水力学与桥涵水文-nyf9河流概论,河川水文

第九章河流概论流体力学学习目录

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法

9.2河流及流域

9.3河川径流

9.4河川水文资料的收集与整理方法

9.5河流的泥沙运动

9.6河床演变

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法重点：了解水文循环，径流，降水，等相关概念，熟悉水文循环过程，熟悉河流的径流形成过程，掌握河川水文资料的收集与整理办法，了解河流的泥沙运动，熟悉河床的演变规律。难点：水文循环，径流，降水，河川水文资料的收集与整理办法，河流的泥沙运动

第九章河流概论流体力学学习目录

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法

9.2河流及流域

9.3河川径流

9.4河川水文资料的收集与整理方法

9.5河流的泥沙运动

9.6河床演变

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法1、什么是水文现象？

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法地球上的水以液态，固态，气态的形式分布于海洋，陆地，大气和生物钟，这些水体构成了地球的水圈。概念：水圈

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法地球上的各种水体通过不断蒸发、水汽输送、凝结、降落、下渗、地面和地下流动而形成的的往复循环过程，称为水问循环、也称为水分循环。概念：水文循环

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法空气中的冷凝并降落到地表的现象。比如雨、雪、冰雹、和霰概念：降水

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法降水在重力作用下沿一定路径（地表或地下）流动的水流。概念：径流

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法桥涵水文研究其中的降水，蒸发，入渗和径流等现象，统称为水文现象。1、什么是水文现象？

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法二、水文现象的特点：1、随机性2、周期性3、地区性（水文比拟法）

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法三、桥涵水文的研究方法：1、数理统计法2、成因分析法3、地理综合法

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法二、水文现象的特点：1、随机性2、周期性3、地区性（水文比拟法）三、桥涵水文的研究方法：1、数理统计法2、成因分析法3、地理综合法

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域一、什么是河流？二、什么是流域？√

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域1、定义：河流：是河槽和其中水流的统称河槽：流水的凹槽，也称河道

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9.2河流及流域河槽1、主槽（基本河槽）2、洪水河槽

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域2、河流分段河源上游中游下游河口

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域2、河流分段河源：河流的发源地，多为泉水、溪涧、冰川、湖泊或沼泽等上游：紧接河源而大多奔流与山谷中的河流上段中游：上游以下的中间河段下游：紧接中游河段河口：是河流的终点，即河流注入海洋或内陆湖泊的地方。

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域3、河段分类：⑴按《公路工程水文勘测设计规范》，见附表3A、山区河流的河段类型B、平原区河流的河段类型C、山前区河流的河段类型D、河口河段类型⑵按照河床稳定程度稳定河段、次稳定河段、不稳定河段

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域3、河段分类：⑴按《公路工程水文勘测设计规范》，见附表3A、山区河流的河段类型B、平原区河流的河段类型C、山前区河流的河段类型D、河口河段类型⑵按照河床稳定程度稳定河段、次稳定河段、不稳定河段桥位上游不小于3~4倍河床宽度，下游不小于2倍河床宽度50年左右

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域4、河流的级别干流：汇集河川径流注入湖、海的河流支流：流入干流的河流

一级支流：直接流入干流的支流；

二级支流：直接流入一级支流的河流。

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域河系（水系）：河流干支流构成的脉络状相通的水流体系称为水系、河系或河网．河系（水系）命名：常用干流的名称命名

第九章河流概论流体力学

9.2河流及流域流域与水系示意图1、2、3一河流的级别

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法5、描述河流基本特征的几个概念：⑴、河流长度L（km）：自河源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；⑵、弯曲系数：

河道全长与河源到河口的直线长度之比(桥位尽量避免选在弯曲河段)

⑶、河流的横断面及横比降涨水：中间高，两边低，直断河道：退水：中间低，两边高，弯段河道：凹岸高，凸岸低

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法⑷、河流的纵断面及纵比降J：

深泓线：河道中各横断面最大水深点的连线。纵断面：沿河流深泓线的剖面纵比降：即纵向的坡度。（河底坡度和水面坡度）

第九章河流概论流体力学

9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法

纵比降：即纵向的坡度。（河底坡度和水面坡度）定义式：计算式：（9-4）

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9.2河流及流域一、什么是河流？二、什么是流域？√

第九章河流概论流体力学汇水区域：河流某断面以上的集水区域，称为该断面以上河段的汇水区域流域：河口断面以上的集水区域则称为该河流的流域。分水线：流域的周界线，有地面、地下之分。一般来说，流域的边界线就是四周地面山脊线或分水线1、概念

9.2河流及流域辽河流域黄河流域长江流域珠江流域海河流域淮河流域黑龙江流域

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9.2河流及流域2、分类闭合流域非闭合流域

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9.2河流及流域3、闭合流域水量平衡方程式：X+V1=V2+Z+Y△V=V2-V1△V>0丰水年△V<0少水年XZY

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9.2河流及流域流域的水量平衡关系（多年平均）：△V=0X0=Y0+Z0X0Z0Y0蒸发系数径流系数

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9.2河流及流域4、流域的特征：⑴几何特征（流域面积大小F）⑵自然地理特征（地理位置、气候条件、地形情况、等）

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9.3河川径流1、什么是河川径流？

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9.1河川水文现象的特点与桥涵水文的研究方法降水在重力作用下沿一定路径（地表或地下）流动的水流。概念：径流

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9.3河川径流

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9.3河川径流一、什么是河川径流？地面径流和地下径流汇入河槽并沿河槽流动的水流。

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9.3河川径流

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9.3河川径流二、河川径流相关概念：河川径流量：某一时段流经河口或河流某断面的河水总量（水体体积）。最常用的径流量：年径流量（全年地表的径流量）正常径流量（多年平均径流量）

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流三、径流的形成过程：

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9.3河川径流三、径流的形成过程：降水流域蓄渗坡面漫流河槽集流

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9.3河川径流三、径流的形成过程：降水流域蓄渗坡面漫流河槽集流√

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9.3河川径流1、降水过程（1）降水三要素：降水量:△H(mm)：

降水历时：h

（min,h）一次降雨所经历的时间

降水强度：i（mm/h、mm/min

）单位时间内的降水量。

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流三、径流的形成过程：降水流域蓄渗坡面漫流河槽集流√

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流三、径流的形成过程：降水流域蓄渗坡面漫流河槽集流√一、相关概念入渗：雨水为土壤吸收并深入地下的过程。入渗率：f（mm/min,mm/h)，单位时间的入渗量初期，f很大，和土质，土壤的干湿情况有关。入渗率f后期，达到稳渗率。只和土质有关。

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流三、径流的形成过程：降水流域蓄渗坡面漫流河槽集流√净雨量毛雨量初损失量后损的平均入渗率净雨历时

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流三、径流的形成过程：降水流域蓄渗坡面漫流河槽集流√一、概念：坡面漫流：当降雨强度i大于入渗强度f时，雨水开始沿地表的汇流过程。二、漫流速度影响因素：地表植被以及地形等因素有关。

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流三、径流的形成过程：降水流域蓄渗坡面漫流河槽集流√

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流三、径流的形成过程：降水流域蓄渗坡面漫流河槽集流√相关概念：河槽集流：坡面汇流由溪和涧进入河槽，最后到达流域出口断面的过程，称为河槽集流过程。最大汇流历时：流域最远点雨水流到出口断面的时间。

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9.3河川径流三、径流的形成过程：降水流域蓄渗坡面漫流河槽集流

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流四、河川径流的主要影响因素：1、降水

2、蒸发

3、下垫面因素：流域内的地形，地质，植被，湖泊，沼泽，等自然地理因素，统称为下垫面因素。当流域面积小，地面及河沟坡度小，流域形状狭长，岩土渗透力强，植被较密是，河川径流量就小此外，人类活动，比如修建水库，水土保持等，也起调蓄作用。

第九章河流概论流体力学五、径流量的表示方法流量Q单位时间内流经河流某断面的水量径流模数M单位流域面积上的径流量径流总量W时段T内通过河流某断面的径流体积径流深度Y径流总量折算成全流域的平均水深径流系数α径流深度与降水量之比，或净雨量与毛雨量之比物理量定义计算公式单位m3/sm3/(s·km2)M3，m3/smm

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流六、我国河流水量的补给类型：

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流六、我国河流水量的补给类型：

1、雨源类：秦岭淮河以南直至台湾，海南岛，云南等特点：一年内径流与降水变化一致。

2、雨雪源类：华北东北地区的河流。特点：3-4月由融雪形成春汛，称为桃汛或凌汛。

6-9月，夏汛和秋汛

3、雪源类：西北地区，新疆，青海等地的河流。特点：水量补给以融雪为主。4-5月间流量增大，6-7月间流量最大，随后开始减小

第九章河流概论流体力学复习：

第九章河流概论流体力学

习题：例：某水文站流域面积F＝54500km2，多年平均降雨量＝1650mm，多年平均流量＝1680m3／s。根据这些资料可算得：(1)多年平均径流量(2)多年平均径流深(3)多年平均径流模数(4)多年平均径流系数

第九章河流概论流体力学

习题：例：某水文站流域面积F＝54500km2，多年平均降雨量＝1650mm，多年平均流量＝1680m3／s。根据这些资料可算得：(1)多年平均径流量W＝.T＝1680×365×86400=530亿m3;(2)多年平均径流深Y=W/F=530×108/1000×54500=mm(3)多年平均径流模数

M=/F=1680/54500=30.8×10-3m3/(s.km2)(4)多年平均径流系数

α=Y/X=972/1650=0.59

第九章河流概论流体力学习题：课堂练习：

某闭合流域面积为500km2，流域平均降水量为1000mm，多年平均径流量为6m3/s，问流域多年平均蒸发量是多少mm？若修建一水库，水库水面面积为10km2，当地实测蒸发器读数的多年平均值为950mm，蒸发器折算系数为0.8，问建库后的多年平均径流量是多少m3/s？

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法一、水位观测二、流量测算三、流量水位曲线的延长与应用

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法一、水位观测二、流量测算三、流量水位曲线的延长与应用√

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法水位：水面高程是确定桥高桥长必不可少的资料。

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法观测方法：水尺，自动记录水位计了解水位过程线（日，月）

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流注意：1、地点2、时间（要绘制水位过程线）

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法一、水位观测二、流量测算三、流量水位曲线的延长与应用√

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流二、流量测算1、A2、V

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9.4河川水文资料的收集与整理方法1、A的测量断面形态最少测深垂线数n

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法B<100h窄深河道B>100h宽浅河道

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法2、V①浮标法②流速仪法

第九章河流概论流体力学

9.3河川径流①浮标法

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法计算公式见公式9-15

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法2、V①浮标法②流速仪法√

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法常用测速垂线数测点数及位置

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法三、水位流量关系曲线的延长与应用高水延长低水延长延长的应用

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法三、水位流量关系曲线的延长与应用高水延长h<30%(Z2-Z1）低水延长h<10%(Z2-Z1）延长的应用

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法高水延长：见公式9-17低水延长：见公式9-18p225

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法水位延长的应用:1、求解水位或流量2、推求流量过程线

第九章河流概论流体力学

9.4河川水文资料的收集与整理方法求解流量过程线

第九章河流概论流体力学

9.5河流的泥沙运动一、基本概念及分类二、主要特征

1、几何特征2、重力特征

3、水力特征三、水挟沙能力衡量标准四、沙波运动

第九章河流概论流体力学

9.5河流的泥沙运动一、基本概念及分类二、主要特征

1、几何特征2、重力特征

3、水力特征三、水挟沙能力衡量标准四、沙波运动

第九章