自然地理复习之河流

陆地水体河流王丽丽陆地水（landwater)陆地水(landwater）是相对于海洋而言的，指陆地上各种形态和各种分布方式的水体的总称，占地球总水量的3.5%。按空间分布不同，可分成地表水和地下水。其中，地表水又包括河流、湖泊、沼泽、冰川等。

河流是地球表面陆地水体的重要组成部分，论面积、水量等方面，均是个极小的水体，河网静态储水只占地球总水量的2/100万，占地球淡水总量的6/10万。研究河流的意义：

1）河流同人类关系最为密切，是地球上重要的淡水资源，在灌溉、发电、航运、水产养殖等方面发挥巨大的作用。

2）河流还是活跃的外营力，对地表形态的形成和改造，对气候和植被等都具有重要的影响。而且河流常给人类带来洪涝灾害，危害人民的生命财产.一、河流、水系和流域（一）河流及其分段1、河流概念河流：降水、冰雪融水或由地下涌出地表的水，在重力作用下经常地或周期性地沿着流水本身塑造的线型洼地流动

，由河槽与水流两个基本要素组成。即为流动的水与凹槽的总称，它主要是由于水流侵蚀作用的结果。河槽：指陆地表面上接纳、汇集和输送水流的槽形凹地，又叫河道。在外流区域，流入海洋的河流叫做外流河，如长江、黄河等。它们有较长的流线、发达的水系、丰富的水量，汇集了由支流注入的大量径流，最终注入海洋。在内陆区域，河水不能流入海洋，而是注入内陆湖泊、沼泽，或因渗漏、蒸发而消失于沙漠之中的河流，称为内流河或内陆河，如新疆的孔雀河、塔里木河等。2、河流分段每一条河流都有河源与河口，而较大河流的流程通常按地质━━地理特征分成上、中、下游三段，即河流共分成五段。河源（riverhead)即河流的发源地（源头）或起始点，是指河流最初具有地表流水形态的地方。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。如长江的源头是唐古拉山脉各拉丹冬雪山西南侧的姜根迪如南支冰川。当一条河流由两条或多条河流汇合而成时，如何确定河源，目前意见不一，标准很多。但主要取决于三个因素：河流长度、水量大小和历史习惯。一般地，选择长度最长或水量最大的河流作为干流或主流，干流的河源作为河系的河源，即“河源唯远”和“水量最丰”是确定河源的两个主要原则。但个别河流以习惯称呼，如大渡河的水量、长度都比岷江大，但习惯上一直把大渡河作为岷江的支流。河口（rivermouth；streamoutlet）河流的终点，即河流与接受水体的结合地段。接受水体可以是海洋、湖泊、沼泽或上一级河流。在河流的入海、入湖处，因水流分散，流速骤然减小，常有大量泥沙淤积，形成三角洲，因土地肥沃，常成为重要的粮食基地。在干旱地区，由于河水沿途强烈的蒸发和下渗，以致河水全部消失于沙漠之中，没有河口，称为瞎尾河或无尾河，如乌鲁木齐河。上游（upstream）紧接河源的河段，常常穿行于深山峡谷之中特征：河谷窄，呈“V”字形，河床多为基岩或砾石；比降和流速大；侵蚀（下切和溯源侵蚀）强烈，纵断面呈阶梯状，多急流瀑布；流量小;水位变幅大。如黄河在内蒙河口镇以上河段为上游。中游（midstream）指介于上游与下游的河段。中游的特点是：河谷展宽，呈“U”字形，河床多为粗砂；比降和流速减小；下切侵蚀减弱而侧蚀显著；流量较大；水位变幅较小。如黄河从内蒙河口镇到河南孟津的河段。下游（downstream)介于中游与河口的河段。下游的特点是：河谷宽广,呈“︶”形,河床多为细砂或淤泥；比降很小；流速也很小；水流无侵蚀力，淤积显著，多浅滩沙洲和汊河湾道；流量大；水位变幅较小。如黄河从河南孟津到山东利津的河段。（二）水系（riversystem;hydrographic

net;watersystem)1、水系概念水系((hydrographicnet)：又称河系、河网。指河流从河源到河口沿途接纳众多的支流并形成复杂的干支流网络系统，即由河流的干流和各级支流，流域内的湖泊、沼泽或地下暗河等彼此连接的一个系统。干流(mainstream)：一般指长度最长或水量最大的河流，又称主流。支流(tributary)：指直接或间接注入干流的河流。直接注入干流的河流称为一级支流，如嘉陵江是长江的一级支流；直接注入一级支流的河流叫二级支流，如涪江、渠江是嘉陵江的一级支流，为长江的二级支流。余类推。水系通常按干流命名，如长江水系、黄河水系等。2、水系特征水系特征主要包括河长、河网密度和河流的弯曲系数等。河长（河流长度）L（riverlength)指从河源到河口的轴线（深泓线、溪线，即河槽中最深点的连线）长度，常用L表示，以km计。量算河长，通常在较大比例尺的地形图上，用曲线计或两脚规量取。但由于河源处有溯源侵蚀，河口处还有淤积，河道又有不断弯曲或截弯取直等变化，河长是经常变动的，所以量算河长应采用最新资料为好。由于各家所采用的地形图不一，量算河长的方法也不相同，河源的选取也有差别，因此同一河流量算出的结果会有较大的出入。世界最长河流为非洲尼罗河，6650km；世界第二长河为南美亚马孙河，长6437km；长江为世界第三长河，长6300km。河网密度河网密度是指流域内干支流的总长度和流域面积之比，即单位面积内河道的长度。可用下式表示：

D＝∑L/F

式中：D为河网密度（km/km2）；∑L为河流总长度（km）；F为流域面积（km2）。

河网密度表示一个地区河网的疏密程度。河网的疏密能综合反映一个地区的自然地理条件，它常随气候、地质、地貌岩石土壤和植被等条件不同而变化。一般地说，在降水量大，地形坡度陡，土壤不易透水、植被稀少的地区，河网密度较大；相反则较小。例如我国东南沿海地区比西北地区河网密度大。河流弯曲系数K河流的弯曲系数：是指某河段的实际长度与该河段直线距离之比值。式中：K为弯曲系数；L为河段实际长度（km）；l为河段的直线长度（km）。河流的弯曲系数K值越大，河段越弯曲，对航运和排洪就越不利。3、水系类型（水系形式）根据干支流相互配置的关系或干支流构成的几何形态差异，水系有如下形式。扇状水系：指干支流呈扇状或手指状分布，即来自不同方向的各支流较集中地汇人干流，流域成扇形或圆形。海河水系：当全流域同时发生暴雨时，各支流洪水比较集中地汇入干流，在汇合点及其以下的河段易形成灾害性洪水，这是历史上海河多灾的主要原因之一。羽状水系：支流从左右两岸比较均匀地相间（交错）汇入干流，呈羽状。如滦河水系、钱塘江水系等。羽状水系，支流洪水相间汇入干流，洪水过程线长，洪灾少，对河川径流有重要的调节作用。多发育在地形比较平缓、岩性比较均一的地区。树枝状水系：支流多而不规则，干支流间及各支流间呈锐角相交，排列形状如树枝，一般发育在抗侵蚀力比较一致的沉积岩或变质岩地区，多数河流属此类。平行状水系：几条支流平行排列，到下游可河口附近开始汇合。格子状水系：干支流之间直交或近于直交，呈格子状，如闽江水系。主要受地质构造控制。放射状水系：中高周低的地势，由中部向四周放射状流动的水系。向心水系：盆地地势，河流由四周山地向中部洼地集中，如塔里木盆地和四川盆地。通常较大河流，由于流经不同的地质地形区，在不同河段水系形式不同，形成混合水系。如长江，上游的雅龙江、金沙江属平行水系，而宜宾以下则属树枝状水系。（三）流域(drainagebasin;valley;riverbasin)1、基本概念(1)分水岭(divide,watershed)指相邻河流或水系之间的分水高地。如秦岭为长江与黄河的分水岭。在地势起伏比较大的山地丘陵地区，分水岭比较明显，但在地势平坦的平原、高原、沼泽地区，不很明显。含沙量大的河流，由于泥沙淤积，常使下游河床抬高，年长日久，河床甚至高出两岸地面，河床本身成为分水岭。如黄河在郑州以东，南岸水流流入淮河水系，北岸水流流入海河水系，黄河河槽构成了它们间的分水岭。(2)分水线(divideline)指相邻两个水系或流域之间的分界线，是分水岭最高点的连线，通过流域周界的山顶、山脊、鞍部等。如秦岭的山脊线为黄河和长江的分水线。分水线可分为地表分水线和地下分水线。地表分水线主要受地形影响，而地下分水线主要受地质构造和岩性控制。分水线不是一成不变的。河流的向源侵蚀、切割，下游的泛滥、改道等都能引起分水线的移动，不过这种移动过程一般进行得很缓慢。(3)流域(drainagebasin)指河流或水系的补给区域(集水区域)，是分水线所包围的区域，包括地表集水区与地下集水区。流域可分闭合流域和非闭合流域。地表分水线与地下分水线重合的流域，称为闭合流域。相反，称为非闭合流域。2、流域特征(basincharacteristics)流域面积、流域形状、流域高度、流域的坡度、流域的倾斜方向、干流流向等是流域的重要特征。(1)流域面积(catchmentarea)指流域分水线和出口断面所包围的面积。它是流域的重要特征，直接影响河流水量大小和河川径流的形成过程。一般地，流域面积越大，河流水量也越大(干旱地区除外)，洪水历时长，且涨落缓慢。(2)流域形状流域形状对河流水量变化有很大影响。通常，圆形或卵形流域降水量容易集中于干流，从而形成巨大的洪峰；狭长形流域，洪水渲泄比较均匀，洪峰不易集中。(3)流域高度流域高度直接影响气温、降水和蒸发特征，从而影响流域的水量变化。一般地讲，随流域高度增加，气温下降，蒸发量减少；同时，降水量增加，固态降水比重增大，故山区河网密度大，常成为多水中心。1、河流纵断面(纵剖面)河流的纵断面是与水流方向一致的断面，是指沿河流轴线的河底高程或水面高程的沿程变化。故河流纵断面可分为河槽(底)纵断面(指河底高程的沿程变化)和水面纵断面(水面高程的沿程变化)两种。(四)河流的纵横断面河源与河口的高程差称为河流的总落差；某河段上下游两端的高程差称为该河段落差。河段落差与该河段河长之比值即单位河长的落差称为河流的比降，以小数或千分率表示，即：河流比降是决定流速的重要因素，比降越大，流速越快，河流的动力作用越强。河流纵断面能很好地反映河流比降的变化。河流纵断面可分为四种类型：①全流域比降一致，为直线形纵断面；②河源比降大，而向下游递减的，为平滑下凹形纵断面；③比降上游小而下游大的，为下落形纵断面；④各段比降变化无规律的，可形成折线形纵断面。流域内岩层的性质、地貌类型的复杂程度，及河流的年龄，都影响纵断面的形态。在软硬岩层交替处，纵断面常相应出现陡缓转折。山地和平原、盆地交接处，纵断面也发生变化。年轻河流纵断面多呈上落形或折线形；老年河流，则多呈平滑下凹形。后者有时被称为均衡剖面。2、河流横断面(横剖面)(1)河槽横断面：河槽横断面：指河流某处垂直于主流方向河底线与水面线所包围的平面。不同水位有不同的水面线，其断面面积也不相同。大断面，是指最大洪水时的水面线与河底线包围的面积。

过水断面，是指某一时刻水面线与河底线包围的面积。

河流横断面是决定输水能力、流速分布、河流横比降和流量的重要因素。

通常河水面不是一个严格的几何平面，而是一个凹凸曲面，存在着横比降。主要原因是由于地转偏向力和弯道离心力作用，使得流速分布不均匀，发生凹凸变形。(2)过水断面的形态要素

常用的断面形态要素有：过水断面面积F，湿周P（即过水断面上被水浸湿的河槽部分），水面宽度B，平均深度

H,水力半径R（R=W/P），糙度n（指河槽上的泥沙、岩石、植物等对水流阻碍作用的程度,常用糙率系数n表示，可从表5．2查出）等，这些要素与河流的过水能力有密切的关系。

二、河流的水情要素

水情要素是反映河流水文情势及其变化的因子。它主要包括水位、流速、流量、泥沙、水化学、水温和冰情等。通过这些因素反映河流在地理环境中的作用，及其与自然地理环境各组成要素之间的相互关系，也是研究水文规律的基础。

（一）水位

(waterlevel、stage)1、水位的定义与基面：水位即水面位置或水面高程，河流水位是指河流某处的水面相对于某一基面的高度。

基面又叫基准面，是高程的起算面，指高程起算的固定零点。基面可分绝对基面和相对基面。绝对基面(也称标准基面)是以某一入海河口的平均海平面为零点。如珠江口基面、吴淞口基面（长江口）、黄海基面等，我国规定统一采用青岛基面。相对基面（也称测站基面），是以观测点最枯水位以下0．5－lm处作为零点的基面。相对基面可减少记录和计算工作量，但它与其他水文站的水文资料不具有可比性，故进行全河水文资料整编和水文预报时，必须换算为全河统一的基面。观测水位最简便、常用的方法是在河岸设置水尺，定时读数。2、影响水位变化的因素水位与流量有直接关系，水位高低是流量大小的主要标志。水量增加，河水位上涨；水量减少，河水位下降。而流量大小取决于补给水源。流域内的降水、冰雪消融状况影响流量和水位变化的主要因素。河道冲淤变化、风、潮汐、结冰、植物、支流的汇入、人工建筑物、地壳升降等均可引起水位的变化。如河道冲刷，水位下降；河道淤积，水位上涨。顺风，流速加快，水位下降；逆风则水位上升等。3、水位变化及水位过程线河流水位有年内变化和年际变化，山区冰雪融水补给河流和感潮河段，水位日变化明显。河流水位随气候的季节变化和年际变化而变化。例如由雨水补给的河流，其水位随降雨的变化而变化，雨季水位高，旱季水位低。由冰雪融水补给的河流，其水位随气温的变化而变化，气温高，冰雪融水量多，则河流水位高；气温低，冰雪融水量少，则河流水位下降。水位过程线：是指水位随时间变化的曲线。主要作用是：可分析水位的变化规律，能直接看出特征水位（如最高水位和最低水位）的高度和出现的日期；可研究各补给源的特征；可用来分析洪水波在河道中沿河传播的情形，以及做洪水的短期预报；水位过程线也能反映流域内自然地理因素对该流域水文过程的综合影响。可根据需要，绘制不同时段的水位过程线。逐日水位过程线是以日平均水位为纵坐标，横坐标表示日期，反映水位在一年内的变化。在洪水期间或感潮河段，常需要绘制逐时水位过程线。水位历时曲线：是指大于和等于某一数值的水位与其在研究时段中出现的累积天数（历时）所点绘而成的曲线（图5二2）。其绘制方法，是先将一年内之日平均水位接从大到小次序排列，并对水位变化幅度分为若干相等组距（如以0.5m为一组），再将每一组距水位出现的日数依次累加为累积天数（即历时），然后以水位为纵坐标，以累积天数为横坐标点绘的曲线，则得日平均水位历时曲线。水位历时曲线的作用：主要是可从图上看出一年内超过某一水位高度出现的总天数，这对航运、灌溉、防汛都有重要的意义。

历时曲线的做法日平均水位（m）天数累计天数50121249.58204942448.55294843347.5639………35.573573083654、特征水位在河流水文研究中，通常用到各种特征水位值。最高水位与最低水位：最高水位指研究时段内水位最高值，有日最高、月最高、历年最高值等。主要用于防洪。平均水位：指研究时段内的水位平均值，有日、月、年、多年平均水位。平均最高水位与平均最低水位：指历年最高水位的平均值和历年最低水位的平均值。中水位：指研究时段内，水位历时曲线上历时为50%的水位。如一年逐日水位中的中水位，是指有半数日期高于此值，又有半数日期低于此值的水位。此外，在防汛工作中，水利部门常根据防洪防汛工作需要，设有防汛水位、警戒水位与保证水位等。(二)流速(currentvelocity)1、流速概念河流流速，是指河流中水质点在单位时间内移动的距离。单位是m/s。可用下式表示：v=L/t

式中：v为流速（m/s）；L为距离（m）；t为时间（s）。

2、天然河道中平均流速的计算天然河道中平均流速的计算：在有实测资料时，可根据实测资料求得。在没有实测资料时，可用水力学公式——谢才公式计算，即：

v=

式中：v为河道断面平均流速；R为水力半径；i为水面比降；c为谢才系数，它与糙率等因素有关，其数值可用经验公式求得．我国多采用满宁公式，（n为糙率系数）谢才公式是根据水流作匀速运动的理论推导而得的。3、河道中流速的分布由于河床的地势倾斜和粗糙程度，以及断面水力条件的不同，天然河道中的流速分布十分复杂。一般地说，河流纵断面流速分布为：上游河段流速最大，中游河段流速较小，下游河段流速最小。河流过水断面的流速从水面向河底减小，从两岸向最大水深方向增大。在垂线上，绝对最大流速出现在水面以下水深的1/10～3/10处；平均流速出现于水深的6/10处；在水面,由于空气的摩擦阻力,流速较小；在河底，流速趋于零（图5.4）.垂线流速分布往往受冰冻、风、河槽糙率、河底地形、水面比降、水深等影响。（三）流

量(discharge)1、流量概念流量是指单位时间内通过某过水断面的水量体积。常用Q表示，单位是m3/s。它可用下式表示：

Q=Av式中：Q为流量（m3/s）；A为过水断面积（m2）；v为流速（m／s）。

流量是河流的最重要特征。为了便于进行水文分析，常把测得的流量资料绘成曲线图。常用的有流量过程线和水位——流量关系曲线。WQt∆tt1t2m3/s2、流量过程线

流量过程线：是流量随时间变化过程的曲线。其绘制方法，是以纵坐标为流量Q，以横坐标为时间t，按实测资料和时间顺序点绘而成的曲线，便是流量过程线。流量过程线的主要作用是：可反映测站以上流域的径流变化规律；分析流量过程线，相当于对一个流域特征的综合分析研究；根据流量过程线计算某一时段的径流总量和平均流量。3、水位-流量关系曲线(1)水位与流量的关系：河流水位的变化，从本质上看是河流流量的变化，流量增大，水位升高；流量减小，水位降低。因此，水位变化实质上是流量变化的外部反映和表现；另一方面，流量大小可以通过水位高低反映出来，即二者呈某种函数关系Q=f(H)，水位升高，流量增大。即Q=f(H)呈单调递增函数。(2)水位流量关系曲线的绘制其绘制方法是：以水位为纵坐标，流量为横坐标，将各次施测的流量与相应的水位点绘在坐标纸上，连接通过点群中心的曲线，便是水位——流量关系曲线。一般是下凹上凸曲线。由于Q=AV，为了便于校核流量资料，通常将水位流量关系曲线Q=f(H)、水位过水断面面积关系曲线A=f1(H)和水位流速关系曲线V=f2(H)绘在一起，纵坐标表示水位H，横坐标分别表示流量Q、过水断面面积A和流速V。水位面积关系曲线A=f1(H)，由于面积A是随水位H的增高而增大，H越高，A增加越快(即A相对于H的变化率越大)，故曲线是上凸下凹的。

流速曲线V=f2(H)，随着水位增高，起初流速V随水位增高而增加很快，后来流速随水位增高而增加缓慢，即流速曲线V=f2(H)呈向上凹形。(3)水位流量关系曲线的用途由于流量施测非常复杂，步骤繁多，则不可能每天连续地施测；另一方面，在水文站的日常工作中，水位是逐日观测的。因此，可通过水位资料利用水位流量关系曲线推求流量。（四）河流水温与冰情1、河流的水温河流水温取决于河段热量的收支状况，若收入热量大于支出热量，则水温升高；反之，则水温下降。影响河流水温的因素太阳辐射是地球主要的热源，也是河水增温的主要热收入。水温的分布，大体与气温一致，体现着随纬度增加和地势增高而降低的地带性规律，但水温的变幅小于气温的变幅。原因是水的热容量大。此外，河流水温还受补给水源、上游来水及冰情等的影响。补给水源：高山冰雪融水补给河流，水温偏低；雨水补给河流，水温较高；湖泊水补给河流，春温低，秋温高；地下水补给河流，水温变幅小。冰情：河水结冰要放热，对水温的降低起抑制作用；河冰解冻要吸热，对水温升高起抑制作用。由于水的热容量大，则上游来水的温度和水量将对河流水温起着重要作用。河流水温的日变化与年变化（1）日变规律水温的日变化与气温的日变化大体一致，早晚较低，午后升高，水温最高值落后于气温2－3小时，日变幅常在1－3℃左右，比气温日变幅小。其原因是水的热容量大，对热量变化的反应比较迟缓，变化速度稍落后于气温，变幅也较气温小。河水温度的日变化与水量、季节、天气和地理位置有关。河水水量越多，日变幅越小；中高纬地区暖季水温日变幅大于冷季；中低纬河流，水温日变幅稍大；晴天水温日变幅大于阴天。(2)水温的年变规律①水温年变趋势大体与气温一致，但年变幅比气温小，河流年平均水温比当地年平均气温略高。春夏季，收入热量大于支出热量，水温升高，最高值多出现在盛夏，且水温小于气温；秋冬季，收入热量小于支出热量，水温降低，最低值多出现在气温最低的时期，且水温高于气温。②中纬地区水温年变幅比低纬和高纬都大（中纬地区水温年变幅最大）。原因是：低纬地区，太阳辐射和气温的年变化小；高纬地区气温年变化虽较大，但受结冰和融冰影响，水温年变幅也较小，暖季融冰吸热和冷季结冰放热都将缓和水温水温的年变化。③水温年变幅度随海拔高度增高而减小地势增高，气年温变幅变小，同时受结冰和融冰影响，水温年变幅减小。④水温年变幅随大陆性增强而加大我国河流水温年变幅最大地区在华北平原地势最低、气温年较差最大的地区；东南沿海各河流，水温年变幅较小；青藏高原上，水温年变很小；云贵高原，地势较高，地下水补给比重较大，为水温年变最小的地区。水温的空间分布（1）断面分布水温的垂直分布具有成层性：清晨，表面水温低，向下水温升高（逆温分布）；午后，表面水温高，向下水温降低（正温分布）。暖季，两岸水温高，由岸边向河心、由河面向河底，水温升高。（2）水温的沿程变化水温沿流程的变化，与河流长度、流程所在的气候条件、补给状况及流向等因素有关。①流程长度：流程越短，水温与补给水源的温度越接近；流程越长，水温受流程内气温影响越显著。②补给状况：高山冰雪融水补给河流，水温沿程增加。③流向：ａ、东西向河流（纬向河流），受上下游地势高低影响，一般地河流上游水温低，年变幅小；下游地区，水温高，年变幅大；ｂ、南北向河流：由高纬流向低纬河流，受纬度和海拔高度影响，下游纬度和地势都降低，则河流水温由上游到下游沿程增加较快；反之，由低纬流向高纬的河流（或河段），水温的沿程变化取决于地势和纬度的综合影响，水温沿程变化较小。一般来讲，下游水温低。2、河流的冰情当河流的水温低于0℃处于过冷却状态时，河流中可能出现冰晶。若气温持续保持在0℃以下，河流就会出现冰情。河流的冰情包括结冰、封冻和解冻的全过程。（1）结冰期（结冰阶段）从河水开始结冰起，到最初形成稳定冰盖时为止，称为结冰期。可分为三个过程：①岸冰、水内冰和水面薄冰的形成：随着气温降低，水温下降，当气温降到0℃以下，河面水温亦降到0℃时，水面尤其水流缓慢的河湾附近开始出现冰晶。河岸水温比河流中央降温快，水流慢，则易结冰。②流冰或行凌过程：岸冰、水内冰，伴随流水向下游流动，称为流冰或行凌。③大块冰层的形成：冰块在流动过程中相互碰撞而聚集起来，遇到狭窄河段、河湾或受沙洲、人工建筑物的阻挡，流动的冰块便停积在一起，使冰块增大，冰面扩展，直至最后形成稳定冰盖，进入第二阶段━━封冻期。（2）封冻期（封冻阶段）河面结冰后，若气温持续下降，冰面不断扩大，最后水面冰与岸冰结合一块，甚至全河面被冰层覆盖，称为封冻。自形成稳定冰盖起，到冰盖破裂开始再次出现流冰之日止，称为封冻期。（3）解冻期（解冻阶段）次年春季，气温回升到0℃以上，冰盖逐渐融化、破裂，形成许多冰块，再次出现流冰，直至河冰全部消融，称为解冻。从稳定冰盖开始破裂到河冰全部消融为止，称为解冻期。（4）凌汛在秋冬结冰期和春季解冻期，若河流由低纬流向高纬的河段比较长，则在结冰期，上游封冻比下游晚；而在解冻期，上游解冻早于下游，这样上游流动的冰块常在下游受阻而壅积起来，形成冰坝，引起上游水位抬高，以致泛滥成灾的现象，叫做凌汛。如黄河河套段和山东境内，几乎每年春季都发生凌汛。（五）河流泥沙

1、河流泥沙及其分类

河流泥沙是指组成河床和随水流运动的矿物、岩石固体颗粒。随水流运动的泥沙也称固体径流。河流泥沙对河流的水情及河流的变迁有着重大的影响。

河流泥沙在水流中的运动是受河水流速和泥沙自重的综合作用的结果。河流泥沙运动的形式可分滚动、滑动、跳跃和悬浮。前三者运动形式的泥沙，称为推移质；悬浮运动的泥沙，称为悬移质。推移质的颗粒较大，比较重，故沿河床面运动，表现为波浪式的缓慢移动；悬移质的颗粒较小，比较轻，故能悬浮于水中，与水流同一速度运行。

2、固体径流特征值河水中泥沙含量的多少，常用含沙量表示。含沙量是指单位体积（每1m3）水中所含泥沙的重量。单位是kg/m3。

河水中挟带泥沙的数量，可用输沙率和输沙量表示。单位时间内通过一定的过水断面的泥沙总量，称为输沙率。单位是t/s或kg/s。一定时段内通过一定过水断面的泥沙总量，称为输沙量。单位是t或万t。

河流泥沙主要是水流从流域坡面上冲蚀而来。每年从流域地表冲蚀的泥沙量通常用侵蚀模数表示。侵蚀模数是指每km2流域面积上，每年被侵蚀并汇入河流的泥沙重量。单位是外t/(km2)。河流含沙量大小同河流的补给条件、流域内岩石土壤性质、地形的切割程度、植被覆盖程度的人类活动等因素有关。总体来讲，以地下水和冰雪融水补给为主的河流含沙量较低；以雨水补给为主的河流含沙量则要看流域内植被覆盖的好坏而有很大差异。植被覆盖良好的流域，河流含沙量低；反之，含沙量相对较高。黄河是一条世界性著名的多沙河流，由于含沙量大，水流多呈黄浊色，故名黄河。黄河之所以“黄”，主要是由于中上游流经植被覆盖度差、土质疏松、切割强烈的黄土高原区，再加上降水量集中，常以暴雨形式降落，则大量泥沙随着径流毫无阻拦地进入河槽，使河流含沙量大增。据测定，黄河陕县站多年平均含沙量高达39.6kg/m3。中国河流输沙量很大，年输沙量大于1千万吨的河流便有42条，其中黄河输沙量最大，陕县站多年平均输沙量达16亿吨，长江输沙量近5亿吨。（六）河水化学

河水化学主要是河水的化学组成、性质、时空分布变化，以及它们同环境之间的相互关系。天然河水的化学成分主要由HCO32-，SO42-，CI－，Ca2+，Na+，

Mg2+，K+等离子组成。但在不同河流中，这些离子的比例并不相同。河水中除上述离子外，还有生物有机质、溶解气体（BOD、COD、O2、CO2等）和一些微量元素等。

天然河水的矿化度普遍较低。矿化度，是指IL河水中所含离子、分子和各种化合物的总量，单位为g/L。矿化度是反映河水化学特征的重要指标。一般河水矿化度小于lg/L，平均只有0.15～0.35g/L。在各种补给水源中，地下水的矿化度比较高，而且变化大；冰雪融水的矿化度最低，由雨水直接形成的地表径流矿化度也很小。

河水化学组成的时间变化明显。河水补给来源随季节变化明显，因而水化学组成也随季节变化。以雨水或冰雪融水补给为主的河流，在汛期河流水量增大，矿化度明显降低；在枯水期，河流水量减少，以地下水补给为主，故此时河水矿化度增大。夏季水生植物繁茂，使NO3-，NO2-，NH4+含量减少；冬季随着水温降低,溶解氧增多，但由于水生植物减少，NO3-，NO2-，NH4+的含量可达全年最大值。

河水化学组成的空间分布有差异性。大的江河，流域范围广，流程长，流经的区域条件复杂，并有不同区域的支流汇入，各河段水化学特征的不均一性就很明显。一般离河源越远，河水的矿化度越大，同时钠和氯的比重也增大，重碳酸盐所占比重减小。三、河流的补给

河流的补给━━从广义上讲，指河流中的物质和能量的输入。输入的物质有水、泥沙、水化学物质等。但通常按狭义理解。狭义地讲，河流补给是指河流水量的补给，即河水的来源。它是河流的重要水情特征之一，在一定程度上决定着河流的水文情势。世界上大多数河流的主要补给水源是流域内的大气降水。但降水有固态和液态之分，进入河槽的途径有地面和地下之分。因而按进入河槽途径的不同，河流的水源可分为地表（地面）水源和地下水源两大类，并将二者均有的称为混合水源。地表水源又可分为雨水、融水、湖泊沼泽水，地下水源又分为浅层地下水（潜水）和深层地下水（承压水、自流水）等。河流的补给(河流的水源

)

根据降水形式及其进入河流路径的不同，河流补给可分为:

地表水源：⑴雨水补给

⑵融水补给：①季节积雪融水补给；②永久积雪和冰川融水补给⑶湖泊和沼泽水补给

地下水补给：⑴潜水补给（冲积层水）；⑵承压水补给（深层地下水）人工补给

（一）河流补给类型和特点1、雨水补给⑴分布地区分布普遍，尤其湿润地区，雨水补给所占比重大。雨水是全球大多数河流最重要的补给来源，也是我国河流的一种最普遍、最主要的补给来源，尤其东南半壁季风区的河流，雨水补给占绝对优势，秦岭━━淮河一线以南，青藏高原以东的广大地区，雨水补给一般占年径流量的60－80%。⑵补给时间和补给特征①补给时间雨水补给时间取决于降雨时间，即主要发生在雨季。因而取决于雨型（夏雨型、冬雨型、年雨型、全年少雨型）。比如，我国大部分地区位处东亚季风区，雨水主要集中在夏、秋雨季，则夏秋雨季河流多处于汛期；相反，冬春旱季处于枯水期。②补给特征雨水补给的特点，主要决定于降雨量和降雨特性。降雨量的大小决定了补给水量的大小，降雨量大，补给量也大；否则，相反。由于降雨过程具有不连续性和集中性，使雨水补给也具有间断不连续性和集中性，集中在雨季，其补给过程来得迅速和集中。因此，雨水补给为主的河流，河流水量随雨量的增减而涨落，径流年内变化趋势与降雨一致，流量过程线呈陡涨急落的锯齿状，并在汛期常形成峰高量大的洪水过程。由于降雨具有年内、年际变化大的特点，使雨水补给的年内、年际变化大。降雨强度的大小也决定了补给量的大小，降雨强度大，历时短，损耗量少，补给流量的水量较多。雨水补给的河流，由于雨水对地表的冲刷作用，所以河流的含沙量也大。

2、融水补给季节性积雪融水补给⑴分布地区中高纬地带（温带和寒带）和高山地区，我国北方河流尤其东北地区河流，积雪融水补给量占较大比重。⑵补给时间主要发生在气温回升的春季。中高纬地带和高山地区，冬季的固态降水以积雪形式保存下来，到次年春季，随气温回升，天气转暖，积雪融化补给河流。因此，积雪融水补给河流主要发生在春季，并常常形成春汛，正值桃花盛开时节，故又称“桃汛”、“桃花汛”。⑶补给特征积雪融水补给量大小及其变化与流域的积雪量大小和气温变化有关，补给过程具有明显的时间性和连续性。时间性：指积雪融化时间（初春－初夏）和融化强度随太阳辐射和气温变化而变化。冬季的固态降雪，在春季气温回升到0℃以上，便开始融化补给河流，并随气温增高而融化加快，白天比夜间快。连续性：由于气温变化的连续性，积雪的融化过程是连续的。即在消融期内，随着气温回升，积雪开始融化补给河流，并随气温增高，融化加快，补给量增多，河流水量增大；随后又随积雪量的减少而流量减小，直至最后消失，转化为雨水补给为主。具体反映在河流流量过程线上具有下述特点：积雪融化期间，河流水量变化同气温变化相一致，比雨水补给为主的河流水量平稳而有规律。一般地全年有两次流量高峰，即积雪消融造成的春汛和雨水补给造成的夏汛，夏汛为主。冰雪融水补给⑴分布地区高山地区和两极地区，河流多靠永久积雪和冰川融水补给，尤其干旱、半干旱地区和高寒地区，冰雪融水常成为河流的主要补给水源。我国西北地区和青藏高原地区，有许多高山、极高山，冰雪融水常成为河流的重要补给水源。⑵补给时间和补给特点与季节性积雪融水补给具有相似性，又有差异性。①相似点：都是通过融水补给河流，补给水量及其变化与太阳辐射和气温的变化一致，补给过程具有连续性和