(一)流域和水系
流域是地表水與地下水分水線所包圍的集水區(qū)或匯水區(qū),因地下水分水線不易確定,習慣上將地表水的集水區(qū)稱為流域。河道干流流域是由所屬各級支流流域所組成。流域面積的確定,可根據(jù)地形圖勾出流域分水線,然后求出分水線所包圍的面積。河流流域面積可以計算到河流的任一河段,如水文站控制斷面,水庫壩址或任一支流的匯口處。流域里大大小小的河流,構(gòu)成脈絡相通的系統(tǒng),稱為河系或水系。 (二)河流的分段及其特點
每條河流一般都可分為河源.上游.中游.下游.河口等五個分段。 河源。河流開始的地方,可以是溪澗.泉水.冰川.沼澤或湖泊等。
上游。直接連著河源,在河流的上段,它的特點是落差大,水流急,下切力強,河谷狹,流量小,河床中經(jīng)常出現(xiàn)急灘和瀑布。
中游。中游一般特點是河道比降變緩,河床比較穩(wěn)定,下切力量減弱而旁蝕力量增強,因此河槽逐漸拓寬和曲折,兩岸有灘地出現(xiàn)。
下游。下游的特點是河床寬,縱比降小,流速慢,河道中淤積作用較顯著,淺灘到處可見,河曲發(fā)育。 河口。河口是河流的終點,也是河流入海洋.湖泊或其它河流的入口,泥沙淤積比較嚴重。 (三)河流的斷面
河流的斷面分為縱斷面及橫斷面。
1.縱斷面。沿河流中線(也有取沿程各橫斷面上的河床最低點)的剖面,測出中線以上(或河床最低點)地形變化轉(zhuǎn)折的高程,以河長為橫坐標,高程為縱坐標,即可繪出河流的縱斷面圖??v斷面圖可以表示河流的縱坡及落差的沿程分布。 2.橫斷面。河槽中某處垂直于流向的斷面稱為在該處河流的橫斷面。它的下界為河底,上界為水面線,兩側(cè)為河槽邊坡,有時還包括兩岸的堤防。橫斷面出稱為水斷面,它是計算流量的重要參素。
水尺是直接觀讀江河、湖泊、水庫、灌渠水位的標尺。水尺的歷史悠久,直到現(xiàn)代仍在廣泛使用。
河流或者其它水體的自由水面離某一基面零點以上的高程稱為水位。水位的單位是米,一般要求記至小數(shù)2位,即0.01m。以水位為縱軸,時間為橫軸,可繪出水位隨時間的變化曲線,稱為水位過程線。
(五)基面
(六)流速
流速是指水流質(zhì)點在單位時間內(nèi)所通過的距離。渠道和河道里的水流各點的流速是不相同的,靠近河(渠)底、河邊處的流速較小,河中心近水面處的流速最大,為了計算簡便,通常用橫斷面平均流速來表示該斷面水流的速度。
(七)徑流與徑流量
流域地表面的降水,如雨、雪等,沿流域的不同路徑向河流、湖泊和海洋匯集的水流叫徑流。在某一時段內(nèi)通過河流某一過水斷面的水量稱為該斷面的徑流量。徑流是水循環(huán)的主要環(huán)節(jié),徑流量是陸地上最重要的水文要素之一,是水量平衡的基本要素。
(1)流量Q。指單位時間內(nèi)通過某一過水斷面的水量。常用單位為立方米每秒(m3/s)。各個時刻的流量是指該時刻的瞬時流量,此外還有日平均流量、月平均流量、年平均流量和多年平均流量等。
(2)徑流總量W。時段Δt內(nèi)通過河流某一斷面的總水量。以所計算時段的時間乘以該時段內(nèi)的平均流量,就得徑流總量W,即W=QΔt。它的單位是立方米(m3)。以時間為橫坐標,以流量為縱坐標點繪出來的流量隨時間的變化過程就是流量過程線。流量過程線和橫坐標所包圍的面積即為徑流量。 (3)徑流深R。指計算時段內(nèi)的徑流總量平鋪在整個流域面積上所得到的水層深度。它的常用單位為毫米(mm)。
若時段為Δt(s),平均流量為Q(m3/s),流域面積為A(km2 ),則徑流深R(mm)由下式計算:R=QΔt/(1000A)
(4)徑流模數(shù)M。一定時段內(nèi)單位面積上所產(chǎn)生的平均流量稱為徑流模數(shù)M。它的常用單位為m3/(s·km2 ),計算公式為: M= Q/A 流量與該時段降水量的比值,以小數(shù)或百分數(shù)計。
(九)徑流的形成過程
從降雨到達地面至水流匯集、流經(jīng)流域出口斷面的整個過程,稱為徑流形成過程。 徑流的形成是一個極為復雜的過程、為了在概念上有一定的認識,可把它概化為兩個階段,即產(chǎn)流階段和匯流階段。 1.產(chǎn)流階段。當降雨滿足了植物截留、洼地蓄水和表層土壤儲存后,后續(xù)降雨強度又超過下滲強度、其超過下滲強度的雨量,降到地面以后,開始沿地表坡面流動稱為坡面漫流.是產(chǎn)流的開始。如果雨量繼續(xù)增大,漫流的范圍也就增大,形成全面漫流,這種超滲雨沿坡面流動注人河槽,稱為坡面徑流。地面漫流的過程,即為產(chǎn)流階段。 2.匯流階段。降雨產(chǎn)生的徑流,匯集到附近河網(wǎng)后,又從上游流向下游,最后全部流經(jīng)流域出口斷面,叫做河網(wǎng)匯流,這種河網(wǎng)匯流過程,即為匯流階段。