长江流域地质构造背景复杂，跨越华南造山带、扬子地台、秦岭—大别山造山带、三江古特提斯造山带等构造单元。整个长江流域地层自元古界至第四系均有出露，各地层地质发育史，沉积、变质作用和岩浆活动差异很大，岩相变化复杂。图2-3长江流域岩性分布示意图青海南部、滇西、川西、秦岭、湘赣南部、皖南等地，岩浆岩出露较好、分布广泛。鄱阳湖流域内除碎屑岩和碳酸盐岩，花岗岩的比例明显增加。......
2023-08-17
流域及其特征分析与探讨
【摘要】：X1.3.2.1流域、分水线河流某一断面以上汇集地表水和地下水的区域称为河流在该断面的流域。X1.3.2.2流域特征流域特征包括几何特征、地形特征和自然地理特征。图X1.6流域分水线和流域面积示意图流域长度。，ln表示，相邻两条等高线的高差用Δz表示，按式计算3.流域的自然地理特征包括流域的地理位置、气候条件、地形特征、地质构造、土壤性质、植被、湖泊、沼泽等。
X1.3.2.1 流域、分水线
河流某一断面以上汇集地表水和地下水的区域称为河流在该断面的流域。当不指明断面时，流域是对河口断面而言的。由于河流是汇集并排泄地表水和地下水的通道，因此分水线有地面与地下之分。流域的地面分水线，即实际分水岭山脊的连线或四周最高点的连线。如秦岭是长江与黄河的分水岭，降在分水岭两侧的雨水将分别流入两条河流，其岭脊线便是这两大流域的分水线。但并不是所有的分水线都是山脊的连线，如在平原地区，分水线可能是河堤或者湖泊等，像黄河下游大堤，便是海河流域与淮河流域的分水岭。
当地面分水线与地下分水线完全重合时，该流域称为闭合流域；否则称为非闭合流域。非闭合流域在相邻流域间有水量交换，如图X1.5所示。
图X1.5 地面与地下分水线示意图
实际中很少有严格的闭合流域，只要当地面分水线和地下分水线不一致所引起的水量误差相对不大时，一般可按闭合流域对待。通常工程上认为，除岩溶地区外，一般大中流域均可看成是闭合流域。
X1.3.2.2 流域特征
1.流域几何特征
流域的几何特征包括流域面积（或集水面积）、流域长度、流域宽度和流域形状系数等。
（1）流域面积。是指河流某一横断面以上，由地面分水线所包围不规则图形的面积。如图X1.6所示。若不强调断面，则是指流域河口断面以上的面积，以km2计。一般可在适当比例尺的地形图上先勾绘出流域分水线，然后用求积仪或数方格的方法量出其面积，当然在数字化地形图上也可以用有关专业软件量计。
图X1.6 流域分水线和流域面积示意图
（2）流域长度。是指流域几何中心轴的长度。对于大致对称的较规则流域，其流域长度可用河口至河源的直线长度来计算；对于不对称流域，可以流域出口为中心作若干个同心圆，求得各同心圆圆周与流域分水线交得若干圆弧割线中点，这些割线中点的连线长度，即为流域长度。
（3）流域平均宽度。是指流域面积与流域长度的比值，以Bf表示，由式（X1.9）计算
式中 F——流域面积，km2；
Lf——流域长度，km。
集水面积近似相等的两个流域，Lf愈长，Bf愈窄小；Lf愈短，Bf愈宽。前者径流难以集中，后者则易于集中。
（4）流域的形状系数，以Kf表示
Kf是一个无单位的系数。当Kf≈1时，流域形状近似为方形；Kf＜1时，流域为狭长形；Kf＞1时，流域为扁形。流域形状不同，对降雨径流的影响也不同。
2.流域地形特征
流域地形特征可用流域平均高度和流域平均坡度来反映。
（1）流域平均高度。流域平均高度的计算可用网格法和求积仪法。网格法较粗略，具体做法是将流域地形图分为100个以上网格，如图X1.7所示。内插确定出每个格点的高程，各网格点高程的算术平均值即为流域平均高度；求积仪法是在地形图上，用求积仪分别量出分水线内各相邻等高线间的面积fi，用相邻两等高线的平均高程zi式（X1.11）计算
图X1.7 网格法计算流域平均高度、平均坡度
（2）流域平均坡度。流域平均坡度是指流域表面坡度的平均情况，以
表示。也可用网格法计算，即从每个网格点作直线与较低的等高线正交，如图X1.7中的箭头所示，由高差和距离计算各箭头方向的坡度，作为各网格点的坡度，再将各网格点的坡度取算术平均值，即流域的平均坡度。另外，可以量计出流域范围内各等高线的长度，用l0，l1，l2，…，ln表示，相邻两条等高线的高差用Δz表示，按式（X1.12）计算
3.流域的自然地理特征
包括流域的地理位置、气候条件、地形特征、地质构造、土壤性质、植被、湖泊、沼泽等。
（1）地理位置。主要指流域所处的经纬度以及距离海洋的远近。一般是低纬度和近海地区雨水多，高纬度地区和内陆地区降水少。如我国的东南沿海一带雨水就多，而华北、西北地区降水就少，尤其是新疆的沙漠地区更少。
（2）气候条件。主要包括降水、蒸发、温度、风等。其中对径流影响最大的是降水和蒸发。
（3）地形特征。流域的地形可分为高山、高原、丘陵、盆地和平原等，其特征可用流域平均高度和流域平均坡度来反映。同一地理区，不同的地形特征将对降雨径流产生不同的影响。
（4）地质与土壤特性。流域地质构造、岩石和土壤的类型以及水理性质等都将对降水径流产生影响，同时也影响到流域的水土流失和河流泥沙。
（5）植被覆盖。流域内植被可以增大地面糙率，延长地面径流的汇流时间，同时加大下渗量，从而使地下径流增多，洪水过程变得平缓。另外植被还能阻抗水土流失，减少河流泥沙含量，涵养水源；大面积的植被还可以调节流域小气候，改善生态环境等。植被的覆盖程度一般用植被面积与流域面积之比的植被率表示。
（6）湖泊、沼泽、塘库。流域内的大面积水体对河川径流起调节作用，使其在时间上的变化趋于均匀；还能增大水面蒸发量，增强局部小循环，改善流域小气候。通常用湖沼塘库的水面面积与流域面积之比的湖沼率来表示。
以上流域各种特征因素，除气候因素外，都反映了流域的物理性质，它们承受降水并形成径流，直接影响河川径流的数量和变化，所以水文上习惯称为流域下垫面因素。当然，人类活动对流域的下垫面影响也愈来愈大，如人类在改造自然的活动中修建了不少水库、塘堰、梯田，以及植树造林、城市化等，明显地改变了流域的下垫面条件，因而使河川径流发生变化，影响到水量与水质。在人类活动的影响中也有不利的一面，如造成水土流失、水质污染以及河流断流等。
（2）流域平均坡度。流域平均坡度是指流域表面坡度的平均情况，以
表示。也可用网格法计算，即从每个网格点作直线与较低的等高线正交，如图X1.7中的箭头所示，由高差和距离计算各箭头方向的坡度，作为各网格点的坡度，再将各网格点的坡度取算术平均值，即流域的平均坡度。另外，可以量计出流域范围内各等高线的长度，用l0，l1，l2，…，ln表示，相邻两条等高线的高差用Δz表示，按式（X1.12）计算
3.流域的自然地理特征
包括流域的地理位置、气候条件、地形特征、地质构造、土壤性质、植被、湖泊、沼泽等。
（1）地理位置。主要指流域所处的经纬度以及距离海洋的远近。一般是低纬度和近海地区雨水多，高纬度地区和内陆地区降水少。如我国的东南沿海一带雨水就多，而华北、西北地区降水就少，尤其是新疆的沙漠地区更少。
（2）气候条件。主要包括降水、蒸发、温度、风等。其中对径流影响最大的是降水和蒸发。
（3）地形特征。流域的地形可分为高山、高原、丘陵、盆地和平原等，其特征可用流域平均高度和流域平均坡度来反映。同一地理区，不同的地形特征将对降雨径流产生不同的影响。
（4）地质与土壤特性。流域地质构造、岩石和土壤的类型以及水理性质等都将对降水径流产生影响，同时也影响到流域的水土流失和河流泥沙。
（5）植被覆盖。流域内植被可以增大地面糙率，延长地面径流的汇流时间，同时加大下渗量，从而使地下径流增多，洪水过程变得平缓。另外植被还能阻抗水土流失，减少河流泥沙含量，涵养水源；大面积的植被还可以调节流域小气候，改善生态环境等。植被的覆盖程度一般用植被面积与流域面积之比的植被率表示。
（6）湖泊、沼泽、塘库。流域内的大面积水体对河川径流起调节作用，使其在时间上的变化趋于均匀；还能增大水面蒸发量，增强局部小循环，改善流域小气候。通常用湖沼塘库的水面面积与流域面积之比的湖沼率来表示。
以上流域各种特征因素，除气候因素外，都反映了流域的物理性质，它们承受降水并形成径流，直接影响河川径流的数量和变化，所以水文上习惯称为流域下垫面因素。当然，人类活动对流域的下垫面影响也愈来愈大，如人类在改造自然的活动中修建了不少水库、塘堰、梯田，以及植树造林、城市化等，明显地改变了流域的下垫面条件，因而使河川径流发生变化，影响到水量与水质。在人类活动的影响中也有不利的一面，如造成水土流失、水质污染以及河流断流等。
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2023-09-17
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