(一)流域和水系
流域是地表水與地下水分水線所包圍的集水區(qū)或匯水區(qū),因地下水分水線不易確定,習(xí)慣上將地表水的集水區(qū)稱為流域。河道干流流域是由所屬各級(jí)支流流域所組成。流域面積的確定,可根據(jù)地形圖勾出流域分水線,然后求出分水線所包圍的面積。河流流域面積可以計(jì)算到河流的任一河段,如水文站控制斷面,水庫(kù)壩址或任一支流的匯口處。流域里大大小小的河流,構(gòu)成脈絡(luò)相通的系統(tǒng),稱為河系或水系。 (二)河流的分段及其特點(diǎn)
每條河流一般都可分為河源.上游.中游.下游.河口等五個(gè)分段。 河源。河流開(kāi)始的地方,可以是溪澗.泉水.冰川.沼澤或湖泊等。
上游。直接連著河源,在河流的上段,它的特點(diǎn)是落差大,水流急,下切力強(qiáng),河谷狹,流量小,河床中經(jīng)常出現(xiàn)急灘和瀑布。
中游。中游一般特點(diǎn)是河道比降變緩,河床比較穩(wěn)定,下切力量減弱而旁蝕力量增強(qiáng),因此河槽逐漸拓寬和曲折,兩岸有灘地出現(xiàn)。
下游。下游的特點(diǎn)是河床寬,縱比降小,流速慢,河道中淤積作用較顯著,淺灘到處可見(jiàn),河曲發(fā)育。 河口。河口是河流的終點(diǎn),也是河流入海洋.湖泊或其它河流的入口,泥沙淤積比較嚴(yán)重。 (三)河流的斷面
河流的斷面分為縱斷面及橫斷面。
1.縱斷面。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(cè)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(zhǎng)為橫坐標(biāo),高程為縱坐標(biāo),即可繪出河流的縱斷面圖。縱斷面圖可以表示河流的縱坡及落差的沿程分布。 2.橫斷面。河槽中某處垂直于流向的斷面稱為在該處河流的橫斷面。它的下界為河底,上界為水面線,兩側(cè)為河槽邊坡,有時(shí)還包括兩岸的堤防。橫斷面出稱為水?dāng)嗝?,它是?jì)算流量的重要參素。
水尺是直接觀讀江河、湖泊、水庫(kù)、灌渠水位的標(biāo)尺。水尺的歷史悠久,直到現(xiàn)代仍在廣泛使用。
河流或者其它水體的自由水面離某一基面零點(diǎn)以上的高程稱為水位。水位的單位是米,一般要求記至小數(shù)2位,即0.01m。以水位為縱軸,時(shí)間為橫軸,可繪出水位隨時(shí)間的變化曲線,稱為水位過(guò)程線。
(五)基面
(六)流速
流速是指水流質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)所通過(guò)的距離。渠道和河道里的水流各點(diǎn)的流速是不相同的,靠近河(渠)底、河邊處的流速較小,河中心近水面處的流速最大,為了計(jì)算簡(jiǎn)便,通常用橫斷面平均流速來(lái)表示該斷面水流的速度。
(七)徑流與徑流量
流域地表面的降水,如雨、雪等,沿流域的不同路徑向河流、湖泊和海洋匯集的水流叫徑流。在某一時(shí)段內(nèi)通過(guò)河流某一過(guò)水?dāng)嗝娴乃糠Q為該斷面的徑流量。徑流是水循環(huán)的主要環(huán)節(jié),徑流量是陸地上最重要的水文要素之一,是水量平衡的基本要素。
(1)流量Q。指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一過(guò)水?dāng)嗝娴乃?。常用單位為立方米每?m3/s)。各個(gè)時(shí)刻的流量是指該時(shí)刻的瞬時(shí)流量,此外還有日平均流量、月平均流量、年平均流量和多年平均流量等。
(2)徑流總量W。時(shí)段Δt內(nèi)通過(guò)河流某一斷面的總水量。以所計(jì)算時(shí)段的時(shí)間乘以該時(shí)段內(nèi)的平均流量,就得徑流總量W,即W=QΔt。它的單位是立方米(m3)。以時(shí)間為橫坐標(biāo),以流量為縱坐標(biāo)點(diǎn)繪出來(lái)的流量隨時(shí)間的變化過(guò)程就是流量過(guò)程線。流量過(guò)程線和橫坐標(biāo)所包圍的面積即為徑流量。 (3)徑流深R。指計(jì)算時(shí)段內(nèi)的徑流總量平鋪在整個(gè)流域面積上所得到的水層深度。它的常用單位為毫米(mm)。
若時(shí)段為Δt(s),平均流量為Q(m3/s),流域面積為A(km2 ),則徑流深R(mm)由下式計(jì)算:R=QΔt/(1000A)
(4)徑流模數(shù)M。一定時(shí)段內(nèi)單位面積上所產(chǎn)生的平均流量稱為徑流模數(shù)M。它的常用單位為m3/(s·km2 ),計(jì)算公式為: M= Q/A 流量與該時(shí)段降水量的比值,以小數(shù)或百分?jǐn)?shù)計(jì)。
(九)徑流的形成過(guò)程
從降雨到達(dá)地面至水流匯集、流經(jīng)流域出口斷面的整個(gè)過(guò)程,稱為徑流形成過(guò)程。 徑流的形成是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程、為了在概念上有一定的認(rèn)識(shí),可把它概化為兩個(gè)階段,即產(chǎn)流階段和匯流階段。 1.產(chǎn)流階段。當(dāng)降雨滿足了植物截留、洼地蓄水和表層土壤儲(chǔ)存后,后續(xù)降雨強(qiáng)度又超過(guò)下滲強(qiáng)度、其超過(guò)下滲強(qiáng)度的雨量,降到地面以后,開(kāi)始沿地表坡面流動(dòng)稱為坡面漫流.是產(chǎn)流的開(kāi)始。如果雨量繼續(xù)增大,漫流的范圍也就增大,形成全面漫流,這種超滲雨沿坡面流動(dòng)注人河槽,稱為坡面徑流。地面漫流的過(guò)程,即為產(chǎn)流階段。 2.匯流階段。降雨產(chǎn)生的徑流,匯集到附近河網(wǎng)后,又從上游流向下游,最后全部流經(jīng)流域出口斷面,叫做河網(wǎng)匯流,這種河網(wǎng)匯流過(guò)程,即為匯流階段。