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1.自然界的水循環(huán)、徑流形成與水體污染

(1)自然界的水循環(huán)。

地球上的水蒸發(fā)為水汽后，經(jīng)上升、輸送、冷卻、凝結(jié)，在適當(dāng)條件下降落到地面，這種不斷的反復(fù)過程稱為水循環(huán)。如果循環(huán)是在海洋與陸地之間進(jìn)行的，稱 為大循環(huán);如果循環(huán)是在海洋或陸地內(nèi)部進(jìn)行的，稱為小循環(huán)(圖3-14)。人類活 動可以影響小循環(huán)，例如大量砍伐森林能減少枯季徑流，而且常常是造成沙漠化的主要原因。

由陸地吹向海洋的水氣

(2)徑流形成及河川徑流的表示方法。

降落的雨、雪、雹等通稱為降水。一次較大的降雨經(jīng)過植物的枝葉截留、填充 地面洼地、下滲和蒸發(fā)等損失以后，余下的水經(jīng)坡面漫流(呈片狀流動)進(jìn)入河網(wǎng)， 再匯入江河，最后流入海洋，這部分水流稱為地面徑流。從地表下滲的水在地下流動，經(jīng)過一段時(shí)間以后有一部分逐漸滲入河道，這部分水流稱為地下徑流。河川徑 流包括地面徑流與地下徑流兩部分。

在徑流形成過程中，常常將從降雨到徑流形成叫產(chǎn)流階段，把坡面漫流及河網(wǎng) 匯流稱為匯流階段。

河流某斷面以上區(qū)域內(nèi)，由降水所產(chǎn)生的地面與地下徑流均通過該斷面流出 時(shí)，這塊區(qū)域稱作流域面積或集水面積。顯然，流域的周界就是分水線，一般可從地形圖上勾繪出來。

在研究河川徑流的規(guī)律時(shí)，常用以下的徑流表示方法和度量單位。

流量指單位時(shí)間通過河流某一斷面的水量，單位為m3/s。

徑流總量%指在r時(shí)段內(nèi)通過河流某一斷面的總水量，艮P:

W=QT (3-1)

常用單位為m3、104m3 (萬m3)、108m3 (億m3)等。

徑流深h指將徑流總量平鋪在全流域面積上的水層厚度，單位為mm。

若r以秒計(jì)，T時(shí)段內(nèi)的平均流量0以m3/s計(jì)，流域面積F以km2計(jì)，則徑 流深r的計(jì)算公式為：

Y = H (3-2)

1000F

徑流模數(shù)M:指流域出口斷面流量與流域面積的比值。常用單位為L/(s.km2), 計(jì)算公式為：

M = (3-3)

F

徑流系數(shù)指某一時(shí)段內(nèi)徑流深與相應(yīng)降雨深P的比值。計(jì)算公式為.?

a = — (3-4)

P

(3)水文現(xiàn)象的變化特點(diǎn)。

水文現(xiàn)象是許多因素綜合作用的結(jié)果，它在時(shí)間和空間上都有很大變化。對于 河川徑流主要有以下的變化。

①年際變化。一般大江大河多水年比少水年的水量多1?2倍甚至更多，而小河流則多達(dá)4?5倍甚至10倍以上。

②年內(nèi)變化。一般豐水季比枯水季或多水月比少水月多幾倍至幾十倍，而最大日流量比最小日流量大幾百倍甚至幾千倍。

③地區(qū)變化。我國北方地區(qū)雨季短，年降水量少;南方地區(qū)雨季長，年降水 量多。一般北方地區(qū)河川徑流在時(shí)間上的變化比南方劇烈。

對于湖泊來說，由于它與河流關(guān)系密切，所以湖泊水量的變化基本上受河流水量變化的制約。

關(guān)于感潮河段的水文現(xiàn)象，一方面受上游來水量的影響，另一方面還受潮汐現(xiàn) 象的制約，因此它在時(shí)間上的變化規(guī)律與天然河川徑流有較大的差異。

地球上的水文現(xiàn)象雖然變化多端，但它們均服從確定的或隨機(jī)的兩種基本規(guī) 律。確定規(guī)律主要反映的是物理成因關(guān)系，例如地球的公轉(zhuǎn)導(dǎo)致河川徑流在一年內(nèi)呈有規(guī)律的季節(jié)性交替變化;又如在一個(gè)流域上降了一場大暴雨，必然要產(chǎn)生一場 大洪水等。有些水文現(xiàn)象主要受隨機(jī)因素的支配，而現(xiàn)象的產(chǎn)生是隨機(jī)的，例如一 個(gè)河流斷面上年最大洪峰流量出現(xiàn)的時(shí)間和數(shù)量等，它們服從的是統(tǒng)計(jì)規(guī)律。實(shí)際上絕大多數(shù)水文現(xiàn)象兩種規(guī)律同時(shí)存在，只是程度上不同。

針對水文現(xiàn)象所存在的基本規(guī)律，構(gòu)成了三種主要研究途徑：成因分析、數(shù)理 統(tǒng)計(jì)與地區(qū)綜合。