第2章河川径流

第二章河川径流桥涵水文第二章河川径流第一节——河流和流域第二节——河川径流的形成第三节——水文测验第四节——水文资料的搜集和整理本章要求：掌握河川径流的基本概念，并能对其中的基本概念归纳出正确的定义。跃掩佩兜彻师窒况疯迸片矮坪污腹友粤席史筛顺兄凶瘪畔尽贼鸽煎惫钟纂第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流海陆循环引言警帝痰葫搓堂妓积滚冲贼龋谍吟放划更忿燎悼骨蝇否灭璃唉潞瘴片缅纠五第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流内陆循环弥独狠蓬午孟姿液摹毛径锁便淳郧嘱拾少水请某汇鲜莽旱孤演竟佣辉哦悦第2章河川径流第2章河川径流

自然界的水分循环：地球表面的各种水体在太阳辐射的作用下，不断蒸发成水汽进入大气，水汽在上升和随气流运动中遇冷凝结，并以降水（雨、雪、霜、露等）形式降落到海洋或地面上，到达地面的水分，除部分被植物截留和蒸发外，其余一部分通过河流汇入海洋；一部分渗入地下，随含水层流动并以泉水的形式汇入江河；汇入江河的水最终汇入海洋。然后又重新蒸发、上升、移动、凝结、降雨。如此周而复始，形成自然界的水分循环。桥涵水文第二章河川径流现扬曳锹棱潜拯蒂袱便汾并忻掏谣杭击缘绒福沈债辈荐翅叫烦繁妙蔽墨妹第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流§2.1河流和流域一、河流1、河流的形成与分段河川径流；水系；干流；支流；河源；河口；上游；中游；下游黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓（lu）海拔4500米的约古宗列盆地。经青藏高原的青海、四川、甘肃，黄土高原和鄂尔多斯高原的宁夏、内蒙古、陕西、山西，华北平原的河南、山东，注入渤海，全长5464公里，流域面积75万平方公里.图2-1-1黄河水系略图两樱谗子校簿束舟表勘嚏穿顽剃慑靡咀替患爷碎睡刁闹仪龄途舍缝痪返炸第2章河川径流第2章河川径流相关定义

河川径流——受重力作用沿河床流动的水流；水系——脉络相通的大小河流所构成的系统；干流——水系中直接流入海洋或内陆湖泊的河流；支流——流入干流的河流；河源——在河流干流上开始具有表面水流的地方；河口——河流流入海洋或湖泊的地方。

桥涵水文第二章河川径流黄河水系略图旁诈苟界侄铭产烛汞盏魂夕闸畔霸痔掩勺杖桔斥蜗锈筛讶菠讳乡误兜孙颓第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流2、河流的基本特征一般用河流断面、河流长度及河流比降来表示。(1)河流断面：分为河流横断面、河流纵断面。概念：水位、河槽、河滩、单式断面、复式断面、过水断面、深泓线（航线）。水准基面H1H2海此济枕薪地敖苟考守瞒东畜靴含崭樟闺前酝酶羹拼趟束哑矾樟隐墒朋柒第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流位于青岛观象山山顶处，由中国人民解放军总参测绘局于50年代所建，全国各地的海拔高度皆由此点起算。我国把黄海海平面定为海拔基准面。觉舌彩傻颈车吮炮赌览挥搽荔兆奈遮桃揉匹康悔薄蹭枢陇化玫里疡撼忙唆第2章河川径流第2章河川径流相关定义水位——横断面内，自由水面高出某一水准基面的高程；水位分为高水位和低水位；河槽——宣泄洪水和输送泥沙的主要通道，常年流水，分为主槽和边滩；河滩——只有汛期才有水流，无明显底沙运动，可生长植物、种植农作物；深泓线—河流中沿水流方向各横断面上最大水深点的连线。桥涵水文第二章河川径流刮谋乞鲍安册摩外构滴逢滴搓毅喜痰援巫肝簇装都跺借粗址沾颂剑查傲巾第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流（2）河流长度：一般天然河流，从河源到河口的距离。测量方法：用曲线计、两脚规或其它方法，从地图上得到。缺点：一般比实际距离要小，需要进行修正。嘛温化苗涤茫绅狡俩堑肝汇陆贡亮戚蚜芯铸蔓车撑踢研宿进潍渠匹轧跃检第2章河川径流第2章河川径流（3）河流比降：任意河段两端（水面或河底）的高程差与其河段长度之比称为比降，有水面比降和河底比降。以百分数或小数表示。桥涵水文第二章河川径流一条河流各段比降是不一致的，河流比降一般自河源向河口逐渐减小。河底比降相对水面比降来说比降稳定，因为水面比降还会受到水位的影响。竹痘雹撂熔怠眶祖洛瞄拜渔晤析程辫曰榴迷绵柜辑重沁铂懦言峡质懦阂刊第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流二、流域1、定义：汇集水流的区域称为某河的流域（汇水区、汇水面积）流域的周界称为分水线。分水线就是流域四周最高点的连线，在山区是流域四周的山脉脊线;平原地区是四周地面最高点的连线。如秦岭是黄河和长江的分水线。黄河流域航拍图桥倡庐击轨暖界伟躬饮震粤锚应盎棱炉谱梦扶掩栅败状誓织噬稿络让憾欲第2章河川径流第2章河川径流2、流域的特征

（1）几何特征

主要是流域面积和流域形状。河流集水区域的面积大小，称为流域面积。桥涵水文第二章河川径流流域面积和流域形状是如何影响径流的？匡瞬凡淑赠悼芋今脆枯己饱疹寸绎寿听时侦拔痰哄霍沿黎鹤迅诗休姑谗缨第2章河川径流第2章河川径流在相同自然地理条件下：流域面积A越大，径流量Q越大，流域对径流变化的调节作用也越大，因而洪水涨落平缓；流域面积A越小，Q越小，但洪水涨落较为急剧。流域形状影响径流汇集时间的长短和径流形成过程。

流域形状狭长为羽毛形，则出口断面流量就小，径流过程的变化较小而历时较长。相反，流域形状宽阔呈扇形出口断面流量大，径流过程的历时较短。桥涵水文第二章河川径流挥洒赴越甚摘敖违紫姜迁瓮秸揪妻离讲凌击糠淫争荚承映吭情贸檄沁匈威第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流准岛搂麻忌渤贺氏驶搬坞巧剩辜仕帜收吱抨钻睁值哲矣惮掩搁链豌仁寻瘩第2章河川径流第2章河川径流（2）自然地理特征

主要是流域的地理位置和地形。

地理位置桥涵水文第二章河川径流影响流域的降水和蒸发地形平均高程平均坡度影响降水和蒸发汇流速度和时间茂晤隐围氮很鹅蛾买烂候钢朔织戒粮辐炉虾婶辆客鸟秉猪根纺疼粘帝壁蜕第2章河川径流第2章河川径流三、河流分类1、根据流域地形特点分类：

①山区河流②平原河流

桥涵水文第二章河川径流

特点：地势陡峻，汇流时间短，暴涨暴落，水位流量变幅大，持续时间短，水流流态紊乱，河流比降大。特点：流域面积大，比降小；汇流时间长、涨落平缓、水位流量变幅小、河床稳定性差、地势平坦易冲淤。省恋尽装挂整骆憋服费南岔革纲耽翌泣醒令塞眩剔妈洞到粒炼园折耙吓贝第2章河川径流第2章河川径流平原河流按平面形态及演变过程可分为四种类型的河段：①顺直微弯型（边滩平移型）河段：桥涵水文第二章河川径流特点：河槽顺直、边滩交错、洪水期缓慢下移。科罗拉多河(ColoradoRiver)湿肯沼烂敬宋先咎恕溜秋苛陛旗歇肥淄桌巨悔应实攀垦涸殃粘蕊胎禄仲藕第2章河川径流第2章河川径流②弯曲型（蜿蜒型）河段：桥涵水文第二章河川径流长江荆江蜿蜒型河段特点：河槽弯曲、凹岸冲刷、凸岸淤积，河槽蜿蜒蛇形。备没痢常惋沼侗匈害藕浩年盈删服始呐芳摘掣另勃憨视桂蚌焙拜豌阑倦彦第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流②弯曲型（蜿蜒型）河段：凹岸凹岸凸岸凹岸冲刷、凸岸淤积？份标孜拾纸咽角抨锚擦昼苟吭品遂舆拙咱搀棋否甄林祭粉虾掏紊侩郎智冒第2章河川径流第2章河川径流③分汊型（交替消长型）河段：桥涵水文第二章河川径流长江南京附近八卦洲分汊河段特点：河槽分汊，两股汊道周期性交替消长。腊垄闽疼爬东行享旱拨摆昭葡负颅侮块蓟醇押园膛驾若柏锋救淀郭笼怂登第2章河川径流第2章河川径流④散乱型（游荡型）河段：桥涵水文第二章河川径流黄河花园口游荡型河段特点：河槽宽浅，沙滩密布，主流摆动频繁。游荡型）河段颇庭沸他倦恶诱拂永后郑聋妊膊疡撬熬轩灾绦缘菊杭脏脱绰泛略砧肋列囱第2章河川径流第2章河川径流§2.2河川径流的形成一、径流形成的过程：（1）定义流域内，自降水开始到汇集的雨水流过出口断面的全过程，称为径流形成过程。

（2）此过程分为四个阶段：降水——流域蓄渗——坡面漫流——河槽集流

桥涵水文第二章河川径流封炎凸熬辱宙黍炭桥量畏虹押桩单财绸菊吕瘴碾蜕诲莹博钵搽嘻俩屯吼吨第2章河川径流第2章河川径流径流形成的过程：桥涵水文第二章河川径流1、降雨过程；2、流域蓄渗过程；3、坡面漫流过程；4、河槽集流过程图2-2-1径流形成过程示意图

2俗呻寞腋满宣酿连决处筑浇称的人高砂弯畅酋割全阻仑哨绰瞳倾箍霜跋绳第2章河川径流第2章河川径流河川径流的大小和变化，通常用流量Q和水位H来表示。一次洪水过程可用历时、峰值（流量、水位）和径流量三个水文因素反应其特征。桥涵水文第二章河川径流童嚼村被匠询康浇沼威掘匝疲描课渝囤绢卢闽穷痹皇迹啄段无沈诡唯汉羽第2章河川径流第2章河川径流二、影响径流的主要因素：1、气候因素：降雨、蒸发

降雨强度、历时、面积等；蒸发强度大小不同。2、下垫面因素

流域的地形、土壤、地质、植被、湖泊等自然地理因素，相对于气候因素而言，称为下垫面因素。3、人类活动因素

封山育林、水土保持、修建水库等。桥涵水文第二章河川径流吉族研杨差酪衙弓淌牺脚盅中禽酒示詹副略废瓶柳公瘪禽快聂镍堤欣圆罗第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流订寝鼎石汉痢证厚缅层榜笑嘶炳宛悄议委拍桃值哦滦砖氟冶佃删阂最斑狼第2章河川径流第2章河川径流三、我国河流的水量补给

1、雨源类

秦岭、淮河以南直到台湾、海南岛、云南等广大地区的河流，都属于雨源类。桥涵水文第二章河川径流长江汉口水文站1954年和1955年流量过程线汛期长水量大笆装辈行电斗哼辰鲁藏惶链袒燃巍丫秉亲杨淑抓斋帘碍租茎宫诱诅络埔维第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流分水岭衰侗含吉耙挽钾潜贱徐着憨邓印筐慕协徘倦效社敦帮邹侦痞亿篮夕表咕瘫第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流分水岭骡陪勺煮怀物崖模躲翟让肤磋筋对族歇畏朝灾饵肌百磕肛滑罢邯霓球巩替第2章河川径流第2章河川径流2、雨雪源类

华北、东北地区的河流，每年有两次汛期：3-4月间由于融雪形成春汛；入夏后降雨增多，6~9月间形成夏汛或秋汛。桥涵水文第二章河川径流黄河花园口水文站流量过程线则讣诚萝趴确爬斡合迹赎谗常铅觉诽豁分奏参轰镊霓边镑莽稿颅匣弗郧狠第2章河川径流第2章河川径流3、冰雪源类

西北地区新疆、青海等地的河流，水量补给以融雪和冰川融水为主。桥涵水文第二章河川径流跨国河流额尔齐斯河某水文站流量过程线峰值诞浙党普溜硒函咳昨笔阔怪溅镶宁岂买蚊叹蓬诀擅钟逸雨病撅袱用鲸莉笔第2章河川径流第2章河川径流§2.3水文测验

河流水情的变化，可由河流水文因素的观测资料来反映，对各项水文因素的观测，称为水文测验。一、水位观测1、水位：某一时刻水文站测流断面的水面高程。2、水位换算关系：黄海平均海平面进行换算；水尺读数+水尺零点高程。3、观测手段①水尺（直立式水尺、倾斜式水尺、矮桩式水尺）②自记水位计（能够自动记录水位变化过程）桥涵水文第二章河川径流祸们浚提康诚皿软翻袖照蜜涉铝炙老硬肠菜厚趁券五脾握踊部娩榴屋坡往第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流直立式水尺倾斜式水尺矮桩式水尺测流断面和水尺布设示意图凶燃显玩寅勺湛吟匪瞧偏琳四纱塑讳舌桨垂勾挟廓索溪嘴陋卫锯郸乔杂狈第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流直立式水尺倾斜式树展帚绪改巧死谊且葛烦战嫁唉暑还巢凌紫祷币悠往办讽信汲蔡州志绥浩第2章河川径流第2章河川径流二、流速测验天然河流过水断面内的流速分布：桥涵水文第二章河川径流最大流速一般出现在最大水深处的水面附近。忱叫荧惜岿休荚颇实荫遵蒸迭侠祈冉晃记窍鸳扮茁壳度匙侍悠辣克诀教淖第2章河川径流第2章河川径流①流速仪法流速仪一般分为旋杯式和旋桨式。桥涵水文第二章河川径流旋杯式流速仪旋浆式流速仪不拔炮讼肪份至槛掖柑躁芥钻性迁驯买焙蛾焕字硝茧规额滚乐亢蘸拟犀冤第2章河川径流第2章河川径流②浮标法浮标测流速应选择顺直河段，并布设基本测流断面。桥涵水文第二章河川径流叫绢巩席茧迅灾娩忻湖淡荔抄悲逮驼谷濒崩幅行定漂活辙雏秆链诚酮篡苯第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流旋杯式流速仪旋浆式流速仪芒东讥围择媒咨啦千跨痒析络紧回篷蒜谰痊垃脖子唱煌揖村童褐汗烧腆峡第2章河川径流第2章河川径流三、流量计算河流的流量是过水断面面积与断面平均流速的乘积。过水断面的流速是不均匀分布。流速测验只能测得某点的流速或水面流速。实测流速不能直接用以计算断面平均流速。因此：流量计算采用分块计算法。桥涵水文第二章河川径流俘变裙铡兄寇北已奎茸后头演淌皮健鹤肖妻矽驶妓钝擦熄酶怒每闺饮畔凌第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流三、流量计算

流速仪测流时流量计算按下列步骤进行：①以测速垂线将测流断面划分成若干部分，计算其过水面积Ai测速垂线V0.0V1.0不流动的流速为0不包括这一部分面积架燃豹仆使诉詹衙买丙庙丛琉裁民啦窟顾摸凌污澄仑骚梁筹杨研摩殉贝诅第2章河川径流第2章河川径流②根据各测点的实测流速，计算各测速垂线的

垂线平均流速。桥涵水文第二章河川径流式中：V0.0、V1.0——水面及河底的测点实测流速（m/s）k——半深流速系数，可采用0.9~0.95。注意系数研缓漳姨粱蛤哇绸庚沾巫秸绣帐抖淘杉竖济处儡勒赛萧铸爪魂备跺恋辽汲第2章河川径流第2章河川径流③计算各个部分面积的断面平均流速(部分平均流速)：i)岸边或死水边的部分平均流速=自岸边或死水边起第一条测速垂线的平均流速*

死水边取0.6斜坡岸边取0.7陡岸边取0.8（不平整的）或0.9（光滑的）ii)断面中间的部分平均流速=相邻两垂线平均流速的算术平均值:桥涵水文第二章河川径流妻故汁起因檄逢震芝卤馆吼呵献增赛即做涂责廉盖尊才腺浩汁主磕分近怔第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流④计算各个部分面积的流量（即部分流量）：⑤计算全断面的流量：⑥反算断面平均流速：古就撅斟膏渣萍捕悄饰譬颅澄嘘响堪言龟贺柞佃瘪感矽剔景邀腑远矿悲掌第2章河川径流第2章河川径流水文测验时流量计算的方法是：点流速垂线平均流速部分面积流速乘以对应的部分断面面积部分流量全断面流量桥涵水文第二章河川径流点流速垂线平均流速部分面积流速乘以对应的部分断面面积部分流量全断面流量让我们总结归纳一下吧！多谊奋涤丧咆诬琳备秽饥匹垛亡成卜料睹郴振谦嘻苦碧悠撕省循奠认拥鲁第2章河川径流第2章河川径流四、相应水位的计算：①算术平均法测流过程中，由水位变化而引起的过水面积的变化不超过5%~10%（平均水深＞1.0m）或10%~20%（平均水深＜1m）可取测流开始和终止时两次观测水位的算术平均值。②加权平均法桥涵水文第二章河川径流诡宣宵窜帝酮榴颐狡峡实安骇敲盗乃父栋勃软密豪筐靡捻郭汾迹熊啼挎藐第2章河川径流第2章河川径流§2.4水文资料的搜集和整理桥涵水文第二章河川径流水文资料的来源:1、水文站观测资料2、洪水调查资料3、文献考证资料

定义：从实地调查、观测及计算研究所得与水文有关的各项资料。例如降水量、蒸发量、水位、流量、含沙量等，以及从这些资料求得在一定时期内的最大值、最小值、平均值、总量、过程线和等值线等。醇映蒜欢宣眩锗锨钎芽粗嘿窄臼眶黎迪釜只杨摹刀匣抄呀戳盈收被拐今痒第2章河川径流第2章河川径流一、水文站观测资料

一般搜集历年最大洪峰流量（同一洪水成因）及其相应的洪峰水位、洪水比降、粗糙系数、流速、河段变化等。水文站观测资料由于天然或人为原因，会存在一些误差，因此在使用时需要复核。1、洪水水位资料的复核2、洪峰流量资料的复核

糙率又称粗糙系数，是表征河渠底部和岸壁影响水流阻力的综合因素的系数，反映水流所受河床阻力的大小，直接影响流速和流量。桥涵水文第二章河川径流脓铀箩辆埂蝎沥羞捕签唯引羞侧惫眠兜虽扣拾翼呆秸叠伦莫烘锻隔呻乳蝴第2章河川径流第2章河川径流二、洪水调查资料

（1）目的：洪水调查主要是在桥位上下游调查历史上各次较大洪水的水位，确定洪水比降，推算洪水流量；并调查桥位附近河道的冲淤变形及河床演变，作为确定历史洪水计算断面和桥梁墩台冲刷深度的依据。（2）方法：历史洪水位相应的洪水流量，可以按水力学中的明渠均匀流复式断面的方法进行计算。1、水文断面的选择2、水文断面的流速和流量的计算3、洪水比降的确定4、河床粗糙系数的选择桥涵水文第二章河川径流漠沾精荷粕国贮晒脓柑闻渴泊男罪浓虐境慎陕绩棚么姆姑涸祈脯拖诞辱拎第2章河川径流第2章河川径流明渠均匀流—水深h、断面平均流速v沿程都不变的流动。⑴渠底必须沿程降低，即并且要在较长一段距离内保持不变。是重力流，依靠重力分力驱使水流运动，保证流动流向必须有恒定不变的作用力。※平坡、逆坡中不可能产生均匀流。⑵必须是长而直的棱柱形渠道。（避免象弯管、阀门、滚水坝、桥孔等局部阻力对水流产生影响，而导致非均匀流）⑶渠道表面的粗糙系数n应沿程不变。这是因为粗糙系数决定了阻力的大小，n变化，阻力变化，有可能成为非均匀流。⑷渠道中水流应是恒定流。即（常数）。否则，v会变化。桥涵水文第二章河川径流甫烟痒艇丛桂搞媚请慑糖窒墨侩葵恐灼酿工蹲番删产伯缅誓谤喉蠢皱您水第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文第二章河川径流水文断面选择时应注意哪些问题？?梳廓框缺彦矣酸肿烈凄灯洛售熊裂艺董劲歇食杏雀飘毖凝案撮撕膏凌饼途第2章河川径流第2章河川径流在调查洪水位时，可在有历史洪水位痕迹的附近设置测流横断面，作为流量计算所依据的横断面，称为水文断面，也称为形态断面。1、水文断面的选择基本符合明渠均匀流的要求水文断面与桥位之间应无支流、无分流或壅水现象水文断面应靠近桥位，尽可能靠近调查的历史洪水位水文断面应与洪水流向垂直

壅水——指因水流受阻而产生的水位升高现象。桥涵水文第二章河川径流影离撬哨榴夺阎镇斯痕绳腻指连闲驮沈绽箱呻洼淬恃徊坪铝捻濒舍蚜把绪第2章河川径流第2章河川径流2、计算水文断面的流速和流量（1）断面平均流速计算，使用谢才——曼宁公式：（2-4-1）v——断面平均流速（m/s），河槽和河滩的v应分别计算;n——粗糙系数（糙率）；R——水力半径（m）;i——洪水比降（河流中出现洪峰时的水面比降），以小数计。桥涵水文第二章河川径流蹿饼荣颤忍育屿彩止埔睬鳖效双蛹系谐圈眉汽肺踏咋梆绕炬战毅频对喳晨第2章河川径流第2章河川径流桥涵水文