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1.自然界的水循环、径流形成与水体污染

(1)自然界的水循环。

地球上的水蒸发为水汽后，经上升、输送、冷却、凝结，在适当条件下降落到地面，这种不断的反复过程称为水循环。如果循环是在海洋与陆地之间进行的，称 为大循环;如果循环是在海洋或陆地内部进行的，称为小循环(图3-14)。人类活 动可以影响小循环，例如大量砍伐森林能减少枯季径流，而且常常是造成沙漠化的主要原因。

由陆地吹向海洋的水气

(2)径流形成及河川径流的表示方法。

降落的雨、雪、雹等通称为降水。一次较大的降雨经过植物的枝叶截留、填充 地面洼地、下渗和蒸发等损失以后，余下的水经坡面漫流(呈片状流动)进入河网， 再汇入江河，最后流入海洋，这部分水流称为地面径流。从地表下渗的水在地下流动，经过一段时间以后有一部分逐渐渗入河道，这部分水流称为地下径流。河川径 流包括地面径流与地下径流两部分。

在径流形成过程中，常常将从降雨到径流形成叫产流阶段，把坡面漫流及河网 汇流称为汇流阶段。

河流某断面以上区域内，由降水所产生的地面与地下径流均通过该断面流出 时，这块区域称作流域面积或集水面积。显然，流域的周界就是分水线，一般可从地形图上勾绘出来。

在研究河川径流的规律时，常用以下的径流表示方法和度量单位。

流量指单位时间通过河流某一断面的水量，单位为m3/s。

径流总量%指在r时段内通过河流某一断面的总水量，艮P:

W=QT (3-1)

常用单位为m3、104m3 (万m3)、108m3 (亿m3)等。

径流深h指将径流总量平铺在全流域面积上的水层厚度，单位为mm。

若r以秒计，T时段内的平均流量0以m3/s计，流域面积F以km2计，则径 流深r的计算公式为：

Y = H (3-2)

1000F

径流模数M:指流域出口断面流量与流域面积的比值。常用单位为L/(s.km2), 计算公式为：

M = (3-3)

F

径流系数指某一时段内径流深与相应降雨深P的比值。计算公式为.?

a = — (3-4)

P

(3)水文现象的变化特点。

水文现象是许多因素综合作用的结果，它在时间和空间上都有很大变化。对于 河川径流主要有以下的变化。

①年际变化。一般大江大河多水年比少水年的水量多1?2倍甚至更多，而小河流则多达4?5倍甚至10倍以上。

②年内变化。一般丰水季比枯水季或多水月比少水月多几倍至几十倍，而最大日流量比最小日流量大几百倍甚至几千倍。

③地区变化。我国北方地区雨季短，年降水量少;南方地区雨季长，年降水 量多。一般北方地区河川径流在时间上的变化比南方剧烈。

对于湖泊来说，由于它与河流关系密切，所以湖泊水量的变化基本上受河流水量变化的制约。

关于感潮河段的水文现象，一方面受上游来水量的影响，另一方面还受潮汐现 象的制约，因此它在时间上的变化规律与天然河川径流有较大的差异。

地球上的水文现象虽然变化多端，但它们均服从确定的或随机的两种基本规 律。确定规律主要反映的是物理成因关系，例如地球的公转导致河川径流在一年内呈有规律的季节性交替变化;又如在一个流域上降了一场大暴雨，必然要产生一场 大洪水等。有些水文现象主要受随机因素的支配，而现象的产生是随机的，例如一 个河流断面上年最大洪峰流量出现的时间和数量等，它们服从的是统计规律。实际上绝大多数水文现象两种规律同时存在，只是程度上不同。

针对水文现象所存在的基本规律，构成了三种主要研究途径：成因分析、数理 统计与地区综合。