水文学第二章水文学的一般概念与水文测验PPT课件

-,1,内容：2.1河流和流域2.2河川径流及其表示方法2.3河川径流形成过程及影响径流的因素2.4流域水量平衡2.5水文资料的观测方法与收集2.6水位与流量关系曲线重点：河川径流的形成过程、影响因素、表示方法；平原河流的特征；水位与流量关系曲线绘制及延长断面特性法。难点：径流模数和径流深度的概念和计算；断面特性法延长水位与流量关系曲线,第二章水文学的一般概念与水文测验,-,2,2.1河流和流域2.1.1干流及支流,(1)干流(Mainstream)在水系中汇集全流域径流的河流，例如：黄河、长江。,-,3,(2)支流(Tributary)流入一较大河流或湖泊的河流。支流是分级的：一级支流(注入干流的支流)；二级支流(注入一级支流的支流)；三级支流(注入一级支流的支流)；四级支流(注入一级支流的支流),-,4,(3)河网(HydrographicNet)由河流的干流和各级支流，流域内湖泊、沼泽或地下暗河形成构成脉络相通一个系统，称为河系或水系。2.1.2河长及弯曲系数(1)河长(RiverLength)1)定义：河流源头至河口或测站断面沿河槽中泓线或轴线量取的距离。中泓线?深泓线?,-,5,中泓线：河道中各横断面水流最大流速点的连线。,深泓线(溪线)：河道中各横断面最大水深点的连线。,-,6,2)作用：河流特性的基本参数，可确定落差、比降和能量。(2)弯曲系数(Tortuosity)1)定义：沿河流中泓线两点间的实际长度与其直线距离的比值。2)特性：任何河段都有它的弯曲系数；它可反映河流流经地的地质地貌特征。,L1,L2,-,7,2.1.3河槽基本特征(1)河流的平面形态1)平原河流特点：在环流、泥沙的冲刷和淤积作用下，蜿蜒曲折形态，即深槽、浅槽沿水流方向交替出现，呈规律性。,专业术语：凹岸、凸岸、左岸、右岸、深槽、浅槽,-,8,-,9,2)山区河流大多为岩石河床，异常复杂，无规律可循。(2)河流的纵断面1)定义：河流从上游至下游沿深泓线所切取的河床和自由水面间的剖面。2)作用：绘制河流纵断面图，见右图。反映河底纵坡和落差的分布，可推算水流特性、估计水能储量。,-,10,(3)河流横断面：垂直于水流方向的断面。分单式、复式两种）,-,11,（4）河流的比降河流长度从河源到河口的距离。河流比降单位长度河段的落差。,河底或水面比降。,河段上游端和下游端水面或河底的高程。,河段长度。,水面或河底落差。,-,12,2.1.4河流的分段河流汇集地面径流和地下径流的水道河水流经的谷地称为河谷。河谷底部有水流的部分为河床。脉络相通的大小河流所构成的系统为水系（或河系）。,-,13,河源,上游,中游,下游,河口,一般天然河流，按照河谷和河床的情况，冲淤程度，水情变化等特点，分为：,-,14,2.1.5流域分水线与流域（1）分水线与流域降水落到地面形成的径流，被高地、山岭分隔而汇集到不同的河流中，汇集水流的同一区域为某河流的流域。概括说就是河流的集水区域。分隔水流的高地、山岭的山脊线，就是相邻流域的分界线，称分水线（或分水岭）,-,15,地面分水线和地下分水线相重合的流域为闭合流域；地面与地下分水线不重合的流域叫做非闭合流域。流域的分水线和出口断面所包围的面积，称为流域面积，或称为集水面积（km2）,-,16,2）（2）流域特征,几何特征,自然地理特征,-,17,2.2河川径流及其表示方法,（1）河川径流（2）表示方法流量（Q）：单位时间内流过断面的水体体积。(m3/s)径流总量（W）：某时段T内流过断面的总径流体积。(m3)径流深（y）：径流总量平均分布在流域上的水深。(mm),-,18,径流模数（M）：单位流域面积上所产生的流量。,径流系数（）：某时段降雨量x所形成径流深y的比例数,因为降雨总是会有损失，所以一般只能小于1。,-,19,a）径流形成过程,2.3河川径流形成过程及影响因素,-,20,-,21,-,22,b）影响径流的主要因素,-,23,2.4流域水量平衡,1.通用水量平衡方程,IOW,-,24,2.河流流域水量平衡方程（1）闭合流域（没有流域来水）的水量平衡方程某时段：P=E+RW,（2）不闭合流域（有外流域来水）的水量平衡方程某时段：P=RO-RI+EW,-,25,3.全球水量平衡方程,-,26,2.5水文资料的观测方法与收集2.5.1水位观测水面相对于某一基准面的高程称为水位。,水尺,自记水位计,观测水位设备,-,27,水位观测资料的整理,绘制日平均水位过程线与日平均水位历时曲线,日、月、年平均水位计算,编制“逐日平均水位表”,-,28,日平均水位法1）算术平均法,2）面积包围法,-,29,编制“逐日平均水位表”,-,30,-,31,绘制日平均水位过程线与日平均水位历时曲线,日平均水位过程线是以水位为纵坐标、时间为横坐标绘出的曲线，每年一条，是分析河流水情变化特点的重要资料。,日平均水位历时区线是一个累积曲线，表示大于或等于某一水位值1年中出现的天数，航运工程设计时，很注重此特征值。,-,32,-,33,声波自记水位计的记录合远传设备,-,34,-,35,-,36,断面测量,测量水位,沿断面宽度选若干个测点及测深垂线,测量各垂线的水深,将水位减去水深得到河底高程,绘制河槽断面图,计算过水断面面积,-,37,-,38,流速测量及流量计算,断面流速分布,水面以下0.2倍水深处流速最大，垂线平均流速约在水面以下0.6倍水深处。,-,39,-,40,测流原理,实际工作中用实测断面面积和实测流速来推算,-,41,流速仪实测流速的方法,-,42,2.6水位流量关系曲线,2.6.1水位流量关系曲线的绘制定义：用断面的实测流量和相应水位资料点绘的曲线，称为：水位流量关系曲线,两者关系,单一关系“稳定良好”,对应两个以上流量值“不稳定”,洪水涨落影响,河床冲淤影响,2、用途,3、分类,-,43,稳定的水位流量关系一般发生在：河床稳定，河道坡度较大，河段顺直的山区河流,-,44,-,45,-,46,2.6.2水位流量关系曲线的延长,水位流量关系曲线高水位延长方法,水位面积流速关系延长法,水力学公式延长法,史蒂文森法,-,47,1）水位面积流速关系延长法,当需要延长的水位变幅小于总水位变幅的20时，可按曲线相关分析的趋势外延。,先根据本年实测大断面，绘出H-A关系曲线,延长高水位的H-V曲线,根据任一高水位值，由上述两条的延长部分查出相应的A,V值，距Q=AV算出延长的流量，就可将H-Q关系曲线延长,-,48,2）水力学公式延长法,与前区别是延长H-v曲线时，流速v时根据水力学公式计算的。,n糙率I水面比降,R水力半径A高水延长的断面积,-,49,水位流量关系曲线低水位延长方法,分析法,纵横断面资料确定法,-,50,1.水位流量关系曲线低水延长方法中的断流水位为。a.水位为零