水文名词

    (一) 流域和水系

流域是地表水与地下水分水线所包围的集水区或汇水区,因地下水分水线不易确定,习惯上将地表水的集水区称为流域。河道干流的流域是由所属各级支流的流域所组成。流域面积的确定,可根据地形图勾出流域分水线,然后求出分水线所包围的面积。河流的流域面积可以计算到河流的任一河段,如水文站控制断面,水库坝址或任一支流的汇合口处。流域里大大小小的河流,构成脉络相通的系统,称为河系或水系。

(二) 河流的分段及其特点

每条河流一般都可分为河源、上游、中游、下游、河口等五个分段。

(1)河源。河流开始的地方,可以是溪涧、泉水、冰川、沼泽或湖泊等。

(2)上游。直接连着河源,在河流的上段,它的特点是落差大,水流急,下切力强,河谷狭,流量小,河床中经常出现急滩和瀑布。

(3)中游。中游一般特点是河道比降变缓,河床比较稳定,下切力量减弱而旁蚀力量增强,因此河槽逐渐拓宽和曲折,两岸有滩地出现。

(4)下游。下游的特点是河床宽,纵比降小,流速慢,河道中淤积作用较显著,浅滩到处可见,河曲 发育。

(5)河口。河口是河流的终点,也是河流流入海洋、湖泊或其它河流的入口,泥沙淤积比较严重。

(三) 河流的断面

河流的断面分为纵断面及横断面。

(1)纵断面。沿河流中线 ( 也有取沿程各横断面上的河床最低点 ) 的剖面,测出中线上 ( 或河床最低点 ) 地形变化转折点的高程,以河长为横座标,高程为纵座标,即可绘出河流的纵断面图。纵断面图可以表示河流的纵坡及落差的沿程分布。

(2)横断面。河槽中某处垂直于流向的断面,称为在该处河流的横断面。它的下界为河底,上界为水面线,两侧为河槽边坡,有时还包括两岸的堤防。横断面也称为过水断面,它是计算流量的重要参素。

(四)水尺与水位 

水尺是直接观读江河、湖泊、水库、灌渠水位的标尺。水尺的历史悠久,直至现代仍在广泛使用。

河流或者其它水体的自由水面离某一基面零点以上的高程称为水位。水位的单位是米,一般要求记至小数 2 位,即 0.01 m。以水位为纵轴,时间为横轴,可绘出水位随时间的变化曲线,称为水位过程线。

(五)基面

变化曲线基面是指计算水位和高程的起始面。在水文资料中涉及的基面有:绝对基面、假定基面、测站基面、冻结基面等四种。

(1)绝对基面。是将某一海滨地点平均海水面的高程定义为零的水准基面。我国各地沿用的水准高程基面有大连、大沽、黄海、废黄河口、吴淞、珠江等基面。我国于 1956 年规定以黄海 ( 青岛 ) 的多年平均海平面作为统一基面,为中国第一个国家高程系统,从而结束了过去高程系统繁杂的局面。但由于计算这个基面所依据的青岛验潮站的资料系列( 1950 年~ 1956 年)较短等原因,中国测绘主管部门决定重新计算黄海平均海面,以青岛验潮站 1952 年~ 1979 年的潮汐观测资料为计算依据,并用精密水准测量接测位于青岛的中华人民共和国水准原点,得出 1985 年国家高程基准高程和 1956 年黄海高程的关系为:

1985年国家高程基准高程=1956 年黄海高程 -0.029m 。

1985年国家高程基准已于1987 年 5 月开始启用, 1956 年黄海高程系同时废止。1985年国家高程基准与旧有高程系统换算如表4-4所示。

(2)假定基面。为计算测站水位或高程而暂时假定的水准基面。常在水文测站附近没有国家水准点,而一时不具备接测条件的情况下使用。

(3)测站基面。是水文测站专用的一种假定的固定基面。一般选为低于历年最低水位或河床最低点以下 0.5 m~ 1.0 m。

(4)冻结基面。也是水文测站专用的一种固定基面。一般测站将第一次使用的基面冻结下来,作为冻结基面。

(六)流速

流速是指水流质点在单位时间内所通过的距离。渠道和河道里的水流各点的流速是不相同的,靠近河 ( 渠 ) 底、河边处的流速较小,河中心近水面处的流速最大,为了计算简便,通常用横断面平均流速来表示该断面水流的速度。

(七)径流与径流量

流域地表面的降水,如雨、雪等,沿流域的不同路径向河流、湖泊和海洋汇集的水流叫径流。在某一时段内通过河流某一过水断面的水量称为该断面的径流量。径流是水循环的主要环节,径流量是陆地上最重要的水文要素之一,是水量平衡的基本要素。

(八)径流量的表示方法及其度量单位

(1)流量Q 。指单位时间内通过某一过水断面的水量。常用单位为立方米每秒( m3/s )。各个时刻的流量是指该时刻的瞬时流量,此外还有日平均流量、月平均流量、年平均流量和多年平均流量等。

(2)径流总量 W 。时段Δ t内通过河流某一断面的总水量。以所计算时段的时间乘以该时段内的平均流量,就得径流总量 W ,即 W=QΔt。它的单位是立方米 (m3) 。以时间为横坐标,以流量为纵坐标点绘出来的流量随时间的变化过程就是流量过程线。流量过程线和横座标所包围的面积即为径流量。

(3)径流深 R 。指计算时段内的径流总量平铺在整个流域面积上所得到的水层深度。它的常用单位为毫米( mm )。

若时段为 Δt(s) ,平均流量为 Q(m3/s) ,流域面积为 A(km2) ,则径流深R(mm) 由下式计算:R=QΔt/ (1000A)

(4)径流模数 M 。一定时段内单位面积上所产生的平均流量称为径流模数 M 。它的常用单位为 m3/(s·km2),计算公式为:M= Q/A

(5)径流系数 α 。为一定时段内降水所产生的径流量与该时段降水量的比值,以小数或百分数计。

(九)径流的形成过程

从降雨到达地面至水流汇集、流经流域出口断面的整个过程,称为径流形成过程。

径流的形成是一个极为复杂的过程,为了在概念上有一定的认识,可把它概化为两个阶段,即产流阶段和汇流阶段。

1.产流阶段。当降雨满足了植物截留、洼地蓄水和表层土壤储存后,后续降雨强度又超过下渗强度,其超过下渗强度的雨量,降到地面以后,开始沿地表坡面流动,称为坡面漫流,是产流的开始。如果雨量继续增大,漫流的范围也就增大,形成全面漫流,这种超渗雨沿坡面流动注入河槽,称为坡面径流。地面漫流的过程,即为产流阶段。

2.汇流阶段。降雨产生的径流,汇集到附近河网后,又从上游流向下游,最后全部流经流域出口断面,叫做河网汇流,这种河网汇流过程,即为汇流阶段。

  (十)其它水文名词

水资源:大气降水,地表水和地下水统称为水资源。它们三部分之间的关系是相互依存,相互转化,相辅相成的。与人类关系最密切的是淡水资源,就是指在目前经济技术条件下,可为人类利用的河川径流量。淡水湖泊量及可开采的地下水量。

流域:由分水线所包围的河流集水区。分地面集水区和地下集水区两类。如果地面集水区和地下集水区相重合,称为闭合流域;如果不重合,则称为非闭合流域。平时所称的流域,一般都指地面集水区。

流域面积:亦称受水面积或集水面积。者流域周围分水线与河口(或坝、闸址)断面之间所包围的面积,习惯上往往指地表水的集水面积,其单位以 km2 计。在水文地理研究中,流域面积是一个极为重要的数据。自然条件相似的两个或多个地区,一般是流域面积越大的地区,该地区河流的水量也越丰富。

河床:河谷中平水期水流所占据的谷底部分。又称河槽。河床横剖面呈一低洼的槽形。纵剖面,在山区较陡,深槽与浅滩交替,多跌水、瀑布;平原区坡度较缓,微有起伏。平面形态:山区河床多狭窄顺直,岸线因山嘴突出而呈犬牙交错;平原区河床多弯曲或分汊。河床纵剖面是从河源到河口的河床最低点的连线。该纵剖面的发展,受河流侵蚀基准面的控制。河流的下切面是无止境的,往往受某一基面控制,河流下切到接近这一平面后即失去侵蚀能力,不再向下侵蚀,这一平面称为河流侵蚀基准面。影响河床纵剖面发展的因素有气候、构造、岩性及环境变迁等。

河长:指从河口到河源(河流上游最初具有表面水流形态的地点)的河道水面中心线的距离。在工程设计上所指的河长,常是某一河段的距离。

分水岭:分隔相邻两个流域的高地。可以是山地、高原或是微有起伏的山丘、平原。分水岭上最高点的连线称分水线。分水岭有对称与不对称两类,对称的,分水线位于分水岭中央;不对称的,分水线偏向一侧。通常见到的是后者。不对称的原因主要是两坡构造岩性不同或两侧流域的侵蚀基准面不同造成。分水岭有从侵蚀后退快的一侧向侵蚀后退缓慢一侧移动的现象称分岭迁移。

比降:亦称坡降、坡度。指水面水平距离内垂直尺度的变化。以千分率或万分率表示。河段水面沿河流方向的高程差与相应的河流长度相比,称之为水面的纵比降。由于地球自转和河道弯曲处离心力的作用,河道横断面的水面也不平,左右岸水面的高程差与之相应断面的河宽之比,称之水面的横比降。

水准点:指在高程控制测量时埋设的高程控制点标志。由于水准点组成的高程控制网称水准网。标定水准点位置的标石和其他标记,统称为水准标记。

悬移质:指悬浮在河道流水中、随流水向下移动的较细的泥沙及胶质物等。

推移质:指在水流中沿河底滚动、移动、跳跃或以层移方式运动的泥沙颗粒。

含沙量:指单位水体所含悬移质干泥沙的重量,其单位为每立方米浑水中含泥沙公斤数( kg/m3) 。

勘测:指查勘、勘探和测量工作的总称。

径流:由于降水而从流域内地面与地下汇集到河沟,并沿河槽下泄的水流的统称。可分地面径流、地下径流两种。径流引起江河、湖泊水情的变化,是水文循环和水量平衡的基本要素。表示径流大小的方式有流量、径流总量、径流深、径流模数等。

流速:指单位时间内水体移动的距离,单位为 m/s 。

流量:指单位时间内通过某一过水断面的水量,单位为 m3/s 。

降雨量:指从大气中降落到地面的雨、雪、雹等以及由水汽凝结成的露、霜等总水量,其单位为 mm 。

降雨强度:指单位时段内的降雨量。以毫米/分或毫米/时计。我国气象部门一般采用的降雨强度标准为:小雨:12小时内雨量小于5毫米,或24小时内雨量小于10毫米;中雨:12小时内雨量为5-14.9毫米,或24小时内雨量为10-24.9毫米;大雨:12小时内雨量为15-29.9毫米,或24小时内雨量为25-49.9毫米。暴雨的定量标准,各地并不一致,视具体情况而定。气象上大致规定暴雨按强度分三级:暴雨:12小时雨量等于和大于30毫米,或24小时雨量等于和大于50毫米;大暴雨:12小时雨量等于和大于70毫米,或24小时雨量等于和大于100毫米;特大暴雨:12小时雨量等于和大于140毫米,或24小时雨量等于和大于250毫米。

水文年:指与水文清况相适应的一种专用年度。水文年度的开始日期有两种不同的划分方法:(1)选择供给河流水源自然转变的时候,即从专靠地下水源转变到地面水源增多的时候;(2)根据与地面水文气象相适应的时候,即选择降水量极少,地表径流接近停止的时候。因此,每一水文年度的开始日期是不同的,但为便于整编计算起见,实际划分时仍以某一月的第一日作为年度开始日期。

蒸发:指水或雪转化成水汽的一种物理过程。

汛期:指江河中由于流域内季节性或周期性降雨、融冰、化雪而引起的水位流量上涨时期。

枯水期:亦称枯水季。指流域内地表水流枯竭,主要依靠地下水补给水源的时期。在一年内枯水期历时久暂,随流域自然地理及气象条件而异。

地下水:指存在于地表面以下岩土孔洞与缝隙之间的水。

典型年:指在较长的水文系列中,具有代表性径流特征的丰水、平水、枯水年份。

水量平衡:指一个流域、地区或一个水体在任一时段内(如时、日、月、年等)输入水量(即来水)扣除输出水量(即去水)等于该范围的蓄水变量,也即水循环过程的收支平衡关系。

径流调节:指通过水库来控制河道流量变化,使之按各用水部门的需要调节分配河川径流过程。

水文资料:指从实地调查、观测及计算研究所得与水文有关的各项资料。例如降水量、蒸发量、水位、流量、含沙量等,以及从这些资料求得在一定时期内的最大值、最小值、平均值、总量、过程线和等值线等。

水文调查:为了水文分析计算、水利规划、水文预报以及其它工农业生产部门的需要而进行的野外查勘、试验,并向有关部门搜集资料的工作。其目的是补充水文基本站网定位观测之不足。调查内容包括:水文要素(水位、流量、含沙量、土壤含量、下渗等),气候特征(降水、蒸发、气温、湿度、风等),流域自然地理(地形、地质、水系、分水线、土壤、植被等),河道情况(河宽、水深、弯道、建筑物等),人类活动(水利、水土保持措施、土地利用、工农业用水等)以及水旱灾情,社会经济状况等方面。另外,在某些情况下,为了专门的目的,也可以组织专门的水文调查,例如洪水调查,主要是查清历史洪水的痕迹、发生的日期和情况以及河道情况、估算洪峰流量、洪水总量及发生的频率等。

水文年鉴:供各有关部门参考用的,分年刊印的各省、流域、水系水文整编资料成果。主要内容包括刊布说明,测站一览表与分布图,测站的考证资料,水位、流量、泥沙、降水、蒸发、地下水位等资料。一般均整编成逐日平均值表、月统计表、综合过程线图、等值线图等。

水文特征值:研究水文变化的定量值。用以表示一定时段(日、月、年、多年)内的水文要素的特征,如最大、最小、平均值等。常用的水文特征值有流量、径流总量、径流模数、径流深、径流系数等。有的把水文特征值再经过统计处理后所得的一些参数如均值 X 、变差系数 Cv 、偏态系数 Cs等,也统称水文特征值。为区别干前者,工程上称它为水文统计参数。

地面径流:指降水后除直接蒸发、植物截留、渗入地下、填充洼地外,其余经流域地面汇入河槽,并沿河下泄的水流。地面径流又由于降水形态的不同,可分为雨洪径流与融雪径流。前者是由降雨形成的,后者是由融雪产生的。它们的性质和形成过程是有所不同的。

流域平均雨量:又叫面雨量。水文工作中常需推求整个流域面上的平均降雨量。最常用的方法是算术平均法和垂直平分法(又叫做泰森多边形法),也有用绘制等雨量线图来推求的。 

水污染:人类在生产和生活中产生大量废水和废物。如果不经过处理就直接排入江河湖海,日积月累,超过了水体的自然净化能力,就会污染水质,影响自然环境,危害人类健康。

水文情势:指河流、湖泊、水库等自然水体各水文要素随时间的变化情况。包括水位随时间的变化、一次洪水的流量过程、一年的流量过程、河川径流量的年内和年际间的变化等。


作者:宁夏水文信息网管理    发文时间:2014/4/27 7:58:51