1.水文基本概念

1、水文基本概念1、水文學(xué)可分為水文氣象學(xué)、地表水文學(xué)和地下水文學(xué)。2、陸地水文學(xué)主要研究存在于大陸表面上的各種水體及其水文現(xiàn)象的形成過(guò)程與運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律。按目前的任務(wù)方向，業(yè)務(wù)水文基本劃分為水文測(cè)驗(yàn)及資料整編、水文水利計(jì)算、水文預(yù)報(bào)三個(gè)領(lǐng)域。J.1.1自然界水循環(huán)的概念地球上的水以液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)分布于地面、地下和大氣中，形成河流、湖泊、沼澤、海洋、冰川、積雪、地下水和大氣水等水體，構(gòu)成一個(gè)浩瀚的水圈。水圈處于永不停息的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，水圈中各種水體通過(guò)蒸發(fā)、水汽輸送、降水、地面徑流和地下徑流等水文過(guò)程緊密聯(lián)系，相互轉(zhuǎn)化，不斷更新，形成一個(gè)龐大的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。在太陽(yáng)能的作用下，自然界中的水分不斷地從水面、陸

2、面和植物表面蒸發(fā)，化為水汽上升到高空，然后被氣流帶到其他地區(qū)，在適當(dāng)?shù)臈l件下凝結(jié)，又以降水的形式降落到地面上。到達(dá)地面的水，在重力作用下，一部分滲入地下成為地下水，一部分形成地面徑流流入江河匯歸海洋，還有一部分又重新蒸發(fā)回到大氣中。其中滲入到地下的地下水，一部分也逐漸蒸發(fā)，一部分滲入到地下，增加土壤的水份，補(bǔ)給地下水，最終也流入海洋。水的這種不斷蒸發(fā)、輸送、凝結(jié)、降落、產(chǎn)流、匯流的轉(zhuǎn)化、遷移和交替的往復(fù)循環(huán)過(guò)程，稱為水文循環(huán)（也稱為水分循環(huán)）。如圖J.1.1-1所示，為水文循環(huán)過(guò)程示意圖（圖中數(shù)字為全球水循環(huán)各環(huán)節(jié)年度數(shù)值。圖J.1.1-1水文循環(huán)過(guò)程示意圖（單位：萬(wàn)km3/a）水自海洋以水汽

3、進(jìn)入空氣中，被氣流帶到大陸以降水的形式到達(dá)地表或地下，最后又以徑流注入海洋，完成一次循環(huán)，稱為水文大循環(huán)。水從海洋蒸發(fā)，又降落到海洋，或從陸地的水體、土壤蒸發(fā)進(jìn)入大氣，最后又以降水的形式回到陸地上，這種“就地”蒸發(fā)就地降落的水循環(huán)，稱為水文小循環(huán)。水文循環(huán)無(wú)始無(wú)終，大致沿著海洋（或陸地）大氣陸地（或海洋）海洋（或陸地）的路徑，循環(huán)不已。水文循環(huán)的內(nèi)因，是水的三態(tài)（液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)）在常溫下相互轉(zhuǎn)換的物理特性，而外因則是太陽(yáng)的輻射能和地心引力。在地面以上平均約11 km的大氣對(duì)流層頂至地面以下12 km深處的廣大空間，無(wú)處不存在水文循環(huán)的行蹤。全球任何一個(gè)地區(qū)或水體都存在著各具特色的區(qū)域水文循環(huán)

4、系統(tǒng)，各種時(shí)間尺度和空間尺度的水文循環(huán)系統(tǒng)彼此聯(lián)系、制約，構(gòu)成了全球水文循環(huán)系統(tǒng)。水文循環(huán)包括許多過(guò)程。一般都要經(jīng)過(guò)蒸發(fā)、降水（包括凝結(jié)過(guò)程）、徑流形成（包括地面和地下徑流以及下滲過(guò)程）和大氣水分輸送四個(gè)重要環(huán)節(jié)。不同緯度帶的大氣環(huán)流使一些地區(qū)成為水汽源地，那里蒸發(fā)大于降水，而使另一些地區(qū)成為水汽輻合區(qū)，那里降水大于蒸發(fā)。降水可形成徑流，不同規(guī)模的跨流域調(diào)水工程能夠改變地面徑流的路徑。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，匯集在地面低洼處，在重力作用下經(jīng)常地或周期地沿流水本身造成的洼地流動(dòng)，這就是河流。河流在我國(guó)的稱謂很多，較大的稱江、河、川、水，較小的稱溪、澗、溝

5、、曲等。河流根據(jù)其地理-地質(zhì)特征可分為河源、上游、中游、下游和河口五段，多數(shù)發(fā)育成熟的河流，五段特征比較明顯。河源是河流最初具有地表水流形態(tài)的地方，也是全流域海拔最高的地方，通常與山地冰川、高原湖泊、沼澤和泉相聯(lián)系。上游指緊接河源的的河段，一般特征為侵蝕強(qiáng)烈、河谷窄、縱斷面比降大或呈階梯狀,并多急灘和瀑布，水流流速大、水量小。中游水量逐漸增加，但比降已較和緩，流水下切力已開(kāi)始減小，河床位置比較穩(wěn)定，侵蝕和堆積作用大致保持均衡，縱斷面往往成平滑下凹曲線。下游河谷寬廣，河道彎曲，河道比降小，河水流速小，淤積作用顯著，多處可見(jiàn)淺灘和沙洲。河口是河流的終點(diǎn)，是河流入海、入湖或匯入更高級(jí)河流處，經(jīng)常有泥

6、沙堆積或形成三角洲，有時(shí)分汊現(xiàn)象顯著。以海洋為最后的歸宿，流入海洋的河流稱為外流河；流入內(nèi)陸湖泊或沼澤，或因滲漏、蒸發(fā)而消失于荒漠中的河流稱為內(nèi)流河，也叫“無(wú)尾河”或“瞎尾河”。水文學(xué)一般描述河流特征的要素有以下幾種：（1）河流長(zhǎng)度。從河源起始斷面，沿河流中泓線至終了斷面的距離，以“L”表示，單位為km。（2）河流彎曲率。天然河流一般是彎曲的，在河流上取兩橫斷面，兩橫斷面間沿河流中泓線的長(zhǎng)度與該兩橫斷面中泓點(diǎn)之間的直線長(zhǎng)度的比值為該河段的彎曲率。（3）河流比降。河段上相鄰兩斷面河底的高程差與該兩斷面之間中泓線長(zhǎng)度的比值，用小數(shù)或百（千、萬(wàn)）分?jǐn)?shù)表示。常用的比降有水面比降和河底比降。河流沿程各河

7、段的比降都不相同,一般自河源向河口逐漸減小。水面比降隨水位的變化而變化,河底比降則較穩(wěn)定。當(dāng)河段縱斷面近于直線時(shí),比降按下式計(jì)算: (2-8);式中 J-河段的比降、 -河段上、下斷面水面或河底高程,m;-河段長(zhǎng)度,m。當(dāng)河底高程沿程變化時(shí),可在縱斷面圖(如圖2-3) 上從下斷面河床處作一斜線,使斜線以下的面積與原河底線以下面積相等,該斜線的坡度即為河道的平均比降, 其計(jì)算式為: (2-9)式中ho,hn-自下游到上游沿程各點(diǎn)河底高程,m;lo,ln-相鄰兩點(diǎn)間的距離,m;L-河段的全長(zhǎng),m。河源與河口的高程差，稱河流的總落差；而某一河段兩端的高程差，則是這一河段的落差。（4）河流縱斷面。河流

8、中沿水流方向各斷面深泓點(diǎn)河底的連線稱為中泓底線，反映了河床高程的沿程變化。通過(guò)中泓底線的豎直剖面稱為河流的縱斷面。與對(duì)應(yīng)水面高程（水位）沿程變化水面線所夾持的過(guò)流縱斷面區(qū)為水流縱剖面。以河底高程為縱軸，距河口的距離為橫軸建立直角坐標(biāo)系，據(jù)實(shí)測(cè)河底高程值定出各點(diǎn)的坐標(biāo)，連接各點(diǎn)即得到河流的縱斷面圖。河流縱斷面圖能夠直觀地反映河流比降的變化。（5）河流橫斷面。指河流垂直于水流方向的剖面，可據(jù)實(shí)測(cè)河道地形高程數(shù)據(jù)繪出橫斷面圖。斷面內(nèi)通過(guò)水流的部分稱為過(guò)水?dāng)嗝?，相?yīng)的面積為過(guò)水?dāng)嗝婷娣e。不同水位的河槽，相應(yīng)的過(guò)水?dāng)嗝婷娣e不同。(6)左岸、右岸。面向下游,左邊的河岸稱為左岸,右邊的河岸稱為右岸。2、水系

9、河流沿途接納很多支流，并形成復(fù)雜的干支流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這就是水系。在我國(guó)河流編碼標(biāo)準(zhǔn)中，有兩條以上大小不等的支流以不同形式匯入干流，才構(gòu)成一個(gè)河道體系，稱為水系或河系。水系中的河流有干、支流之分。干流一般是指水系中最長(zhǎng)、水量最大的那一條河流。但有些河流的干流，既不是最長(zhǎng)也非水量最大，而是歷史傳承的延續(xù)。例如，我國(guó)的漢水（湑水）和它的支流褒水會(huì)合點(diǎn)以上，褒水的長(zhǎng)度比漢水長(zhǎng)得多，按長(zhǎng)度論，漢水的干流應(yīng)該是褒水而不是漢水。美國(guó)的密西西比河比它的支流密蘇里河短得多，但是習(xí)慣傳承把前者當(dāng)作干流。流入干流的河流稱為支流。而支流又有一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)之分。在我國(guó)，一種慣用的方法是，把直接匯入干流的河流稱一級(jí)支流，

10、匯入一級(jí)支流的稱二級(jí)支流，以此類推。受地質(zhì)構(gòu)造、地理?xiàng)l件以及氣候等因素所影響，自然形成的水系，平面形態(tài)千奇百異，但歸納起來(lái)主要有羽毛狀、平行狀和混合狀三大類。羽毛狀水系的支流自上游而下游，在不同地點(diǎn)依次匯入干流，相應(yīng)的流域形狀多為狹長(zhǎng)形；平行狀水系的支流與干流大體成平行趨勢(shì)相交匯，相應(yīng)的流域形狀多為扇形；混合狀水系的支流與干流的關(guān)系介于前兩者之間，相應(yīng)的流域形狀也介于狹長(zhǎng)和扇形之間。人工精心設(shè)計(jì)開(kāi)挖形成的平原水系可為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。水系的形狀影響著洪水匯合的先后，集中的快慢及流量的大小。對(duì)面積相同，水系形狀不同的流域，同一場(chǎng)暴雨形成的流域出口斷面流量過(guò)程線明顯不同。平行狀水系由于各支流匯集到流域出口

11、斷面的同時(shí)性強(qiáng)，所產(chǎn)生的洪水過(guò)程較急?。ㄟ^(guò)程線較尖瘦）；羽毛狀水系各支流由于匯集到流域出口斷面的時(shí)間相互錯(cuò)開(kāi)，所產(chǎn)生洪水的過(guò)程線較矮胖；混合狀水系產(chǎn)生的洪水過(guò)程則介于以上兩者之間。水系的名稱通常以干流的河名命名，如長(zhǎng)江水系、黃河水系、珠江水系等。但也有用地理區(qū)域或把同一地理區(qū)域內(nèi)河性相近的幾條河作為綜合命名，如湖南省境內(nèi)的湘、資、沅、澧四條河流共同注入洞庭湖，稱為洞庭湖水系；江西省贛江、撫河、信江、饒河、修水均匯入鄱陽(yáng)湖，稱為鄱陽(yáng)湖水系；海河、灤河、徒駭河及馬頰河都各自入海，稱為華北平原水系等。我國(guó)水文資料整編規(guī)范和流域管理機(jī)構(gòu)對(duì)水系也有較明確的的規(guī)定，一般只將較大的或獨(dú)立性較強(qiáng)的支流才規(guī)定為

12、水系，如黃河的水系規(guī)定為黃河、洮河、湟水、窟野河、無(wú)定河、汾河、渭河、涇河、北洛河、伊洛河、沁河、大汶河。3、流域每一條河流和每一個(gè)水系都從一定的陸地區(qū)域（包括一定深度）上獲得補(bǔ)給，這部分陸地便是河流和水系的流域,實(shí)際上就是河流和水系在陸地的集水區(qū)。河流和水系的地面集水區(qū)與地下集水區(qū)往往并不是重合的，但地下集水區(qū)很難直接測(cè)定，所以在分析水文地理特征或進(jìn)行水文計(jì)算時(shí)，多用地面集水區(qū)代表河流的流域。由兩個(gè)相鄰集水區(qū)之間的最高點(diǎn)連接成的不規(guī)則曲線，即為兩條河流或兩個(gè)水系的分水線（或地面分水線）。對(duì)于任何河流或水系來(lái)說(shuō)，分水線之內(nèi)的范圍（面積），就是它的流域（面積）。補(bǔ)給內(nèi)流河的流域范圍稱為內(nèi)流流域。

13、補(bǔ)給外流河的流域范圍稱為外流流域。水文學(xué)一般描述流域特征的要素有以下幾種：（1）流域面積。流域地面分水線和（或）出口斷面所包圍區(qū)域的水平面積，又稱集水面積，基本單位為km2。中國(guó)河流眾多，流域面積在100km2以上的河流約5萬(wàn)條，流域面積在1000km2以上的河流約1500條，超過(guò)1萬(wàn)km2的河流有79條，其中長(zhǎng)江流域面積達(dá)180萬(wàn)km2。在同等降水情況下，流域面積大小直接影響河流水量大小及徑流的形成過(guò)程。（2）河網(wǎng)密度。單位流域面積上的河流長(zhǎng)度。即流域中干支流總長(zhǎng)度和流域面積之比，基本單位為km/km2。（3）流域長(zhǎng)度和平均寬度。對(duì)于全凸形的流域，以流域出口為圓心作一組不同半徑的同心圓，在每

14、個(gè)圓與流域分水線相交處（兩點(diǎn)）作割線，各割線中心點(diǎn)的連線的長(zhǎng)度即為流域的長(zhǎng)度，以km計(jì)。流域面積與流域長(zhǎng)度之比稱為流域平均寬度，以km計(jì)。對(duì)于有凹形的流域，圓與流域分水線相交處可能為多點(diǎn)，應(yīng)具體分析確定兩個(gè)參數(shù)。（4）流域形狀。表示流域形狀特征的參數(shù)一般有形態(tài)因子、形狀系數(shù)（也叫圓度）和伸長(zhǎng)比。流域面積與流域長(zhǎng)度平方的比值稱為形態(tài)因子。流域分水線的實(shí)際長(zhǎng)度與流域同面積圓的周長(zhǎng)之比稱形狀系數(shù)（也可用流域面積與周長(zhǎng)和流域周長(zhǎng)相等的圓面積相比）。流域形狀系數(shù)接近于1時(shí)，流域的形狀接近于圓形，這樣的流域易造成大的洪水。流域形狀越狹長(zhǎng)，流域形狀系數(shù)越小，徑流變化越平緩。面積等于流域面積的圓的直徑與流域長(zhǎng)

15、度的比值稱伸長(zhǎng)比，伸長(zhǎng)比越小，流域越趨于狹長(zhǎng)形。（5）流域高度。指流域范圍內(nèi)地表的平均高程。主要影響降水的形式和流域內(nèi)的氣溫，進(jìn)而影響流域的水量變化。流域平均高度可用式(J.1.2-1)計(jì)算H0=(a1h1+a2h2.+aihi)/A（J.1.2-1）式中H0流域平均高度，m；ai相鄰兩等高線間的面積，km2；hi相鄰兩等高線的平均高度，m；A流域總面積，km2。（6）流域坡度。流域上兩點(diǎn)之間的坡度是該兩點(diǎn)高差與他們之間直線距離的比值。由于流域地面高低不平，故流域坡度是空間位置的函數(shù)。它是坡地漫流過(guò)程的一個(gè)影響因素，在小流域洪水匯流計(jì)算時(shí)，是一個(gè)重要參數(shù)。流域平均坡度按式（J.1.2-2）計(jì)算

16、J=(a1J1+a2J2.+aiJi)/A（J.1.2-2）式中J流域平均坡度；Ji相鄰兩等高線間的平均坡度；ai相鄰兩等高線間的面積，km2；A流域面積，km2。（7）流域自然地理特征包括流域的地理位置、氣候特征、下墊面條件等。(a)流域的地理位置。流域的地理位置以流域所處的經(jīng)緯度來(lái)表示,它可以反映流域所處的氣候帶,說(shuō)明流域距離海洋的遠(yuǎn)近,反映水文循環(huán)的強(qiáng)弱。(b)流域的氣候特征。包括降水、蒸發(fā)、濕度、氣溫、氣壓、風(fēng)等要素。它們是河流形成和發(fā)展的主要影響因素,也是決定流域水文特征的重要因素。(c)流域的下墊面條件。下墊面指流域的地形、地質(zhì)構(gòu)造、土壤和巖石性質(zhì)、植被、湖泊、沼澤等情況,這些要素

17、以及上述河道特征、流域特征都反映了每一水系形成過(guò)程的具體條件,并影響徑流的變化規(guī)律。在天然情況下,水文循環(huán)中的水量,水質(zhì)在時(shí)間上和地區(qū)上的分布與人類的需求是不相適應(yīng)的。為了解決這一矛盾,長(zhǎng)期以來(lái)人類采取了許多措施,如興修水利、植樹(shù)造林、水土保持、城市化等措施來(lái)改造自然以滿足人類的需要。人類的這些活動(dòng),在一定程度上改變了流域的下墊面條件從而引起水文特征的變化。因此,當(dāng)研究河流及徑流的動(dòng)態(tài)特性時(shí),需對(duì)流域的自然地理特征及其變化狀況進(jìn)行專門(mén)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殼表面，暴露于大氣中的水，亦稱陸地水。地表水水體基本賦存類型為河流、冰川、湖泊、沼澤四種，其水資源

18、意義如下：（1）河流是最活躍的地表水體,它水量更替快，水質(zhì)良好，便于取用，歷來(lái)就是人類開(kāi)發(fā)利用的主要對(duì)象，在農(nóng)業(yè)灌溉、城鎮(zhèn)供水、水力發(fā)電和航運(yùn)等方面為促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了巨大的作用。但由于河川徑流的年際、年內(nèi)變化大，多水季節(jié)容易發(fā)生洪澇災(zāi)害，所以在開(kāi)發(fā)利用河流水時(shí)要體現(xiàn)興利與除害并重。（2）淡水湖和水庫(kù)具有存儲(chǔ)、調(diào)節(jié)徑流的作用，能緩解來(lái)水與用水的矛盾，提高河川徑流的利用程度。（3）咸水湖直接供水意義不大，但常蘊(yùn)藏豐富的礦物資源。（4）極地冰川和冰蓋目前尚難以開(kāi)發(fā)利用，但中低緯度的高山冰川則是巨大的“固體水庫(kù)”，可儲(chǔ)存固態(tài)降水，冰雪融水對(duì)河流有補(bǔ)給調(diào)節(jié)作用。（5）沼澤是生長(zhǎng)喜濕植物的過(guò)濕地，對(duì)

19、維護(hù)生物多樣性作用較大。2、地下水地下水一般指存在于地表以下巖土的空隙、裂隙和洞穴中的水。地表以下含水的巖土可分兩個(gè)帶。上部為包氣帶，也稱非飽和帶，巖土的空隙中除水以外還包含空氣。下部為飽水帶，也稱飽和帶，巖土的空隙被水充滿。狹義的地下水指埋藏于地面以下巖土孔隙裂隙溶隙飽和帶中的重力水，廣義的地下水指地面以下各種形式的水。地下水主要來(lái)源為大氣降水入滲，排泄有出露泉、潛水蒸發(fā)、排向地表水體（如河流枯水期的基流，主要靠地下水補(bǔ)給）、越流排泄和各種人工排泄（如吸取井水）。根據(jù)地下埋藏條件的不同，地下水可分為上層滯水、潛水和承壓水三大類。（1）上層滯水是由于局部的隔水作用，使下滲的大氣降水停留在淺層的

20、巖石裂隙或沉積層中所形成的蓄水體。（2）潛水是埋藏于地表以下第一個(gè)穩(wěn)定隔水層上的地下水，通常所見(jiàn)到的地下水多半是潛水。當(dāng)潛水流出地面時(shí)就形成泉或滲流細(xì)水。它主要由降水和地表水入滲補(bǔ)給。（3）承壓水一般是埋藏較深、處于兩個(gè)隔水層之間的地下水。這種地下水往往具有較大的水壓力，當(dāng)井或鉆孔穿過(guò)上層頂板時(shí)，強(qiáng)大的壓力就會(huì)使水體噴涌而出，形成自流水。J.1.4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為水循環(huán)的數(shù)量表達(dá)。按質(zhì)量守恒定律，其基本意義是指，在給定任意尺度的時(shí)域空間中，水的運(yùn)動(dòng)（包括固、液、氣態(tài)的相變）有連續(xù)性，在數(shù)量上保持著收支平衡。作為具體的理解，水量平衡為水文循

21、環(huán)過(guò)程中某區(qū)域在任一時(shí)段內(nèi)，輸入的水量等于輸出的水量與蓄水變量之和；或一定區(qū)域(或水體)在一定時(shí)段內(nèi)水的收入量與支出量之差等于該區(qū)域(或水體)的蓄水變量。蓄水變量指時(shí)段始末區(qū)域內(nèi)蓄水量之差（時(shí)段開(kāi)始可能有蓄水也可能無(wú)蓄水）。水量平衡方程式可由水量的收支情況來(lái)制訂。系統(tǒng)中輸入的水(I)與輸出的水(O)之差就是該系統(tǒng)內(nèi)的蓄水變量(S)，其通式為：I-O=±S（J.1.4-1）從本質(zhì)上說(shuō)，水量平衡是質(zhì)量守恒原理在水循環(huán)過(guò)程中的具體體現(xiàn)，也是地球上水循環(huán)能夠持續(xù)不斷進(jìn)行下去的基本前提。一旦水量平衡失控，水循環(huán)中某一環(huán)節(jié)就要發(fā)生斷裂，整個(gè)水循環(huán)亦將不復(fù)存在。反之，如果自然界根本不存在水循環(huán)現(xiàn)象

22、，亦就無(wú)所謂平衡了。因而，兩者密切不可分。水循環(huán)是地球上客觀存在的自然現(xiàn)象，水量平衡是水循環(huán)內(nèi)在的規(guī)律。水量平衡方程式則是水循環(huán)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，而且可以根據(jù)不同水循環(huán)類型，建立不同的水量平衡方程。水量平衡的研究時(shí)段可以是日、月，也可以是一年、數(shù)十年或更長(zhǎng)的時(shí)間，或者為一個(gè)特定時(shí)期（如河流汛期、某場(chǎng)洪水期，農(nóng)田灌溉供水期等）。水量平衡是水文、水資源學(xué)科水文現(xiàn)象和水文過(guò)程分析研究的基礎(chǔ)，同時(shí)又是研究和解決一系列實(shí)際水資源數(shù)量和質(zhì)量計(jì)算及評(píng)價(jià)問(wèn)題的依據(jù)、手段和方法，因而具有十分重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)水量平衡的研究，分析水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)，降水及徑流等各個(gè)環(huán)節(jié)相互之間的內(nèi)在聯(lián)系，揭示自然界水文

23、過(guò)程基本規(guī)律，認(rèn)識(shí)和掌握河流、湖泊、海洋、地下水等各種水體的基本特征、空間分布、時(shí)間變化以及今后發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而可以定量地探索水循環(huán)過(guò)程與全球或區(qū)域地理環(huán)境、自然生態(tài)系統(tǒng)及人類活動(dòng)之間的相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系，消除或減緩消極影響，發(fā)展或增強(qiáng)積極影響，維護(hù)可持續(xù)發(fā)展。2、全球和4個(gè)自然系統(tǒng)水量平衡方程式在通用水量平衡方程的基礎(chǔ)上，按系統(tǒng)的空間尺度，大可到全球，小至一個(gè)區(qū)域；也可從大氣層到地下水的任何層次，均可根據(jù)通式寫(xiě)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、陸地水量平衡方程、流域水量平衡方程、水體水量平衡方程等。除全球水量平衡方程外，從水量交換的角度也可把水量平衡的區(qū)域劃分

24、為4個(gè)自然系統(tǒng)，并可相應(yīng)列出水量平衡方程式。（1）全球水量平衡方程式可寫(xiě)為（J.1.4-2）式中-大陸的降水量；-海洋的降水量；-大陸的蒸發(fā)量；-海洋的蒸發(fā)量。（2）大氣系統(tǒng)水量平衡方程式為Ai-Ao+E-P=±A（J.1.4-3）式中Ai和Ao分別為大氣層中除降水與蒸發(fā)以外的其他收入水量和支出水量(如隨水平氣流輸入、輸出的水分)；P和E分別為降水量和蒸發(fā)量；A為大氣系統(tǒng)中的蓄水變量。（3）流域系統(tǒng)水量平衡方程式為P-R-E=±S（J.1.4-4）式中P為降水量；R為徑流量；E為蒸發(fā)量；S為流域蓄水變量。多年流域系統(tǒng)水量平衡方程式為P=R+E這是因?yàn)?，流域多年的蓄水變量可?/p>

25、可負(fù)，多年平均情況,正負(fù)可以相互抵消,蓄水量的變化量趨于零。（4）土壤系統(tǒng)水量平衡方程式為P-R-E+Cm+Si-So=±W（J.1.4-5）式中Cm-土壤中的凝結(jié)水；Si-由地下水和壤中流形式進(jìn)入土壤層的水；So-由土壤層向下滲入地下水和壤中流形式流出土壤層的水；W-土壤層中的蓄水變量；其余符號(hào)（P、R、E）意義同前。（5）地下水系統(tǒng)水量平衡方程式P-Eu+Ui-Uo=±U（J.1.4-6）式中-地下水的降水入滲補(bǔ)給系數(shù)；P-降水量；Eu-地下水上升經(jīng)土壤到地面后的蒸發(fā)量；Ui-地下流入系統(tǒng)的水量；Uo-地下流出系統(tǒng)的水量；U-地下的蓄水變量。以上4個(gè)系統(tǒng)的水量平衡可以相

26、互結(jié)合列成聯(lián)立方程，用于水循環(huán)或水量交換的研究。對(duì)于特定區(qū)域、空間層或水體的水量平衡方程可視具體的條件列出。3、區(qū)域或工程水量平衡方程式水量平衡局部區(qū)域可理解為任意給定的空間，如河流、湖泊、冰雪等水體，各大小流域，山區(qū)、平原、盆地、農(nóng)田、灌區(qū)、城鎮(zhèn)、森林、草場(chǎng)等各種自然土地和土地利用的不同地段。還有按自然和行政劃分的區(qū)域。它們的區(qū)域界線可以是閉合的，也可以是非閉合的。工程系統(tǒng)或具體水工程也可建立水量平衡方程式。區(qū)域或工程水量平衡方程式多種多樣，下面以引河水灌溉區(qū)為例，說(shuō)明結(jié)合具體情況和條件列出相應(yīng)水量平衡方程式的方法。一般的河道的水量平衡方程為Pr+Qir-Qor-Ewr-RGr=Qr式中Pr

27、-降入河道的水量；Qir、Qor-河道上、下游斷面流入、流出的水量；Ewr-河道水面蒸發(fā)量；RGr-河道與地下水交換量；Qr-計(jì)算時(shí)段始末河道蓄水變量。大多數(shù)灌區(qū)從河道引水，而灌區(qū)內(nèi)的工業(yè)生活廢水、灌溉回歸水以及山洪等則經(jīng)過(guò)排水溝道排入河道，同時(shí)河道與灌區(qū)地下水存在水量交換以及蒸發(fā)損失。若Qyr為灌區(qū)引河水量，Qdr為灌區(qū)排入河道水量，這種情況的河道水量平衡方程為Pr+Qir-Qor-Ewr-RGr-Qyr+Qdr=Qr灌區(qū)各耗水類型除消耗河道引水外,還消耗降水、地下水等，而灌區(qū)的地下水很大一部分為渠系和灌溉滲漏補(bǔ)給,所以各耗水類型在消耗地下水的同時(shí),實(shí)際上間接消耗了河道水。因此,灌區(qū)消耗河道

28、水量為QTh=Qh+Qgw式中QTh-灌區(qū)消耗河道水量；Qh-灌區(qū)引河道水凈耗量；-河道水入滲補(bǔ)給地下水量占地下水補(bǔ)給總量的比例；Qgw-灌區(qū)消耗的地下水量。灌區(qū)排水系統(tǒng)包括田間排水溝、斗溝、支溝和干溝，為了描述排水溝系統(tǒng)的徑流過(guò)程，在空間上將研究區(qū)域按各排水干溝的排水范圍劃分為不同的排水區(qū)域。為了簡(jiǎn)化,對(duì)于每個(gè)排水區(qū)域只模擬排水干溝的徑流過(guò)程，其徑流關(guān)系為Qid+Qp-QEw+Qzd+Qsew+Qqt+Qgd=Qod式中Qid、Qod-排水區(qū)域干溝斷面進(jìn)、出水量；Qp-該段干溝的降水量；QEw-該段干溝的水面蒸發(fā)量；Qzd-排水區(qū)域內(nèi)各計(jì)算單元的地表排水量；Qsew-工業(yè)生活污水排放量；Qq

29、t-引水渠系直接退水量；Qgd-排水區(qū)域內(nèi)地下水滲入排水溝的水量。灌區(qū)總水量平衡方程式為（I+P+R+Q）(E+D+G)=S1+S2+S3式中I-灌區(qū)渠首引水量；P-灌區(qū)降水量；R-灌區(qū)外地表水進(jìn)入量；Q-側(cè)向地下水補(bǔ)給量；E-蒸發(fā)蒸騰量；D-排水溝排水量；G-地下水外排量；S1-灌區(qū)地表水儲(chǔ)量的變化量；S2-灌區(qū)地下水儲(chǔ)量的變化量；S3-灌區(qū)土壤水儲(chǔ)量的變化量。由該例可見(jiàn)，建立水量平衡方程式要先確定平衡研究對(duì)象，再圍繞對(duì)象列舉考察時(shí)段進(jìn)入對(duì)象的水量和出離對(duì)象的水量，進(jìn)入取正值，出離取負(fù)值，兩者代數(shù)和等于對(duì)象的蓄水變量。各水量取相同的量綱單位。至于進(jìn)入、出離對(duì)象的考察單元，一是從方程求解量的需

30、求考慮，一是從測(cè)算的可能考慮，理論上也常從研究認(rèn)識(shí)的水平考慮。J.1.5水文測(cè)站分類及水文站網(wǎng)概念水文測(cè)站是在河流上或流域內(nèi)設(shè)立的，按一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常收集和提供水文要素的各種水文觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的總稱。水文測(cè)站有多種分類，下面介紹常見(jiàn)的幾種分類。1、按目的和作用分類（1）基本站。是為綜合需要的公用目的，經(jīng)統(tǒng)一規(guī)劃而設(shè)立的水文測(cè)站。基本站應(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定，在規(guī)定的時(shí)期內(nèi)連續(xù)進(jìn)行觀測(cè)，收集的資料應(yīng)刊入中華人民共和國(guó)水文年鑒或存入國(guó)家基本水文數(shù)據(jù)庫(kù)。（2）實(shí)驗(yàn)站。是為深入研究某些專門(mén)問(wèn)題而設(shè)立的一個(gè)或一組水文測(cè)站，實(shí)驗(yàn)站也可兼作基本站。（3）專用站。是為特定目的而設(shè)立的水文測(cè)站，不具備或不完全具備基本站的特點(diǎn)

31、。（4）輔助站。是為幫助某些基本站正確控制水文情勢(shì)變化而設(shè)立的一個(gè)或一組站點(diǎn)。輔助站是基本站的補(bǔ)充，彌補(bǔ)基本站觀測(cè)資料的不足。計(jì)算站網(wǎng)密度時(shí)，輔助站一般不參加統(tǒng)計(jì)。2、按觀測(cè)項(xiàng)目分類（1）水文站。是設(shè)置在河流、渠道和湖泊、水庫(kù)進(jìn)出口以測(cè)定流量和水位為主的水文測(cè)站。根據(jù)需要還可測(cè)定降水、蒸發(fā)、泥沙、水質(zhì)等有關(guān)項(xiàng)目。（2）水位站。是以觀測(cè)水位為主，可兼測(cè)降水量等項(xiàng)目的水文測(cè)站。（3）降水量站。又稱雨量站，是觀測(cè)降水量的水文測(cè)站。（4）蒸發(fā)站。是觀測(cè)蒸發(fā)量的水文測(cè)站。3、天然河道流量站根據(jù)控制面積大小和作用的分類（1）大河控制站。控制面積為30005000km2以上的大河干流上的流量站。（2）小河控

32、制站。干旱區(qū)在300500km2以下，濕潤(rùn)區(qū)在100200km2以下的小河流上設(shè)立的流量站。（3）區(qū)域代表站。其余的天然河道上的流量站。4、按測(cè)驗(yàn)控制精度分類（1）流量站分類國(guó)家基本水文站，按流量測(cè)驗(yàn)精度分為三類，各類流量測(cè)驗(yàn)精度水文站的劃分見(jiàn)表J.1.5-1。表J.1.5-1各類流量測(cè)驗(yàn)精度水文站的劃分類別測(cè)驗(yàn)精度要求測(cè)站主要任務(wù)集水面積（km2）濕潤(rùn)地區(qū)干旱、半干旱地區(qū)一類精度水文站應(yīng)達(dá)到按現(xiàn)有測(cè)驗(yàn)手段和方法能取得的可能精度收集探索水文特征值在時(shí)間上和沿河長(zhǎng)的變化規(guī)律所需長(zhǎng)系列樣本和防汛需要的資料30005000二類精度水文站可按測(cè)驗(yàn)條件擬定收集探索水文特征值沿河長(zhǎng)和區(qū)域的變化規(guī)律所需具有

33、代表性的系列樣本的資料2001000050010000三類精度水文站應(yīng)達(dá)到測(cè)站任務(wù)對(duì)使用精度的要求收集探索小河在各種下墊面條件下的產(chǎn)、匯流規(guī)律和徑流變化規(guī)律，以及水文分析計(jì)算對(duì)系列代表性要求所需的資料200500當(dāng)水文測(cè)站因受測(cè)站控制和測(cè)驗(yàn)條件限制而需要調(diào)整時(shí)，可降低一個(gè)精度類別。（2）泥沙站的分類一類站。為對(duì)主要產(chǎn)沙區(qū)、重大工程設(shè)計(jì)及管理運(yùn)用、河道治理或河床演變研究等起重要控制作用的站。該類站應(yīng)施測(cè)懸移質(zhì)輸沙率、含沙量及懸移質(zhì)和床沙的顆粒級(jí)配，測(cè)驗(yàn)精度應(yīng)高于二、三類站，并進(jìn)行長(zhǎng)系列的全年觀測(cè)；部分一類站，根據(jù)需要可采用直接法或間接法進(jìn)行全沙輸沙率測(cè)驗(yàn)或進(jìn)行河道斷面測(cè)量。二類站。為一般控制站和

34、重點(diǎn)區(qū)域代表站。該類站應(yīng)施測(cè)懸移質(zhì)輸沙率和含沙量；大部分二類站應(yīng)測(cè)懸移質(zhì)顆粒級(jí)配，測(cè)驗(yàn)精度低于一類站。三類站。為一般區(qū)域代表站和小河站。該類站應(yīng)施測(cè)懸移質(zhì)輸沙率和含沙量；部分三類站應(yīng)測(cè)懸移質(zhì)顆粒級(jí)配，測(cè)驗(yàn)精度可低于一、二類站。5、水文測(cè)站設(shè)站年限概念確定水文測(cè)站設(shè)站年限應(yīng)分析觀測(cè)系列樣本的代表性以及對(duì)統(tǒng)計(jì)量的精度要求。一般基本水文測(cè)站設(shè)站年限可用所考察的水文項(xiàng)目（要素）多年統(tǒng)計(jì)均值和方差穩(wěn)定在可接受（或變化在可容許）的范圍予以推求。實(shí)驗(yàn)、專用、輔助水文測(cè)站設(shè)站年限可由其預(yù)定目標(biāo)任務(wù)的完成情況確定。6、水文站網(wǎng)概念水文站網(wǎng)是在一定地區(qū)或流域內(nèi)，按一定原則，用一定數(shù)量的各類水文測(cè)站構(gòu)成的水文資料收

35、集系統(tǒng)。收集某一項(xiàng)目水文資料的水文測(cè)站組合在一起，構(gòu)成這個(gè)單一項(xiàng)目類型的站網(wǎng)，一般有流量站網(wǎng)、水(潮)位站網(wǎng)、泥沙站網(wǎng)、降水量站網(wǎng)、水面蒸發(fā)站網(wǎng)、地下水站網(wǎng)、水質(zhì)站網(wǎng)、墑情站網(wǎng)等。流量站（通常稱作水文站）一般應(yīng)觀測(cè)水位，可兼測(cè)其他觀測(cè)項(xiàng)目。水面蒸發(fā)站應(yīng)觀測(cè)降水量。監(jiān)測(cè)某一方面功能的水文測(cè)站結(jié)合在一起，組成這個(gè)功能的水文站網(wǎng)，如水資源管理監(jiān)測(cè)站網(wǎng)、防汛監(jiān)測(cè)站網(wǎng)、水資源保護(hù)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)、水土保持監(jiān)測(cè)站網(wǎng)、旱情監(jiān)測(cè)站網(wǎng)、水生態(tài)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)、水文基本規(guī)律探索監(jiān)測(cè)站網(wǎng)、水文科學(xué)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)等。各類水文測(cè)站可根據(jù)功能要求設(shè)立測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目。水文站網(wǎng)密度的一般概念是，流域或考察區(qū)域單位面積上的水文測(cè)站數(shù)（通常也用流域或考

36、察區(qū)域平均每一水文測(cè)站控制的面積衡量）。水文站網(wǎng)密度分為“現(xiàn)實(shí)密度”和“可用密度”，“現(xiàn)實(shí)密度”是表示當(dāng)前單位面積上正在運(yùn)行的水文測(cè)站數(shù)；“可用密度”是指單位面積上包括現(xiàn)有站數(shù)及雖停止運(yùn)行但已取得有代表性的資料或可以插補(bǔ)延長(zhǎng)系列的水文測(cè)站數(shù)。在考察區(qū)域，再增加測(cè)站數(shù)量，對(duì)考察項(xiàng)目水文地理參數(shù)等值線分布趨勢(shì)或統(tǒng)計(jì)特征值（如均值、方差）的影響有限或在可接受的范圍可稱為臨界站網(wǎng)密度。J.1.6水文勘測(cè)的基本內(nèi)容及方式勘測(cè)一般意義是查勘、勘探和測(cè)量工作的總稱。水文勘測(cè)是水文工作的基礎(chǔ)，按工作程序和任務(wù)內(nèi)容可分為設(shè)站前查勘、水文調(diào)查和水文測(cè)驗(yàn)等。其中，水文測(cè)驗(yàn)是長(zhǎng)期的業(yè)務(wù)，通過(guò)測(cè)站或相應(yīng)機(jī)構(gòu)的駐站測(cè)驗(yàn)（

37、定位觀測(cè)）、巡回測(cè)驗(yàn)、整編和分析水文資料等業(yè)務(wù)為水利建設(shè)和其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供水文數(shù)據(jù)。1、設(shè)站前查勘規(guī)劃或準(zhǔn)備設(shè)立水文站前，應(yīng)對(duì)流域地質(zhì)、地貌、河流特性、工程措施及資料、開(kāi)發(fā)規(guī)劃等進(jìn)行仔細(xì)的勘察、調(diào)查。在確定測(cè)驗(yàn)河段的位置和進(jìn)行斷面布設(shè)時(shí)，應(yīng)勘察河勢(shì)，了解河道彎曲和順直段長(zhǎng)度，兩岸和堤防控制洪水的能力等。具體工作內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：（1）河流特性勘察。調(diào)查控制斷面的位置，鑒別斷面控制或河槽控制的穩(wěn)定程度。調(diào)查分流、串溝、回流、死水以及邊灘寬度，以供分析是否便于布置測(cè)驗(yàn)設(shè)施。在初步選定的河段內(nèi)測(cè)量若干個(gè)河道斷面，并測(cè)繪其中一個(gè)斷面的流速分布。了解河床組成、斷面形狀、沖淤變化、沙洲消長(zhǎng)史和河道變

38、遷史，以及各級(jí)水位的主泓、流速、流向及其變化情況，并勘察河床上巖石、礫石、漂石、砂、壤土、粘土、淤泥等沿測(cè)驗(yàn)河段的分布。（2）選擇測(cè)驗(yàn)方案及設(shè)備的勘察。選擇測(cè)驗(yàn)的方案及設(shè)備，了解洪水漲、落緩急程度，歷史最高、最低水位和最大漫灘邊界，粗估最大、最小流量，調(diào)查洪水來(lái)源以及水土流失和泥石流形成原因。（3）流域自然地理情況的調(diào)查?？辈斓刭|(zhì)、地貌，了解分水嶺閉合情況，有無(wú)客水引入及內(nèi)水分出。（4）流域內(nèi)建設(shè)工程措施及其測(cè)量控制情況的調(diào)查。調(diào)查了解蓄、引水工程規(guī)模、數(shù)量的現(xiàn)狀及其近期、遠(yuǎn)景規(guī)劃安排；農(nóng)田水利、水土保持措施的類型及其可能對(duì)洪水泥沙產(chǎn)生的影響；河道通航、木材流放季節(jié)及其放運(yùn)方式；擬建測(cè)站附近的

39、高程控制點(diǎn)、平面控制點(diǎn)的坐標(biāo)位置、高程及其等級(jí)。（5）勘察報(bào)告的編寫(xiě)。包括勘察的目的、任務(wù)，主要工作人員的專業(yè)類別及技術(shù)水平，勘察時(shí)間和范圍；整理各項(xiàng)調(diào)查資料，分類歸納成簡(jiǎn)明成果；推薦勘選的測(cè)驗(yàn)河段，閘述分析意見(jiàn)，提出對(duì)水文測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目、方法和基本設(shè)施等布置工作的建議。2、水文調(diào)查水文調(diào)查是為彌補(bǔ)水文基本站網(wǎng)定位觀測(cè)不足或其他特定目的，采用勘測(cè)、考察、調(diào)查、考證等手段而進(jìn)行的收集水文及有關(guān)資料的工作。包括測(cè)站附近河段和以上流域內(nèi)的蓄水量、引入引出水量、滯洪、分洪、決口和人類其他活動(dòng)影響水文情況的調(diào)查。旨在對(duì)水體形態(tài)和數(shù)量、集水面積內(nèi)的自然地理?xiàng)l件等作出科學(xué)的分析和評(píng)價(jià)。在我國(guó)，歷史大暴雨、歷史大洪

40、水和枯水的調(diào)查是水文調(diào)查的重要內(nèi)容。在組織實(shí)施方面有測(cè)站年度調(diào)查和專門(mén)調(diào)查等。3、水文測(cè)驗(yàn)水文測(cè)驗(yàn)工作就是正確、經(jīng)濟(jì)、迅速地測(cè)定各種水文要素的數(shù)量及其在時(shí)間和空間上的變化，還包括站網(wǎng)布設(shè)、測(cè)驗(yàn)方法和資料整編方法的研究，也包括測(cè)量?jī)x器的研制和資料存儲(chǔ)、檢索、傳輸系統(tǒng)的研究。根據(jù)測(cè)驗(yàn)方式的不同通?？煞譃轳v測(cè)、巡測(cè)和遙測(cè)及流量間測(cè)。駐測(cè)是測(cè)驗(yàn)人員常駐測(cè)站實(shí)施測(cè)驗(yàn)。工作內(nèi)容主要包括：水文普通測(cè)量，水位、流量、泥沙、降水、蒸發(fā)、水溫、冰情、土壤含水量、地下水等水文要素的監(jiān)測(cè)與信息報(bào)告上傳，資料整編等。有時(shí)也可承擔(dān)水文情報(bào)預(yù)報(bào)、水文分析計(jì)算、水資源分析評(píng)價(jià)等任務(wù)。巡測(cè)是對(duì)一些沒(méi)有必要作駐站測(cè)驗(yàn)的斷面或地點(diǎn)

41、進(jìn)行定期巡回測(cè)驗(yàn)，如枯水期和冰凍期的定期流量、泥沙測(cè)驗(yàn)，定期水質(zhì)取樣測(cè)定等水文測(cè)驗(yàn)一般可采用巡測(cè)方式。遙測(cè)是作業(yè)人員不到測(cè)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，利用傳感技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)水文要素監(jiān)測(cè)。遙測(cè)可提高自動(dòng)化水平，取得較多實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性能數(shù)據(jù)，可使原來(lái)某些難以進(jìn)行人員實(shí)地的觀測(cè)得以實(shí)現(xiàn)，也可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件。在取得多年實(shí)測(cè)流量資料后，如經(jīng)分析證明已建立的水位流量關(guān)系比較穩(wěn)定，并能滿足推算逐日流量及各種徑流特征值的精度要求，則可采取停測(cè)一個(gè)時(shí)期后再行施測(cè)流量的間測(cè)辦法，但水位不宜實(shí)施間測(cè)。J.1.7防汛抗旱基本常識(shí)1、汛期根據(jù)一年內(nèi)河流水情的變化特征，可以分為若干個(gè)水情特征時(shí)期，如汛期、平水期、

42、枯水期及冰凍期。河流處于高水位大流量的時(shí)期通常稱為汛期。河流處于中常水位的時(shí)期是平水期。河流處于低水位的時(shí)期是枯水期。我國(guó)河流的主汛期多在夏（秋）季，平水期多在秋（冬）季，枯水期一般在冬（春）季。河流冰凍期在氣溫較低的冬（春）季。在汛期，由于降水量大，地表徑流量多，河流水位較高，或多發(fā)生水災(zāi)。在枯水期河流主要依靠地下水補(bǔ)給，流量和水位變化很小。從汛期到枯水期之間地表徑流量消退過(guò)渡時(shí)期即平水期，水位處于中常狀況。這些變化會(huì)影響人們的生產(chǎn)、生活。按照一年中高水位大流量出現(xiàn)的時(shí)段，汛期可分為春汛（黃河流域的桃汛）、伏汛、秋汛和凌汛。春季積雪融化形成的河流高水位，叫做春汛。我國(guó)華北、東北的河流都有春汛

43、，但水量比伏汛小，歷時(shí)也不長(zhǎng)。我國(guó)絕大多數(shù)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）。伏汛期徑流量大，洪峰起伏變化急劇，是全年最重要的水情階段。各河流由于降雨時(shí)間的差異，伏汛期長(zhǎng)短不一，我國(guó)南方河流因雨季早且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，伏汛期也長(zhǎng)。秋汛由秋季降雨形成，秋雨在各地的表現(xiàn)不同，如出現(xiàn)在我國(guó)西部的華西秋雨，年際變化較大，有的年份不明顯，有的年份則陰雨連綿，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)幾十天之久，多形成洪澇災(zāi)害。發(fā)生在東南沿海和華南的大汛多為臺(tái)風(fēng)雨造成。凌汛是北方河流春季解凍時(shí)的高水位大流量現(xiàn)象。我國(guó)的北方河流，受到凌汛威脅的主要是黃河和黑龍江，黃河的凌汛是在3月，黑龍江晚一些。黃河河套的甘肅、寧夏

44、到內(nèi)蒙古段和黑龍江的一些區(qū)段，春季解凍時(shí)，上游先解凍，浮冰順?biāo)?，而下游尚未解凍，造成浮冰堵塞，引起水位上漲，而且浮冰切割堤岸，更容易穿堤造成水災(zāi)。2、防汛（防洪）洪水通常是指由大暴雨、急驟融冰化雪、風(fēng)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漲的水流現(xiàn)象，這種水的徑流往往引起山洪暴發(fā)、河水漫溢兩岸或造成堤壩決口、淹沒(méi)農(nóng)田城鎮(zhèn)、毀壞設(shè)施等災(zāi)害。按照出現(xiàn)的頻率，洪水分為一般洪水（重現(xiàn)期小于10年）、較大洪水（重現(xiàn)期1020年）、大洪水（重現(xiàn)期2050年）、特大洪水（重現(xiàn)期超過(guò)50年）。防汛即是防洪，就是汛期防止洪水災(zāi)害，保障防護(hù)區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)順利發(fā)展的工作，是水利的重要

45、組成部分。國(guó)家根據(jù)需要與可能，對(duì)不同保護(hù)對(duì)象頒布了防洪標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)。防洪標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)劃分可用設(shè)計(jì)洪水(包括洪峰流量、洪水總量及洪水過(guò)程)或設(shè)計(jì)水位表示。一般以某一重現(xiàn)期（水文事件發(fā)生頻率的倒數(shù)）的設(shè)計(jì)洪水為防洪標(biāo)準(zhǔn)，如百年一遇洪水；也可用實(shí)際發(fā)生過(guò)的洪水作為防洪標(biāo)準(zhǔn)。在防洪工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，一般按照規(guī)范選定防洪標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行必要的分析論證。3、抗旱干旱是因長(zhǎng)期少雨而空氣干燥、土壤缺水的氣候現(xiàn)象。旱災(zāi)指因氣候嚴(yán)酷或不正常的干旱而造成土壤水分不足，不能滿足農(nóng)作物、牧草等生長(zhǎng)的需要，使之減產(chǎn)或絕產(chǎn)的災(zāi)害。旱災(zāi)可帶來(lái)糧食問(wèn)題，甚至引發(fā)饑荒；旱災(zāi)亦可令人類及動(dòng)物因缺乏足夠的飲用水而致死。旱災(zāi)常是面積較大的普遍性自

46、然災(zāi)害，是嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。干旱指標(biāo)等級(jí)劃分，以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)氣象干旱等級(jí)（GB/T20481-2006）中的綜合氣象干旱指數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，通常將年降水量少于250mm的地區(qū)稱為干旱地區(qū)，年降水量為250500mm的地區(qū)稱為半干旱地區(qū)。經(jīng)常發(fā)生旱災(zāi)的地區(qū)稱為易旱地區(qū)。通常將農(nóng)作物生長(zhǎng)期內(nèi)因缺水而影響正常生長(zhǎng)稱為受旱，受旱減產(chǎn)三成以上稱為成災(zāi)。干旱預(yù)警信號(hào)分二級(jí)，分別以橙色、紅色表示。干旱預(yù)警信號(hào)如圖J.1.6-1所示。（a）干旱橙色預(yù)警信號(hào)（b）干旱紅色預(yù)警信號(hào)圖J.1.7-1干旱預(yù)警信號(hào)自然界的干旱是否造成災(zāi)害，受多種因素影響。世界范圍各國(guó)防止干旱的主要措施有：（1）興修水利，開(kāi)發(fā)供水工程，發(fā)展農(nóng)田灌

47、溉事業(yè)。（2）改進(jìn)耕作制度，改變作物構(gòu)成，選育耐旱品種，充分利用有限的降水。（3）植樹(shù)造林，改善區(qū)域氣候，減少蒸發(fā)，降低干旱的危害。（4）研究應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)和節(jié)水措施，例如人工增雨，噴（滴、滲）灌、地膜覆蓋、保墑，以及暫時(shí)利用質(zhì)量較差的水源，包括劣質(zhì)地下水以至海水等。J.1.8水資源開(kāi)發(fā)利用基本常識(shí)地球上的水資源，從廣義來(lái)說(shuō)是指水圈內(nèi)水量的總體。包括經(jīng)人類控制并直接可供灌溉、發(fā)電、給水、航運(yùn)、養(yǎng)殖等用途的地表水和地下水，以及江河、湖泊、井、泉、潮汐、港灣和養(yǎng)殖水域等。水資源是人類生存和發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)不可缺少的重要自然資源。在世界許多地方，對(duì)水的需求已經(jīng)超過(guò)水資源所能負(fù)荷的程度，同時(shí)有許多地區(qū)也瀕臨

48、水資源利用不平衡的嚴(yán)重境況。水資源利用程度的主要指標(biāo)為水資源開(kāi)發(fā)利用率，其意義是指流域或區(qū)域用水量占水資源可利用量的比率，體現(xiàn)的是水資源開(kāi)發(fā)利用的程度。通常從水資源規(guī)劃利用角度采用該指標(biāo)的評(píng)估因子是，供水能力（或保證率）為75%時(shí)的可供水量與多年平均水資源總量的比值。水資源開(kāi)發(fā)利用又可分為河川徑流（簡(jiǎn)稱地表水）水資源開(kāi)發(fā)利用和地下水資源開(kāi)發(fā)利用兩類，一般以流域?yàn)閱卧獣r(shí)可兩類綜合統(tǒng)計(jì)（綜合利用率不特別指出時(shí)也僅為地表水資源開(kāi)發(fā)利用）或分別統(tǒng)計(jì)；以河流為單元時(shí)只統(tǒng)計(jì)地表水資源開(kāi)發(fā)利用，比如一條河流的開(kāi)發(fā)利用就是指該河流的地表水資源開(kāi)發(fā)利用。國(guó)際上一般認(rèn)為，對(duì)一條河流的開(kāi)發(fā)利用不能超過(guò)其水資源量的4

49、0%，目前，黃河、海河、淮河水資源開(kāi)發(fā)利用率都超過(guò)50%，其中海河更是高達(dá)95%，超過(guò)國(guó)際公認(rèn)的40%的合理限度，因此，水資源可持續(xù)利用已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略問(wèn)題，提高用水效率，建設(shè)節(jié)水型社會(huì)成為必須的國(guó)策。J.1.9水文年鑒和水文數(shù)據(jù)庫(kù)1、水文年鑒水文年鑒是按照統(tǒng)一的要求和規(guī)格，并按流域和水系統(tǒng)一編排卷冊(cè)，逐年刊印的水文資料。我國(guó)在1950年代初對(duì)歷史上積存的水文資料進(jìn)行了全面整編刊印，此后將水文資料逐年分區(qū)整理刊布。從1958年起，統(tǒng)一命名為中華人民共和國(guó)水文年鑒（簡(jiǎn)稱水文年鑒），按流域、水系的系統(tǒng)編排卷冊(cè)，全國(guó)共分10卷94冊(cè)。1964年調(diào)整為10卷、74冊(cè)。1999年調(diào)整為10卷

50、、75冊(cè)，具體劃分為：第1卷為黑龍江流域分5冊(cè)，第2卷為遼河流域分4冊(cè)，第3卷為海河流域分7冊(cè)，第4卷為黃河流域分8冊(cè)，第5卷為淮河流域分7冊(cè)，第6卷為長(zhǎng)江流域分20冊(cè)，第7卷為浙閩臺(tái)河流分6冊(cè)，第8卷為珠江流域分10冊(cè)，第9卷為藏南滇西河流分2冊(cè)，第10卷為內(nèi)陸河湖分6冊(cè)。中華人民共和國(guó)水文年鑒封面格式如下：中華人民共和國(guó)水文年鑒××××年第X卷××流域水文資料第××冊(cè)××河××區(qū)××段（××河、××水系）中華人民共和國(guó)水利部水文局××××年××月刊印如黃河流域渭河水系2009年的水文年鑒封面為“中華人民共和國(guó)水文年鑒，2009年，第4卷，黃河流域水文資料，第7冊(cè)，渭河水系，中華人民共和國(guó)水利部水文局，2010年8月刊印”。水文年鑒中的資料，是在水文測(cè)站觀測(cè)的水文要素原始記錄的基礎(chǔ)上,一般按年（度）進(jìn)行分析、計(jì)算、整理、審查，編成簡(jiǎn)明統(tǒng)一的規(guī)范圖表,匯集印刷成冊(cè)，供需求者使用。水文年鑒是水文資料成果