水文学原理大二第三章

2014-02-24 1 第三章流域与水系第三章流域与水系 Watershed & Drainage Networks 本章主要内容本章主要内容 基 本 概 念基 本 概 念1 水系的地貌特征水系的地貌特征2 流域的地貌特征流域的地貌特征3 数字流域和数字水系数字流域和数字水系4 第一节基本概念第一节基本概念 1、分水线、分水线(watershed divide) 地形等高线中的极大值 称为山峰，山峰的下坡 方向为山脊，相邻山峰 之间的区域称为鞍部。 山峰、山脊和鞍部的连 接线称为 地形等高线中的极大值 称为山峰，山峰的下坡 方向为山脊，相邻山峰 之间的区域称为鞍部。 山峰、山脊和鞍部的连 接线称为分水线分水线。 地面分水线地面分水线 地下分水线地下分水线 2014-02-24 2 第一节基本概念第一节基本概念 1、分水线、分水线(watershed divide) 第一节基本概念第一节基本概念 、流域、流域 (watershed) 地面分水线地面分水线包围的 区域称为 包围的 区域称为流域流域。 第一节基本概念第一节基本概念 地面分水线与地下分水 线重合的流域称为闭合 流域(closed watershed) 地面分水线与地下分水 线不重合的流域称为非 闭合流域(unclosed watershed) 闭合流域闭合流域 非闭合流域非闭合流域 、流域、流域 (watershed) 2014-02-24 3 第一节基本概念第一节基本概念 3、水系、水系(Drainage Networks) 流域中大大小小河流交汇形成 的树枝状或网状结构称为水系 或河系(河网) 第一节基本概念第一节基本概念 3、水系、水系(Drainage Networks) 第一节基本概念第一节基本概念 3、水系、水系(Drainage Networks) 2014-02-24 4 第一节基本概念第一节基本概念 3、水系、水系(Drainage Networks) 流域中大大小小河流交汇形成 的树枝状或网状结构称为水系 或河系(河网) 羽毛状水系羽毛状水系 (Elongated shape) 混合状水系混合状水系 (mixed shape) 平行状水系平行状水系 (fan shape) 第一节基本概念第一节基本概念 4、坡地、坡地(Slope) 流域中水系以外的陆域部分称为坡地。因此流域是由水系和坡地组成的 倾斜面 (inclined plane) 收敛曲面 (Convergent Camber) 发散曲面 (Divergent Camber ) 第一节基本概念第一节基本概念 5、流域基本单元、流域基本单元(Unit) 一个流域按内部的分水线可以 划分成若干个子流域，每一个 子流域按其内部的分水线又可 分成一些更小的不嵌套的小流 域这样不断地划分下去， 最后得到的不可再划分的部分 就是 一个流域按内部的分水线可以 划分成若干个子流域，每一个 子流域按其内部的分水线又可 分成一些更小的不嵌套的小流 域这样不断地划分下去， 最后得到的不可再划分的部分 就是流域基本单元流域基本单元。它是组成 一个流域的最小单位。 。它是组成 一个流域的最小单位。 2014-02-24 5 第二节水系的地貌特征第二节水系的地貌特征 1、水系的拓扑结构1、水系的拓扑结构 外链外链 (External links) 内链内链 (Internal links) 水系组成水系组成 河源河源 (headwater) 节点节点 (node) 出口出口 (outlet) 第二节水系的地貌特征第二节水系的地貌特征 水系中直接流入海洋、湖泊的河流称为干流水系中直接流入海洋、湖泊的河流称为干流(main river)；流入干 流的河流称为支流 ；流入干 流的河流称为支流(tributary river)。 干流 分水线 出口断面 集水面积 支流 水系 2、河流的分级2、河流的分级 第二节水系的地貌特征第二节水系的地貌特征 2、河流的分级2、河流的分级 序列命名法序列命名法 STEPSTEP1 Gravelius分级法分级法 STEPSTEP2 Horton分级法分级法 STEPSTEP3 Strahler分级法分级法 STEPSTEP4 Shreve分级法分级法 STEPSTEP5 Scheidagger分级法分级法 2014-02-24 6 第二节水系的地貌特征第二节水系的地貌特征 Strahler分级法原则：Strahler分级法原则： 2、河流的分级2、河流的分级 (3) 两条不同级别的河流汇合而成的河流 的级别为两条河流中的较高 (2) 两条同级别的河流汇合而成的河流级 别比原来高一级 (1) 直接发源于河源的小河流为一级河流 第二节水系的地貌特征第二节水系的地貌特征 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 4 4 4 Strahler 分级法分级法 2、河流的分级2、河流的分级 第二节水系的地貌特征第二节水系的地貌特征 3、河数定律、河数定律(the law of stream numbers) 1, 2 , 1, 1 N N Rb , 2 , 1, b RN 自然水系的分叉比：自然水系的分叉比：R Rb b = 35= 35 2014-02-24 7 第二节水系的地貌特征第二节水系的地貌特征 4、河流长度、河流长度(stream length) 天生港天生港 十二圩港口 西界港口 东界港口 六干河口 农场水闸 6# 七干河口 望虞河口 福山新塘 海洋泾口 5# 任港 姚港 4# 2# 3# 南通节制闸 黄泥山 1# 营船港 局部模型上边界 （军用码头） 新开港闸 四号坝 常浒河口 徐六径 水山码头 汇丰码头 测流平台 13# 徐六径塘口 金泾塘口 7# 8# 9# 10# 11# 12# 团结闸 新江海河 海门港 局部模型下边界 （白茆河口） 新泾河 钱 泾 口 青 龙 港 青 龙 港 七浦 河 七丫口 杨林口 荡茜口 鹿鸣 泾口 圩角港 浪港浪港 崇 头 通 沙北 横 港 沙 沙 州 铁 黄 沙 狼 山 沙 新 开 沙 新 通海 沙 小 白 茆 沙 茆 沙 白 崇 明 0005050-50-50-5050 -40-40-40-40-40-40-40-40-40 000000000 000000000 000000000 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 000000000 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 000000000 000000000 000000000 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 000000000 000000000 000000000 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30 -40-40-40-40-40-40-40-40-40 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -20-20-20-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10-10-10-10-10-10 000000000 000000000 000000000 000000000 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 -40-40-40-40-40-40-40-40-40 -40-40-40-40-40-40-40-40-40 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 000000000 000000000 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 测流断面及垂线 潮位站 临时潮位站 天生港天生港 十二圩港口 西界港口 东界港口 六干河口 农场水闸 6# 七干河口 望虞河口 福山新塘 海洋泾口 5# 任港 姚港 4# 2# 3# 南通节制闸 黄泥山 1# 营船港 局部模型上边界 （军用码头） 新开港闸 四号坝 常浒河口 徐六径 水山码头 汇丰码头 测流平台 13# 徐六径塘口 金泾塘口 7# 8# 9# 10# 11# 12# 团结闸 新江海河 海门港 局部模型下边界 （白茆河口） 新泾河 钱 泾 口 青 龙 港 青 龙 港 七浦 河 七丫口 杨林口 荡茜口 鹿鸣 泾口 圩角港 浪港浪港 崇 头 通 沙北 横 港 沙 沙 州 铁 黄 沙 狼 山 沙 新 开 沙 新 通海 沙 小 白 茆 沙 茆 沙 白 崇 明 0005050-50-50-5050 -40-40-40-40-40-40-40-40-40 000000000 000000000 000000000 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 000000000 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 000000000 000000000 000000000 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 000000000 000000000 000000000 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30-30 -40-40-40-40-40-40-40-40-40 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -20-20-20-20-20-20-20-20-20-10-10-10-10-10-10-10-10-10 000000000 000000000 000000000 000000000 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 -40-40-40-40-40-40-40-40-40 -40-40-40-40-40-40-40-40-40 000000000 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 000000000 000000000 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 -30-30-30-30-30-30-30-30-30 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -10-10-10-10-10-10-10-10-10 -20-20-20-20-20-20-20-20-20 测流断面及垂线 潮位站 临时潮位站 A B , 2 , 1, 1 N j j LL , 2 , 1, 1 1 N j j L N L , 2 , 1, 11 N j j LL 全部河流总长度：全部河流总长度： 第二节水系的地貌特征第二节水系的地貌特征 5、河长定律、河长定律(the law of stream lengths) , 3 , 2, 1 L L RL 自然水系的河长比：自然水系的河长比：R RL L= 1.53.5= 1.53.5 , 2 , 1, 1 1 L RLL 第二节水系的地貌特征第二节水系的地貌特征 6、链长度、链长度(Li