河川水流是最便于開發(fā)利用的水資源,。目前,水利工程主要是控制和利用河川水流為國民經(jīng)濟服務(wù),。因此,,水利工作者必須首先了解河流與流域的基本知識。 (1)河流 我國大多數(shù)河流的水源補給主要依賴于降水,。雨水降落至地面后,除下滲,、蒸發(fā)和洼地容蓄外,,其余水量以地面徑流的形式匯集成小的溪流,再由溪流匯集成江河;滲入土壤和巖層中的水分,,除蒸發(fā)外大部分成為地下水,,以地下徑流的形式也逐漸匯入江河。這種匯集地面徑流的天然水道稱為河流,。(2)水系 自然情況下由高向低,、由小到大逐漸匯流的河流系統(tǒng),稱為水系,。匯流的最末一級,,直接流入海洋或湖泊的河流,通常稱為干流,。匯入干流的河流稱為一級支流,;匯入一級支流的為二級支流,以此類推,。干流及其支流系統(tǒng)即為水系,。水系通常用干流的名稱來稱呼,例如長江水系,、黃河水系等,。當(dāng)研究某一支流或某一區(qū)域時,也有用支流的名稱或區(qū)域的名稱來稱呼的,,如漢江水系,、淮北水系等。(3)水系特征 由于各地區(qū)的自然地理條件不同,, 河流的發(fā)育階段也不相同,, 因此, 各地區(qū)的水系形狀及其組成特征也各不相同,, 見圖1~圖3,。不同的水系其匯流條件和暴雨洪水過程是不同的。分析研究水系的組成及其特征,, 對于了解河流的自然情勢是十分必要的。(1)流域 河流的集水區(qū)域,,稱之為流域。地面高低不平,,當(dāng)?shù)匦蜗騼蓚?cè)傾斜時,,降落到地面的雨水分別向兩側(cè)流動,雨水分別匯集到不同的兩條河流中去,。這一地形上的脊線起著分水的作用,,稱為分水線,或稱分水嶺。分水線是流域的邊界線,,可根據(jù)地形圖勾繪,,它一般通過山嶺脊背的高處。(2)流域面積 流域的分水線和出流斷面所包圍的面積稱為流域面積,,其單位為km2,。流域面積的大小應(yīng)根據(jù)出流斷面來確定,如圖4所示,。出流斷面為I時,,其相應(yīng)流域面稱為A(有斜線部分);出流斷面為Ⅱ時,,其相應(yīng)流域面積為A與B之和,,即虛線包圍的全部區(qū)域的面積。流域面積是河流的基本特征,。一般地說,,在自然條件基本相同的條件下,流域面積愈大,,徑流量也愈大,,對徑流過程所起的調(diào)節(jié)作用也愈大。例如,,小流域暴雨洪水常常陡漲陡落,,而大流域的洪水過程比較平緩;小流域徑流變差大,,而大流域徑流變差較?。灰话愫恿鞯乃渴窃酵掠卧酱?。(3)流域的長度和平均寬度 流域長度是指從河源到出口斷面流域的幾何中心線長度,。其求法是,以出口斷面為圓心,,畫出若干不同半徑的圓弧交流域邊界于兩點,,則這些弧線中點連線的長度即為流域長度。當(dāng)流域左右岸的流域面積大致對稱時,,可用干流的河長作為流域長度,。流域面積除以流域長度的數(shù)值,即為流域的平均寬度,。流域長度與流域平均寬度的比值,,反映流域形狀的特征。一般地說,,其比值大的,,即流域狹長,,它的洪水過程較為平緩。(4)流域的自然地理條件 包括地理位置,、氣候條件,、土壤性質(zhì)、地形,、地質(zhì)構(gòu)造,、塘庫、湖泊以及植被等,。這些自然地理環(huán)境都將直接或間接地影響河川徑流的形成及其過程,。例如,地理位置和山川形勢,,直接影響內(nèi)陸水分循環(huán)和水汽的運移,;氣候條件直接和間接地影響徑流大小,;土壤性質(zhì)與地質(zhì)構(gòu)造,,同河流的地下水補給量、下滲損失量,、流域沖刷程度等有密切的關(guān)系,;地形及植被,與暴雨洪水直接相關(guān),;湖泊,、塘庫對河川徑流起著均化的調(diào)節(jié)作用等等。河流實質(zhì)上有兩個方面:一是流動著的水,;二是水在其中流動的河槽。在枯水期和平水期行水的河槽,,叫基本河槽或枯水河槽,,習(xí)慣上又簡稱河床。在洪水期才有水通過的叫洪水河槽,。自然河流在其發(fā)展與演變過程中,,由于水流的侵蝕作用,不斷地縱向下切和橫向拓寬,,逐步發(fā)展形成河流兩岸的洼谷地形,,我們稱之為河谷。河槽只是河谷的一部分,,即河槽只是河谷底部有河水流過的那一部分。通常河谷由谷底,、谷坡,、坡麓、谷緣等部分組成。有的河谷還有多級臺地,,如圖5和圖6所示,。河谷的形成和發(fā)展,除河流的侵蝕作用外,,還有搬運作用和沉積作用,。河流的搬運能力取決于流速的大小。一般地說,,上游比下游的搬運能力大,;洪水期比枯水期搬運能力大。在搬運和沉積的過程中,,對泥沙還有顯著的分選性,。上游河床多為較大的卵石,中游則為細礫石和粗砂,,下游僅有沙和泥,。河流沉積所造成的地形主要有:沖積扇、淤積平原,、三角洲等,。河槽最深處的連接線稱為溪線或深泓線。沿深泓線逐段量出河長及各點的河底高程,,以河底高程為縱坐標(biāo),,河長為橫坐標(biāo),可繪出河槽縱斷面圖,,如圖7所示,。從河槽縱斷面圖上可以得出任一河段的長度、落差和比降,。所謂落差是指河段兩端的河底或水面的高程差,。所謂比降是指河段的落差與相應(yīng)河段長度之比,即表示單位河長的落差,。一般以百分率,、千分率或萬分率表示。河槽中垂直于主流方向的斷面,,稱河槽橫斷面,,或稱過水?dāng)嗝妗:樗灰韵碌臄嗝娼泻樗畽M斷面,,枯水位以下的斷面叫枯水橫斷面或稱主槽,。按照水力特性,河槽橫斷面通常概括地分為單式斷面和復(fù)式斷面兩大類,,如圖8所示,。橫斷面的水面通常并不呈嚴格的水平面,,特別是在河彎處,因離心力的作用,,在凹岸附近水面高,,凸岸附近水面低,見圖9,。在順直河段,,也有可能產(chǎn)生橫比降,例如在漲水時,,中間水面較兩岸高,,河中的漂浮物向兩岸移動;在落水時,,中間水面較兩岸低,,漂浮物向河流的主槽移動。河流按其河谷和河床特點,、河床比降、沖淤程度,、流速及流量大小,、以及水情變化等特點,從上到下一般分為河源,、上游,、中游、下游及河口五段,。(1)河源 河流發(fā)源的地方叫河源,,一般指河流開始的局部地區(qū)。一般河流多發(fā)源于山嶺,,但也有的河流發(fā)源于平原,、湖泊、沼澤或涌泉地區(qū),。(2)上游 直接與河源相接的河流上段叫上游,,其特征是:比降陡,水流急,,下切作用強烈,;一般河谷狹,兩岸多高山,,成V形河谷,;多急灘、瀑布,,洪水猛漲猛落變化劇烈,。例如,,黃河在河口鎮(zhèn)以上稱上游,長江在宜昌以上稱上游,。(3)中游 上游以下稱中游,其特征是:河床比降較平緩,,水流下切作用弱,,兩側(cè)侵蝕使河面逐漸加寬,沖刷和淤積作用比較顯著,,河床中出現(xiàn)淺灘或沙洲,。(4)下游 河流的最下一段稱下游,其特征是:河床比降平緩,,流速小,,河床大部分處于淤積狀態(tài),淺灘,、沙洲到處可見,,并且河谷寬,流量大,,河道蜿蜒曲折,、多汊流。(5)河口 河流注入海洋,、湖泊,,或注入其他河流,其注入口叫河口,。由于河口突然擴大,,流速降低,加之潮汐的影響,,水流中的泥沙大量淤積,,形成多汊的河口三角洲。有的河流消失在沙漠中,,沒有河口,,俗稱瞎尾河。
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