水系

流域中的河流往往不是单一的，众多的河流组成水系。构成水系的河流具有递阶性关系，霍顿（Horton，1954）引入水系递阶的概念。他认为无支流的水道是第一级的，当两个不同级别的水道汇合时新水道级别取原来最高级别水道的级别。这样以 K 级水道的平均长度 lh，平均分叉数 nk 和平均支流面积 Ak 为特征量可有

RB＝nk/nk+1 （4.3.1）

R1＝1k+1/1k （4.3.2）

RA＝Ak+1/Ak （4.3.3）

霍顿认为，对特定的水系来说， RB、R1 和 RA 是常数，并且有 R1＜RB＜ RA。近年来一些学者发现水系总长度 L 与流域面积之间有下列关系：

L～Aa

这里 a 是 0.5 附近的参数，大多数作者发现α＞0.5，因此认为水系现象是分维现象。新的理论分析还发现随着流域的演化，流域中水系密度（即单位面积的水系总长）趋于一稳定值。实际观察发现不同气候条件下不同岩性基底的水系形状、密度都有差异，理论研究也证实了这一结论。水系密度趋向于稳定值的原因可以解释作河流或水道发育到一定程度时如果太密会互相切穿，发生河流袭夺，使一些河道不再成为水道。同时区域的降水条件也使流域总可能保持一定的水道，不然水量不足，一些河道干涸，风化与块体运动等地貌

图 4.3.9 水系的不同形态（取自《中国大百科全过程使得河道由坡积物逐渐填积而消失。书·地理学》，1990）

流域的形态和水系的形状对雨季洪水的汇集及径流情势有一定的影响。一般认为圆形的流域比条形的流域汇水快，河流洪峰也高，水网发达的水系主干道的汇水慢于水网不甚发达的水系，水系不发达区，汇水过程快，这是造成一些干旱区遇雨便成洪灾的主要原因之一。但是汇水慢的流域的洪水过程退水也慢，可能造成持续的涝灾。在下游平原地区，水系发达，河流坡降小，湖泊对河道洪水的调节作用甚为重要，当径流量超过湖泊的调节能力时， 流域也就发生洪灾和涝灾。所以维持湖泊的蓄水功能是维护流域生态系统良性运行的重要条件。