3流域径流形成过程解析PPT课件
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工程水文学第二章径流形成
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工程水文学第二章径流形成
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工程水文学第二章径流形成
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工程水文学第二章径流形成
气旋雨：当一地区气压低于四周气压时， 四周气流就要向该处汇集。气流汇入后再 转向高层，上升气流中的水汽因动力次序 冷却凝结成云，条件具备时，形成气旋雨。
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工程水文学第二章径流形成
当表层土壤中的毛管水满足以后，继续入渗的 水分使表层土壤饱和。水分在毛管力的作用下向 下层透水同时，空隙中的自由水在重力作用下， 也沿空隙向下游以动，形成重力水。如果地下水 埋藏不深，重力水可能渗过整个包气带 ，形成地 下径流。
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工程水文学第二章径流形成
随着土壤含水量的持续增加，下渗率不断降低。 当下渗仅靠重力作用时，达到稳定状态，此时的下渗 率称稳定下渗率。
工程水文学第二章径流形成
• 河源：河流的发源地，多为冰 川、泉水、溪涧、湖泊或沼泽等。
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工程水文学第二章径流形成
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工程水文学第二章径流形成
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工程水文学第二章径流形成
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工程水文学第二章径流形成
• 上游：紧接河源，多处深山峡 谷，坡陡水急，河谷下切强烈，常 有急滩瀑布。
土壤容积含水率
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工程水文学第二章径流形成
➢ 土壤水分常数 最大分子持水量：土粒分子力所结合的水分 的最大量称为最大分子持水量。 凋萎含水量：植物根系无法从土壤中吸收水 分，开始枯死时的土壤含水量。 田间持水量：指土壤中所能保持的最大毛管 悬着水量。 饱和含水量：指土壤中所有孔隙被水充满时 的土壤含水量。
降水要素： 降水量、降水历时、降水强度、降水面 积和暴雨中心。
水文学径流课件
4.径流模数M
▪ 计算公式为：M Q （单位：L/s·km2） 1000F
▪ M反映一个流域的产水能力。
世界大河径流模数比较 河流名称 尼罗河 长江 亚马逊河 径流模数 0.79 17.6 17
刚果河 10.6
5.径流系数ɑ
▪ 计算公式为： R ▪ 对于闭合流域：α＜P 1
▪ 问题：径流系数为1的含义？ ▪ 不同地区，地理条件不同，径流系数差别很大。
1050
澳大利亚 大洋洲
（各岛）
761.5 133.5
全球内陆 14902.5
年降水
mm 103km3
741
32.2
740
22.3
756
18.3
1596 28.4
165 2.31
790 8.29
456 3.47
2704 3.61
798 118.88
年径流
mm 103km3
332 14.41
151
4.57
339
8.20
661 11.76
165
2.31
306
3.21
39
0.30
径流 系数
0.45 0.20 0.45 0.41 1.00 0.39 0.09
1566 2.09 0.58
314 46.85 0.39
总
课堂练习
1.某闭合流域面积为21901km2，多年平均降水量为476.1mm，多 年平均径流深66.1mm。试求多年平均年蒸发总量，并计算其多 年平均径流系数和蒸发系数。 2.某水文站有40年观测资料，多年平均流量为Q0＝830m3/s。 其控制流域面积为F＝120000km2，多年平均流域降雨量P0＝ 770mm。试计算该水文站控制流域的多年平均径流总量、多年 平均径流深、多年平均径流模数和多年平均径流系数。
《水循环及径流形成》PPT课件
7
2.2 河流和流域
河流是接纳地面和地下 水的天然泄水道，是水循环 的路径之一。降水经地面和 地下补给河流，是河水的主 要来源。
由于重力的作用，河水
不断切割和冲刷河床，在顺 流而下的过程中，水流又不 断的向两旁侵蚀，使河床逐 渐扩大。这样，最初的小沟 变成小溪，再由小溪发展成 为小河，直至大江大河。
(4)水系、河网
水系:河流的干流及全部支流构成脉络相通的系统,又称河系 或河网
水系分类:扇形水系、羽状水系、平行水系、混合水系
(5)河网密度
河网密度是指流域或一定地区平均单位面积内的河流长度, 单位km/km2,
它表示一个地区河网的疏密程度,能综合反映一个地区 的自然地理条件,河网密度越大，泄水能力越强
量 的精变选化ppt 量
5
❖对于全球,显然为(2-2)和(2-3)式相加,即: P洋+P陆-(E 洋+E 陆)=ΔWs+ ΔWo （2-4）
(2)对于多年平均:
由于每年的ΔWs、ΔWo有正有负,多年平均值为零,故有:
海洋: P洋+R=E 洋 大陆: P陆-R=E 陆 全球: P洋+ P陆= E 洋+ E 陆
(1)对于某一时段Δt
❖就全球的海洋,其水量平衡方程为: P洋+R-E 洋=ΔWs
❖就全球的陆地,其水量平衡方程为: P陆-R-E 陆=ΔWl
(2-2) (2-3)
式中: P洋、 P陆 ──分别为海洋和陆地在时间段 Δt内的降水量; R ──在时间段Δt内流入海洋的径流量;
E 洋、 E 陆──分别为海洋和陆地在时间段 Δt内的蒸发量; ΔWs、 ΔWo ──分别为海洋和陆地在时间段 Δt内蓄水
(2)流速:
工程水文学流域径流形成过程
等压面上位势高度分布图
（高空天气图）
第三节
降
水
一、与降水有关的气象因素
地面天气图
高 低 鞍 低压槽
高
高压脊
高压脊 低
鞍
低压槽 高
低
第三节
降
水
一、与降水有关的气象因素
3. 风：空气的水平运动 地转风: 由于在北半球地转偏向力A总是偏于风向的右侧，使气流开始与 气压梯度力G一致的方向，最终变成与G垂直，即与等压线平行，指向G 的右方，因G＝ - A，使空气作等速运动 地面风：在地面附近，空气的水平运动同时受G、A、R（地面阻力）三 者的作用，最终三者达到平衡，风速趋于稳定，风向偏于G的右方，但 与等压线成一夹角
第三节
2. 降水分类
Ø
降
水
对流雨
当地面局部受热，温度升高，下层空气膨胀和上层空气形成对流运 动。上升的空气形成动力冷却而致雨称为对流雨。对流雨多发生在夏季 酷热的午后，它的强度一般较大，降雨面积小，历时短。
第三节
Ø
降
水
地形雨
当暖湿气流遇到山岭障碍时，被迫沿迎风坡上升，由于动
力冷却成云致雨，称为地形雨。如地形抬高作用强烈，迎风 坡上的雨量就大，而背风坡的雨量则较小。
•
第三节
降
水
一、与降水有关的气象因素
5. 云：水汽凝结或凝华而成的水滴或冰晶
通常由云量、云状两个状态参量表示： 1．云量 表示云的多少，以云块占据天空的面积，即云遮盖天 空的成数。将天空分为十分，遮盖几份就是几。 2．云状 国际通用的方法是按照云的外貌特征、云高分为3族10 属： 高云族、中云族、 低云族（直展云族）
锋的分类
冷锋:锋面向暖气团移动的锋 暖锋:暖气团占主导地位，锋面向冷气团移动 准静止锋:冷暖气团势力相当 锢囚锋:两锋相遇后合并所成的锋
河海大学《水文学原理》课件(第十一章)
1)流域蓄水容量曲线(Watershed water capacity curve)
N 个点,对于任意第i点，测出其包气带田间持水量(体积含水量×土层深度) W '
mi
将测到的所有
W' mi
W 从小到大排序： ' m1
Wm' 2
W ' mi
Wm' n
每个点代表的面积是已知的。
.
.. ..
.. .
Part 1 Introduction
气候、地理和下垫面特征分析
气候
地理
流域产流
下垫面
Part 1 Introduction 气候、地理和下垫面特征分析
气候 流域产流
长年干旱、蒸发 量大、土壤缺水 量大－超渗产流
下垫面
湿润地区，土壤 缺水量少－蓄满 产流
地理
Part 1 Introduction 气候、地理和下垫面特征分析
4 超渗产流的流域产流量计算 (Computation of total runoff under runoff formation in excess of infiltration)
Part 1 Introduction
A 径流
(Runoff)
B 径流形成过程
(Rainfall-Run Introduction
1-1 Runoff
1) Definition(定义)
降落在流域上的具有一定时空分布的降水，扣除损失后，在重力作用下，从地 面和地下向流域出口断面汇集的水流现象称径流。
Part 1 Introduction
1-1 Runoff
1) Definition(定义)
1) 现象描述
第3章流域汇流计算讲解课件
过程线称为 S 曲线。用单位线连续推流即可求得Ｓ曲线。
时段 Δt=6h
(1) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
单位线 q (m3/s)
(2) 0 430 630 400 270 180 118 70 40 16 0
净面深 h(mm) (3)
10 10 10 10 10 10 10 10 10
10
15
560
(m3 / s)
合计
3740 20 1870
3.6qt 10mm F
q 10F 10 8080 1870(m3/s) 3.6t 3.6 12
流域汇流计算
分析法的缺点在于误差传，使分析的 单位线值有时偏大，有时偏小而呈锯齿形， 必须加以修匀。修匀得到的单位线的径流 量也应为１0 mm。
0.6
98.5
80.5
4.8
+ + 60.0
94.2
112
36.0
57.5
130
21.6
34.5
80
14.4
20.6
48
9.6
13.8
29
7.2
9.2
19
4.8
6.9
13
2.4
4.6
10
0
2.3
06
0
03
0
Q(t)=ΣQ’(t)
(m3/s)
(7) 0
4.8 40.6 119 184
= 165 106 64.1 39.8 26.3 18.3 13.0 8.0 2.9 0.3 0
流域汇流计算
【讨论】
按照等流时线假定，同一等流时线上水质点同 时到达出流断面，实际是高速质点先到，低速质点 后到，严格的面积出流次序是没有的。这就是等流 时线未考虑河槽的调蓄问题。因此，等流时线方法 只宜用于小流域，因为河槽调蓄作用小。
时段 Δt=6h
(1) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
单位线 q (m3/s)
(2) 0 430 630 400 270 180 118 70 40 16 0
净面深 h(mm) (3)
10 10 10 10 10 10 10 10 10
10
15
560
(m3 / s)
合计
3740 20 1870
3.6qt 10mm F
q 10F 10 8080 1870(m3/s) 3.6t 3.6 12
流域汇流计算
分析法的缺点在于误差传，使分析的 单位线值有时偏大，有时偏小而呈锯齿形， 必须加以修匀。修匀得到的单位线的径流 量也应为１0 mm。
0.6
98.5
80.5
4.8
+ + 60.0
94.2
112
36.0
57.5
130
21.6
34.5
80
14.4
20.6
48
9.6
13.8
29
7.2
9.2
19
4.8
6.9
13
2.4
4.6
10
0
2.3
06
0
03
0
Q(t)=ΣQ’(t)
(m3/s)
(7) 0
4.8 40.6 119 184
= 165 106 64.1 39.8 26.3 18.3 13.0 8.0 2.9 0.3 0
流域汇流计算
【讨论】
按照等流时线假定，同一等流时线上水质点同 时到达出流断面，实际是高速质点先到，低速质点 后到，严格的面积出流次序是没有的。这就是等流 时线未考虑河槽的调蓄问题。因此，等流时线方法 只宜用于小流域，因为河槽调蓄作用小。
水文学 第05章 径流精品PPT课件
第一节 径流的形成过程
• 一、流域蓄渗阶段 • 二、坡地产流和汇流阶段 • 三、河槽集流阶段
一、流域蓄渗阶段
一、流域蓄渗阶段
• 当雨水降落到地面上时，除一小部分（一般不 超过5%）降落于河槽水面上的降水直接形成径 流外，大部分降雨并不立即产生径流，而是消 耗于植物截留、下渗、填洼与蒸发。在一次降 雨过程中，流域上各处的蓄渗量及蓄渗过程的 发展是不均匀的。因此，地面径流产生的时间 和地方并不一致，有前有后，先满足蓄渗的地 方先产流。
• 通常壤中流汇流速度比地面径流慢， 但比地下径流快得多。
• 壤中流在总径流中的比例与流域土壤和地质 条件有关。
• 当表层土层薄而透水性好，下伏有相对不透 水层时，可能产生大量的壤中流。
• 在这种情况下，虽然其流速比地面径流缓慢， 如遇中强度暴雨时，壤中流的数量可以增加 很多，而成为河流流量的主要组成部分。
对于山区流域来说，一次暴雨洪水过 程中，填洼量所占比重不大，在10毫 米左右，它最终将耗于蒸发及入渗， 因此，在实际计算中往往被忽略。但 在平原或坡度平缓的地面，由于地面 洼坑较多，填洼量较大，可高达100毫 米，流域填洼过程在径流形成过程中 的作用十分显著。它不仅影响到坡面 漫流过程，同时也影响到径流总量， 因此，不容忽视。
• 降雨停止后，坡地汇流仍将持续一定 时间。
补充：流量过程线
• 由一次降雨所形成的典型流量过程线包括涨水段、 峰段和退水段。
• 从开始起涨到第一个拐点称涨水段，代表流域滞蓄 水量的增长所产生的流量的增长。
• 峰段包括从涨水段上的拐点到退水段上的拐点间的 部分。峰段最高点为最大流量，代表流域一次降水 的最大汇流量。
• 上述河岸调节及河槽的调节现象， 统称为河网调蓄作用。
河川径流PPT课件
1、洪水水位资料的复核 2、洪峰流量资料的复核
糙率又称粗糙系数，是表征河渠底部和岸壁影 响水流阻力的综合因素的系数，反映水流所受河 床阻力的大小，直接影响流速和流量。
第46页/共58页
桥涵水文
第二章 河川径流
• 二、洪水调查资料
（1）目的：洪水调查主要是在桥位上下游调查历史上各次 较大洪水的水位，确定洪水比降，推算洪水流量；并调查 桥位附近河道的冲淤变形及河床演变，作为确定历史洪水 计算断面和桥梁墩台冲刷深度的依据。
②加权平均法
n
Bivmi H i
H
i 1 n
Bivmi
i 1
第44页/共58页
桥涵水文
第二章 河川径流
§2.4 水文资料的搜集和整理
定义： 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。
水文资料的来源: 1、水文站观测资料 3、文献ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ证资料
2、洪水调查资料
第45页/共58页
桥涵水文
• 一、水文站观测资料
第二章 河川径流
一般搜集历年最大洪峰流量（同一洪水成因）及其相应 的洪峰水位、洪水比降、粗糙系数、流速、河段变化等 。
水文站观测资料由于天然或人为原因，会存在一些误差， 因此在使用时需要复核。
一、水位观测
• 1、水位：某一时刻水文站测流断面的水面高程。 • 2、水位换算关系：黄海平均海平面进行换算；水尺读数+水
尺零点高程。 • 3、观测手段 • ①水尺（直立式水尺、倾斜式水尺、矮桩式水尺） • ②自记水位计（能够自动记录水位变化过程）
流域汇流PPT课件
outlet
3
第3页/共46页
1-1 流域汇流的路径 (Watershed flow paths)
流域出口
河网汇流 坡地汇流
流域汇流过程
4
第4页/共46页
1-1 流域汇流的路径 (Watershed flow paths)
• 几何路径 (Geometric paths)
地表径流 壤中水径流 地下水径流
dQ(t) A(t )h( ) A(t ) i( )d
汇流时间为(t-τ)的水滴 所占的流域面积
Q(t
)
dQ
t
t
0
A(t
)
i(
)d
11
第11页/共46页
1-4 流域调蓄作用(Watershed storage effects)
在dt时段内进入流域的水量是净雨量I(t)dt, 而流出流域的水量是出流量Q(t)dt. 涨洪时, 由于I(t)dt>Q(t)dt, 时段dt内流域蓄水量必将增加. 反之, 落洪时, 由于I(t)dt≤ Q(t)dt, 时段dt内流域蓄水量必将减小. 这种在洪水形成过程中所呈现出的流域蓄水量增加和减少现象称为流域调蓄作用。
flow system)
流域瞬时单位线和卷积公式 3
(Watershed instantaneous unit hydrograph) 4 单位线法 (Unit hydrograph method)
流域单位线的识别 5
(Determination of unit hydrograph)
13
第13页/共46页
第十三章第十三章watershedflowwatershedflowconcentrationconcentration流域汇流流域汇流水文学原理水文学原理precipitationrunoffqtdischarge流域产流流域汇流坡地汇流河网汇流introductioncontents基本概念及数学描述basicconceptsmathematicaldescription流域汇流系统分析analysiswatershedflowconcentrationsystem面积时间曲线timeareahistogram概念性流域汇流模型conceptualwatershedflowconcentrationmodelsbasicconceptsmathematicaldescription流域汇流的路径watershedflowpaths流域汇流时间watershedflowtime径流成因公式formulawatershedoutlet流域调蓄作用watershedstorageeffects坡地汇流河网汇流流域汇流过程流域出口11流域汇流的路径watershedflowpaths11流域汇流的路径watershedflowpaths几何路径geometricpaths坡地汇流地表径流壤中水径流地下水径流汇流汇流汇流汇流流域出口断面河网汇流状态路径statepaths
流域径流形成过程
流域径流形成过程
（四）河流的分段 一条河流常常可以根据其地理－地质特征分为 河源、 上游、中游、下游和河口五段。 河源 是指河流最初具有地表水流形态的地方； 上游 是指紧接河源的河谷窄、比降和流速大，水量小、 侵蚀强烈、纵横面呈阶梯状并多急滩和瀑布的河段。 中游 水量逐渐增加，比降已较和缓； 下游 河谷宽广,河道弯曲，河水流速小而流量大，淤积 作用显著，到处可见浅滩和沙洲。 河口 是河流入海、入湖或汇入更高级河流处，经常有 泥沙堆积，有时分汊现象显著，在入海、入湖处形成三 角洲。
河道流动的水流。 降水、下渗、蒸发是地球上水文循环中最活跃的因
子，也是径流形成的主要因素。流域是降水的承 受面，也是蒸发的逸出面，又是径流的下垫面。
流域径流形成过程
2.2河流与流域 河谷：河流流经的谷地 河槽（河床）：河谷底部有水流的部分 左岸、右岸：面向下游 分段：河源、上、中、下游、河口。 外流河：海洋 内流河：湖泊，消失于沙漠
流域径流形成过程
流域径流形成过程
2 河流的基本特征
河流 长度
河流 纵断面
河流 基本特征ຫໍສະໝຸດ 河流 平面河流 横断面
流域径流形成过程
河长
河流的基本特征 河流长度：由河源沿主河道至河口的距离。 河道纵比降：单位长度的落差 平均比降 水系：河流的溪涧、小沟、支流、干流和湖
泊等构成的脉络相连的系统。
流域径流形成过程
流域径流形成过程
河 流 的 纵 断 面
流域径流形成过程
河流纵剖面
流域径流形成过程
iH2 H110%0 L
● 河流纵剖面：沿河流中泓线的断面。
● 河流比降：单位长度河段的落差。
某河段比降：
2）
I
H2
H1
（四）河流的分段 一条河流常常可以根据其地理－地质特征分为 河源、 上游、中游、下游和河口五段。 河源 是指河流最初具有地表水流形态的地方； 上游 是指紧接河源的河谷窄、比降和流速大，水量小、 侵蚀强烈、纵横面呈阶梯状并多急滩和瀑布的河段。 中游 水量逐渐增加，比降已较和缓； 下游 河谷宽广,河道弯曲，河水流速小而流量大，淤积 作用显著，到处可见浅滩和沙洲。 河口 是河流入海、入湖或汇入更高级河流处，经常有 泥沙堆积，有时分汊现象显著，在入海、入湖处形成三 角洲。
河道流动的水流。 降水、下渗、蒸发是地球上水文循环中最活跃的因
子，也是径流形成的主要因素。流域是降水的承 受面，也是蒸发的逸出面，又是径流的下垫面。
流域径流形成过程
2.2河流与流域 河谷：河流流经的谷地 河槽（河床）：河谷底部有水流的部分 左岸、右岸：面向下游 分段：河源、上、中、下游、河口。 外流河：海洋 内流河：湖泊，消失于沙漠
流域径流形成过程
流域径流形成过程
2 河流的基本特征
河流 长度
河流 纵断面
河流 基本特征ຫໍສະໝຸດ 河流 平面河流 横断面
流域径流形成过程
河长
河流的基本特征 河流长度：由河源沿主河道至河口的距离。 河道纵比降：单位长度的落差 平均比降 水系：河流的溪涧、小沟、支流、干流和湖
泊等构成的脉络相连的系统。
流域径流形成过程
流域径流形成过程
河 流 的 纵 断 面
流域径流形成过程
河流纵剖面
流域径流形成过程
iH2 H110%0 L
● 河流纵剖面：沿河流中泓线的断面。
● 河流比降：单位长度河段的落差。
某河段比降：
2）
I
H2
H1
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用单位为m3/s。Q=AV。流量Q随时间t的变化 过程，称为流量过程线Q~t。
1.3 径流的表示方法
径流总量——W
指一段时间内通过流域出口断面的总水量，单
位为m3、万m3 、亿m3 。
计算公式为： W tt1 2Q (t)d tQ (t2t1)Q T
Q
Q
W
t1
T
t2
t
1.3 径流的表示方法
径流深——R 把径流总量W平铺在流域面积F上所得到的水
产流过程
汇流过程
降水过程
流域蓄渗过程
坡面漫流过程
河槽集流过程
蒸发E
植物截流Is
降雨P
土壤S蓄水填洼量Vd
壤中流Rin
坡面漫流Rs
1.1 径流形成过程
1.1.1 产流过程
流域产流（蓄渗）指降雨的雨 水耗于植物截留、下渗和填洼等综 合过程。降雨形成地面径流之前， 在流域中会被以上几个方面所消耗， 不参与径流的形成.
1.1.2 汇流过程
坡地汇流：
坡面汇流 壤中流 地下径流
河网汇流：
小沟小溪 小河大 河
流域 出流
1.2 影响径流的主要因素
气象气候因素
降水
蒸发
人类活动 农业措施 林牧业措施 水利措施
下垫面因素 地形
土壤和地质
植被和湖沼 流域形状 和面积
1.3 径流的表示方法
流量——Q 指单位时间内通过流域出口断面的水量，常
五、径流
从降水到达地面至水流从流域出口断面流出的过程 即为河川径流形成过程。
径流为流域表面的降水由地面与地下汇入河川，并 流出流域出口断面的水流过程。河川径流的来源是大 气降水。降水的形式不同，径流形成过程也不同。降 雨径流多见，融雪径流一般为局部。
径流过程可划分为产流、汇流两个阶段。
1.1 径流形成过程
1.2 土壤蒸发
1.3 植物散发
在植物生长期，植物根系吸收水分，再从叶面和枝 干散发出去的过程，是一种生物物理过程，比水面 蒸发及土壤蒸发更为复杂，它与土壤环境、植物的 生理结构以及大气状况有密切的关系，很难观测。 美国做过少量农作物实验，我国自80年代末也有一 些研究单位开始从事这方面的研究。
1.1 水面蒸发
用蒸发器或蒸发池观测水面蒸发。 E=kE`
式中，E为天然水面蒸发量；E`为蒸发器实测蒸发量； k为蒸发器折算系数。
1.2 土壤蒸发
土壤蒸发是土壤中所含水分以水汽的形式逸入大气 的现象，土壤蒸发过程是土壤失去水分或干化过 程。 第一阶段：土壤充分湿润，供水充足，E接近最 大蒸发能力EM； 第二阶段：土壤水分减少，W<W田，供水条件 变差，E逐渐减小； E=W/W田×EM 第三阶段：W<W断，水分运动线：
图 下渗曲线和下渗累积曲线
3、下渗
经验公式（霍顿公式） ：
ft (f0fc)et fc
其中，下渗率f，表示在单位时间内，单位面积上 渗入土中的水量（mm/h）
ft：t时刻的下渗率，f0：初始下渗率，e：自 然对数的底，β：递减指数。
f0、fc、β与土壤性质有关，需根据实测资料或 实验资料分析确定。
3、下渗
下渗过程：
渗润阶段（分子力）：下渗开始时，土壤干燥，分子 力很强，可达10000个大气压，土壤分子力很快把水 吸附在土粒周围，形成薄膜水。随着入渗的继续，薄 膜厚度增大，分子力迅速衰减到消失。（引力与距离 平方成反比）
3、下渗
下渗过程：
渗漏阶段（毛管力）：入渗水分填充了土粒间的空隙， 空隙连通，形成毛管，水沿管壁运动，构成弯曲面， 在表面张力作用下产生毛管力。表面张力的合力指向 无水方，使水迅速入渗。当水逐渐填满毛管后，毛管 力消失。 渗透阶段（重力）：毛管力消失后，只剩下重力起作 用，重力稳定向下，一直起作用，可使下渗稳定进行。
2、土壤水
（1）吸着水：包括吸湿水和薄膜水。吸湿水被紧束于 土粒表面，不能在重力和毛管力的作用下移动。薄膜水 吸附于吸湿水的外部，能沿土粒表面进行数度极小的移 动。
（2）毛管水:是在毛管力作用下土壤中所能保持的那部 分水分。分为上升毛管水和悬着毛管水。上升毛管水是 指地下水沿着土壤毛细管上升的部分，悬着毛管水来自 降雨或灌水，在不受地下水补给时，上层土壤由于毛管 作用下所能保持的地面渗入的水分。
四、蒸散发
蒸发：水由液态或固态转化为气态的过程称为蒸发。
流域蒸发包括三个方面： 水面蒸发；土壤蒸发；植物散发。
1、量测
器测法是应用蒸发器或蒸发池直接观测水面蒸发量。 我国水文和气象部门采用的水面蒸发器有：Ф-20 型、Ф—80套盆式、E-601型蒸发器，以及水面面 积为20 m2和100 m2的大型蒸发池。
深，称为径流深，单位mm。 其关系式为： R=W/(1000F)
式中，W的单位为m3，F的单位为km2。可计 算各种时间尺度(日、月、年)的径流深。
1.3 径流的表示方法
径流模数——M 指单位流域面积上所产生的流量，单位为
L/(s.km2) 。即： M=1000Q/F
径流系数——α 指同一时段内的径流深R与对应时段降雨量P
第二章 流域径流形成过程
一、河流和流域 二、降水 三、下渗 四、蒸散发 五、径流
三、下渗
1、地下水类型
包气带水：存在于包气带中的地下水。 结合水（分吸湿水、薄膜水） 毛管水（分毛管悬着水与毛管上升水） 重力水（分上层滞水与渗透重力水）
饱和水带：存在于饱和带中的地下水 潜水 具有自由水面 承压水（分自流水与非自流水） 成规模可以利用的主要有：上层滞水、潜水、承压水
之比值。即：α=R/P
提问与解答环节
Questions And Answers
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
（3）重力水：土壤中超出毛管含水率的水分在重力作 用下很易排出，这种水分称为重力水。
2、土壤水
几个重要的含水量： 饱和含水量（最大持水量） 田间持水量： 凋萎系数： 为保证旱作物丰产和水资源的高效利用，一般要求 土壤含水量在_________和__________之间。
3、下渗
下渗是指降落到地面上的雨水从地表渗入土壤内 的运动过程。下渗不仅直接决定地面径流量的大小， 同时也影响土壤水分的增长，以及表层流与地下径 流的形成。因此，分析下渗的物理过程和规律，对 认识径流形成的物理机制有重要的意义。
1.3 径流的表示方法
径流总量——W
指一段时间内通过流域出口断面的总水量，单
位为m3、万m3 、亿m3 。
计算公式为： W tt1 2Q (t)d tQ (t2t1)Q T
Q
Q
W
t1
T
t2
t
1.3 径流的表示方法
径流深——R 把径流总量W平铺在流域面积F上所得到的水
产流过程
汇流过程
降水过程
流域蓄渗过程
坡面漫流过程
河槽集流过程
蒸发E
植物截流Is
降雨P
土壤S蓄水填洼量Vd
壤中流Rin
坡面漫流Rs
1.1 径流形成过程
1.1.1 产流过程
流域产流（蓄渗）指降雨的雨 水耗于植物截留、下渗和填洼等综 合过程。降雨形成地面径流之前， 在流域中会被以上几个方面所消耗， 不参与径流的形成.
1.1.2 汇流过程
坡地汇流：
坡面汇流 壤中流 地下径流
河网汇流：
小沟小溪 小河大 河
流域 出流
1.2 影响径流的主要因素
气象气候因素
降水
蒸发
人类活动 农业措施 林牧业措施 水利措施
下垫面因素 地形
土壤和地质
植被和湖沼 流域形状 和面积
1.3 径流的表示方法
流量——Q 指单位时间内通过流域出口断面的水量，常
五、径流
从降水到达地面至水流从流域出口断面流出的过程 即为河川径流形成过程。
径流为流域表面的降水由地面与地下汇入河川，并 流出流域出口断面的水流过程。河川径流的来源是大 气降水。降水的形式不同，径流形成过程也不同。降 雨径流多见，融雪径流一般为局部。
径流过程可划分为产流、汇流两个阶段。
1.1 径流形成过程
1.2 土壤蒸发
1.3 植物散发
在植物生长期，植物根系吸收水分，再从叶面和枝 干散发出去的过程，是一种生物物理过程，比水面 蒸发及土壤蒸发更为复杂，它与土壤环境、植物的 生理结构以及大气状况有密切的关系，很难观测。 美国做过少量农作物实验，我国自80年代末也有一 些研究单位开始从事这方面的研究。
1.1 水面蒸发
用蒸发器或蒸发池观测水面蒸发。 E=kE`
式中，E为天然水面蒸发量；E`为蒸发器实测蒸发量； k为蒸发器折算系数。
1.2 土壤蒸发
土壤蒸发是土壤中所含水分以水汽的形式逸入大气 的现象，土壤蒸发过程是土壤失去水分或干化过 程。 第一阶段：土壤充分湿润，供水充足，E接近最 大蒸发能力EM； 第二阶段：土壤水分减少，W<W田，供水条件 变差，E逐渐减小； E=W/W田×EM 第三阶段：W<W断，水分运动线：
图 下渗曲线和下渗累积曲线
3、下渗
经验公式（霍顿公式） ：
ft (f0fc)et fc
其中，下渗率f，表示在单位时间内，单位面积上 渗入土中的水量（mm/h）
ft：t时刻的下渗率，f0：初始下渗率，e：自 然对数的底，β：递减指数。
f0、fc、β与土壤性质有关，需根据实测资料或 实验资料分析确定。
3、下渗
下渗过程：
渗润阶段（分子力）：下渗开始时，土壤干燥，分子 力很强，可达10000个大气压，土壤分子力很快把水 吸附在土粒周围，形成薄膜水。随着入渗的继续，薄 膜厚度增大，分子力迅速衰减到消失。（引力与距离 平方成反比）
3、下渗
下渗过程：
渗漏阶段（毛管力）：入渗水分填充了土粒间的空隙， 空隙连通，形成毛管，水沿管壁运动，构成弯曲面， 在表面张力作用下产生毛管力。表面张力的合力指向 无水方，使水迅速入渗。当水逐渐填满毛管后，毛管 力消失。 渗透阶段（重力）：毛管力消失后，只剩下重力起作 用，重力稳定向下，一直起作用，可使下渗稳定进行。
2、土壤水
（1）吸着水：包括吸湿水和薄膜水。吸湿水被紧束于 土粒表面，不能在重力和毛管力的作用下移动。薄膜水 吸附于吸湿水的外部，能沿土粒表面进行数度极小的移 动。
（2）毛管水:是在毛管力作用下土壤中所能保持的那部 分水分。分为上升毛管水和悬着毛管水。上升毛管水是 指地下水沿着土壤毛细管上升的部分，悬着毛管水来自 降雨或灌水，在不受地下水补给时，上层土壤由于毛管 作用下所能保持的地面渗入的水分。
四、蒸散发
蒸发：水由液态或固态转化为气态的过程称为蒸发。
流域蒸发包括三个方面： 水面蒸发；土壤蒸发；植物散发。
1、量测
器测法是应用蒸发器或蒸发池直接观测水面蒸发量。 我国水文和气象部门采用的水面蒸发器有：Ф-20 型、Ф—80套盆式、E-601型蒸发器，以及水面面 积为20 m2和100 m2的大型蒸发池。
深，称为径流深，单位mm。 其关系式为： R=W/(1000F)
式中，W的单位为m3，F的单位为km2。可计 算各种时间尺度(日、月、年)的径流深。
1.3 径流的表示方法
径流模数——M 指单位流域面积上所产生的流量，单位为
L/(s.km2) 。即： M=1000Q/F
径流系数——α 指同一时段内的径流深R与对应时段降雨量P
第二章 流域径流形成过程
一、河流和流域 二、降水 三、下渗 四、蒸散发 五、径流
三、下渗
1、地下水类型
包气带水：存在于包气带中的地下水。 结合水（分吸湿水、薄膜水） 毛管水（分毛管悬着水与毛管上升水） 重力水（分上层滞水与渗透重力水）
饱和水带：存在于饱和带中的地下水 潜水 具有自由水面 承压水（分自流水与非自流水） 成规模可以利用的主要有：上层滞水、潜水、承压水
之比值。即：α=R/P
提问与解答环节
Questions And Answers
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
（3）重力水：土壤中超出毛管含水率的水分在重力作 用下很易排出，这种水分称为重力水。
2、土壤水
几个重要的含水量： 饱和含水量（最大持水量） 田间持水量： 凋萎系数： 为保证旱作物丰产和水资源的高效利用，一般要求 土壤含水量在_________和__________之间。
3、下渗
下渗是指降落到地面上的雨水从地表渗入土壤内 的运动过程。下渗不仅直接决定地面径流量的大小， 同时也影响土壤水分的增长，以及表层流与地下径 流的形成。因此，分析下渗的物理过程和规律，对 认识径流形成的物理机制有重要的意义。