1水文基本概念

1、 水文基本概念1、水文学可分为水文气象学、地表水文学和地下水文学。2、陆地水文学主要研究存在于大陆表面上的各种水体及其水文现象的 形成过程与运动变化规律。按目前的任务方向，业务水文基本划分为水文 测验及资料整编、水文水利计算、水文预报三个领域。J.1.1自然界水循环的概念地球上的水以液态、固态和气态分布于地面、地下和大气中，形成河 流、湖泊、沼泽、海洋、冰川、积雪、地下水和大气水等水体，构成一个浩瀚的水圈。水圈处于永不停息的运动状态，水圈中各种水体通过蒸发、 水汽输送、降水、地面径流和地下径流等水文过程紧密联系，相互转化， 不断更新，形成一个庞大的动态系统。在太阳能的作用下，自然界中的水分不断

2、地从水面、陆面和植物表面蒸发，化为水汽上升到高空，然后被气流带到其他地区，在适当的条件下 凝结，又以降水的形式降落到地面上。到达地面的水，在重力作用下, 部分渗入地下成为地下水，一部分形成地面径流流入江河汇归海洋，还有部分又重新蒸发回到大气中。其中渗入到地下的地下水，一部分也逐渐 蒸发，一部分渗入到地下，增加土壤的水份，补给地下水，最终也流入海 洋。水的这种不断蒸发、输送、凝结、降落、产流、汇流的转化、迁移和。如图J.1.1-1所交替的往复循环过程，称为水文循环（也称为水分循环）示，为水文循环过程示意图（图中数字为全球水循环各环节年度数值。图J.1.1-1水文循环过程示意图（单位：万 km/a

3、 ）水自海洋以水汽进入空气中，被气流带到大陆以降水的形式到达地表或地下，最后又以径流注入海洋，完成一次循环，称为水文大循环。水从 海洋蒸发，又降落到海洋，或从陆地的水体、土壤蒸发进入大气，最后又 以降水的形式回到陆地上，这种“就地”蒸发就地降落的水循环，称为水 文小循环。水文循环无始无终，大致沿着海洋（或陆地）7大气7陆地（或 海洋）7海洋（或陆地）的路径，循环不已。水文循环的内因，是水的三态（液态、气态和固态）在常温下相互转换的物理特性，而外因则是太阳的辐射能和地心引力。在地面以上平均约11 km的大气对流层顶至地面以 下12 km深处的广大空间，无处不存在水文循环的行踪。全球任何一个 地区

4、或水体都存在着各具特色的区域水文循环系统，各种时间尺度和空间 尺度的水文循环系统彼此联系、制约，构成了全球水文循环系统。水文循环包括许多过程。一般都要经过 蒸发、降水（包括凝结过程）、径流形成（包括地面和地下径流以及下渗过程）和大气水分输送四个重要 环节。不同纬度带的大气环流使一些地区成为水汽源地，那里蒸发大于降 水，而使另一些地区成为水汽辐合区，那里降水大于蒸发。降水可形成径 流，不同规模的跨流域调水工程能够改变地面径流的路径。J.1.2河流、水系、流域的概念1、河流降水或由地下涌出地表的水，汇集在地面低洼处，在重力作用下经常 地或周期地沿流水本身造成的洼地流动，这就是河流。河流在我国的称谓

5、 很多，较大的称江、河、川、水，较小的称溪、涧、沟、曲等。河流根据其地理-地质特征可分为河源、上游、中游、下游和河口五段,多数发育成熟的河流，五段特征比较明显。河源是河流最初具有地表水流 形态的地方，也是全流域海拔最高的地方，通常与山地冰川、高原湖泊、 沼泽和泉相联系。上游指紧接河源的的河段，一般特征为侵蚀强烈、河谷 窄、纵断面比降大或呈阶梯状，并多急滩和瀑布，水流流速大、水量小。中 游水量逐渐增加，但比降已较和缓，流水下切力已开始减小，河床位置比 较稳定，侵蚀和堆积作用大致保持均衡，纵断面往往成平滑下凹曲线。下 游河谷宽广，河道弯曲，河道比降小，河水流速小，淤积作用显著，多处 可见浅滩和沙洲

6、。河口是河流的终点，是河流入海、入湖或汇入更高级河 流处，经常有泥沙堆积或形成三角洲，有时分汊现象显著。以海洋为最后的归宿，流入海洋的河流称为外流河；流入内陆湖泊或 沼泽，或因渗漏、蒸发而消失于荒漠中的河流称为 内流河，也叫“无尾河” 或“瞎尾河”。水文学一般描述河流特征的要素有以下几种:河流长度。从河源起始断面，沿河流中泓线至终了断面的距离， 以“L”表示，单位为km。河流弯曲率。天然河流一般是弯曲的，在河流上取两横断面，两横断面间沿河流中泓线的长度与该两横断面中泓点之间的直线长度的比值 为该河段的弯曲率。河流比降。河段上相邻两断面河底的高程差与该两断面之间中泓线长度的比值，用小数或百（千、

7、万）分数表示。常用的比降有水面比降和河底比降。河流沿程各河段的比降都不相同般自河源向河口逐渐减小。水面比降随水位的变化而变化，河底比降则较 稳定。当河段纵断面近于直线时，比降按下式计算：.hi hoAh(2-8)式中J-河段的比降IJ Mh I pLL3J =h0-河段上、下断面水面或河底高程，m;I -河段长度，m。当河底高程沿程变化时，可在纵断面图（如图2-3）上从下断面河床处作一斜线,使斜线以下的面积与原河底线以下面积相等,该斜线的坡度即为河道的平均比降，其计算式为:j=(h0+h1)|l+(hl+h2)|2+(hnhn)In-2h0LL2(2-9)式中ho,hn-自下游到上游沿程各点河

8、底高程,m;Io, -Tn-相邻两点间的距离,m;L-河段的全长，m。河源与河口的高程差，称河流的总落差；而某一河段两端的高程差, 则是这一河段的落差。（4）河流纵断面。河流中沿水流方向各断面深泓点河底的连线称为中泓底线，反映了河床高程的沿程变化。通过中泓底线的竖直剖面称为河流的纵断面。与对应水面高程(水位)沿程变化水面线所夹持的过流纵断面 区为水流纵剖面。以河底高程为纵轴，距河口的距离为横轴建立直角坐标系，据实测河 底高程值定出各点的坐标，连接各点即得到河流的纵断面图。河流纵断面 图能够直观地反映河流比降的变化。河流横断面。指河流垂直于水流方向的剖面，可据实测河道地形 高程数据绘出横断面图。

9、断面内通过水流的部分称为过水断面，相应的面 积为过水断面面积。不同水位的河槽，相应的过水断面面积不同。左岸、右岸。面向下游,左边的河岸称为左岸，右边的河岸称为右岸。2、水系河流沿途接纳很多支流，并形成复杂的干支流网络系统，这就是 水系。在我国河流编码标准中，有两条以上大小不等的支流以不同形式汇入干流, 才构成一个河道体系，称为水系或河系。水系中的河流有干、支流之分。干流一般是指水系中最长、水量最大 的那一条河流。但有些河流的干流，既不是最长也非水量最大，而是历史 传承的延续。例如，我国的汉水(湑水)和它的支流褒水会合点以上，褒 水的长度比汉水长得多，按长度论，汉水的干流应该是褒水而不是汉水。美

10、国的密西西比河比它的支流密苏里河短得多，但是习惯传承把前者当作 干流。流入干流的河流称为支流。而支流又有一级、二级、三级之分。在 我国，一种惯用的方法是，把直接汇入干流的河流称一级支流，汇入一级 支流的称二级支流，以此类推。受地质构造、地理条件以及气候等因素所影响，自然形成的水系，平 面形态千奇百异，但归纳起来主要有 羽毛状、平行状和混合状三大类。羽 毛状水系的支流自上游而下游，在不同地点依次汇入干流，相应的流域形状多为狭长形；平行状水系的支流与干流大体成平行趋势相交汇，相应的 流域形状多为扇形；混合状水系的支流与干流的关系介于前两者之间，相 应的流域形状也介于狭长和扇形之间。人工精心设计开挖

11、形成的平原水系 可为网状结构。水系的形状影响着洪水汇合的先后，集中的快慢及流量的大小。对面 积相同，水系形状不同的流域，同一场暴雨形成的流域出口断面流量过程 线明显不同。平行状水系由于各支流汇集到流域出口断面的同时性强，所 产生的洪水过程较急剧（过程线较尖瘦）；羽毛状水系各支流由于汇集到流 域出口断面的时间相互错开，所产生洪水的过程线较矮胖；混合状水系产 生的洪水过程则介于以上两者之间。水系的名称通常以 干流的河名命名，如长江水系、黄河水系、珠江水 系等。但也有用地理区域或把同一地理区域内河性相近的几条河作为综合 命名，如湖南省境内的湘、资、沅、澧四条河流共同注入洞庭湖，称为洞 庭湖水系；江西

12、省赣江、抚河、信江、饶河、修水均汇入鄱阳湖，称为鄱 阳湖水系；海河、滦河、徒骇河及马颊河都各自入海，称为华北平原水系 等。我国水文资料整编规范和流域管理机构对水系也有较明确的的规定,般只将较大的或独立性较强的支流才规定为水系，如黄河的水系规定为 黄河、洮河、湟水、窟野河、无定河、汾河、渭河、泾河、北洛河、伊洛 河、沁河、大汶河。3、流域每一条河流和每一个水系都从一定的陆地区域（包括一定深度）上获 得补给，这部分陆地便是河流和水系的流域，实际上就是河流和水系在陆地 的集水区。河流和水系的地面集水区与地下集水区往往并不是重合的，但 地下集水区很难直接测定，所以在分析水文地理特征或进行水文计算时,多

13、用地面集水区代表河流的流域。由两个相邻集水区之间的最高点连接成。对于的不规则曲线，即为两条河流或两个水系的分水线（或地面分水线） 任何河流或水系来说，分水线之内的范围（面积），就是它的流域（面积）。补给内流河的流域范围称为内流流域。补给外流河的流域范围称为外 流流域。水文学一般描述流域特征的要素有以下几种:（1）流域面积。流域地面分水线和（或）出口断面所包围区域的水平 面积，又称集水面积，基本单位为 km。中国河流众多，流域面积在100km 以上的河流约5万条，流域面积在1000km以上的河流约1500条，超过1 万km的河流有79条，其中长江流域面积达180万km。在同等降水情况下， 流域面

14、积大小直接影响河流水量大小及径流的形成过程。（2）迥网密度。单位流域面积上的河流长度。即流域中干支流总长度 和流域面积之比，基本单位为 km/km。（3）流域长度和平均宽度。对于全凸形的流域，以流域出口为圆心作一组不同半径的同心圆，在每个圆与流域分水线相交处（两点）作割线,各割线中心点的连线的长度即为流域的长度，以km计。流域面积与流域长 度之比称为流域平均宽度，以km计。对于有凹形的流域，圆与流域分水线 相交处可能为多点，应具体分析确定两个参数。（4）流域形状。表示流域形状特征的参数一般有形态因子、形状系数（也叫圆度）和伸长比。流域面积与流域长度平方的比值称为形态因子。流域分水线的实际长度与

15、流域同面积圆的周长之比称形状系数（也可用流 域面积与周长和流域周长相等的圆面积相比）。流域形状系数接近于1时, 流域的形状接近于圆形，这样的流域易造成大的洪水。流域形状越狭长, 流域形状系数越小，径流变化越平缓。面积等于流域面积的圆的直径与流 域长度的比值称伸长比，伸长比越小，流域越趋于狭长形。(5)流域高度。指流域范围内地表的平均高程。主要影响降水的形式和流域内的气温，进而影响流域的水量变化。流域平均高度可用式(J.1.2-1)计算H0=(aihi+a2h2 + .+a ihJ/A (J.1.2-1 )式中H0流域平均高度，m相邻两等高线间的面积，km； 相邻两等高线的平均高度，m A流域总

16、面积，km。aihi(6)流域坡度。流域上两点之间的坡度是该两点高差与他们之间直线距离的比值。由于流域地面高低不平，故流域坡度是空间位置的函数。它是坡地漫流过程的一个影响因素，在小流域洪水汇流计算时，是一个重要参数。流域平均坡度按式(J.1.2-2 )计算J=(aJ+a2j2+ +a JJ/A (J.1.2-2 )式中J流域平均坡度；Ji 相邻两等高线间的平均坡度；2相邻两等高线间的面积，km； A流域面积，km。ai(7)流域自然地理特征包括流域的地理位置、气候特征、下垫面条件等。(a)流域的地理位置。流域的地理位置以流域所处的经纬度来表 示,它可以反映流域所处的气候带，说明流域距离海洋的远

17、近，反映水文循环的强弱。(b)流域的气候特征。包括降水、蒸发、湿度、气温、气压、风等要素。它们是河流形成和发展的主要影响因素 ，也是决定流域水文特征的重要因素。(c)流域的下垫面条件。下垫面指流域的地形、地质构造、土壤和岩石性质、植被、湖泊、沼泽等情况，这些要素以及上述河道特征、 流域特征都反映了每一水系形成过程的具体条件，并影响径流的变化 规律。在天然情况下，水文循环中的水量，水质在时间上和地区上的分布与人类的需求是不相适应的。为了解决这一矛盾，长期以来人类采 取了许多措施，如兴修水利、植树造林、水土保持、城市化等措施来 改造自然以满足人类的需要。人类的这些活动，在一定程度上改变了流域的下垫

18、面条件从而引起水文特征的变化。因此，当研究河流及径 流的动态特性时，需对流域的自然地理特征及其变化状况进行专门的 研究。J.1.3地表水和地下水的概念1、地表水地表水指存在于地壳表面，暴露于大气中的水，亦称陆地水。地表水 水体基本赋存类型为河流、冰川、湖泊、沼泽四种，其水资源意义如下:河流是最活跃的地表水体，它水量更替快，水质良好，便于取用,历来就是人类开发利用的主要对象，在农业灌溉、城镇供水、水力发电和 航运等方面为促进社会经济发展起到了巨大的作用。但由于河川径流的年 际、年内变化大，多水季节容易发生洪涝灾害，所以在开发利用河流水时 要体现兴利与除害并重。淡水湖和水库具有存储、调节径流的作用

19、，能缓解来水与用水的矛盾，提高河川径流的利用程度。咸水湖直接供水意义不大，但常蕴藏丰富的矿物资源。极地冰川和冰盖目前尚难以开发利用，但中低纬度的高山冰川则是巨大的“固体水库”，可储存固态降水，冰雪融水对河流有补给调节作用。沼泽是生长喜湿植物的过湿地，对维护生物多样性作用较大。2、地下水地下水一般指存在于地表以下岩土的空隙、裂隙和洞穴中的水。地表 以下含水的岩土可分两个带。上部为包气带，也称非饱和带，岩土的空隙 中除水以外还包含空气。下部为饱水带，也称饱和带，岩土的空隙被水充 满。狭义的地下水指埋藏于地面以下岩土孔隙裂隙溶隙饱和带中的重力水, 广义的地下水指地面以下各种形式的水。地下水主要来源为

20、大气降水入渗，排泄有出露泉、潜水蒸发、排向地 表水体(如河流枯水期的基流，主要靠地下水补给)、越流排泄和各种人工 排泄(如吸取井水)。根据地下埋藏条件的不同，地下水可分为 上层滞水、潜水和承压水 大类。上层滞水是由于局部的隔水作用，使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂隙或沉积层中所形成的蓄水体。潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水，通常所见到的地下水多半是潜水。当潜水流出地面时就形成泉或渗流细水。它主要 由降水和地表水入渗补给。承压水一般是埋藏较深、处于两个隔水层之间的地下水。这种地下水往往具有较大的水压力，当井或钻孔穿过上层顶板时，强大的压力就 会使水体喷涌而出，形成自流水。J.1.

21、4水量平衡的概念和水量平衡方程1、水量平衡概念和水量平衡方程通式水量平衡为水循环的数量表 达。按质量守恒定律，其基本意义是指, 在给定任意尺度的时域空间中，水的运动(包括固、液、气态的相变)有连续性，在数量上保持着收支平衡。作为具体的理解，水量平衡为水文循 环过程中某区域在任一时段内，输入的水量等于输出的水量与蓄水变量之 和；或一定区域（或水体）在一定时段内水的收入量与支出量之差等于该区 域（或水体）的蓄水变量。蓄水变量指时段始末区域内蓄水量之差（时段开 始可能有蓄水也可能无蓄水）。水量平衡方程式可由水量的收支情况来制订。系统中输入的水 与输出的水（O之差就是该系统内的蓄水变量 （ S），其通

22、式为:1-0二 4 S（J.1.4-1 ）从本质上说，水量平衡是质量守恒原理在水循环过程中的具体体现, 也是地球上水循环能够持续不断进行下去的基本前提。一旦水量平衡失控, 水循环中某一环节就要发生断裂，整个水循环亦将不复存在。反之，如果 自然界根本不存在水循环现象，亦就无所谓平衡了。因而，两者密切不可 分。水循环是地球上客观存在的自然现象，水量平衡是水循环内在的规律。水量平衡方程式则是水循环的数学表达式，而且可以根据不同水循环类型, 建立不同的水量平衡方程。水量平衡的研究时段可以是日、月，也可以是一年、数十年或更长的 时间，或者为一个特定时期（如河流汛期、某场洪水期，农田灌溉供水期 等）。水量

23、平衡是水文、水资源学科水文现象和水文过程分析研究的基础, 同时又是研究和解决一系列实际水资源数量和质量计算及评价问题的依 据、手段和方法，因而具有十分重要的理论意义和实际应用价值。通过水 量平衡的研究，分析水循环系统内蒸发，降水及径流等各个环节相互之间 的内在联系，揭示自然界水文过程基本规律，认识和掌握河流、湖泊、海 洋、地下水等各种水体的基本特征、空间分布、时间变化以及今后发展趋 势，进而可以定量地探索水循环过程与全球或区域地理环境、自然生态系 统及人类活动之间的相互联系、相互制约的关系，消除或减缓消极影响, 发展或增强积极影响，维护可持续发展。2、全球和4个自然系统水量平衡方程式在通用水量

24、平衡方程的基础上，按系统的空间尺度，大可到全球，小至一个区域；也可从大气层到地下水的任何层次，均可根据通式写出不同 的水量平衡方程式。如全球水量平衡方程、海洋水量平衡方程、陆地水量 平衡方程、流域水量平衡方程、水体水量平衡方程等。除全球水量平衡方程外，从水量交换的角度也可把水量平衡的区域划分为4个自然系统，并 可相应列出水量平衡方程式。(1)全球水量平衡方程式可写为Pc +Po =Ec +Eo （J.1.4-2）式中Pc-大陆的降水量；Po -海洋的降水量；Ec -大陆的蒸发量;E0-海洋的蒸发量。大气系统水量平衡方程式为Ai-Ao+ E-P= A（ J.1.4-3）式中Ai和Ao分别为大气层

25、中除降水与蒸发以外的其他收入水量和支出水量(如随水平气流输入、输出的水分)；P和E分别为降水量和蒸发 量； A为大气系统中的蓄水变量。流域系统水量平衡方程式为P-F-E= S（J.1.4-4）式中P为降水量；R为径流量；E为蒸发量； S为流域蓄水 变量。多年流域系统水量平衡方程式为P=F+E这是因为，流域多年的蓄水变量可正可负，多年平均情况 ，正负可以相 互抵消，蓄水量的变化量趋于零。土壤系统水量平衡方程式为P-RE+Cm+S- So= W（J.1.4-5）式中Cm-土壤中的凝结水；S-由地下水和壤中流形式进入土壤层 的水；So-由土壤层向下渗入地下水和壤中流形式流出土壤层的水；WA 土壤层中

26、的蓄水 变量；其余符号(P、R、E)意义同前。地下水系统水量平衡方程式a P-Eu+U- U0= U(J.1.4-6 )式中a -地下水的降水入渗补给系数；P-降水量；Eu-地下水上升经土壤到地面后的蒸发量；U-地下流入系统的水量；UO-地下流出系统的水量； U-地下的蓄水变量。以上4个系统的水量平衡可以相互结合列成联立方程，用于水循环 或水量交换的研究。对于特定区域、空间层或水体的水量平衡方程可视 具体的条件列出。3、区域或工程水量平衡方程式水量平衡局部区域可理解为任意给定的空间，如河流、湖泊、冰雪等 水体，各大小流域，山区、平原、盆地、农田、灌区、城镇、森林、草场 等各种自然土地和土地利用

27、的不同地段。还有按自然和行政划分的区域。它们的区域界线可以是闭合的，也可以是非闭合的。工程系统或具体水工 程也可建立水量平衡方程式。区域或工程水量平衡方程式多种多样，下面 以引河水灌溉区为例，说明结合具体情况和条件列出相应水量平衡方程式 的方法。般的河道的水量平衡方程为R+Q -Qor-Ewr-RGr= Q式中R-降入河道的水量；Qr、Qr-河道上、下游断面流入、流出的 水量；Ewr-河道水面蒸发量；Rsr-河道与地下水交换量； Q-计算时段始 末河道蓄水变量。大多数灌区从河道引水，而灌区内的工业生活废水、灌溉回归水以及山洪等则经过排水沟道排入河道，同时河道与灌区地下水存在水量交换以 及蒸发损

28、失。若Qr为灌区引河水量，Qr为灌区排入河道水量，这种情况的 河道水量平衡方程为Pr + Q -Qor-Ewr-R Gr-Qr +Qr= Q灌区各耗水类型除消耗河道引水外 , 还消耗降水、地下水等，而灌区的 地下水很大一部分为渠系和灌溉渗漏补给 , 所以各耗水类型在消耗地下水 的同时, 实际上间接消耗了河道水。因此 ,灌区消耗河道水量为Qh=Q+ a Qw式中 QTh- 灌区消耗河道水量； Qh- 灌区引河道水净耗量； a - 河道水入渗补给地下水量占地下水补给总量的比例；Qgw- 灌区消耗的地下水量。灌区排水系统包括田间排水沟、斗沟、支沟和干沟，为了描述排水沟 系统的径流过程，在空间上将研究

29、区域按各排水干沟的排水范围划分为不 同的排水区域。为了简化 , 对于每个排水区域只模拟排水干沟的径流过程， 其径流关系为Qid + Qp- QEw+ Qzd + Qsew+ Qqt +Qgd=Qod式中 Qid、Qod- 排水区域干沟断面进、出水量；Qp- 该段干沟的降水量；QEw- 该段干沟的水面蒸发量； Qzd- 排水区域内各计算单元的地表排水量；Qsew- 工业生活污水排放量； Qqt- 引水渠系直接退水量； Qgd- 排水区域内地 下水渗入排水沟的水量。灌区总水量平衡方程式为(1+p+R+Q (E+D+G)=A Si+ &+ S3式中 I- 灌区渠首引水量； P-灌区降水量； R-灌区

30、外地表水进入量；Q- 侧向地下水补给量； E- 蒸发蒸腾量； D- 排水沟排水量； G-地下水外 排量； S1- 灌区地表水储量的变化量； S2- 灌区地下水储量的变化量； S3-灌区土壤水储量的变化量。由该例可见，建立水量平衡方程式要先确定平衡研究对象，再围绕对 象列举考察时段进入对象的水量和出离对象的水量，进入取正值，出离取 负值，两者代数和等于对象的蓄水变量。各水量取相同的量纲单位。至于 进入、出离对象的考察单元，一是从方程求解量的需求考虑，一是从测算的可能考虑，理论上也常从研究认识的水平考虑。J.1.5 水文测站分类及水文站网概念水文测站是在河流上或流域内设立的，按一定技术标准经常收集

31、和提 供水文要素的各种水文观测现场的总称。水文测站有多种分类，下面介绍 常见的几种分类。1、按目的和作用分类（1）基本站。 是为综合需要的公用目的，经统一规划而设立的水文测站。基本站应保持相对稳定，在规定的时期内连续进行观测，收集的资料 应刊入中华人民共和国水文年鉴或存入国家基本水文数据库。2）实验站。 是为深入研究某些专门问题而设立的一个或一组水文测站，实验站也可兼作基本站。3）专用站 。是为特定目的而设立的水文测站，不具备或不完全具备基本站的特点。4）辅助站。 是为帮助某些基本站正确控制水文情势变化而设立的一个或一组站点。辅助站是基本站的补充，弥补基本站观测资料的不足。计 算站网密度时，辅

32、助站一般不参加统计。2、按观测项目分类1）水文站。 是设置在河流、渠道和湖泊、水库进出口以测定流量和水位为主的水文测站。根据需要还可测定降水、蒸发、泥沙、水质等有关项目。水位站。是以观测水位为主，可兼测降水量等项目的水文测站。降水量站。又称雨量站，是观测降水量的水文测站。蒸发站。是观测蒸发量的水文测站。3、天然河道流量站根据控制面积大小和作用的分类(1)大河控制站。控制面积为30005000km以上的大河干流上的流口.亠4量站。(2)小河控制站。干旱区在300500km以下，湿润区在100 200km以下的小河流上设立的流量站。区域代表站。其余的天然河道上的流量站。4、按测验控制精度分类(1)

33、流量站分类国家基本水文站，按流量测验精度分为三类，各类流量测验精度水文 站的划分见表J.1.5-1 。表J.1.5-1各类流量测验精度水文站的划分类别测验精度要求测站主要任务集水面积(km)湿润地区干旱、半干旱地区类精度水文站应达到按现有测验手段和方法能 取得的可能精度收集探索水文特征值在时间上和 沿河长的变化规律所需长系列样本和 防汛需要的资料二3000仝 5000类精度水文站可按测验条件拟定收集探索水文特征值沿河长和区 域的变化规律所需具有代表性的系列 样本的资料2001000050010000类精度水文站应达到测站任务对使用精度的要求收集探索小河在各种下垫面条件 下的产、汇流规律和径流变

34、化规律， 以及水文分析计算对系列代表性要求 所需的资料 200 500当水文测站因受测站控制和测验条件限制而需要调整时，可降低一个 精度类别。2）泥沙站的分类一类站。为对主要产沙区、重大工程设计及管理运用、河道治理或 河床演变研究等起重要控制作用的站。该类站应施测悬移质输沙率、含沙 量及悬移质和床沙的颗粒级配，测验精度应高于二、三类站，并进行长系 列的全年观测；部分一类站，根据需要可采用直接法或间接法进行全沙输 沙率测验或进行河道断面测量。二类站。为一般控制站和重点区域代表站。该类站应施测悬移质输 沙率和含沙量；大部分二类站应测悬移质颗粒级配，测验精度低于一类站。三类站。为一般区域代表站和小河

35、站。该类站应施测悬移质输沙率 和含沙量；部分三类站应测悬移质颗粒级配，测验精度可低于一、二类站。5、水文测站设站年限概念确定水文测站设站年限应分析观测系列样本的代表性以及对统计量的 精度要求。一般基本水文测站设站年限可用所考察的水文项目（要素）多 年统计均值和方差稳定在可接受（或变化在可容许）的范围予以推求。实 验、专用、辅助水文测站设站年限可由其预定目标任务的完成情况确定。6、水文站网概念水文站网是在一定地区或流域内，按一定原则，用一定数量的各类水 文测站构成的水文资料收集系统。收集某一项目水文资料的水文测站组合 在一起，构成这个单一项目类型的站网，一般有流量站网、水 （ 潮）位站网、 泥沙

36、站网、降水量站网、水面蒸发站网、地下水站网、水质站网、墒情站 网等。流量站（通常称作水文站）一般应观测水位，可兼测其他观测项目。水面蒸发站应观测降水量。监测某一方面功能的水文测站结合在一起，组成这个功能的水文站网，如水资源管理监测站网、防汛监测站网、水资源保护监测站网、水土保持 监测站网、旱情监测站网、水生态监测站网、水文基本规律探索监测站网、 水文科学实验监测站网等。各类水文测站可根据功能要求设立测验项目。水文站网密度的一般概念是，流域或考察区域单位面积上的水文测站 数（通常也用流域或考察区域平均每一水文测站控制的面积衡量） 。水文站 网密度分为“现实密度”和“可用密度” ，“现实密度”是表

37、示当前单位面 积上正在运行的水文测站数； “可用密度”是指单位面积上包括现有站数及 虽停止运行但已取得有代表性的资料或可以插补延长系列的水文测站数。在考察区域，再增加测站数量，对考察项目水文地理参数等值线分布趋势 或统计特征值（如均值、方差）的影响有限或在可接受的范围可称为临界 站网密度。J.1.6 水文勘测的基本内容及方式勘测一般意义是查勘、勘探和测量工作的总称。水文勘测是水文工 作的基础，按工作程序和任务内容可分为设站前查勘、水文调查和水文测 验等。其中，水文测验是长期的业务， 通过测站或相应机构的驻站测验 （定 位观测）、巡回测验、整编和分析水文资料等业务为水利建设和其他国民经 济建设提

38、供水文数据。1、设站前查勘规划或准备设立水文站前，应对流域地质、地貌、河流特性、工程措 施及资料、开发规划等进行仔细的勘察、调查。在确定测验河段的位置和 进行断面布设时，应勘察河势，了解河道弯曲和顺直段长度，两岸和堤防 控制洪水的能力等。具体工作内容有以下几个方面：1）河流特性勘察。调查控制断面的位置，鉴别断面控制或河槽控制的稳定程度。调查分流、串沟、回流、死水以及边滩宽度，以供分析是否便于布置测验设施。在初步选定的河段内测量若干个河道断面，并测绘其中一个 断面的流速分布。了解河床组成、断面形状、冲淤变化、沙洲消长史和河道变迁史, 以及各级水位的主泓、流速、流向及其变化情况，并勘察河床上岩石、

39、砾 石、漂石、砂、壤土、粘土、淤泥等沿测验河段的分布。2）选择测验方案及设备的勘察。选择测验的方案及设备，了解洪水涨、落缓急程度，历史最高、最低 水位和最大漫滩边界，粗估最大、最小流量，调查洪水来源以及水土流失 和泥石流形成原因。3）流域自然地理情况的调查。勘察地质、地貌，了解分水岭闭合情况，有无客水引入及内水分出。4）流域内建设工程措施及其测量控制情况的调查。调查了解蓄、引水工程规模、数量的现状及其近期、远景规划安排；农田水利、水土保持措施的类型及其可能对洪水泥沙产生的影响；河道通 航、木材流放季节及其放运方式；拟建测站附近的高程控制点、平面控制 点的坐标位置、高程及其等级。5）勘察报告的编

40、写。包括勘察的目的、任务，主要工作人员的专业类别及技术水平，勘察 时间和范围；整理各项调查资料，分类归纳成简明成果；推荐勘选的测验 河段，闸述分析意见，提出对水文测验项目、方法和基本设施等布置工作 的建议。2、水文调查水文调查是为弥补水文基本站网定位观测不足或其他特定目的，采用 勘测、考察、调查、考证等手段而进行的收集水文及有关资料的工作。包 括测站附近河段和以上流域内的蓄水量、引入引出水量、滞洪、分洪、决口和人类其他活动影响水文情况的调查。旨在对水体形态和数量、集水面 积内的自然地理条件等作出科学的分析和评价。在我国，历史大暴雨、历 史大洪水和枯水的调查是水文调查的重要内容。在组织实施方面有

41、测站年 度调查和专门调查等。3、水文测验水文测验工作就是正确、经济、迅速地测定各种水文要素的数量及其根据测在时间和空间上的变化，还包括站网布设、测验方法和资料整编方法的研 究，也包括测量仪器的研制和资料存储、检索、传输系统的研究。验方式的不同通常可分为 驻测、巡测和遥测及流量间测。驻测是测验人员常驻测站实施测验。工作内容主要包括：水文普通测 量，水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰情、土壤含水量、地下水 等水文要素的监测与信息报告上传，资料整编等。有时也可承担水文情报 预报、水文分析计算、水资源分析评价等任务。巡测是对一些没有必要作驻站测验的断面或地点进行定期巡回测验， 如枯水期和冰冻期的定

42、期流量、泥沙测验，定期水质取样测定等水文测验般可采用巡测方式。遥测是作业人员不到测验现场，利用传感技术、通信技术和数据处理 技术实现水文要素监测。遥测可提高自动化水平，取得较多实时动态性能 数据，可使原来某些难以进行人员实地的观测得以实现，也可提高劳动生 产率，改善劳动条件。在取得多年实测流量资料后，如经分析证明已建立的水位流量关系比 较稳定，并能满足推算逐日流量及各种径流特征值的精度要求，则可采取 停测一个时期后再行施测流量的间测办法，但水位不宜实施间测。J.1.7 防汛抗旱基本常识1、汛期根据一年内河流水情的变化特征，可以分为若干个水情特征时期，如 汛期、平水期、枯水期及冰冻期。河流处于高

43、水位大流量的时期通常称为 汛期。河流处于中常水位的时期是平水期。河流处于低水位的时期是枯水 期。我国河流的主汛期多在夏（秋）季，平水期多在秋（冬）季，枯水期般在冬（春）季。河流冰冻期在气温较低的冬（春）季。在汛期，由于降水量大，地表径流量多，河流水位较高，或多发生水灾。在枯水期河流主要依靠地下水补给，流量和水位变化很小。从汛期到 枯水期之间地表径流量消退过渡时期即平水期，水位处于中常状况。这些 变化会影响人们的生产、生活。按照一年中高水位大流量出现的时段，汛期可分为春汛（黄河流域的 桃汛）、伏汛、秋汛和凌汛。春季积雪融化形成的河流高水位，叫做春汛。我国华北、东北的河流都有春汛，但水量比伏汛小，

44、历时也不长。我国绝 大多数河流的高水位是夏季 （伏天） 集中降雨造成的， 又叫伏汛（主汛期）。伏汛期径流量大，洪峰起伏变化急剧，是全年最重要的水情阶段。各河流 由于降雨时间的差异，伏汛期长短不一，我国南方河流因雨季早且持续时 间长，伏汛期也长。秋汛由秋季降雨形成，秋雨在各地的表现不同，如出 现在我国西部的华西秋雨，年际变化较大，有的年份不明显，有的年份则 阴雨连绵，持续时间长达几十天之久，多形成洪涝灾害。发生在东南沿海 和华南的大汛多为台风雨造成。凌汛是北方河流春季解冻时的高水位大流 量现象。我国的北方河流，受到凌汛威胁的主要是黄河和黑龙江，黄河的 凌汛是在 3 月，黑龙江晚一些。黄河河套的甘

45、肃、宁夏到内蒙古段和黑龙 江的一些区段，春季解冻时，上游先解冻，浮冰顺水而下，而下游尚未解 冻，造成浮冰堵塞，引起水位上涨，而且浮冰切割堤岸，更容易穿堤造成 水灾。2、防汛（防洪）洪水通常是指由大暴雨、急骤融冰化雪、风暴潮等自然因素引起的江 河湖海水量迅速增加或水位迅猛上涨的水流现象，这种水的径流往往引起 山洪暴发、河水漫溢两岸或造成堤坝决口、淹没农田城镇、毁坏设施等灾 害。按照出现的频率，洪水分为一般洪水（重现期小于 10 年）、较大洪水（重现期1020年）、大洪水（重现期2050年）、特大洪水（重现期超 过 50 年）。防汛即是防洪，就是汛期防止洪水灾害，保障防护区人民生命财产安 全和国民

46、经济顺利发展的工作，是水利的重要组成部分。国家根据需要与 可能，对不同保护对象颁布了防洪标准等级。防洪标准等级划分可用设计 洪水（ 包括洪峰流量、洪水总量及洪水过程 ） 或设计水位表示。一般以某一 重现期（水文事件发生频率的倒数）的设计洪水为防洪标准，如百年一遇 洪水；也可用实际发生过的洪水作为防洪标准。在防洪工程的规划设计中，般按照规范选定防洪标准，并进行必要的分析论证。3、抗旱干旱是因长期少雨而空气干燥、土壤缺水的气候现象。旱灾指因气候 严酷或不正常的干旱而造成土壤水分不足，不能满足农作物、牧草等生长 的需要，使之减产或绝产的灾害。 旱灾可带来粮食问题，甚至引发饥荒； 旱灾亦可令人类及动物

47、因缺乏足够的饮用水而致死。旱灾常是面积较大的 普遍性自然灾害，是严重的生态环境问题。干旱指标等级划分，以国家标准气象干旱等级 （ GB/T20481-2006）中的综合气象干旱指数为标准，通常将年降水量少于250mm的地区称为干 旱地区，年降水量为250500mn的地区称为半干旱地区。经常发生旱灾的 地区称为易旱地区。通常将农作物生长期内因缺水而影响正常生长称为受 旱，受旱减产三成以上称为成灾。干旱预警信号分二级，分别以橙色、红色表示。干旱预警信号如图J.1.6-1 所示。（a）干旱橙色预警信号（b）干旱红色预警信号图J.1.7-1干旱预警信号自然界的干旱是否造成灾害，受多种因素影响。世界范围

48、各国防止干旱的主要措施有:兴修水利，开发供水工程，发展农田灌溉事业。改进耕作制度，改变作物构成，选育耐旱品种，充分利用有限的降水。植树造林，改善区域气候，减少蒸发，降低干旱的危害。研究应用现代技术和节水措施，例如人工增雨，喷（滴、渗）灌、地膜覆盖、保墒，以及暂时利用质量较差的水源，包括劣质地下水以至海水等。J.1.8水资源开发利用基本常识地球上的水资源，从广义来说是指水圈内水量的总体。包括经人类控 制并直接可供灌溉、发电、给水、航运、养殖等用途的地表水和地下水, 以及江河、湖泊、井、泉、潮汐、港湾和养殖水域等。水资源是人类生存 和发展国民经济不可缺少的重要自然资源。在世界许多地方，对水的需求

49、已经超过水资源所能负荷的程度，同时有许多地区也濒临水资源利用不平 衡的严重境况。水资源利用程度的主要指标为水资源开发利用率，其意义是指流域或 区域用水量占水资源可利用量的 比率，体现的是水资源开发利用的程度。通常从水资源规划利用角度采用该指标的评估因子是，供水能力（或保证 率）为75%寸的可供水量与多年平均水资源总量的比值。中华人民共和国水文年鉴XXXX年第X卷XX流域水文资料第XX册XX河XX区XX段（XX河、XX水系）水资源开发利用又可分为河川径流（简称地表水）水资源开发利用和 地下水资源开发利用两类，一般以流域为单元时可两类综合统计（综合利 用率不特别指出时也仅为地表水资源开发利用）或分

50、别统计；以河流为单 元时只统计地表水资源开发利用，比如一条河流的开发利用就是指该河流 的地表水资源开发利用。国际上一般认为，对一条河流的开发利用不能超过其水资源量的40%目前，黄河、海河、淮河水资源开发利用率都超过 50%其中海河更是高达 95%超过国际公认的40%勺合理限度，因此，水资源可持续利用已成为我 国经济社会发展的战略问题，提高用水效率，建设节水型社会成为必须的 国策。J.1.9水文年鉴和水文数据库1、水文年鉴水文年鉴是按照统一的要求和规格，并按流域和水系统一编排卷1958册，逐年刊印的水文资料。我国在 1950年代初对历史上积存的水文资 料进行了全面整编刊印，此后将水文资料逐年分区

51、整理刊布。从 年起，统一命名为中华人民共和国水文年鉴（简称水文年鉴），按流域、水系的系统编排卷册，全国共分10卷94册。1964年调整为10 卷、74册。1999年调整为10卷、75册，具体划分为：第1卷为黑龙江 流域分5册，第2卷为辽河流域分 4册，第3卷为海河流域分 7册，第 4卷为黄河流域分 8册，第5卷为淮河流域分 7册，第6卷为长江流域 分20册，第7卷为浙闽台河流分 6册，第8卷为珠江流域分10册，第 9卷为藏南滇西河流分 2册，第10卷为内陆河湖分 6册。中华人民共和国水文年鉴封面格式如下: 如黄河流域渭河水系 2009 年的水文年鉴封面为“中华人民共和国水文 年鉴， 2009年，第 4 卷，黄河流域水文资料，第 7 册，渭河水系，中华人 民共和国水利部水文局， 2010年 8 月刊印”。水文年鉴中的资料，是在水文测站观测的水文要素原始记录的基础 上 , 一般按年（度）进行分析、计算、整理、审查，编成简明统一的规 范图表 , 汇集印刷成册，供需求者使用。水文年鉴是水文资料成果储存 和信息服务提供的一种方式，具有规范性、统一性、系统性和权威性。水文年鉴刊资料一般按水文项目分目录，以站为序刊