工程水文学第二章课件.ppt

工程水文学; 第一节 水循环及水量平衡 一、水循环 自然界中的水从形态上（固、液、汽）、位置上（地面、地下、空中）不断地、周而复始地变化过程构成了水循环。（图示）;1、概念 地球上各种形态的水，在太阳辐射、重力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程，称为水循环。地球上各类水体，通过水循环形成了一个连续而统一的整体。;2、成因 水分循环的产生有其内因和外因。 内因是水的“三态”变化。 外因是太阳辐射和地心引力。太阳辐射分布的不均匀性和海陆的热力性质的差异，造成空气的流动，为水汽的移动创造了条件。地心引力（重力）则促使水从高处向低处流动。从而实现了水分循环。 ;水循环过程图;3、水循环类型;大陆;海陆间循环：是指海洋水与陆地水之间通过一系列过程所进行的相互转换运动。这种循环又称为大循环。 意义：使得陆地上的水不断得到补充，水资源得以再生。;;蒸腾;4、水循环机理;5、水循环意义;1、定义：某一地区在某一时段内，其收入水量和支出水量的差额，等于该地区的蓄水变量。 ;全球水量平衡方程： P全球=E全球 ;a.海洋水量平衡方程 P海+R-E海= ?S海 多年平均?S海=0， P海+R-E海= 0 （对整个海洋适用） 式中， P海、 E海和R分别为海洋上任意时段降水量、蒸发量和入海径流量； P海、 E海和R 分别为海洋上多年平均降水量、蒸发量和入海径流量， ?S海为海洋蓄水变化量。 b.陆地水量平衡方程 外流区水量平衡方程 P外-E外-R地表-R地下= ?S外 多年平均 P外-R- E外= 0 式中， P外、E外、R地表、R地下、 ?S外分别为外流区任意时段内降水量、蒸发量、 入海的地表和地下径流量及蓄水变化量； P外、 R 、 E外分别为外流区多年平均降水量、蒸发量和径流量。; 内流区水平衡方程（水循环系统基本闭合，内流区的降水全部转化为蒸发，没有水量入海。） 多年平均 P内=E内 式中， P内、E内分别为内流区多年平均降水量和蒸发量。 陆地水平衡方程： （P外+P内）-（E外+E内）=R P陆-E陆=R;第二节 河流和流域 一、 概述 1、河流： 沿连续延伸的凹处流动的天然水体。由水与河槽 两个要素构成。（矛盾统一体） 2、河流分段： 一条河流沿水流方向，自高向低可分为河源、上游、中游、下游和河口五段。 河源是河流的发源地，多为泉水、溪涧、冰川、湖泊或沼泽等。 河口是河流的终点，即河流注入海洋或内陆湖泊的地方。;3、河流分级：干流：从河源到河口，水量最集中，河长最大的水流称作干流。水系中直接流入海洋、湖泊的河流称为干流，流入干流的河流称为支流。干流是水系中最高级别的河流。一级支流：直接入干流的水流；（不考虑河长与水量）二级支流：直接入一级支流的水流。4、河流的左右岸：面向下游．左边的河岸称为左岸，右边的河岸称为右岸。5、河系（水系）：脉络相通的大小河流及湖泊、沼泽等水体所构成的脉络相通的水流系统称为水系、河系或河网．如图所示。; 流域与水系示意图 1、2、3一河流的级别;6、流域：河流的集水区域称为流域。指汇集地面水和地下水的区域，也就是分水线包围的区域。 分水线： 流域的周界线，有地面、地下之分。 闭合流域： 当地面分水线与地下分水线相重合，且河道下切较深，能全部汇集本流域地下水的流域称为闭合流域，否则为非闭合流域。一般将大、中流域当作闭合流域。;不闭合流域;二、 河流及流域的主要特征 1、河流长度L（km）： 自河源沿主河道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； 2、河流横断面：分单式断面和复式断面； 3、河道纵比降J： 任意河段两端(水面或河底)的高差△h称为落差，单位河长的落差称为河道纵比降，简称比降，用小数或干分数表示。常用的比降有水面比降和河底比降。河流沿程各河段的比降都不相同，一般自河源向河口逐渐减小。水面比降随水位的变化而变化，河底比降则较稳定。当河段纵断面近于直线时．比降按下式计算；;式中 J——河段的比降； h1、h0——河段上、下断面水面或河