水文知识

发布日期:2020-04-26 16:06:21 浏览次数:

1、流域

流域是地表水与地下水分水线所包围的集水区或汇水区,因地下水分水线不易确定,习惯上将地表水的集水区称为流域。河道干流的流域是由所属各级支流的流域所组成。

我省水系分属长江、淮河两大流域,淮河流域又按习惯分为淮河和沂沭泗两个水系,长江流域分为长江和太湖两个水系。沂沭泗水系在我省境内面积2.56万平方公里,涉及徐州、宿迁、连云港、盐城4市;淮河水系面积3.97万平方公里,涉及宿迁、淮安、盐城、扬州、泰州、南通等6市;长江水系面积3.87万平方公里,流经南京、镇江、扬州、泰州、常州、无锡、苏州、南通等8市;太湖水系面积1.92万平方公里,涉及苏州、无锡、常州、镇江等4市。

2、水位与基面

水位指水体的自由水面高出基面以上的高程,其单位为m。

水文资料中涉及的基面有:绝对基面、假定基面、测站基面和冻结基面。

绝对基面一般是以某海滨地点的特征海水面为准,这个特征水面的高程为0.000米。在我国现统一采用黄海基面,曾用过大连、吴淞、珠江、大沽等基面。

假定基面:若水文站附近没有国家水准,其水准点高程暂时无法与全河(地区)统一引据的某一绝对基面高程相连接,则可暂时自行假定一个水准基面,作为本站水位和高程起算的标准。

测站基面(冻结基面):是水文测站专用的一种固定基面。一般是将水文站第一次使用的界面冻结下来,作为冻结基面。

当然,测站基面(冻结基面)、假定基面应尽可能与绝对基面相连接。各项水位、高程资料都应写明测站基面(冻结基面)与绝对基面的换算关系。其换算关系一般为:

冻结基面以上米数+基面米数=黄海基面以上米数

3、潮位

在太阳和月球引潮力作用下,地球表面的大气圈、海水和地壳发生周期性相对运行的现象,称为潮汐。受潮汐影响周期性涨落的水位称潮位,又称潮水位。

4、洪水、流量、洪量

暴雨或急剧融冰化雪、风暴潮和水库溃坝等引起江河水量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象,称为洪水。

⑴洪水流量

单位时间内通过某一过水断面的水量称为流量,其单位为立方米/秒( m3/s)。流量是河流水情的基本要素,水资源的指标之一。设河流某过水断面面积为A,与流入过水断面所在河段的断面平均速度为v,按照流量的定义,则流量为

Q =Av

式中 Q——流量,m3/s ;

V——断面平均流速,m/s;

A——过水断面面积,m2

⑵洪水特征

①洪水起涨

当流域上发生暴雨或融雪时,在流域各处所形成的地面径流,都依其远近先后汇集于河道的出口断面处,当近处的地面径流到达该出口断面时,河水流量开始增加,水位相应上涨,这就是洪水起涨之时。

②洪峰流量、洪峰水位

随着流域远处的地表径流陆续流人河道,使流量和水位继续增长,大部分高强度的地表径流汇集到出口断面时,河水流量增至最大值。一次洪水过程中的最大瞬时流量和水位,分别称为洪峰流量和洪峰水位。

③洪水过程线、洪水总量 、时段洪量

洪水流量由起涨到达洪峰流量,此后,逐渐下降,到暴雨停止以后的一定时间,当远处的地表径流和暂存蓄在地面、表土、河网中的水量均已流经出口断面时,河水流量及水位回落到接近于原来状态,即为洪水落尽之时。如在方格纸上,以时间为横坐标,以江河的流量或水位为纵坐标,可以绘出洪水从起涨至峰顶到落尽的整个过程曲线,称为洪水过程线。由于洪水过程线两头低,中间高,形似山峰,故最高处称为洪峰。

洪水总量是指一次洪水过程中或给定时段内通过河流某一断面的洪水体积,简称洪量。

时段洪量是指某一时段内发生的洪水总量,一般需确定2—3个时段的洪量。最大时段洪量是指一次洪水过程中,指定历时的最大洪量,如最大1 天、3 天、7 天、15 天、30 天、60 天洪量等。

⑶洪水类型

①暴雨洪水

暴雨引起的江河水量迅速增加并伴有水位急剧上升的现象,称暴雨洪水。按暴雨的成因可分为:雷暴雨洪水(也称骤发暴雨洪水),台风暴雨洪水,锋面暴雨洪水。暴雨洪水年际变化很大,在同一流域上,常年出现的暴雨洪水与偶尔出现的特大暴雨洪水,在量级上相差悬殊,洪水过程特征也不完全一致。中国河流的主要洪水大都是暴雨洪水,它多发生在夏、秋季节,南方一些地区春季也可能发生。

②融雪洪水

③冰川洪水

④冰凌洪水

⑤雨雪混合洪水

⑥溃坝洪水

溃坝洪水指大坝在蓄水状态下突然崩溃而形成的向下游急速推进的巨大洪流。习惯上把因地震、滑坡或冰川堵塞河道引起水位上涨后,堵塞处突然崩溃而暴发的洪水也归入溃坝洪水。溃坝的发生和溃坝洪水的形成通常历时短暂,难以预测,峰高量大,变化急骤,危害性特大。世界各国都很重视,并有各种溃坝洪水的计算方法。

5、径流

径流是指在水文循环过程中,降水沿流域的不同路径向河流、湖泊、沼泽和海洋汇集的水流。在一定时段内通过河流某一过水断面的水量称径流量。径流是水循环的主要环节,也是水量平衡的基本要素。一个地区的径流量往往是该地区的水资源量的主要组成部分。

按径流存在的空间位置,可分为地表径流(直接径流)、地下径流、壤中流;按径流补给形式,可分为降雨径流、冰雪融水径流;一年中不同时期的径流分别称为汛期径流,枯季径流、年径流。

从降水到达地面至水流汇集于流域出口断面的整个过程叫径流形成过程。它包括植物截留、填洼、下渗、蒸发、坡地汇流、河槽汇流等一系列过程。通常把上述过程归纳为产流过程和汇流过程。

6、洪水标准

⑴可能最大洪水

可能最大洪水是指河流断面可能发生的最大洪水,简称PMF 。这种洪水由最恶劣的气象和水文条件组合形成,是永久性水工建筑物非常运用情况下最高洪水标准的洪水。可能最大洪水有水文气象法和数理统计法两类估算方法。

⑵设计洪水

设计洪水是指符合工程设计中洪水标准要求的洪水。设计洪水包括水工建筑物正常运用条件下的设计洪水和非常运用条件下的校核洪水,是保证工程安全的最重要的设计依据之一。

⑶校核洪水

校核洪水是指符合水工建筑物校核标准的洪水。校核洪水反映水工建筑物非常运用情况下所能防御洪水的能力,是水利水电工程规划设计的一个重要设计指标。校核洪水是为提高工程的安全与可靠程度所拟定的高于设计标准的洪水,用以对水工建筑物的安全进行校核。当水工建筑物遭遇这种洪水时,部分正常运行条件允许破坏,但主要建筑物应保证安全。

防洪工程中的洪水标准是根据工程规模、失事后果、防护对象的重要性以及社会、经济等综合因素,由国家制定统一规范确定的。目前许多国家通过工措施的投资和防洪效益进行综合经济比较,并结合风险分析来选定洪水标准。

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