第三节 河 流
? 一、河流、水系和流域
? （一）河 流
陆地表面经常或间歇有水流动的泄水凹槽，称
为河流。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。
河流是水分循环的一个重要组成部分，是地球
上重要的水体之一。它是塑造地表形态的动力，对
气候和植被等都有重要的影响。自古以来，河流与
人类的关系很密切，它是重要的自然资源，在灌溉、
航运、发电、水产和城市供水等方面发挥着巨大的
作用。但河流也会给人类带来洪涝灾害。因此，要
开发利用河流，变水害为水利，就必须深入研究河
流。
较大的河流可分河源、上游、中游、下游、河口
等五个部分，河源是河流的发源地。河口是河水
的出口处。上游、中游、下游是从河源到河口之
间的三个河段，它们有着不同的水文地貌特征。
这些特征是从上向下逐渐变化的。上游的特点
是：河谷呈,V”字形，河床多为基岩或砾石；比降
大；流速大；下切力强；流量小 ;水位变幅大。中
游的特点是：河谷呈,U”字形；河床多为粗砂；
比降较缓；下切力不大而侧蚀显著；流量较大；水
位变幅较小。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；流量大；水位变幅较小。
? （二）水系
? 一条河流的干支流构成了脉络相通的水
道系统，这个水道系统便称为水系或河系。
? 水系特征主要包括河长、河网密度和河
流的弯曲系数。
? 河长是从河口到河源沿河道的轴线所量得
的长度。
? 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。
? 根据干支流分布的形状，可进行水系分类，
主要可分 5类：
? 扇状水系,干支流呈扇状分布，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。我国的海河水系就属此
类。
? 羽状水系,支流从左右两岸相间汇人干
流，形呈羽状。如滦河水系。
? 平行状水系,几条支流平行排列。如淮河左岸的
洪河、颖河、西浘河、涡河、浍河等。
? 树枝状水系,干支流的分布呈树枝状。大多
数河流属此种类型。如珠江的主流西江水系。
? 格状水系,于支流分布呈格子状，即支流多呈
900角汇人于流。这是由于河流沿着互相垂直的
两组构造线发育而成。如闽江水系。
? 一般较大的水系，难以用一种类型概括，大
多是由两种或两种以上的水系类型所组成。
? 水系类型不同，对水情变化的影响不同。
例如，扇状水系，由于支流几乎同时汇人
干流，当整个水系普降大雨时，就易造成
干流特大洪水。海河历史上多水灾的原困
之一即在于此。而羽状水系因支流洪水是
先后汇人干流的，因此各支流汇人的水量
分先后排出，故不易形成水灾。滦河少水
灾的原因之一，即是由于其为羽状水系的
缘故。
? （三）流域
划分相邻水系（或河流）的山岭或河间高地，称
为分水岭。分水岭最高点的连线，称为分水线或分
水界。 如秦岭是黄河和长江的分水岭，而秦岭的山
脊线便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。
分水线所包围的区域，称为流域。由于分水线有
地表分水线和地下分水线，故流域也是指汇集地表
水和地下水的区域。
? 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。
? 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。
这些特征对河川径流的影响是明显的。例如：流
域面积大，河水量也大，洪水历时长，且涨落缓
慢；流域形状圆形较狭长形的洪水集中，且洪峰
流量大；流域高度越高，河水量越多；流域向南
倾斜的比向北的流域降雪易于消融；在中高纬度
地区，冬季有结冰的大河流，若在北半球，其流
向自南往北流的，则易产生凌汛。
? 二、河流的水情要素
? 河流是通过它的流水活动影响和改变地理环境的。
为了认识河流的特征及其地理意义，必须首先了
解有关河流水情的一些基本概念。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
? 河流中某一标准基面或测站基面上的水面高度，叫做
水位。水位高低是流量大小的主要标志。流域内的降
水和冰雪消融状况等径流补给是影响流量，同时也是
影响水位变化的主要因素。但是，其他因素也可以影
响水位变化，例如：流水侵蚀或堆积作用造成河床下
降或上升；河坝改变了河流的天然水位情势；河中水
草或河流冰情等使水流不畅，水位升高；入海河流的
河口段和感潮段由于潮汐和风的影响而引起水位变化，
等等。可见，水位变化是多种因素同时作用的结果。
这些因素各具有不同的变化周期，如流水侵蚀作用具
有多年变化周期，径流补给形式的变化具有季节性周
期，潮汐影响具有日变化周期，等等，因而，河流的
水位情势是非常复杂的。
? （二）流速
流速指水质点在单位时间内移动的距离。它
决定于纵比降方向上水体重力的分力与河岸和
河底对水流的摩擦力之比。可以运用等流速公
式，即薛齐公式计算水流某一时段的平均流速 v：
v = c RI
式中,R 为水力半径； I 为河流纵比降； c 为待
定系数。这是一个应用很广的基本公式。建立
这一公式的基本出发点是：只有动力与摩擦力
相等时，水流才沿河槽作等速运动
? （三）流 量
流量是指单位时间内通过某过水断面的水
的体积。常用 Q表示，单位是 m3/s。它可
用下式表示：
Q= w v
式中,Q为流量（ m3/s）； w为过水断面积
（ m2）； v为流速（ m／ s）。
流量关系曲线
（四）河水温度与冰情
河流的补给特征是影响河水温度状况的主要
因素。由冰川和积雪补给的河流，水温必然较低；
从大湖泊流出的河流，春季水温低而秋季水温高；
地下水补给量丰富的河流，冬春季水温较高。还
有许多其他因素影响河水温度，例如，太阳辐射
和流域的气温状况，等等。河水温度也随时间而
变化。夏季水温有明显的日变化，而且中低纬河
流比高纬河流显著。季节变化表现为夏季水温高，
冬季水温低。北方河流并可以发生结冻现象。
? 三、河川径流
（一）径流的形成和集流过程
径流的形成是一个连续的过程，但是可
以划分为几个不同的特征阶段。了解这些
阶段的特点，对于水文分析是重要的。
? 1.停蓄阶段 降水落到流域内一部分被植物
截留，另一部分被土壤吸收，然后经过下渗，
进入土壤和岩石孔隙中，形成地下水。所以
降水初期不能立即产生径流。降水进行到大
于上述消耗时，便在一些分散洼地停蓄起来。
这种现象称为填洼。停蓄于洼地的水也不能
立即变为径流，所以这个阶段叫做停蓄阶段。
对于径流形成而言，停蓄阶段是一个耗损过
程；但是，从增加雨水对地下水的补给和减
少水土流失来说，这个阶段是具有重要意义
的。
? 2漫流阶段 降水进行到植物截留和填洼都已
达到饱和，降水量超过下渗量时，地表便
开始出现沿天然坡向流动的细小水流，即
坡面漫流。坡面漫流逐渐扩大范围，并分
别流向不同的河槽里，叫漫流阶段。
3.河槽集流阶段 坡面漫流的水进入河道中，
沿河网向下游流动，使河流流量大为增加，
叫做河槽集流。河槽集流阶段，大部分河
水流出河口外，只有小部分渗过河谷堆积
物补给地下水，待洪水消退后，地下水又
反过来补给河流（图 5-7）。河槽集流过程
在降水停止后还将继续很长时间。这个阶
段包括雨水由坡面进入河网，最后流出出
口断面的整个过程，它是径流形成的最终
环节。
? 上述三个阶段是指长时间连续降水下发生的
典型模式。实际上由于每次降水的强度和持
续时间不同，各流域自然条件也不一样，所
以，无论是不同流域，或是同一流域在不同
降水过程中的径流形成，都可能有不同程度
的差别。
（二）径流计量单位
在研究某时段内河流水量变化和比较各河流
的径流量时，都必须采用适当的量值来计算。
常用的量有以下几种：
? （ l） 流量 Q
? 前已述及，流量是指单位时间内通过某
一横断面的水量，常用单位为 m3/s。其计
算式详见前述水情部分。
? （ 2）径流总量 W 径流总量是指在一定时
段内通过河流某一横断面的总水量（一般
指出口断面）。常用单位为 m3其计算式
为：
W = QT
式中,Q为流量（ m3/s）； T为时段（如日、
月、年等）长（ s）。
? (3) 径流模数 径流模数是指单位流域面积上产
生的流量。常用单位 dm3/(s· km2），其计算
式为：
式中； Q为流量（ m3/s）； F为流域面积
（ km2）； 1000为单位换算系数（即 lm3水为
l000dm3）。
? （ 4） 径流深度 R 径流深度是指单位流域面积上
的径流总量。也即是把径流总量平铺在整个流域
面积上所得到的水层深度，常用单位为毫米
（ mm）。其计算式为：
式中,W为径流总量（ m3）； F为流域面积
（ km2）；为单位换算系数。
? （ 6） 径流系数 径流系数是指任一时段的径流深
度（或径流总量）与该时段的降水量（或降水总量）
之比值。其计算式为：
式中,R为径流深度（ mm）； P为降水量（ mm）。
? 三．河川径流的变化
流是多变的，其变化具有必然性和偶然性
（ l） 年正常径流量, 如果实测资料的年数增
加到无限大时，多年平均径流量将趋于一个
稳定的数值，此称为年正常径流量。（ 2）河
川径流的年际变化。由于影响径流的重要因
素 —— 气候具有年际变化，因此，河川径流
量和径流过程也有年际变化，再加上其他自
然地理因素的综合作用的结果，使河川径流
的年际变化十分复杂。研究和掌握河川径流
的年际变化规律，对于一个地区自然地理条
件的综合分析评价，以及为水利工程的规划
设计都是很重要的资料。
? 反映年径流量变化幅度主要是年径流量的变差系数 Cv值和
绝对比率。
l）年径流量的变差系数 Cv值：其计算公式为：
即用常用年径流变率的反差来表示，式中,K为第 i年的年
径流变率（即,）； n为观测资料数列的年数。
例如，甲系列某 5年的径流深度（ mm）分别为,220 210
200 190 180 乙系列某 5年的径流深度（ mm）为,2020
2010 2000 1990 1980
从 Cv值的物理意义可知，它能反映径流总体的相对离散程
度（即不均匀性）。年径流量 Cv值大，则年径流量的年际
变化剧烈，易发生洪、旱灾害，水工建筑物费用大；相反，
Cv值小，则年径流量的年际变化小，水工建筑物费用就小。
? Cv值的变化与自然地理因素有着密切的关系，归纳起
来有如下几方面 降水量少的地区，其 Cv值大于降水
量多的地区。因为降水量大的地区，水汽输送量大而
稳定，降水量的年际变化较小。同时，降水量丰富的
地区地表供水充分，蒸发比较稳定，故使年径流 Cv值
小；降水量少的地区，降水量集中而不稳定，蒸发量
年际变化较大，致使年径流 Cv值大 以雨水补给为主
的河流，其 Cv值大于以地下水补给为主的河流，也大
于以冰雪融水补给为主的河流。因为冰雪融水量主要
取决于气温，气温年际变化较降雨年际变化小，故冰
雪融水的 Cv值很小。例如我国天山、昆仑山、祁连山
一带河流的 Cv值只有 0,l－ 0,2。以地下水补给为主
的河流，因其补给量较稳定，故其 Cv值也较小。例如，
无定河上游，虽降水少，但地下水补给量大，故 Cv值
较小，在 0.4以下，甚至只有 0.2－ 0.3。
? 2.年际变化 径流量的年际变化往往是由降
水量的年际变化引起的。通常以径流的离
差系数来表示年径流的变化程度。我国中
等河流的离差系数，长江以南一般在 0.30
以下，长江下游及黄河中游各河流和东北
山区河流为 0.40，淮河为 0.60，海河为 0.70。
这种大致从南向北增长的趋势，与我国降
水量变率的分布趋势基本一致。
? （五）特征径流
? 1.洪水 河流的水位达到某一高度，致使沿岸
城市、村庄、建筑物、农田受到威胁的水位，
称为洪水位。连续的强烈降水是造成洪水的主
要原因，积雪融化也可以造成洪水。流域内的
降水分布、强度、降水中心移动路线，以及支
流排列方式，对洪水性质有直接影响
洪峰流量 Qm、洪水总量 W和洪水过程线，称
为洪水三要素 在天然河道中，洪水的流量和水
位随时间而呈波状起伏的变化，称为洪水波 洪
水波的展开 洪水波的扭曲
2．枯水
枯水就是特别小的径流。枯水径流发生在
以地下径流补给为主的时期，故此时期称
为枯水期。
3、洪水、枯水期的调整洪水与枯水对国民
经济均有不良的影响, 因此，如何对洪水
与枯水期进行调整就非常重要。目前调整
的方法主要有：兴修水利调整、天气预报
调整、人工降雨等
? 四,河流的补给
? （一）河流补给的形式
降落在地表的雨水，除部分被植物截留、
下渗和蒸发以外，其余的形成地表径流，
汇入河网，补给河流。冰川、积雪、地下
水、湖泊和沼泽，也都可以构成河流的水
源。
根据降水形式及其向河流运动的路径的不
同，河流补给可分为,
降水补给
融水补给
湖泊和沼泽水补给
地下水补给
（二）各种补给的特点
1.降水补给 雨水是全球大多数河流最重要的
补给来源。降水补给为主的河流的水量及其
变化，与流域的降水量及其变化有着十分密
切的关系。我国广大地区，尤其是长江以南
地区的河流，降水补给占绝对优势。据估计，
我国河流的年径流量中，降水补给约占 70％，
河流水量与降水量分布一样，表现出由东南
向西北递减的趋势；河流多在夏秋两季发生
洪水，也与降水集中于夏秋两季有关。
? 2.融水补给 融水补给为主的河流的水量及其
变化，与流域的积雪量和气温变化有关。这
类河流在春季气温回升时，常因积雪融化而
形成春汛。春季气温和太阳辐射的变化，不
像降水量变化那样大，所以春汛出现的时间
较为稳定，变化也较有规律。我国东北北部
地区有的河流融水补给可占全年水量的 20％，
松花江、辽河、黄河的融水补给，可以形成
不太突出的春汛。西北山区河流中山地带的
积雪及河冰融水，是山下绿洲春耕用水的主
要来源。高山冰川的融水补给时间略迟，常
和雨水一起形成夏季洪峰。
? 3.地下水补给 河流从地下所获得的水量补给，
称地下水补给。地下水是河流较经常的水源，
一般约占河流径流总量的 15— 30％。地下水
补给具有稳定和均匀两大特点。深层地下水
因受外界条件影响较小，其补给通常没有季
节变化，浅层地下水补给状况则视地下水与
河流之间有无水力联系而定。
? 4.湖泊与沼泽水补给 湖泊、
沼泽水补给量的大小和变化，
取决于湖泊和沼泽对水量的
调节作用。湖泊面积愈大，
水量愈多，调节作用就愈显
著。一般说来，湖泊沼泽补
给的河流，水量变化缓慢而
且稳定。
? 5.人工补给 从水量多的河流、湖泊中，把
水引入水量缺乏的河流，向河流中排放废
水等，都属于人工补给范围。
? 五、河流的分类
? 依据河流的补给和洪水进行分类，将世界河流分
成四类九型
? 融水补给的河流
? （ l）平原和 1000m以上山地融雪水补给的河流。
? （ 2）山中冰雪融水补给的河流。
? （ 3）春季或夏初雪水补给为主，常年有多量雨
水补给的河流。
? 雨水补给的河流
? （ l）雨水补给，夏季有洪水的河流。
? （ 2）冬季雨水补给为主，全年分配较均匀
的河流。
? （ 3）冬季雨水补给丰足，夏季降水很少的
河流。
? （ 4）由于气候干燥而不成河流。
? 瞩目及雨水补给都不足的河流
干涸河流。
? 冰川补给的河破
冰川补给的河流为南极洲和格陵兰岛所特有。
? 按河流最终流入地将河流分为,内陆河、外流河
? 按河流流经的国家分类,国际性河流、非国际性河
流
? 按平面形态分类即按河型分类,分为顺直型、弯曲
型、分汊型、游荡型。（见河床地貌）
? 按河型动态分类分河流为稳定和不稳定，或相对稳
定和游荡两大类,然后再按平面形态分为顺直、弯
曲、分汊等。
? 按地区分类 一般分为山区（包括高原）河流和平原
河流两类，
? 七、河流与地理环境的相互影响
河流是所在流域内自然地理总背景下的
产物。河水是以不同形态和经过不同转化途径
的降水为补给来源的。显然，只有进入河床的
水量足以保持经常流动，即在足以补偿蒸发和
渗漏所造成的损耗时，才能够形成河流。湿润
地区河网密集，径流充沛而干燥地区河网稀疏
径流贫乏，说明河流的地理分布受着气候的严
格控制。实际上，河流的水文特征，包括水源
的补给形式及其比例，水位、流量及其季节变
化，结冰与否及结冰期长短，等等，无一不受
气候条件制约 。
另一方面，河流对地理环境也有显著的影响。
河流是地球水分循环的一个重要的、不可缺少的环
节，内陆河流把水分从高山输送到内陆盆地底部或
湖泊中，实现水分小循环；外流河把大量水分由陆
地带入海洋，弥补海水的蒸发损耗，实现水分大循
环。同时，热量和矿物质也随水分一起输送。南北
向河流把温度较高的水送往高纬地区，或者相反，
对流域气温都具有调节作用。而固体物质的随河水
迁移，则使地表的高处不断夷平和低处不断被充填。
所以河流既是山地景观的创造者，又是大小冲积平
原的奠基者，还是内陆和海洋盆地中盐类的积累者。
荒漠地区绝大多数绿洲的形成与河流有
密切的联系。流入干旱区的河流，不仅给
那里带来水分，而且使荒漠河岸林和灌溉
农业得以发展，从而形成了生机勃勃的绿
洲景观。
河流对于人类社会的发展也具有重要意
义。它在交通运输、灌溉、发电和水产事
业等方面都为人类带来了重要财富。
? 一、河流、水系和流域
? （一）河 流
陆地表面经常或间歇有水流动的泄水凹槽，称
为河流。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。
河流是水分循环的一个重要组成部分，是地球
上重要的水体之一。它是塑造地表形态的动力，对
气候和植被等都有重要的影响。自古以来，河流与
人类的关系很密切，它是重要的自然资源，在灌溉、
航运、发电、水产和城市供水等方面发挥着巨大的
作用。但河流也会给人类带来洪涝灾害。因此，要
开发利用河流，变水害为水利，就必须深入研究河
流。
较大的河流可分河源、上游、中游、下游、河口
等五个部分，河源是河流的发源地。河口是河水
的出口处。上游、中游、下游是从河源到河口之
间的三个河段，它们有着不同的水文地貌特征。
这些特征是从上向下逐渐变化的。上游的特点
是：河谷呈,V”字形，河床多为基岩或砾石；比降
大；流速大；下切力强；流量小 ;水位变幅大。中
游的特点是：河谷呈,U”字形；河床多为粗砂；
比降较缓；下切力不大而侧蚀显著；流量较大；水
位变幅较小。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；流量大；水位变幅较小。
? （二）水系
? 一条河流的干支流构成了脉络相通的水
道系统，这个水道系统便称为水系或河系。
? 水系特征主要包括河长、河网密度和河
流的弯曲系数。
? 河长是从河口到河源沿河道的轴线所量得
的长度。
? 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。
? 根据干支流分布的形状，可进行水系分类，
主要可分 5类：
? 扇状水系,干支流呈扇状分布，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。我国的海河水系就属此
类。
? 羽状水系,支流从左右两岸相间汇人干
流，形呈羽状。如滦河水系。
? 平行状水系,几条支流平行排列。如淮河左岸的
洪河、颖河、西浘河、涡河、浍河等。
? 树枝状水系,干支流的分布呈树枝状。大多
数河流属此种类型。如珠江的主流西江水系。
? 格状水系,于支流分布呈格子状，即支流多呈
900角汇人于流。这是由于河流沿着互相垂直的
两组构造线发育而成。如闽江水系。
? 一般较大的水系，难以用一种类型概括，大
多是由两种或两种以上的水系类型所组成。
? 水系类型不同，对水情变化的影响不同。
例如，扇状水系，由于支流几乎同时汇人
干流，当整个水系普降大雨时，就易造成
干流特大洪水。海河历史上多水灾的原困
之一即在于此。而羽状水系因支流洪水是
先后汇人干流的，因此各支流汇人的水量
分先后排出，故不易形成水灾。滦河少水
灾的原因之一，即是由于其为羽状水系的
缘故。
? （三）流域
划分相邻水系（或河流）的山岭或河间高地，称
为分水岭。分水岭最高点的连线，称为分水线或分
水界。 如秦岭是黄河和长江的分水岭，而秦岭的山
脊线便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。
分水线所包围的区域，称为流域。由于分水线有
地表分水线和地下分水线，故流域也是指汇集地表
水和地下水的区域。
? 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。
? 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。
这些特征对河川径流的影响是明显的。例如：流
域面积大，河水量也大，洪水历时长，且涨落缓
慢；流域形状圆形较狭长形的洪水集中，且洪峰
流量大；流域高度越高，河水量越多；流域向南
倾斜的比向北的流域降雪易于消融；在中高纬度
地区，冬季有结冰的大河流，若在北半球，其流
向自南往北流的，则易产生凌汛。
? 二、河流的水情要素
? 河流是通过它的流水活动影响和改变地理环境的。
为了认识河流的特征及其地理意义，必须首先了
解有关河流水情的一些基本概念。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
? 河流中某一标准基面或测站基面上的水面高度，叫做
水位。水位高低是流量大小的主要标志。流域内的降
水和冰雪消融状况等径流补给是影响流量，同时也是
影响水位变化的主要因素。但是，其他因素也可以影
响水位变化，例如：流水侵蚀或堆积作用造成河床下
降或上升；河坝改变了河流的天然水位情势；河中水
草或河流冰情等使水流不畅，水位升高；入海河流的
河口段和感潮段由于潮汐和风的影响而引起水位变化，
等等。可见，水位变化是多种因素同时作用的结果。
这些因素各具有不同的变化周期，如流水侵蚀作用具
有多年变化周期，径流补给形式的变化具有季节性周
期，潮汐影响具有日变化周期，等等，因而，河流的
水位情势是非常复杂的。
? （二）流速
流速指水质点在单位时间内移动的距离。它
决定于纵比降方向上水体重力的分力与河岸和
河底对水流的摩擦力之比。可以运用等流速公
式，即薛齐公式计算水流某一时段的平均流速 v：
v = c RI
式中,R 为水力半径； I 为河流纵比降； c 为待
定系数。这是一个应用很广的基本公式。建立
这一公式的基本出发点是：只有动力与摩擦力
相等时，水流才沿河槽作等速运动
? （三）流 量
流量是指单位时间内通过某过水断面的水
的体积。常用 Q表示，单位是 m3/s。它可
用下式表示：
Q= w v
式中,Q为流量（ m3/s）； w为过水断面积
（ m2）； v为流速（ m／ s）。
流量关系曲线
（四）河水温度与冰情
河流的补给特征是影响河水温度状况的主要
因素。由冰川和积雪补给的河流，水温必然较低；
从大湖泊流出的河流，春季水温低而秋季水温高；
地下水补给量丰富的河流，冬春季水温较高。还
有许多其他因素影响河水温度，例如，太阳辐射
和流域的气温状况，等等。河水温度也随时间而
变化。夏季水温有明显的日变化，而且中低纬河
流比高纬河流显著。季节变化表现为夏季水温高，
冬季水温低。北方河流并可以发生结冻现象。
? 三、河川径流
（一）径流的形成和集流过程
径流的形成是一个连续的过程，但是可
以划分为几个不同的特征阶段。了解这些
阶段的特点，对于水文分析是重要的。
? 1.停蓄阶段 降水落到流域内一部分被植物
截留，另一部分被土壤吸收，然后经过下渗，
进入土壤和岩石孔隙中，形成地下水。所以
降水初期不能立即产生径流。降水进行到大
于上述消耗时，便在一些分散洼地停蓄起来。
这种现象称为填洼。停蓄于洼地的水也不能
立即变为径流，所以这个阶段叫做停蓄阶段。
对于径流形成而言，停蓄阶段是一个耗损过
程；但是，从增加雨水对地下水的补给和减
少水土流失来说，这个阶段是具有重要意义
的。
? 2漫流阶段 降水进行到植物截留和填洼都已
达到饱和，降水量超过下渗量时，地表便
开始出现沿天然坡向流动的细小水流，即
坡面漫流。坡面漫流逐渐扩大范围，并分
别流向不同的河槽里，叫漫流阶段。
3.河槽集流阶段 坡面漫流的水进入河道中，
沿河网向下游流动，使河流流量大为增加，
叫做河槽集流。河槽集流阶段，大部分河
水流出河口外，只有小部分渗过河谷堆积
物补给地下水，待洪水消退后，地下水又
反过来补给河流（图 5-7）。河槽集流过程
在降水停止后还将继续很长时间。这个阶
段包括雨水由坡面进入河网，最后流出出
口断面的整个过程，它是径流形成的最终
环节。
? 上述三个阶段是指长时间连续降水下发生的
典型模式。实际上由于每次降水的强度和持
续时间不同，各流域自然条件也不一样，所
以，无论是不同流域，或是同一流域在不同
降水过程中的径流形成，都可能有不同程度
的差别。
（二）径流计量单位
在研究某时段内河流水量变化和比较各河流
的径流量时，都必须采用适当的量值来计算。
常用的量有以下几种：
? （ l） 流量 Q
? 前已述及，流量是指单位时间内通过某
一横断面的水量，常用单位为 m3/s。其计
算式详见前述水情部分。
? （ 2）径流总量 W 径流总量是指在一定时
段内通过河流某一横断面的总水量（一般
指出口断面）。常用单位为 m3其计算式
为：
W = QT
式中,Q为流量（ m3/s）； T为时段（如日、
月、年等）长（ s）。
? (3) 径流模数 径流模数是指单位流域面积上产
生的流量。常用单位 dm3/(s· km2），其计算
式为：
式中； Q为流量（ m3/s）； F为流域面积
（ km2）； 1000为单位换算系数（即 lm3水为
l000dm3）。
? （ 4） 径流深度 R 径流深度是指单位流域面积上
的径流总量。也即是把径流总量平铺在整个流域
面积上所得到的水层深度，常用单位为毫米
（ mm）。其计算式为：
式中,W为径流总量（ m3）； F为流域面积
（ km2）；为单位换算系数。
? （ 6） 径流系数 径流系数是指任一时段的径流深
度（或径流总量）与该时段的降水量（或降水总量）
之比值。其计算式为：
式中,R为径流深度（ mm）； P为降水量（ mm）。
? 三．河川径流的变化
流是多变的，其变化具有必然性和偶然性
（ l） 年正常径流量, 如果实测资料的年数增
加到无限大时，多年平均径流量将趋于一个
稳定的数值，此称为年正常径流量。（ 2）河
川径流的年际变化。由于影响径流的重要因
素 —— 气候具有年际变化，因此，河川径流
量和径流过程也有年际变化，再加上其他自
然地理因素的综合作用的结果，使河川径流
的年际变化十分复杂。研究和掌握河川径流
的年际变化规律，对于一个地区自然地理条
件的综合分析评价，以及为水利工程的规划
设计都是很重要的资料。
? 反映年径流量变化幅度主要是年径流量的变差系数 Cv值和
绝对比率。
l）年径流量的变差系数 Cv值：其计算公式为：
即用常用年径流变率的反差来表示，式中,K为第 i年的年
径流变率（即,）； n为观测资料数列的年数。
例如，甲系列某 5年的径流深度（ mm）分别为,220 210
200 190 180 乙系列某 5年的径流深度（ mm）为,2020
2010 2000 1990 1980
从 Cv值的物理意义可知，它能反映径流总体的相对离散程
度（即不均匀性）。年径流量 Cv值大，则年径流量的年际
变化剧烈，易发生洪、旱灾害，水工建筑物费用大；相反，
Cv值小，则年径流量的年际变化小，水工建筑物费用就小。
? Cv值的变化与自然地理因素有着密切的关系，归纳起
来有如下几方面 降水量少的地区，其 Cv值大于降水
量多的地区。因为降水量大的地区，水汽输送量大而
稳定，降水量的年际变化较小。同时，降水量丰富的
地区地表供水充分，蒸发比较稳定，故使年径流 Cv值
小；降水量少的地区，降水量集中而不稳定，蒸发量
年际变化较大，致使年径流 Cv值大 以雨水补给为主
的河流，其 Cv值大于以地下水补给为主的河流，也大
于以冰雪融水补给为主的河流。因为冰雪融水量主要
取决于气温，气温年际变化较降雨年际变化小，故冰
雪融水的 Cv值很小。例如我国天山、昆仑山、祁连山
一带河流的 Cv值只有 0,l－ 0,2。以地下水补给为主
的河流，因其补给量较稳定，故其 Cv值也较小。例如，
无定河上游，虽降水少，但地下水补给量大，故 Cv值
较小，在 0.4以下，甚至只有 0.2－ 0.3。
? 2.年际变化 径流量的年际变化往往是由降
水量的年际变化引起的。通常以径流的离
差系数来表示年径流的变化程度。我国中
等河流的离差系数，长江以南一般在 0.30
以下，长江下游及黄河中游各河流和东北
山区河流为 0.40，淮河为 0.60，海河为 0.70。
这种大致从南向北增长的趋势，与我国降
水量变率的分布趋势基本一致。
? （五）特征径流
? 1.洪水 河流的水位达到某一高度，致使沿岸
城市、村庄、建筑物、农田受到威胁的水位，
称为洪水位。连续的强烈降水是造成洪水的主
要原因，积雪融化也可以造成洪水。流域内的
降水分布、强度、降水中心移动路线，以及支
流排列方式，对洪水性质有直接影响
洪峰流量 Qm、洪水总量 W和洪水过程线，称
为洪水三要素 在天然河道中，洪水的流量和水
位随时间而呈波状起伏的变化，称为洪水波 洪
水波的展开 洪水波的扭曲
2．枯水
枯水就是特别小的径流。枯水径流发生在
以地下径流补给为主的时期，故此时期称
为枯水期。
3、洪水、枯水期的调整洪水与枯水对国民
经济均有不良的影响, 因此，如何对洪水
与枯水期进行调整就非常重要。目前调整
的方法主要有：兴修水利调整、天气预报
调整、人工降雨等
? 四,河流的补给
? （一）河流补给的形式
降落在地表的雨水，除部分被植物截留、
下渗和蒸发以外，其余的形成地表径流，
汇入河网，补给河流。冰川、积雪、地下
水、湖泊和沼泽，也都可以构成河流的水
源。
根据降水形式及其向河流运动的路径的不
同，河流补给可分为,
降水补给
融水补给
湖泊和沼泽水补给
地下水补给
（二）各种补给的特点
1.降水补给 雨水是全球大多数河流最重要的
补给来源。降水补给为主的河流的水量及其
变化，与流域的降水量及其变化有着十分密
切的关系。我国广大地区，尤其是长江以南
地区的河流，降水补给占绝对优势。据估计，
我国河流的年径流量中，降水补给约占 70％，
河流水量与降水量分布一样，表现出由东南
向西北递减的趋势；河流多在夏秋两季发生
洪水，也与降水集中于夏秋两季有关。
? 2.融水补给 融水补给为主的河流的水量及其
变化，与流域的积雪量和气温变化有关。这
类河流在春季气温回升时，常因积雪融化而
形成春汛。春季气温和太阳辐射的变化，不
像降水量变化那样大，所以春汛出现的时间
较为稳定，变化也较有规律。我国东北北部
地区有的河流融水补给可占全年水量的 20％，
松花江、辽河、黄河的融水补给，可以形成
不太突出的春汛。西北山区河流中山地带的
积雪及河冰融水，是山下绿洲春耕用水的主
要来源。高山冰川的融水补给时间略迟，常
和雨水一起形成夏季洪峰。
? 3.地下水补给 河流从地下所获得的水量补给，
称地下水补给。地下水是河流较经常的水源，
一般约占河流径流总量的 15— 30％。地下水
补给具有稳定和均匀两大特点。深层地下水
因受外界条件影响较小，其补给通常没有季
节变化，浅层地下水补给状况则视地下水与
河流之间有无水力联系而定。
? 4.湖泊与沼泽水补给 湖泊、
沼泽水补给量的大小和变化，
取决于湖泊和沼泽对水量的
调节作用。湖泊面积愈大，
水量愈多，调节作用就愈显
著。一般说来，湖泊沼泽补
给的河流，水量变化缓慢而
且稳定。
? 5.人工补给 从水量多的河流、湖泊中，把
水引入水量缺乏的河流，向河流中排放废
水等，都属于人工补给范围。
? 五、河流的分类
? 依据河流的补给和洪水进行分类，将世界河流分
成四类九型
? 融水补给的河流
? （ l）平原和 1000m以上山地融雪水补给的河流。
? （ 2）山中冰雪融水补给的河流。
? （ 3）春季或夏初雪水补给为主，常年有多量雨
水补给的河流。
? 雨水补给的河流
? （ l）雨水补给，夏季有洪水的河流。
? （ 2）冬季雨水补给为主，全年分配较均匀
的河流。
? （ 3）冬季雨水补给丰足，夏季降水很少的
河流。
? （ 4）由于气候干燥而不成河流。
? 瞩目及雨水补给都不足的河流
干涸河流。
? 冰川补给的河破
冰川补给的河流为南极洲和格陵兰岛所特有。
? 按河流最终流入地将河流分为,内陆河、外流河
? 按河流流经的国家分类,国际性河流、非国际性河
流
? 按平面形态分类即按河型分类,分为顺直型、弯曲
型、分汊型、游荡型。（见河床地貌）
? 按河型动态分类分河流为稳定和不稳定，或相对稳
定和游荡两大类,然后再按平面形态分为顺直、弯
曲、分汊等。
? 按地区分类 一般分为山区（包括高原）河流和平原
河流两类，
? 七、河流与地理环境的相互影响
河流是所在流域内自然地理总背景下的
产物。河水是以不同形态和经过不同转化途径
的降水为补给来源的。显然，只有进入河床的
水量足以保持经常流动，即在足以补偿蒸发和
渗漏所造成的损耗时，才能够形成河流。湿润
地区河网密集，径流充沛而干燥地区河网稀疏
径流贫乏，说明河流的地理分布受着气候的严
格控制。实际上，河流的水文特征，包括水源
的补给形式及其比例，水位、流量及其季节变
化，结冰与否及结冰期长短，等等，无一不受
气候条件制约 。
另一方面，河流对地理环境也有显著的影响。
河流是地球水分循环的一个重要的、不可缺少的环
节，内陆河流把水分从高山输送到内陆盆地底部或
湖泊中，实现水分小循环；外流河把大量水分由陆
地带入海洋，弥补海水的蒸发损耗，实现水分大循
环。同时，热量和矿物质也随水分一起输送。南北
向河流把温度较高的水送往高纬地区，或者相反，
对流域气温都具有调节作用。而固体物质的随河水
迁移，则使地表的高处不断夷平和低处不断被充填。
所以河流既是山地景观的创造者，又是大小冲积平
原的奠基者，还是内陆和海洋盆地中盐类的积累者。
荒漠地区绝大多数绿洲的形成与河流有
密切的联系。流入干旱区的河流，不仅给
那里带来水分，而且使荒漠河岸林和灌溉
农业得以发展，从而形成了生机勃勃的绿
洲景观。
河流对于人类社会的发展也具有重要意
义。它在交通运输、灌溉、发电和水产事
业等方面都为人类带来了重要财富。
