首页 理论教育探析河流的特征和表现

探析河流的特征和表现

【摘要】:X1.3.1.1河流河流是汇集一定区域地表水和地下水的泄水通道。一条河流按其流经区域的自然地理和水文特点划分为河源、上游、中游、下游及河口五段。确定较大河流的河源,要首先确定干流。图X1.3河槽横断面示意图单式断面;复式断面X1.3.1.2河流的特征1.河流的纵横断面河段某处垂直于水流方向的断面称为横断面,又称过水断面。图X1.4河流纵断面示意图2.河流长度一条河流,自河口到河源沿深泓线量计的平面曲线长度称为河长。

X1.3.1.1 河流

河流是汇集一定区域地表水和地下水的泄水通道。由流动的水体和容纳水流的河槽两个要素构成。水流在重力作用下由高处向低处沿地表面的线形凹地流动,这个线形凹地便是河槽,河槽也称河床,含有立体概念,当仅指其平面位置时,称为河道。枯水期水流所占河床称为基本河床或主槽;汛期洪水泛滥所及部位,称为洪水河床或滩地。从更大范围讲,凡是地形低凹可以排泄水流的谷地称为河谷,河槽就是被水流所占据的河谷底部。流动的水体称为广义的径流,其中包含清水径流和固体径流,固体径流是指水流所挟带的泥沙。通常所说的径流一般是指清水径流。虽然在地球上的各种水体中,河流的水面面积和水量都最小,但它与人类的关系却最为密切,因此,河流是水文学研究的主要对象。

一条河流按其流经区域的自然地理和水文特点划分为河源、上游、中游、下游及河口五段。河源是河流的发源地,可以是泉水、溪涧、湖泊沼泽或冰川。多数河流发源于山地或高原,也有发源于平原的。确定较大河流的河源,要首先确定干流。一般是把长度最长或水量最大的叫做干流,有时也按习惯确定,如把大渡河看做岷江的支流就是一个实例。直接汇入干流的支流叫一级支流;直接汇入一级支流的称为二级支流;其余依次类推。由干流与其各级支流所构成脉络相通的泄水系统称为水系或河系、河网。水系常以干流命名,如长江水系、黄河水系等。但是干流和支流是相对的。根据干支流的分布状况,一般将水系分为扇形水系、羽状水系、平行状水系和混合型水系,其中前三种为基本类型,如图X1.2所示。

图X1.2 水系形状示意图

划分河流上、中、下游时,有的依据地貌特征,有的侧重水文特征。上游直接连接河源,一般落差大,流速急,水流的下切能力强,多急流、险滩和瀑布。中游段坡降变缓,下切力减弱,旁蚀力加强,河道有弯曲,河床较为稳定,并有滩地出现。下游段一般进入平原,坡降更为平缓,水流缓慢,泥沙淤积,常有浅滩出现,河流多汊。河口是河流注入海洋、湖泊或其他河流的地段。内陆地区有些河流最终消失在沙漠之中,没有河口,称为内陆河。

图X1.3 河槽横断面示意图

(a)单式断面;(b)复式断面

X1.3.1.2 河流的特征

1.河流的纵横断面

河段某处垂直于水流方向的断面称为横断面,又称过水断面。当水流涨落变化时,过水断面的形状和面积也随着变化。河槽横断面有单式断面和复式断面两种基本形状,如图X1.3所示。

将河流各个横断面最深点的连线称作河流深泓线或溪线。假想将河流从河口到河源沿深泓线切开并投影到平面上所得的剖面,称作河槽纵断面。实际工作中常以河槽底部转折点的高程为纵坐标,以河流水平投影长度为横坐标绘出河槽纵断面图,如图X1.4所示。

图X1.4 河流纵断面示意图

2.河流长度

一条河流,自河口到河源沿深泓线量计的平面曲线长度称为河长。一般在大比例尺(如1/10000或1/50000等)地形图上用分规或曲线仪量计;在数字化地形图上可以应用有关专业软件量计。

3.河道纵比降

河段两端的河底高程之差称为河床落差,河源与河口的河底高程之差为河床总落差。单位河长的河床落差称为河道纵比降,通常以千分数或小数表示。当河段纵断面近似为直线时,比降可按式(X1.7)计算

式中 J——河段的纵比降,‰;

z、z——分别为河段上、下断面河底高程,m;

l——河段的长度,m。

当河段的纵断面为折线时,可用面积包围法计算河段的平均纵比降。具体做法是:在河段纵断面图上,通过下游端断面河底处向上游作一条斜线,使得斜线以下的面积与原河底线以下的面积相等,此斜线的坡度即为河道的平均纵比降,如图X1.4所示。计算公式为

式中 z0,z1,…,zn——河段自下而上沿程各转折点的河底高程,m;

l1,l2,…,ln——相邻两转折点之间的距离,m;

L——河段总长度,km。