《河流水情》PPT课件.ppt

《《河流水情》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《河流水情》PPT课件.ppt（67页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第三节、河流的水情要素,河流水情主要指河川径流的分布与变化，洪水、枯水等特征。描述这些特征的指标或参数称水情要素。水情要素是反映河流水文情势及其变化的参数。它主要包括水位、流速、流量、泥沙、水化学、水温和冰情等。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互关系，也是研究水文规律的基础。,一、水情要素1、水位(water level、stage),（1）、水位的定义与基面：水位即水面位置或水面高程，河流水位是指河流某处的水面相对于某一基面的高度。基面又叫基准面，是高程的起算面，指高程起算的固定零点。基面可分绝对基面和相对基面。绝对基面(也称标准基面)是以某一入海

2、河口的平均海平面为零点。如珠江口基面、吴淞口基面（长江口）、黄海基面等，我国规定统一采用青岛基面。相对基面（也称测站基面），是以观测点最枯水位以下05lm处作为零点的基面。相对基面可减少记录和计算工作量，但它与其他水文站的水文资料不具有可比性，故进行全河水文资料整编和水文预报时，必须换算为全河统一的基面。观测水位最简便、常用的方法是在河岸设置水尺，定时读数。,（2）、影响水位变化的因素,水位与流量有直接关系，水位高低是流量大小的主要标志。水量增加，河水位上涨；水量减少，河水位下降。而流量大小取决于补给水源。流域内的降水、冰雪消融状况影响流量和水位变化的主要因素。河道冲淤变化、风、潮汐、结冰、植

3、物、支流的汇入、人工建筑物、地壳升降等均可引起水位的变化。如河道冲刷，水位下降；河道淤积，水位上涨。顺风，流速加快，水位下降；逆风则水位上升等。总之，影响水位变化的因素众多复杂，水位变化是各种影响因素综合作用的结果，因此河流水位情势是非常复杂的。,（3）、水位变化及水位过程线,河流水位有年内变化和年际变化，山区冰雪融水补给河流和感潮河段，水位日变化明显。河流水位随气候的季节变化和年际变化而变化。例如由雨水补给的河流，其水位随降雨的变化而变化，雨季水位高，旱季水位低。由冰雪融水补给的河流，其水位随气温的变化而变化，气温高，冰雪融水量多，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

4、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，主要有水位过程线、水位历时曲线、相应水位关系曲线。,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。主要作用是：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。可根据需要，绘制不同

5、时段的水位过程线。逐日水位过程线是以日平均水位为纵坐标，横坐标表示日期，反映水位在一年内的变化。在洪水期间或感潮河段，常需要绘制逐时水位过程线。,水位过程线：是指水位随时间变化的曲线。,水位历时曲线：是指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。其绘制方法，是先将一年内之日平均水位按从大到小递减排列，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天数，

6、这对航运、灌溉、防汛都有重要的意义。,水位历时曲线：是指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。,历时曲线的做法,（4）、特征水位,在河流水文研究中，通常用到各种特征水位值。最高水位与最低水位：最高水位指研究时段内水位最高值，有日最高、月最高、历年最高值等。主要用于防洪。平均水位：指研究时段内的水位平均值，有日、月、年、多年平均水位。平均最高水位与平均最低水位：指历年最高水位的平均值和历年最低水位的平均值。中水位：指研究时段内，水位历时曲线上历时为50%的水位。如一年逐日水位中的中水位，是指有半数日期高于此值，又有半数日期低于此值的水位。此外，在防汛工作

7、中，水利部门常根据防洪防汛工作需要，设有防汛水位、警戒水位与保证水位等。,（5）、相应水位,指同一次水位涨落过程中，河流上、下游站位相相同的水位叫相应水位。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,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 群中心连成的圆滑曲线便成（如图）。其作用：可用它做短期水文预报；校验上、下游水位观测成果；用已知站水位插补缺测站水位记录；推求邻近断面未设站的水位变化。,2、流速(current velocity),1、流速：是指河流中水质点在单位时间内移动的距离。单位是m/s。可用下式表示：v=L/t 式中：v为流速（m/s）；L为距离（

8、m）；t为时间（s）。,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。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，脉动的时间平均值为零，故给测流提供了条件。据研究，每点测流时间至少应大于100120s，才能避免脉动的影响，测得较准确的数值。,（2）、天然河道中平均流速的计算,天然河道中平均流速的计算：在有实测资料时，可根据实测资料求得。在没有实测资料时，可用水力学公式谢才公式计算，即：v=式中：v为河道断面平均流速；R为水力半径；

9、i为水面比降；c为谢才系数，它与糙率等因素有关，其数值可用经验公式求得我国多采用满宁公式，（n为糙率系数）谢才公式是根据水流作匀速运动的理论推导而得的。,（3）、河道中流速的分布,由于河床的地势倾斜和粗糙程度，以及断面水力条件的不同，天然河道中的流速分布十分复杂。一般地说，河流纵断面流速分布为：上游河段流速最大，中游河段流速较小，下游河段流速最小。河流过水断面的流速从水面向河底减小，从两岸向最大水深方向增大。在垂线上，绝对最大流速出现在水面以下水深的0.10.3水深处；平均流速出现于水深的0.6米处；在水面,由于空气的摩擦阻力,流速较小；在河底，流速趋于零。垂线流速分布往往受冰冻、风、河槽糙率

10、、河底地形、水面比降、水深等影响。,3、流 量(discharge),（1）、流量：流量是指单位时间内通过某过水断面的水量体积。过水断面：某一研究时刻的水面线所围成的河槽横断面。常用Q表示，单位是m3/s。它可用下式表示：Q=Fv式中：Q为流量（m3/s）；F为过水断面积（m2）；v为流速（ms）。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流量关系曲线。,W,Q,t,t,t1,t2,m3/s,（2）、流量过程线 和流量历时曲线流量过程线：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Q，以横坐标为时间t，按实测资料和时间顺序点

11、绘而成的曲线，便是流量过程线。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。,根据需要，可以绘制逐时流量过程线和逐日流量过程线。,逐时流量过程线主要用于分析洪水变化过程。逐日流量过程线是用来研究河流在一年内流量的变化过程，以日期(时间)为横坐标，日平均流量为纵坐标。某一时段(t1t2)内的流量过程线与坐标轴所包围的面积为相应期间的径流总量W，进而可求得该时段内的平均流量。,流量历时曲线：绘制方法与水位历史曲线类似,（3）、水位-流量关系曲线,水位与流量的关系：河流水位的变化，从本质上

12、看是河流流量的变化，流量增大，水位升高；流量减小，水位降低。因此，水位变化实质上是流量变化的外部反映和表现；另一方面，流量大小可以通过水位高低反映出来，即二者呈某种函数关系Q=F(H)，水位升高，流量增大。即Q=F(H)呈单调递增函数。,水位流量关系曲线的绘制其绘制方法是：以水位为纵坐标，流量为横坐标，将各次实测的流量与相应的水位点绘在坐标纸上，连接通过点群中心的曲线，便是水位流量关系曲线。一般是下凹上凸曲线。,由于Q=FV，为了便于校核流量资料，通常将水位流量关系曲线Q=f1(H)、水位过水断面面积关系曲线F=f2(H)和水位流速关系曲线V=f3(H)绘在一起，纵坐标表示水位H，横坐标分别表

13、示流量Q、过水断面面积F和流速V。水位面积关系曲线F=f2(H)，由于面积A是随水位H的增高而增大，H越高，A增加越快(即A相对于H的变化率越大)，故曲线是上凸下凹的。流速曲线V=f3(H)，随着水位增高，起初流速V随水位增高而增加很快，后来流速随水位增高而增加缓慢，即流速曲线V=f3(H)呈向上凹形。(3)水位流量关系曲线的用途 由于流量施测非常复杂，步骤繁多，则不可能每天连续地施测；另一方面，在水文站的日常工作中，水位是逐日观测的。因此，可通过水位资料利用水位流量关系曲线推求流量。,二、年径流的有关概念,年径流量:一个年度内通过河流某断面的水量，称为该断面以上流域的年径流量。多年平均径流量

14、：实测各年径流量的平均值，称为多年平均径流量。正常年径流量：如果统计的实测资料年数增加到无限大时，多年平均流量将趋于一个稳定的数值，此称为正常年径流量。正常年径流量是年径流量总体的平均值，也是多年平均流量的代表值。它可以用年平均流量Q（米3/秒）或年径流总量W（米3）表示，也可以用年径流深R（毫米）及径流模数M（公升/秒公里2）表示。正常径流量反映了在天然情况下河流（流域）蕴藏的水资源理论数量，代表能开发利用的地面水资源的最大程度，是水文、水利计算中的一个重要特征值。,由于河川径流量的总体是无限的，人们非常难以取得总体的全部河川年径流量的资料。一般情况下，只要有一定长度的系列资料，则可采用多年

15、平均径流量代替正常年径流量。多年平均径流量的影响因素有气候因素、流域下垫面因素（尤其间接作用影响大）。如台湾省的大屯山区，年径流深可达4000 毫米，为全国最高的产流区，而其西侧的沿海平原仅700800毫米。此外，同一山地区，潮湿空气的迎风坡径流深也可为背风坡的一倍或数倍。例如，西藏高原喜马拉雅山南坡，年径流深可达10002000 毫米，而北侧一般仅100300 毫米。,三、正常年径流量的计算,在气候和下垫面条件基本稳定的情况下，随着年数n的不断增加，多年平均流量逐渐趋于一个稳定的数值，这个稳定的数值称为正常年径流量，以Q0表示,从数理统计看，若把河流年径流量Qi看成一个随机变量，则它的总体平

16、均值就是正常年径流量。,正常年径流量也可用其他径流特征值来表示。如正常年径流总量W0，正常年径流深度R0等。可见，正常年径流量可以看作是正常年份或平均每年中通过河流某一断面的水量。它反映了河流所蕴藏的水资源数量，是水文水利计算中的一个重要特征值。,1、资料充分时正常年径流量的推求 资料充分是指具有一定代表性的、足够长的实测资料系列。一般说实测资料系列要求超过30 年，其中包含特大丰水年、特小枯水年及相对应的丰水年组和枯水年组，只有这样才能客观地反映过去的水文特征，才能为正确地预估未来水文情势提供可靠的依据。,式中，Q为历年的年径流量，n为年数。,用多年平均径流量代替正常年径流量，误差大小取决于

17、：年份n 的大小，n 越大，误差越小；河流年径流变差系数Cv 值的大小，Cv大则误差可能较大；资料总体的代表性，例如，资料系列中丰水年份较多，则Q0 值就偏大。,2、资料不足时正常年径流量的推求 如果实测资料系列较短，不到20年，代表性较差，这样按算术平均法求得的正常年径流量的误差会超过允许范围，因此要延展系列，提高资料的代表性。常用的延展资料系列的方法是相关分析法，即建立计算站年径流量及与其密切相关的水文要素（称参证变量）之间的相关关系，然后用参证变量之较长系列展延计算站的年径流系列，使其达到上述资料充分的条件后，再用算术平均法进行计算。1）参证变量一般必须具有以下条件：（1）参证变量与研究

18、变量在成因上是相联系的。当需要借助其他流域资料时，则参证流域与研究流域也需具备同一成因的共同基础。（2）参证变量的系列比研究变量的系列要长。（3）参证变量与研究变量必须具有一定的同步系列，以建立相关关系。参证变量的选择直接影响到成果的精度，因此，必须详细地分析径流形成的基本条件。目前水文计算时常用的参证变量是邻站的年径流量资料、本站或邻站的年降水资料。,2）利用年径流实测资料延长插补系列：在本流域内（上、下游测站）或相邻流域，选择有长期充分实测年径流资料的参证站，利用该站N 年（大于20 年）资料中与计算站n 年同期对应的资料建立相关关系。利用该相关曲线和参证站（Nn）年实测资料，插补展延计算

19、站的资料系列，使之也达到N 年，然后利用延展后的N 年研究变量资料，按算术平均法计算，即得正常年径流量。3）利用年降水资料展延插补系列 如果附近缺乏长期充分的年径流参证变量资料，可以选择降水量作为参证变量，与计算站的实测径流资料建立相关关系，然后利用降水量资料延长径流量资料系列，再按算术平均法计算即可得正常径流量的数据。,3、缺乏实测资料时正常年径流量的推求：在一些中小河流无实测资料时，一般通过间接途径推求正常年径流量。1）等值线图法 水利部门通常根据有限测站的实测资料将水文特征值的地理分布规律绘成等值线图，例如，多年平均年径流量等值线图，或正常年径流模数等值线图等。由于流域出口断面测站的多年

20、平均径流量是代表出口断面以上流域集水面积上的平均值，点绘等值线图时，一般将该多年平均径流量值点绘在流域面积的形心处。因此使用多年平均年径流深度等值线图时，首先要在图上勾绘出计算断面以上的流域，如果流域面积小，而等值线又均匀分布，则流域形心等值线的数值就代表多年平均径流量。,如果流域面积较大，等值线分布又不均匀，则采用面积加权法计算。,2）、水文比拟法 水文比拟法是将参证流域的水文特征值移置于研究流域上来的一种方法。这种移置是在对流域的气候和自然条件等全面调查基础上进行的。当研究流域与参证流域的各项因素相似，而且参证流域具有较充分的长期水文实测资料时，才可移置，即直接移用参证流域的水文特征值。个

21、别因素有差异，可以适当修正；如降雨情况有差别，则可按雨量比加以修正：,四、径流的年际变化,（一）、年径流量年际变化幅度 反映年径流量年际相对变化幅度的特征值主要是年径流量的变差系数Cv 值和年际变化的绝对比率。1、年径流量的变差系数由于受气象气候条件、下垫面等因素的影响，不同年份的径流量不相同。河川径流在多年期间的变化即不同年份之间的变化称为径流年际变化。通常用年径流的离差系数Cv值来表示径流的年际变化。年径流Cv值大，表明径流年际变化越大，丰枯悬殊，不利于水资源的利用，在丰水年水量特别大，易发生洪涝灾害；在枯水年水量又特别小，易发生旱灾。反之，年径流Cv值小，有利于径流资源的利用。,影响年径

22、流Cv 值大小的因素主要有年径流量、径流补给来源和流域面积的大小三方面。1）年径流量。年径流量大的地区降水丰富，水汽输送量大而稳定，降水年际变化小；同时，地表供水充分，蒸发比较稳定，故年径流Cv 值小。降水量少的地区，降水集中而不稳定，加之蒸发量年际变化较大，致使年径流Cv 值大。我国河流年径流量Cv 值具明显分带性，从东南向西北增大，与年径流量分布的趋势相反；即东南的丰水带Cv 值为0.20.3，到西北缺水带，Cv 值增至0.81.0。,2）补给来源。以高山冰雪融水或地下水补给为主的河流，年径流Cv值较小，而以雨水补给为主的河流Cv 值较大，尤其是雨水变率大的地区，Cv值更大。因为冰川积雪融

23、化量主要取决于气温，平均气温的年际变化比较小，所以冰雪融水补给为主的河流Cv 值较小。如：天山、昆仑山、祁连山一带的河流，Cv 值0.10.2。以地下水补给为主的河流因为受地下含水层的调蓄，径流量较稳定，Cv 值也较小。如：以年降水量相近的黄土高原与黄淮海平原相比，黄土高原地处土质松散、下渗作用强、地下水丰富的地区，地下水对河流补给的比重较大，年径流量的Cv 值只有0.40.5，其中以地下水补给为主的无定河上游，Cv 值甚至小于0.2。而黄淮海平原的河流，主要水源是降水，而且降水变率较大，因而年径流量Cv值一般均在0.8 以上，局部地区甚至大于1.0。,3）流域面积。流域面积小的河流，Cv 值

24、大于流域面积大的河流。这是因为大河集水面积大，而且流经不同的自然区域，各支流径流变化情况不一，丰枯年可以相互调节，加之大河河床切割很深，得到的地下水补给量多而稳定，所以大河的Cv 值较小。例如，长江干流汉口站Cv 值为0.13，而淮河蚌埠站的Cv 则达0.63。同理，各大河干流的Cv值一般均比两岸支流小。,2、年径流量的年际极值比 年径流量年际变化的绝对值比例，即多年最大年径流量与多年最小年径流量的比值，也称为年际极值比。年际极值比也可反映年际变化幅度。我国各河流年径流量的年际极值比差异很大，一般来说长江以南小于3.5 倍，长江以北都在5 倍以上，其中比值最小的是怒江，仅1.4 倍，最大的是淮

25、河，其比值高达23.7 倍。年径流量变差系数Cv 值大的河流，年径流量的年际极值比也较大，反之亦小。,年径流量的年际极值比,（二）、年径流量的多年变化过程1、河流丰、枯水年的划分 河流各年年径流量的丰、枯情况，可按一定保证率（P）的年径流标准划分，通常以P25为丰水年；P75为枯水年；25P75为平水年。,25,75,%,水电设计保证率：多年期间水电设备正常工作而不遭受破坏的概率,2、中国南、北方河流丰、枯水段的年径流量多年变化特征 通过对松花江、永定河、黄河、淮河、长江和珠江6 河长期（50100年）观测资料的分析，表明以松花江、永定河和黄河为代表的北方河流，其枯水年和丰水年出现的机会（分别

26、占统计年数的2628和2226）均比淮河、长江、珠江为代表的南方河流的枯、丰水年出现的机会（分别为1922和1923）为多，而丰水年出现的机会南方河流多于北方。从上述河流的实测资料中还可以发现，中国南、北方河流丰、枯水段的交替循环的多年变化特征：,（1）丰水年机会南方多于北方（2）丰、枯水年往往连续出现，且丰、枯水年组循环交替变化。（3）南方河流丰枯水循环交替的周期短，变幅小；北方河流丰枯水循环交替周期长，变幅大。（4）南北方河流丰、枯水段并不相遇，且出现南北相反的情况。偶存南、北方河流丰枯水年遭遇同期的现象。（5）丰、枯水年组的循环规律与太阳黑子的相对数、大气环流因素的变化有密切的关系。,五

27、、径流的年内变化,河川径流在一年内不同季节或月份的变化称为径流的年内变化或年内分配、季节变化。表示河川径流年内分配的方法很多，可归纳为两大类：一类是多年平均季（或月）径流量占多年平均径流量的百分比；另一类是采用某些特征值来综合反映径流量的年内变化。（一）径流的季节分配 研究河川径流的季节变化，统一季节的划分。根据我国气候情况，取12 月至2 月为冬季；3 月至5 月为春季；6 月至8 月为夏季；9 月至11 月为秋季。,1、冬季枯水：北方河流径流量不及全年5，其中黑龙江北部和西北地区的沙漠、盆地的河流不及全年2。然以地下水补给为主的河流可达全年的10（黄土高原北部、太行山区），新疆伊犁河（水汽

28、来自北冰洋）可达年径流的10。南方河流冬季降水相对于北方虽然较多，一般可占全年的68，但也只有少数地区大于全年的10，台湾省冬季径流量最多，可达15以上，台北甚至高达25以上。,2、春季少水：春季是我国河川径流普遍增多的时期，但增长程度相差悬殊。东北、北疆阿尔泰山区因融雪和解冻形成显著的春汛，一般可占全年水量的2025；内蒙古的东北部锡林郭勒，冬季多积雪、春季径流可占3040，比夏季还多，为一年中径流最丰富的季节；江南丘陵地区，因雨季开始，径流量迅速增加，可占全年的40左右；西南地区因受西南季风的影响，一般只占全年的510；华北地区一般在10以下，春旱现象普遍。,3、夏季洪水：夏季是我国河川径

29、流最丰沛的季节，统称为夏季洪水。由于受东南季风和西南季风的影响，夏季我国季风地区降水量大增，南方河流夏季径流量可为全年的4050；西南地区受西南季风影响，云贵高原达5060，四川盆地更高，达60，青藏高原则高达6070。在北方，因雨量集中，夏季径流可达50以上，其中华北和内蒙古中西部更可达6070。在我国西北地区，夏季因气温升高，高山的冰雪大量融化，使夏季径流量高达6070。总之，我国河流夏季都进入汛期，洪水灾害多在此时出现。,3、秋季平水：秋季是我国河川径流普遍减退的季节，也称秋季平水。全国大部分地区秋季径流量比重为2030，其中江南丘陵只有1015，有秋旱现象。海南岛为全国秋季河川径流量最

30、高的地区，可达50左右，为一年中径流最多的季节。其次是秦岭山地及其以南的地区，亦可达40。,汛期：指河流牌高水位的时期。我国绝大多数河流的高水位是夏季集中降雨形成的，故叫夏汛或伏汛。夏汛期径流量大，洪峰起伏变化急剧，是全年最重要的水情阶段。各河流夏汛期长短不一，南方河流因雨季早而持续时间长，夏汛期长。春季积雪融化形成的河流高水位，叫做春汛。东北、华北地区的河流都有春汛，但水量比夏汛小，历时也不长。枯水期：系指河流处于低水位时期。我国河流的枯水期一般出现在冬季。在枯水期，流域内降雨稀少，河流靠流域蓄水，并主要靠地下水补给，水位、流量变化很小。若此时河流封冻，又称封冻期。平水期：系指河流处于中常水

31、位时期。汛期过后，水位逐渐消退，至枯水期之间有一段过渡时期，水位处于中常状况。我国河流平水期大多出现在秋季，时间不长。,（二）、径流年内变化的特征值,1、径流年内分配不均匀系数Cvy,（二）、径流年内变化的特征值,2、完全年调节系数Cr,（二）、径流年内变化的特征值,六、特征径流洪水和枯水,洪水和枯水是河川径流两个重要的特征值，是水文学的研究重点之一。（一）、洪水（flood）1、洪水的概念:（1）、洪水：大量降水或积雪融水在短时间内汇入河槽，形成特大的径流，称为洪水。（2）、洪水过程线：暴雨洪水在出口断面上的响应，也可以通过流量过程线表达，称之为洪水过程线。,（3）、复式洪水过程线：若先后两

32、次降水由于前期降雨所形成的洪水过程尚未泄完，第二次降雨所形成的洪水又接踵而来，就形成了复式洪水过程线。洪峰流量Qm，洪水总量W，洪水总历时T 等表征洪水特征的三个要素，它是水利工程设计的重要依据。,（4）、设计洪水：在水利工程的设计中，水工建筑物能够抗御的最大洪水称为设计洪水。设计标准是根据水工建筑物的规模和重要性而定的，设计标准越高、抗御洪水的能力就越强、就越安全，但是造价也越高。,2、洪水的影响因素,（1）天气因素 气旋波动、台风等天气系统，提供充足的水汽和大气强烈的垂直上升运动，可能形成暴雨过程，进而形成洪水。按气象方面规定：24小时降雨量超过50mm或12小时降雨量超过30mm的降雨称

33、为暴雨。其中24小时降水量超过100mm者称大暴雨，24小时降水量超过200mm者称特大暴雨。暴雨特性：包括暴雨强度、暴雨持续时间（历时）和空间分布等，尤其暴雨中心移动路线和笼罩面积，对洪水有着巨大的影响。如暴雨中心向下游移动，雨洪同步，常造成灾害性大洪水。,（2）流域的下垫面因素 地形，流域面积的大小、形状，土壤性质及植被等因素对洪水过程线有显著影响。流域特性：包括流域面积、形状、坡度、河网密度及湖沼率、土壤、植被和地质条件等。如流域面积大的流域，暴雨常是局地性的，大面积连续降水是造成洪水的主要原因。而对小流域，暴雨笼罩整个流域的机会多，易于形成洪水。河槽特性：包括河槽断面、河槽坡度、糙率等

34、，是河网调蓄能力的决定因素。人类活动：如修建蓄水工程，可拦蓄部分洪水，削减洪峰，调节径流。,3、洪峰流量的推求 洪峰流量的推求是水文学研究的重要问题之一，它是港口建设、给水排水，道路桥梁及河流开发常遇到的水文问题。一般用洪峰流量与有关影响因素（主要是降雨和流域特征）之间的经验关系，建立经验的或半推理、半经验的公式来推求洪峰流量（尤其是中小流域）。（1）根据洪水观测资料推求给定频率的洪峰流量。如果河流出口断面上有较长年限（20 年以上）的实测资料，可从中挑选一个最大的洪峰流量，或将每年洪水记录中凡超过某一标准定量的洪峰流量都选上，进行频率计算，从而求得所需频率的洪峰流量。,（2）地区综合经验公式

35、法。Q p=C p Fn 式中，Qp 为给定频率P的洪峰流量（米3/秒）；F 为流域面积（公里2）；Cp为随自然地理条件和频率而变的系数；n 为流域面积指数，n 一般采用1/2、3/4 或1。（3）推理公式。推理公式认为，流域上的平均产流强度（单位时间的产流量）与一定面积的乘积即为出口断面的流量，当其达到最大值时，即出现洪峰流量。由于对暴雨、产流和汇流的处理方式不同，就形成不同形式的推理公式。我国水利电力科学研究院通过对暴雨的研究，并考虑到等流,（2）地区综合经验公式法。Q p=C p Fn 式中，Qp 为给定频率P的洪峰流量（米3/秒）；F 为流域面积（公里2）；Cp为随自然地理条件和频率而

36、变的系数；n 为流域面积指数，n 一般采用1/2、3/4 或1。（3）推理公式。推理公式认为，流域上的平均产流强度（单位时间的产流量）与一定面积的乘积即为出口断面的流量，当其达到最大值时，即出现洪峰流量。由于对暴雨、产流和汇流的处理方式不同，就形成不同形式的推理公式。我国水利电力科学研究院通过对暴雨的研究，并考虑到等流时线的概念，提出的半理论半经验公式：,适用于500 平方公里以下的流域。,4、历史洪水的调查 历史洪水：是指在该河段上可能调查到（或实测）的比通常洪水大得多的洪水。为了使洪水调查和计算结果具有可靠性，调查河段应符合下列要求：尽量靠近拟建的工程所在位置；有足够数量的可靠洪痕，并有若

37、干村落以便于查访洪痕位置及发生年代；河段顺直、无支流汇入及无分流回流现象，以便于计算洪峰流量；调查河段多年间河床变化不显著。,4、历史洪水的调查（1）历史洪水调查的工作内容。调查前应收集河流有关的水文、气象、地质及原有勘测设计报告和地方志等资料。调查历史上洪水发生的情况，各次洪水发生的时间（年、月、日）、洪水来源、本流域及附近流域的降雨情况、洪痕的位置，确定出最大、次大等各次洪水的顺序和重现期，并在野外标出洪痕位置及编号等。进行简易地形和洪痕高程测量。洪痕位置也要标在地图上，并根据情况测出纵断面和若干横断面图。整理分析测量结果并推算洪峰流量。编写历史洪水调查报告。,4、历史洪水的调查（1）历史

38、洪水调查的工作内容。（2）历史洪水的流量计算。用比降法计算洪峰流量 利用坝、急滩、卡口计算洪峰流量,（二）、枯水（low water),1、枯水概念枯水是河流断面上较小流量的总称。枯水经历的时间为枯水期，当月平均水量占全年水量的比例小于5时，则属于枯水期。我国河流枯水期一般为5个月左右。枯水一般发生在地面径流结束，河网中容蓄的水量全部消退以后。枯水期，河流水量小，径流呈递减趋势，水电站发电量将减小；河道水浅，大船通航受到限制；灌溉用水、工业用水和城市供水也将受到影响。因此，枯水径流的研究具重要的实践意义。,2、影响枯水径流的因素,（1）、流域蓄水量 决定流域蓄水量的因素主要有枯水前期降水量、流

39、域地质、土壤性质及湖沼率、植被覆盖率等。前期降水量大、渗入地下的水量多，地下蓄水量就多；补给枯水径流就多。土壤若为砂质则多孔隙、岩层如多裂隙、断层，则能使枯水前期降水大量入渗而储存；含水层多而厚、则层间水多、地下水储量也大，枯水径流较大。流域内湖泊率、植被率大的河流，枯水径流一般也较大，且变幅小而稳定。（2）、河流大小及发育程度 大河流域面积大，地面地下蓄水量也较大，水流的能量就愈大，河床下切深。河流切割的含水层愈多，获得地下水补给的范围广、水量也多，其枯水径流比小河丰沛而稳定。有的小河切不到含水层，只有包气带的水作为枯水径流的补给，因而枯水径流很小且变幅大，甚至断流。河网充分发育的河流受到地下水补给的机会就多，枯水径流也较丰沛。,3、枯水径流的消退规律,枯水径流的消退主要是由流域蓄水量的消退形成的。其消退规律与地下水消退规律类同。退水流量是按负指数规律随时间递减。为便于分析，可将退水流量观测值按时序绘制在半对数纸上，可发现一系列坡度不同的折线，反映不同补给方式，便于划分来水方式和分割地下水。,2005年1月31日起重庆连续16天进入零度枯水位（寸滩160.2米，比上海吴淞口还低0.53米），航道最窄处只有60米。,