第二章 河流(1).ppt

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1、第二章第二章 河河 流流第一节第一节 河流、水系和流域河流、水系和流域第二节第二节 河流的水情要素河流的水情要素第三节第三节 河流的补给河流的补给第四节第四节 河川径流河川径流第五节第五节 河流的分类河流的分类第六节第六节 河流的利用改造河流的利用改造第七节第七节 河流与自然地理环境的相互关系河流与自然地理环境的相互关系 较较大大的的河河流流可可分分河河源源、上上游游、中中游游、下下游游、河河口口等等五五个个部部分分，河河源源是是河河流流的的发发源源地地。河河口口是是河河水水的的出出口口处处。上上游游、中中游游、下下游游是是从从河河源源到到河河口口之之间间的的三个河段，它们有着不同的水文地貌特

2、征。三个河段，它们有着不同的水文地貌特征。这些特征是从上向下逐渐变化的。上游上游的特点是：河谷呈的特点是：河谷呈“V”字形，字形，河床多为基岩或砾石；比降大；流速大；下切力强；流量小;水位变幅大。中游的特点是：河谷呈中游的特点是：河谷呈“U”字形；字形；河床多为粗砂；比降较缓；下切力不大而侧蚀显著；流量较大；水位变幅较小。下游的特点是：河谷宽广下游的特点是：河谷宽广,呈呈“”形形,河床多为细砂或淤泥；河床多为细砂或淤泥；比降很小；流速也很小；水流无侵蚀力，淤积显著；流量大；水位变幅较小。描述河流断面的主要参数：描述河流断面的主要参数：1.1.河流纵断面，是指沿河流轴线的河底高程或水面高程的变河

3、流纵断面，是指沿河流轴线的河底高程或水面高程的变化。故河流纵断面可分为河底纵断面和水面纵断面两种。河化。故河流纵断面可分为河底纵断面和水面纵断面两种。河流纵断面可以用比降（流纵断面可以用比降（i）来表示。即：来表示。即：式中：式中：H上上，H下下，分别为河段上下游河槽（或水面）上两点，分别为河段上下游河槽（或水面）上两点的高程；的高程；H上上H下下则为河段的落差；则为河段的落差；L为河段的长度。为河段的长度。2.2.河槽横断面，是指河槽某处垂直于主流方向河河槽横断面，是指河槽某处垂直于主流方向河底线与水面线所包围的平面。底线与水面线所包围的平面。3.过水断面，是指某一时刻水面线与河底线包围过水

4、断面，是指某一时刻水面线与河底线包围的面积。的面积。常用的断面形态要素还有：常用的断面形态要素还有：5.5.过水断面面积过水断面面积W；6.6.湿周湿周P（即过水断面上被水浸湿的河槽部分）；即过水断面上被水浸湿的河槽部分）；7.7.水面宽度水面宽度B；8.8.平均深度平均深度 H,水力半径水力半径R（R=W/P）；）；9.9.糙度糙度n（指河槽上的泥沙、岩石、植物等对水流阻碍作用的指河槽上的泥沙、岩石、植物等对水流阻碍作用的程度程度,常用糙率系数常用糙率系数n表示，可从表表示，可从表52查出）等；查出）等；上述要素与河流的过水能力有密切的关系。上述要素与河流的过水能力有密切的关系。4.4.大断

5、面，是指最大洪水时的水面线与河底线包围的面积。大断面，是指最大洪水时的水面线与河底线包围的面积。由于科氏力、惯性离心力和流速分布不均等影响，河流横断面的水面由于科氏力、惯性离心力和流速分布不均等影响，河流横断面的水面并不是完全水平的。河流横断面的形态是多种多样的。并不是完全水平的。河流横断面的形态是多种多样的。定义定义组成组成主要特征主要特征河流河流流动水、流动水、凹槽凹槽河源、上游、河源、上游、中游、下游、中游、下游、河口河口1、河流的横断面、河流的横断面2、河流的纵断面、河流的纵断面3、过水断面、过水断面水系水系河流的干河流的干支流形成支流形成的脉络系的脉络系统统干流、支流干流、支流（大大

6、小小的（大大小小的河流、湖泊等）河流、湖泊等）1、河流长度、河流长度2、河网密度、河网密度3、河流的弯曲系数、河流的弯曲系数流域流域分水线包分水线包围区围区分水线包围的分水线包围的地表和地下水地表和地下水系的集水区系的集水区1、流域面积、流域面积2、流域形状、流域形状3、流域的长度和平均宽度、流域的长度和平均宽度4、流域的不对称系数、流域的不对称系数5、流域的平均高度、流域的平均高度6、流域的平均坡度、流域的平均坡度1、列表比较河流、水系、流域的特征？、列表比较河流、水系、流域的特征？（二）水系（二）水系 一一条条河河流流的的干干支支流流构构成成了了脉脉络络相相通通的的水水道道系系统统，这这个

7、个水水道道系统便称为水系或河系。系统便称为水系或河系。水系特征主要包括河长、河网密度和河流的弯曲系数。水系特征主要包括河长、河网密度和河流的弯曲系数。河长是从河口到河源沿河道的轴线所量得的长度。河长是从河口到河源沿河道的轴线所量得的长度。河网密度河网密度是指流域内干支流的总长度和流是指流域内干支流的总长度和流域面积之比，即单位面积内河道的长度。可用域面积之比，即单位面积内河道的长度。可用下式表示：下式表示：D D L/F L/F D D河网密度（河网密度（km/km2km/km2）；）；L L河流总长度（河流总长度（kmkm）；）；F F流域面积（流域面积（km2km2）。）。河流的弯曲系数

8、河河流流的的弯弯曲曲系系数数是是指指某某河河段段的的实实际际长长度度与该河段直线距离之比值。与该河段直线距离之比值。可用下式表示：可用下式表示：式中：式中：K为弯曲系数；为弯曲系数；L为河段实际长度（为河段实际长度（km）；）；l为河段的直线长度（为河段的直线长度（km）。）。水系水系干流及支流干流及支流干流干流 (Mainstream)(Mainstream)在水系中汇集全流域径在水系中汇集全流域径流的河流，例如：黄河、长江。流的河流，例如：黄河、长江。支流支流(Tributary)流入一较大河流或湖泊的河流入一较大河流或湖泊的河流。流。支流是分级的：一级支流支流是分级的：一级支流(注入干流

9、的支流注入干流的支流)；二级支流二级支流(注入一级支流的支流注入一级支流的支流)；扇状水系扇状水系干支流呈扇状分布，即来自不同方向的各干支流呈扇状分布，即来自不同方向的各支流较集中地汇人干流，流域成扇形或圆形。我国的海支流较集中地汇人干流，流域成扇形或圆形。我国的海河水系就属此类。河水系就属此类。羽状水系羽状水系支流从左右两岸相间汇人干流，形呈羽状。支流从左右两岸相间汇人干流，形呈羽状。如滦河水系。如滦河水系。平行状水系平行状水系 几条支流平行排列。如淮河左岸几条支流平行排列。如淮河左岸的洪河、颖河、西浘河、涡河、浍河等。的洪河、颖河、西浘河、涡河、浍河等。树枝状水系树枝状水系干支流的分布呈树

10、枝状。大多数干支流的分布呈树枝状。大多数河流属此种类型。如珠江的主流西江水系。河流属此种类型。如珠江的主流西江水系。格状水系格状水系于支流分布呈格子状，即支流多呈于支流分布呈格子状，即支流多呈900角汇人于流。这是由于河流沿着互相垂直的角汇人于流。这是由于河流沿着互相垂直的两组构造线发育而成。如闽江水系。两组构造线发育而成。如闽江水系。水系类型不同，对水情变化的影响不同。水系类型不同，对水情变化的影响不同。例如，扇状水系，由于支流几乎同时汇人干例如，扇状水系，由于支流几乎同时汇人干流，当整个水系普降大雨时，就易造成干流流，当整个水系普降大雨时，就易造成干流特大洪水。海河历史上多水灾的原困之一即

11、特大洪水。海河历史上多水灾的原困之一即在于此。而羽状水系因支流洪水是先后汇人在于此。而羽状水系因支流洪水是先后汇人干流的，因此各支流汇人的水量分先后排出，干流的，因此各支流汇人的水量分先后排出，故不易形成水灾。滦河少水灾的原因之一，故不易形成水灾。滦河少水灾的原因之一，即是由于其为羽状水系的缘故。即是由于其为羽状水系的缘故。（三）流域 海南岛地形为中间高四周低，河流由中部山区海南岛地形为中间高四周低，河流由中部山区丘陵向四周以辐射状流入海，构成河流众多、河短丘陵向四周以辐射状流入海，构成河流众多、河短坡陡等特点。坡陡等特点。海南岛水资源较丰富，全岛独流入海的河流海南岛水资源较丰富，全岛独流入海

12、的河流154条，主要河流有南渡江、昌化江和万泉河，流域面条，主要河流有南渡江、昌化江和万泉河，流域面积分别超过积分别超过7000km2、5000 km2、3000 km2，三，三大河流域面积占全岛面积的大河流域面积占全岛面积的47%。集水面积在。集水面积在1000-2000km2的有陵水河、宁远河，的有陵水河、宁远河，500-1000 km2的有珠碧江、望楼河、文澜江、北门江、太阳的有珠碧江、望楼河、文澜江、北门江、太阳河、藤桥河、春江及文教河。全省水资源总量多年河、藤桥河、春江及文教河。全省水资源总量多年平均为平均为314.7亿立米，其中地表径流亿立米，其中地表径流303.7亿立米，亿立米，

13、具有集中开采价值的地下水具有集中开采价值的地下水11亿立米。亿立米。（三）流域（三）流域 划划分分相相邻邻水水系系（或或河河流流）的的山山岭岭或或河河间间高高地地，称称为为分分水水岭岭。分分水水岭岭最最高高点点的的连连线线，称称为为分分水水线线或或分分水水界界。如如秦秦岭岭是是黄黄河河和和长长江江的的分分水水岭岭，而而秦秦岭岭的的山山脊脊线线便便为为黄黄河河和和长长江江的的分分水水线线。分分水水线线可可分分为为地地表表分分水水线线和和地地下下分分水水线线。地地表表分分水水线线主主要要受受地地形形影影响响，而而地地下下分分水水线线主主要要受受地地质质构构造造和和岩岩性性控控制制。分分水水线线不不

14、是是一一成成不不变变的的。河河流流的的向向源源侵侵蚀蚀、切切割割，下下游游的的泛泛滥滥、改改道道等等都都能能引引起起分分水水线线的的移移动动，不不过过这种移动过程一般进行得很缓慢。这种移动过程一般进行得很缓慢。分水线所包围的区域，称为流域。由于分水线有地表分水线所包围的区域，称为流域。由于分水线有地表分水线和地下分水线，故流域也是指汇集地表水和地下水分水线和地下分水线，故流域也是指汇集地表水和地下水的区域。的区域。流流域域可可分分闭闭合合流流域域和和非非闭闭合合流流域域。地地表表分分水水线线与与地地下下分分水水线线重合的流域，称为闭合流域。相反，称为非闭合流域。重合的流域，称为闭合流域。相反，

15、称为非闭合流域。流域面积、流域形状、流域高度、流域的坡度、流域的倾斜流域面积、流域形状、流域高度、流域的坡度、流域的倾斜方向、干流流向等是流域的重要特征。这些特征对河川径流方向、干流流向等是流域的重要特征。这些特征对河川径流的影响是明显的。例如：流域面积大，河水量也大，洪水历的影响是明显的。例如：流域面积大，河水量也大，洪水历时长，且涨落缓慢；流域形状圆形较狭长形的洪水集中，且时长，且涨落缓慢；流域形状圆形较狭长形的洪水集中，且洪峰流量大；流域高度越高，河水量越多；流域向南倾斜的洪峰流量大；流域高度越高，河水量越多；流域向南倾斜的比向北的流域降雪易于消融；在中高纬度地区，冬季有结冰比向北的流域

16、降雪易于消融；在中高纬度地区，冬季有结冰的大河流，若在北半球，其流向自南往北流的，则易产生凌的大河流，若在北半球，其流向自南往北流的，则易产生凌汛。汛。第二节第二节 河流的水情要素河流的水情要素 水情要素是反映河流水文情势及其变化的因子。水情要素是反映河流水文情势及其变化的因子。它主要包括它主要包括水位、流速、流量、泥沙、水化学、水水位、流速、流量、泥沙、水化学、水温和冰情温和冰情等。通过这些因素反映河流在地理环境中等。通过这些因素反映河流在地理环境中的作用，及其与自然地理环境各组成要素之间的相的作用，及其与自然地理环境各组成要素之间的相互关系，也是研究水文规律的基础。互关系，也是研究水文规律

17、的基础。（一）水位（一）水位 河河流流水水位位是是指指河河流流某某处处的的水水面面高高程程。其其零零点点称称为为基基面面。基基面面可可分分绝绝对对基基面面和和相相对对基基面面。绝绝对对基基面面是是以以某某一一河河口口的的平平均均海海平平面面为为零零点点。如如珠珠江江口口基基面面、吴吴淞淞口口基基面面（长长江江口口）、黄黄海海基基面面等等，我我国国规规定定统统一一采采用用青青岛岛基基面面。相相对对基基面面（也也称称测测站站基基面面），是是以以观观测测点点最最枯枯水水位位以以下下0 05 5lmlm处处作作为为零零点点的的基基面面。相相对对基基面面可可减减少少记记录录和和计计算算工工作作量量，但但

18、它它与与其其他他水水文文站站的的水水文文资资料料不不具具有有可可比比性性，故故进进行行全全河河水水文文资资料料整整编编和和水文预报时，必须换算为全河统一的基面。水文预报时，必须换算为全河统一的基面。影响河流水位的因素很多影响河流水位的因素很多,如水量、河道冲淤、风、潮汐、如水量、河道冲淤、风、潮汐、结冰、植物、支流的汇入、人工建筑物、地壳升降等。而其结冰、植物、支流的汇入、人工建筑物、地壳升降等。而其中最主要的因素是水量的增减。水量增加，河水位上涨；水中最主要的因素是水量的增减。水量增加，河水位上涨；水量减少，河水位下降。量减少，河水位下降。河河流流水水位位随随气气候候的的季季节节变变化化和和

19、年年际际变变化化而而变变化化。例例如如由由雨雨水水补补给给的的河河流流，其其水水位位随随降降雨雨的的变变化化而而变变化化。由由冰冰雪雪融融水水补补给给的的河河流流，其其水水位位随随气气温温的的变变化化而而变变化化，气气温温高高，冰冰雪雪融融水水量量多多，则河流水位高；气温低，冰雪融水量少，则河流水位下降。则河流水位高；气温低，冰雪融水量少，则河流水位下降。为了帮助分析研究水位变化规律、断面以上流域内自然地理各因素（特别是气候因素）对该流域水文过程的影响，以及提供各方面的参考使用，常将水位观测资料进行整理，主要有水水位过程线、水位历时曲线、相应水位关系曲线位过程线、水位历时曲线、相应水位关系曲线

20、。水位过程线：是指水位随时间变化的曲线。水位过程线：是指水位随时间变化的曲线。其绘制方法，是以纵坐标为水位，横坐标为时间，将水位变化按时间顺序排列起来所点绘的曲线，便为水位过程线。它的主要作用是：可可分析水位的变化规律，能直接看出特征水位（如最高水位和最分析水位的变化规律，能直接看出特征水位（如最高水位和最低水位）的高度和出现的日期；可研究各补给源的特征；低水位）的高度和出现的日期；可研究各补给源的特征；可用来分析洪水波在河道中沿河传播的情形，以及做洪水的短期预报；水位过程线也能反映流域内自然地理因素对该流域水文过程的综合影响。水位历时曲线：是指大于和等于某一数值的水位与其在水位历时曲线：是指

21、大于和等于某一数值的水位与其在研究时段中出现的累积天数（历时）所点绘而成的曲线（图研究时段中出现的累积天数（历时）所点绘而成的曲线（图5二二2）。）。其绘制方法，是先将一年内之日平均水位接从大到小其绘制方法，是先将一年内之日平均水位接从大到小次序排列，并对水位变化幅度分为若干相等组距（如以次序排列，并对水位变化幅度分为若干相等组距（如以0.5m为一组），再将每一组距水位出现的日数依次累加为累积天为一组），再将每一组距水位出现的日数依次累加为累积天数（即历时），然后以水位为纵坐标，以累积天数为横坐标数（即历时），然后以水位为纵坐标，以累积天数为横坐标点绘的曲线，则得日平均水位历时曲线。水位历时曲

22、线的作点绘的曲线，则得日平均水位历时曲线。水位历时曲线的作用：主要是可从图上看出一年内超过某一水位高度出现的总用：主要是可从图上看出一年内超过某一水位高度出现的总天数，这对航运、灌溉、防汛都有重要的意义。天数，这对航运、灌溉、防汛都有重要的意义。水位历时曲线水位历时曲线水位过程线水位过程线历时曲线的做法历时曲线的做法日平均水位日平均水位（m m）天数天数累计天数累计天数50501212121249.549.58 8202049494 4242448.548.55 5292948484 4333347.547.56 6393935.535.57 735735730308 8365365 相应水位

23、关系曲线：是指在同一涨落水期间，上下游站相应水位关系曲线：是指在同一涨落水期间，上下游站位相相同的水位位相相同的水位。相应水位关系曲线的绘制方法是：以纵轴相应水位关系曲线的绘制方法是：以纵轴为上下游站的水位为上下游站的水位,以横轴为下游站的水位，把上下游站相以横轴为下游站的水位，把上下游站相应的水位点绘在坐标纸上，过点应的水位点绘在坐标纸上，过点 群中心连成的圆滑曲线便成群中心连成的圆滑曲线便成（图（图53）。其作用：可用它做短期水文预报；校验上下水）。其作用：可用它做短期水文预报；校验上下水位观测成果；用已知站水位插补缺测站水位记录；推求邻近位观测成果；用已知站水位插补缺测站水位记录；推求邻

24、近断面未设站的水位变化。断面未设站的水位变化。（二）流速（二）流速 河河流流流流速速，是是指指河河流流中中水水质质点点在在单单位位时时间间内内移移动动的的距距离离。单位是单位是m/sm/s。可用下式表示：式中：式中：u u为流速（为流速（m/sm/s）；）；L L为距离（为距离（m m）；）；t t为时间（为时间（s s）。）。流速的脉动现象：是指在紊流的水流中，水质点运动的速流速的脉动现象：是指在紊流的水流中，水质点运动的速度和方向不断地变化，而且围绕某一平均值上下跳动的现象。度和方向不断地变化，而且围绕某一平均值上下跳动的现象。脉动流速的数值以在水流动力轴附近为最小，而以在糙度较脉动流速的

25、数值以在水流动力轴附近为最小，而以在糙度较大的河底和岸边为最大。流速脉动能使泥沙悬浮在水中，故大的河底和岸边为最大。流速脉动能使泥沙悬浮在水中，故它对泥沙运动具有重要意义。流速脉动在较长时段中，脉动它对泥沙运动具有重要意义。流速脉动在较长时段中，脉动的时间平均值为零，即的时间平均值为零，即 ，故给测流提供了条件。，故给测流提供了条件。据研究，每点测流时间至少应大于据研究，每点测流时间至少应大于100120s，才能避免脉动才能避免脉动的影响，测得较准确的数值。的影响，测得较准确的数值。河河道道中中的的流流速速分分布布：由由于于河河床床的的地地势势倾倾斜斜和和粗粗糙糙程程度度，以以及及断断面面水水

26、力力条条件件的的不不同同，天天然然河河道道中中的的流流速速分分布布十十分分复复杂杂。一一般般地地说说，河河流流纵纵断断面面流流速速分分布布为为：上上游游河河段段流流速速最最大大，中中游游河河段段流流速速较较小小，下下游游河河段段流流速速最最小小。河河流流过过水水断断面面的的流流速速从从水水面面向向河河底底递递减减，从从两两岸岸向向最最大大水水深深方方向向增增大大。在在垂垂线线上上绝绝对对最最大大流流速速出出现现在在水水面面向向下下水水深深的的1/101/103/103/10处处；平平均均流流速速出出现现于于水水深深的的6/106/10处处；在在水水面面,由由于于空空气气的的摩摩擦擦阻阻力力,流

27、流速速较较小小；在在河河底底，流流速速趋趋于于零零（图图5.45.4）.垂垂线线流流速速分分布布往往往往受受冰冰冻冻、风风、河河槽槽糙糙率率、河河底底地地形形、水水面比降、水深等影响。面比降、水深等影响。天天然然河河道道中中平平均均流流速速的的计计算算：在在有有实实测测资资料料时时，可可根根据据实实测测资资料料求求得得。在在没没有有实实测测资资料料时时，可可用用水水力力学学公公式式谢才公式计算，谢才公式计算，即：u=式式中中：u u为为平平均均流流速速；c c为为谢谢才才系系数数，它它与与糙糙率率等等因因素素有关，其数值可用经验公式求得有关，其数值可用经验公式求得 我国多采用满宁公式，我国多采

28、用满宁公式，（n n为糙率系数）为糙率系数）；R R为为水水力力半半径径；i i为为水水面面比比降降。谢谢才才公公式式是是根根据据水水流流作作匀匀速运动的理论推导而得的。速运动的理论推导而得的。（三）流（三）流 量量 流流量量是是指指单单位位时时间间内内通通过过某某过过水水断断面面的的水水的的体体积积。常常用用Q Q表示，单位是表示，单位是m m3 3/s/s。它可用下式表示：它可用下式表示：Q=w vQ=w v 式式中中：Q Q为为流流量量（m m3 3/s/s）；w w为为过过水水断断面面积积（m m2 2）；v v为为流流速速（m ms s）。）。流量是河流的最重要特征。为了便于进行水文

29、分析，常把测流量是河流的最重要特征。为了便于进行水文分析，常把测得的流量资料绘成曲线图。常用的有流量过程线和水位得的流量资料绘成曲线图。常用的有流量过程线和水位流流量关系曲线。量关系曲线。流量过程线：是流量随时间变化过程的曲线。其绘制方流量过程线：是流量随时间变化过程的曲线。其绘制方法，是以纵坐标为流量，以横坐标为时间，按时间顺序点绘法，是以纵坐标为流量，以横坐标为时间，按时间顺序点绘而成的曲线，便是流量过程线。而成的曲线，便是流量过程线。流量过程线的主要作用是：流量过程线的主要作用是：可反映测站以上流域的径流变化规律；分析流量过程线，相可反映测站以上流域的径流变化规律；分析流量过程线，相当于

30、对一个流域特征的综合分析研究；根据流量过程线计算当于对一个流域特征的综合分析研究；根据流量过程线计算某一时段的径流总量和平均流量。某一时段的径流总量和平均流量。水位水位流量关系曲线：是指水位随流量变化的曲线。流量关系曲线：是指水位随流量变化的曲线。水位变化是流量变化的外部反映，因此水位与流量具有密切的水位变化是流量变化的外部反映，因此水位与流量具有密切的关系，关系，Q=f(H)，这就可用一条曲线来表示。其绘制方法是，这就可用一条曲线来表示。其绘制方法是，以纵坐标为水位，横坐标为流量，将相应的水位和流量点绘在以纵坐标为水位，横坐标为流量，将相应的水位和流量点绘在坐标纸上，连接通过点群中心的曲线，

31、便是水位坐标纸上，连接通过点群中心的曲线，便是水位流量关系流量关系曲线。水位曲线。水位流量关系曲线最主要的作用，是用水位资料来流量关系曲线最主要的作用，是用水位资料来推求流量，使测流工作大为简便。推求流量，使测流工作大为简便。（四）河流泥沙（四）河流泥沙 河河流流泥泥沙沙是是指指组组成成河河床床和和随随水水流流运运动动的的矿矿物物、岩岩石石固固体体颗颗粒粒。随随水水流流运运动动的的泥泥沙沙也也称称固固体体径径流流。河河流流泥泥沙沙对对河河流流的的水水情情及河流的变迁有着重大的影响。及河流的变迁有着重大的影响。河流泥沙在水流中的运动是受河水流速和泥沙自重的综合作河流泥沙在水流中的运动是受河水流速

32、和泥沙自重的综合作用的结果。河流泥沙运动的形式可分滚动、滑动、跳跃和悬浮。用的结果。河流泥沙运动的形式可分滚动、滑动、跳跃和悬浮。前三者运动形式的泥沙，称为推移质；悬浮运动的泥沙，称为前三者运动形式的泥沙，称为推移质；悬浮运动的泥沙，称为悬移质。推移质的颗粒较大，比较重，故沿河床面运动，表现悬移质。推移质的颗粒较大，比较重，故沿河床面运动，表现为波浪式的缓慢移动；悬移质的颗粒较小，比较轻，故能悬浮为波浪式的缓慢移动；悬移质的颗粒较小，比较轻，故能悬浮于水中，与水流同一速度运行。于水中，与水流同一速度运行。悬移质在天然河道中，其断面分布规律是悬移质含沙量和悬移质在天然河道中，其断面分布规律是悬移

33、质含沙量和粒径都表现为从河底向水面减少；在断面水平方向上变化不大粒径都表现为从河底向水面减少；在断面水平方向上变化不大（当然也有例外的）。在时间变化上，含沙量汛期多于枯水期，（当然也有例外的）。在时间变化上，含沙量汛期多于枯水期，但汛期以枯季后的第一次大洪水时期含沙量为最多。但汛期以枯季后的第一次大洪水时期含沙量为最多。河河水水中中泥泥沙沙含含量量的的多多少少，常常用用含含沙沙量量表表示示。含含沙沙量量是是指指每每1m1m3 3水中所含泥沙的重量。单位是水中所含泥沙的重量。单位是kg/mkg/m3 3。河河水水中中挟挟带带泥泥沙沙的的数数量量，可可用用输输沙沙率率和和输输沙沙量量表表示示。单单

34、位位时时间间内内通通过过一一定定的的过过水水断断面面的的泥泥沙沙总总量量，称称为为输输沙沙率率。单单位位是是t/st/s或或略略kg/skg/s。一一定定时时段段内内通通过过一一定定过过水水断断面面的的泥泥沙沙总总量量，称为输沙量。单位是称为输沙量。单位是t t或万或万t t。河流泥沙主要是水流从流域坡面上冲蚀而来。每年从流域河流泥沙主要是水流从流域坡面上冲蚀而来。每年从流域地表冲蚀的泥沙量通常用侵蚀模数表示。侵蚀模数是指每地表冲蚀的泥沙量通常用侵蚀模数表示。侵蚀模数是指每km2流域面积上，每年被侵蚀并汇入河流的泥沙重量。单位是流域面积上，每年被侵蚀并汇入河流的泥沙重量。单位是外外t/(km2

35、)。长江流域雨量充沛，植被江流域雨量充沛，植被总体良好，江水年含沙量据多年体良好，江水年含沙量据多年实测，在宜昌站的平均，在宜昌站的平均值为每立方米公斤，含沙率每立方米公斤，含沙率是黄河的是黄河的黄河兰州段浊浪滚滚泥沙量达到每立方黄河兰州段浊浪滚滚泥沙量达到每立方52公斤公斤.黄河龙门多年平均每立方米河水含泥沙量每立方黄河龙门多年平均每立方米河水含泥沙量每立方.公斤公斤黄河三门峡段每一吨水中含泥沙量是每立方黄河三门峡段每一吨水中含泥沙量是每立方26.32公斤公斤（五）河水化学（五）河水化学 河河水水化化学学主主要要是是河河水水的的化化学学组组成成、性性质质、时时空空分分布布变变化化，以及它们同

36、环境之间的相互关系。以及它们同环境之间的相互关系。天天然然河河水水的的化化学学成成分分主主要要由由HCOHCO3 32-2-，SOSO4 42-2-，CICI，CaCa2+2+，NaNa+，MgMg2+2+，K K+等等离离子子组组成成。但但在在不不同同河河流流中中，这这些些离离子子的的比比例例并并不不相相同同。河河水水中中除除上上述述离离子子外外，还还有有生生物物有有机机质质、溶溶解解气气体体（BODBOD、CODCOD、O O2 2、COCO2 2等）和一些微量元素等。等）和一些微量元素等。天然河水的矿化度普遍较低。天然河水的矿化度普遍较低。所谓矿化度，是指所谓矿化度，是指IL河水中所河水

37、中所含离子、分子和各种化合物的总量，单位为含离子、分子和各种化合物的总量，单位为g/L。矿化度是反矿化度是反映河水化学特征的重要指标。一般河水矿化度小于映河水化学特征的重要指标。一般河水矿化度小于lg/L，平均平均只有只有0.150.35g/L。在各种补给水源中，地下水的矿化度比较在各种补给水源中，地下水的矿化度比较高，而且变化大；冰雪融水的矿化度最低，由雨水直接形成的高，而且变化大；冰雪融水的矿化度最低，由雨水直接形成的地表径流矿化度也很小。地表径流矿化度也很小。河河水水化化学学组组成成的的时时间间变变化化明明显显。河河水水补补给给来来源源随随季季节节变变化化明明显显，因因而而水水化化学学组

38、组成成也也随随季季节节变变化化。以以雨雨水水或或冰冰雪雪融融水水补补给给为为主主的的河河流流，在在汛汛期期河河流流水水量量增增大大，矿矿化化度度明明显显降降低低；在在枯枯水水期期，河河流流水水量量减减少少，以以地地下下水水补补给给为为主主，故故此此时时河河水水矿矿化化度度增增大大。夏夏季季水水生生植植物物繁繁茂茂，使使NONO3 3-，NONO2 2-，NHNH4 4+含含量量减减少少；冬冬季季随随着着水水温温降降低低,溶溶解解氧氧增增多多，但但由由于于水水生生植物减少，植物减少，NONO3 3-，NONO2 2-，NHNH4 4+的含量可达全年最大值。的含量可达全年最大值。河水化学组成的空间

39、分布有差异性。大的江河，流域范河水化学组成的空间分布有差异性。大的江河，流域范围广，流程长，流经的区域条件复杂，并有不同区域的支围广，流程长，流经的区域条件复杂，并有不同区域的支流汇入，各河段水化学特征的不均一性就很明显。一般离流汇入，各河段水化学特征的不均一性就很明显。一般离河源越远，河水的矿化度越大，同时钠和氯的比重也增大，河源越远，河水的矿化度越大，同时钠和氯的比重也增大，重碳酸盐所占比重减小。重碳酸盐所占比重减小。（六）河水温度与冰情（六）河水温度与冰情 河河水水温温度度是是河河水水热热状状况况的的综综合合标标志志。当当水水温温达达到到0 00 0C C以以下下的的过过冷却状态时，就会

40、出现冰情。冷却状态时，就会出现冰情。河河水水温温度度和和冰冰情情的的变变化化，主主要要受受到到太太阳阳辐辐射射、气气温温等等地地带带性性因因素素的的控控制制，因因而而水水温温和和冰冰情情的的分分布布基基本本上上体体现现了了地地带带性性规规律律。例例如如，我我国国在在秦秦岭岭一一淮淮河河一一线线以以南南的的河河水水，冬冬季季不不结结冰冰；以以北北的的河河水水冬冬季季则则结结冰冰。河河水水温温度度还还受受补补给给来来源源的的影影响响，高高山山冰冰雪雪融融水水补补给给的的河河流流水水温温低低；雨雨水水补补给给的的河河流流水水温温较较高高；地地下下水水补补给给的的河河流流水水温温度度变变幅幅小小。一一

41、般般，河河水水温温度度的的地地区区分分布布与与气气温大体一致，或略高温大体一致，或略高l l2 2。由于河水流动是紊流，故一般情况下，水温较均匀。但特由于河水流动是紊流，故一般情况下，水温较均匀。但特别大而平静的河流，河水很难彻底混合，垂线上水温的分布具别大而平静的河流，河水很难彻底混合，垂线上水温的分布具有成层性。一般在清晨，表面水温低，愈向河底水温愈高，成有成层性。一般在清晨，表面水温低，愈向河底水温愈高，成逆温现象。在逆温现象。在14时左右，表面水温度高，愈向河底水温愈低，时左右，表面水温度高，愈向河底水温愈低，成正温现象，河水温度的日变幅较小。成正温现象，河水温度的日变幅较小。河河流流

42、水水温温的的年年变变化化主主要要受受季季节节影影响响，春春季季河河水水由由于于热热量量收收人人大大于于支支出出而而温温度度升升高高，最最高高温温多多出出现现在在盛盛夏夏；秋秋冬冬季季，河河水水由由于于热热量量收收入入小小于于支支出出而而温温度度降降低低，最最低低温温多多出出现现在在冬冬季季气气温温最最低低的的时时候候。不不过过河河水水温温的的年年变变幅幅远远较较气气温温小小。不不同同的的地地理理位位置置，水水温温的的年年变变幅幅不不同同，季季节节变变化化明明显显的的中中纬纬度度地地区，水温的年变相大于高纬和低纬度地区。区，水温的年变相大于高纬和低纬度地区。河流冰情的发展可分为结冰、封冻、解冻三

43、个阶段。由河流冰情的发展可分为结冰、封冻、解冻三个阶段。由于陆面的温变快，故结冰和融冰都是先从岸边开始，然后逐于陆面的温变快，故结冰和融冰都是先从岸边开始，然后逐渐向河中央扩展。河中冰块随水流向下游流动，称为流冰或渐向河中央扩展。河中冰块随水流向下游流动，称为流冰或行凌。行凌。在河流解冻时，如果河流由低纬度流向高纬度，上游解在河流解冻时，如果河流由低纬度流向高纬度，上游解冻早，下游解冻晚，向下游移动的冰块就可能由于下游河道冻早，下游解冻晚，向下游移动的冰块就可能由于下游河道多湾或狭窄而皇积起来，形成冰坝。冰坝上游，水位抬高，多湾或狭窄而皇积起来，形成冰坝。冰坝上游，水位抬高，这种现象称为这种现象称为“凌汛凌汛”。