表 5-1 天然水流之河槽糙率分类
1
类别 河槽特征 |
n |
n |
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1 情况良好(即河槽糙率小),光滑、笔直、畅流无阻的土质河流 |
40 |
0.025 |
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2 平原类型的有稳定水流的河槽(大部分是河床 |
30-35 |
0.033 |
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与水流都比较好的大河及中河)。河床与水流 情况良好的季节性河道 |
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3 一般的平原上稳定的水流。河身弯曲,水流方 |
25 |
0.040 |
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向略不规则的河道。或河道虽平直但河底地形 不平整者(有浅滩,深潭) |
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4 阻塞显著的河槽。弯曲、多草、多石、水流湍急。季节性河流,洪水期内可挟带数量可观的 |
20 |
0.050 |
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冲积物而被覆盖的河床。河底为粗砾石或长满 | |||
植物的整齐河槽 |
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5 弯曲、阻塞很严重,间歇性水流的河槽。杂草 |
15 |
0.067 |
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很多,不平整的河滩水面,不平整的山溪性石 | |||
灰质河槽;平原河流多石滩河段 |
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6 阻塞极显著的河道与河谷,杂草丛生,水流微 |
12.5 |
0.080 |
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弱或有大深潭者。山地类型的巨石河道,水流 | |||
汹涌,水花四溅 |
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7 河滩情况同上,但有极不规则的横流、小河弯 |
10 |
0.100 |
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等等高山瀑布类型的河流,礁石突出,水珠飞 | |||
溅,致使水流失去透明而呈白色。水声喧腾, | |||
交谈困难 |
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8 沼泽类型的河流(有杂草、草丘,有些地方河 |
7.5 |
0.133 |
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水几乎停滞不流)有很大死水区,有局部深湖 | |||
的河滩 |
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9 由泥土、石子组成的泥石流,草木密生的河滩 | 5 |
0.200 |
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(整片原始森林) |
在单位时间内通过某过水断面的水量,叫做流量,单位是 m3/s。测出流速和断面的面积,就可以知道流量:
Q = Av
式中,A为断面积;v为平均流速。
流量是河流的重要特征值之一。流量的变化将引起流水蚀积过程和水流的其他特征值的变化。随着流量的变化,水位也发生变化。流量和水位之间有着内在联系。
已知Q = Av
据薛齐公式v = c RI = f1 (H)
而 A=f2(H)
那末,Q=f1(H)·f2(H)=F(H)
这个公式所表示的曲线就是水位流量关系曲线(图 5-5a)。它的实际意义在于,可以利用水位资料推求流量,所以在水文工作中用途很广。
在实际工作中,还常常需要绘制另一种曲线——流量过程线。以横轴表示时间,纵轴表示流量,连接各坐标点,得出 Q=f(t)曲线,即流量过程线
(图 5-5b)。在横轴和两纵线间,过程线所包围的面积,等于相应期间的径流总量。一条河流的流量过程线是这一河流各种特征的综合。分析流量过程线相当于综合研究一个流域的特征。
(四)河水温度与冰情
河流的补给特征是影响河水温度状况的主要因素。由冰川和积雪补给的河流,水温必然较低;从大湖泊流出的河流,春季水温低而秋季水温高;地下水补给量丰富的河流,冬春季水温较高。还有许多其他因素影响河水温度,例如,太阳辐射和流域的气温状况,等等。
河水温度也随时间而变化。夏季水温有明显的日变化,而且中低纬河流比高纬河流显著。季节变化表现为夏季水温高,冬季水温低。北方河流并可以发生结冻现象。
河水温度还随流程远近而发生变化。流程愈近,水温与补给水源的温度愈接近;流程愈远,水温受流域气温状况的影响则愈显著。河水与大气及河谷地表的热交换将使水温发生变化。一般说来,由于发源地海拔高,河口海拔低,水温从上游向下游增高。长江发源于青藏高原上唐古拉山北坡的格拉丹冬冰川。源区和上游水温都很低,但它经过四川盆地和中下游平原之后, 到河口地段水温升高。河流水温在很大程度上还受到河流流向的影响。亚欧大陆和北美大陆向北流入北冰洋的大小河流,愈向下游水温愈低。甚至一条河流的个别北向河段,这一特点也表现得相当突出。例如,兰州以下的黄河河段,北向银川平原,冬末春初,兰州附近早已解冻,而宁夏境内河段仍被坚冰封闭。
当气温降到 0℃以下,水温降到 0℃时,河水中开始出现冰晶,岸边形成岸冰。冰晶扩大,浮在水面形成冰块。随着冰块的增多和体积增大,河流狭窄处和浅水处首先发生阻塞,结果使整个河面封冻。我国北方河流每年都有时间长短不等的封冻期,长的可达 4—5 个月。