川、湖泊或沼泽等。河口是河流的终点，即河流注入海洋或内陆湖泊的地方。3、河流分级：干流：从河源到河口，水量最集中，河长最大的水流称作干流。水系中直接流入海洋、湖泊的河流称为干流，流入干流的河流称为支流。干流是水系中最高级别的河流。一级支流：直接入干流的水流；（不考虑河长与水量）二级支流：直接入一级支流的水流。4、河流的左右岸：面向下游．左边的河岸称为左岸，右边的河岸称为右岸。5、河系（水系）：脉络相通的大小河流及湖泊、沼泽等水体所构成的脉络相通的水流系统称为水系、河系或河网．如图所示。流域与水系示意图1、2、3一河流的级别6、流域：河流的集水区域称为流域。指汇集地

7、面水和地下水的区域，也就是分水线包围的区域。分水线：流域的周界线，有地面、地下之分。闭合流域：当地面分水线与地下分水线相重合，且河道下切较深，能全部汇集本流域地下水的流域称为闭合流域，否则为非闭合流域。一般将大、中流域当作闭合流域。不闭合流域二、河流及流域的主要特征1、河流长度L（km）：自河源沿主河道至河口的距离称为河流长度，简称河长，以km计。可在适当比例尺的地形图上量得；2、河流横断面：分单式断面和复式断面；3、河道纵比降J：任意河段两端(水面或河底)的高差△h称为落差，单位河长的落差称为河道纵比降，简称比降