河流与流域ppt课件.ppt
河流与流域,河流（River）,陆地表面上经常或间歇有水流动，形成的线形天然水道（也有人工的），称为河流。河流在我国的称谓很多，较大的称江、河、川、水，较小的称溪、涧、沟、曲等。如长江、黄河、钱塘江、苕溪。,河流是地球上水分循环的重要路径，对全球的物质、能量的传递与输送起着重要作用。流水还不断地改变着地表形态，形成不同的流水地貌，如冲沟、深切的峡谷、冲积扇、冲积平原及河口三角洲等。每条河流都有河源和河口。河源是指河流的发源地，有的是泉水，有的是湖泊、沼泽或是冰川，各河河源情况不尽一样。通常大江大河在入海处都会分多条入海，形成河口三角洲。,河流（River）,河流分段河源：溪涧、泉水、冰川、沼泽或湖泊上游：落差大、水流急、河谷狭、急滩和瀑布中游：比降变缓，河槽拓宽曲折，两岸有滩地下游：河谷宽，比降和流速小，河道淤积明显，浅滩或河洲到处可见，河曲发育河口：是河流流入海洋、湖泊或其他河流的处所，泥沙淤积严重。,河流分段示意图,河流（River）,上游比降大，流速大，冲刷占优势，河槽多为基岩或砾石；中游比降和流速减小，流量加大，冲刷、淤积都不严重，但河流侧蚀有所发展，河槽多为粗砂。下游比降平缓，流速较小，但流量大，淤积占优势，多浅滩或沙洲，河槽多细砂或淤泥。,水系,流域里的大大小小的水流路线，构成脉络相通的系统，称为水系（河系、河网）。水系是由干流和他的全部支流构成的一个独立的水道系统。水系的名称通常以他的干流或注入的湖泊命名。水系是指某一干流及其支流组成的河槽系统。干流和支流的概念：一级支流、二级支流、三级支流等,水系,通常把流入海洋的河流称为外流河，补给外流河的流域范围称为外流流域。流入内陆湖泊或消失于沙漠之中的这类瞎尾河称为内流河，补给内流河的流域范围称为内流流域。如塔里木河为内流河。,(2)支流(Tributary)流入一较大河流或湖泊的河流。支流是分级的：一级支流(注入干流的支流)；二级支流(注入一级支流的支流)；三级支流(注入一级支流的支流)；四级支流(注入一级支流的支流),河系特征,河系的几何形态扇形河系羽毛形河系平行状河系混合形河系,河流长度：河源至河口的距离称为河长河长(River Length)：沿河槽中泓线或轴线量取的距离。河长为河流特性的基本参数，可确定落差、比降和能量。中泓线?深泓线?,中泓线：河道中各横断面水流最大流速点的连线。,深泓线(溪线)：河道中各横断面最大水深点的连线。,河系特征,河流的弯曲系数表示河流平面形状的弯曲程度，可用河流实际长度与河流两端间的直线长度之比来衡量。,弯曲系数(Tortuosity)可反映河流流经地的地质地貌特征。,L1,L2,流域（watershed or drainage basin）.,流域是指河流或湖泊的集水区域。包括地面集水区和地下集水区。流域的周界称为分水线或分水岭。每个流域的分水线就是四周最高点的连线，通常就是流域四周的山脉脊线。分为地面分水线和地下分水线。地面分水线和地下分水线完全重合的为闭合流域；地面分水线和地下分水线不完全重合的为非闭合流域。流域是水资源科学和水环境科学研究的基本空间单位，河流水量的大小与流域面积大小有直接关系。,流域示意图,地面分水线与地下分水线不一致示意图,流域特征,流域的几何特征流域面积F（km）：流域分水线包围的面积流域长度（流域的轴长）L（km）：从河口起通过横断流域的若干割线的中点而到达流域最远点的连线。流域平均宽度B（km）：B=F/L流域形状系数K：K=B/L=F/L2,流域的自然地理特征,流域的地理位置：经度和纬度流域的气候条件：降水、蒸发、温度、湿度、风等流域的土壤、岩石性质和地质构造：如土壤质地、结构；岩石的透水性、给水度；地层的褶皱、断层、节理、新构造运动等,流域的自然地理特征,以l0、l1、l2ln为各等高线在流域内的长度，f0、f1、f2fn为相邻两等高线间的面积，H为两等高线的高差，F=f1+f2+f3+fn为流域总面积，则流域的平均坡度：流域的平均高度:流域的植被率K植：以植被面积占流域面积的百分比表示流域的湖泊率K植和沼泽率K植：以湖泊面积和沼泽面积占流域面积的百分比表示,河系特征,河网密度D：干支流总长度和流域面积之比，即单位面积内干支流的长度。,河道特征,河槽的平面形态弯段：凸岸、边滩；凹岸、深槽直段：浅滩主流线：各横断面上的最大流速点的连线深水线（航线、谿线）：各横断面上的最大水深点的连线。,河流平面形态示意图,河道特征,河流的断面纵断面：从源头到河口的最低点连线称为纵剖面。沿河流深水线的断面。横断面（过水断面）：横切河道与水流方向垂直的断面。呈低洼的槽形河岸是指河床在低水位时露出水面以上比较倾斜的部分。河底是指在低水位以下常年润水部分。,河流的纵断面 1)定义：河流从上游至下游沿深泓线所切取的河床和自由水面间的剖面。2)作用：绘制河流纵断面图，见右图。反映河 底纵坡和落差的分 布，可推算水流特 性、估计水能储量。,河流横断面示意图,河流横断面形状,河道特征,河道纵比降落差：河段两端的河底高程差总落差：河源和河口两处的河底高程差河床坡降：单位河长的落差叫河道纵比降,河道特征,河流横比降：因离心力作用引起的垂直于主流向的横向水面坡度。河流横断面通常不是绝对水平的，而有水面横比降存在。河弯处离心力作用，凹岸水面高于右岸水面地球自转偏向力作用：地偏力，因为地球自转而产生的以地球经纬网为参照系的力。地转偏向是科氏力（科里奥利力）在沿地球表面方向的一个分力。北半球总是偏于物体运动的右方；南半球总是偏于物体运动的左方。北半球右转弯时：i=i1-i2北半球左转弯时：i=i1+i2,河流地形,河床枯水期水流所占据的谷底部分。浅滩一些冲击物堆积体，边滩、心滩深槽浅滩与浅滩之间较深的河段沙波河床中的微地貌，顺行沙波，逆行沙波壶穴是基岩河床中被水流冲磨的深穴岩槛基岩河床中较坚硬岩石横亘于河床底部形成的，常形成瀑布和跌水,浅滩、边滩、深潭,壶穴、岩槛、瀑布、跌水,瀑布、跌水,水源、峡谷河源是指河流的发源地，有的是泉水，有的是湖泊、沼泽或是冰川，各河河源情况不尽一样,河流的平面形态 1)平原河流 特点：在环流、泥沙的冲刷和淤积作用下，蜿蜒曲折形态，即深槽、浅槽沿水流方向交替出现，呈规律性。,河床平面形态,将河流分为平直河、蛇曲河（曲流河）、辫状河、网状河四种类型。其中以蛇曲河和辫状河分布最广，而平直河和网状河较少见。曲流河流的弯曲形态辫流河流的河床分汊许多，形似发辫，成为辫流,河床平面形态,2)山区河流大多为岩石河床，异常复杂，无规律可循。,河漫滩,河流洪水期淹没河床以外的谷底部分称为河漫滩。牛轭湖滨河床沙坝，迂回扇心滩沙堤,牛轭湖的形成,河流阶地,河流下切侵蚀，原先的河谷底部，超出一般洪水位以上，呈阶梯状分布的地形,洪积扇或冲积扇河流出山口的扇形堆积体河口区河流入海或入湖的河口地段。近口段潮流界至潮区界河口段潮流界至口门口外海滨段口门以外至水下三角洲坡折处。,洪积扇,三角洲河流带来的泥沙超过海洋或湖泊的搬运能力，形成的向海或湖的突出的堆积体。三角湾如果河流、海洋或湖泊的侵蚀作用大于河口区的堆积作用，就形成一个喇叭形的河口，成为三角湾或三角港。,黄河三角洲 长江三角洲,三角湾杭州湾,河流生态系统,河流生态系统指河流水体的生态系统，属流水生态系统的一种，是陆地和海洋联系的纽带，在生物圈的物质循环中起着主要作用。河流生态系统包括陆地河岸生态系统、水生态系统、相关湿地及沼泽生态系统在内的一系列子系统，是一个复合生态系统，并具有栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能等多种功能。,河流生态系统组成,非生物环境条件河床、河漫滩、阶地、河岸、空气、流速、营养物质、水质、水深、水文等非生物环境条件。河流生物包括鱼、虾、龟、蚌等水生动物、各种水生植物、各种微生物等河流形态的多样性造就了河流生物的多样性,河流生态特征，包括：,水质：水温、溶解氧、酸碱性、有机物河流内栖息地（水流条件、掩蔽物、底质等）河岸带和河漫滩栖息地生物多样性：植物与动物群落河岸带净化作用,河流生态系统主要具有以下特点：,（）具纵向成带现象，但物种的纵向替换并不是均匀的连续变化，特殊种群可以在整个河流中再现。（）生物大多具有适应急流生境的特殊形态结构。表现在浮游生物较少，底栖生物多具有体形扁平、流线性等形态或吸盘结构，适应性广的鱼类和微生物丰富。（）与其它生态系统相互制约关系复杂。一方面表现为气候、植被以及人为干扰强度等对河流生态系统都有较大影响；另一方面表现为河流生态系统明显影响沿海（尤其河口、海湾）生态系统的形成和演化。（）自净能力强，受干扰后恢复速度较快。,河流系统的功能,河流系统具有三项主要功能：1、生物栖息地；2、物质流、能量流、信息流的输移通道；3、具有屏障和过滤功能。这三项功能与河流的地貌特征和景观格局密切相关。,河流系统的功能,1、物理功能水文和水力学过程地表水短期蓄存地表水长期蓄存地表水与地下水之间的联系地下水能量过程,2、物理功能泥沙过程、栖息地和温度泥沙过程河床过程提供栖息地和底质保持温度,3、化学功能保持水质维持营养循环,4、生物功能提供栖息地促进生物生长保持演替过程,河流连续体概念,包括四个方面：水文-水力学的连续性营养物质、能量的连续性生物结构的连续性信息流的连续性,自然河流,自然河流的特点,1、与陆地联系密切。河滩、阶地，河口湿地、岸边湿地、海岸湿地2、与空气交流密切，特别是浅滩、瀑布和跌水曝气作用明显3、上中下游生境异质性。上中下游气象、水文、地貌和地质条件差异很大，导致生物多样性。（以长江流域为例解释）,自然河流的特点,4、河流的纵向蜿蜒性，急流与缓流相间5、河流横断面形状多样复杂，深潭和浅滩交替出现6、河床材料（透水性和多样性）：基岩、卵石、沙土、粘土7、多样的河流形态决定了河流生物群落的多样性,自然河流,一条健康的自然河流，沿水流方向具有通畅的连续性，沿侧向具有良好的连通性，在垂向具有良好的透水性，成为物质流、能量流、信息流以及生物物种迁徙流动的保障。河流的平面形态往往是蜿蜒型的，形成深潭浅滩序列，造成多样的水力学条件，加之洪水脉冲过程和连续的水流条件，使得包括鱼类在内的水生生物的产卵、育肥、避难和洄游等生命活动都各得其所。,
