【正文】 第三節(jié)、河流的水情要素 ? 河流水情 主要指河川徑流的分布與變化，洪水、枯水等特征。描述這些特征的指標(biāo)或參數(shù)稱 水情要素 。 ? 水情要素是反映河流水文情勢及其變化的參數(shù)。它主要包括 水位、流速、流量、泥沙、水化學(xué)、水溫和冰情 等。通過這些因素反映河流在地理環(huán)境中的作用，及其與自然地理環(huán)境各組成要素之間的相互關(guān)系，也是研究水文規(guī)律的基礎(chǔ)。 一、水情要素 水位 (water level、 stage) （ 1）、水位的定義與基面： 水位即水面位置或水面高程，河流水位是指河流某處的水面相對于某一基面的高度。 基面又叫基準(zhǔn)面 ，是高程的起算面，指高程起算的固定零點(diǎn)。基面可分絕對基面和相對基面。 絕對基面 (也稱標(biāo)準(zhǔn)基面 )是以某一入海河口的平均海平面為零點(diǎn)。如珠江口基面、吳淞口基面（長江口）、黃?；娴?，我國規(guī)定統(tǒng)一采用青島基面。 相對基面（也稱測站基面） ，是以觀測點(diǎn)最枯水位以下 0． 5－ lm處作為零點(diǎn)的基面。相對基面可減少記錄和計算工作量，但它與其他水文站的水文資料不具有可比性，故進(jìn)行全河水文資料整編和水文預(yù)報時，必須換算為全河統(tǒng)一的基面。 觀測水位最簡便、常用的方法是在河岸設(shè)置水尺，定時讀數(shù)。 （ 2）、影響水位變化的因素 ?水位與流量有直接關(guān)系，水位高低是流量大小的主要標(biāo)志。水量增加，河水位上漲；水量減少，河水位下降。而流量大小取決于補(bǔ)給水源。流域內(nèi)的降水、冰雪消融狀況影響流量和水位變化的主要因素。 ?河道沖淤變化、風(fēng)、潮汐、結(jié)冰、植物、支流的匯入、人工建筑物、地殼升降等均可引起水位的變化。如河道沖刷，水位下降；河道淤積，水位上漲。順風(fēng)，流速加快，水位下降；逆風(fēng)則水位上升等。 ?總之，影響水位變化的因素眾多復(fù)雜，水位變化是各種影響因素綜合作用的結(jié)果，因此河流水位情勢是非常復(fù)雜的。 （ 3）、水位變化及水位過程線 ? 河流水位有年內(nèi)變化和年際變化，山區(qū)冰雪融水補(bǔ)給河流和感潮河段，水位日變化明顯 。 ? 河流水位隨氣候的季節(jié)變化和年際變化而變化。例如由雨水補(bǔ)給的河流，其水位隨降雨的變化而變化，雨季水位高，旱季水位低。由冰雪融水補(bǔ)給的河流，其水位隨氣溫的變化而變化，氣溫高，冰雪融水量多，則河流水位高；氣溫低，冰雪融水量少，則河流水位下降。 ? 為了幫助分析研究水位變化規(guī)律、斷面以上流域內(nèi)自然地理各因素（特別是氣候因素）對該流域水文過程的影響，以及提供各方面的參考使用，常將水位觀測資料進(jìn)行整理，主要有水位過程線、水位歷時曲線、相應(yīng)水位關(guān)系曲線。 ?① 水位過程線 ：是指水位隨時間變化的曲線。 其 繪制方法 ，是以縱坐標(biāo)為水位，橫坐標(biāo)為時間，將水位變化按時間順序排列起來所點(diǎn)繪的曲線，便為水位過程線。 主要作用 是：可分析水位的變化規(guī)律，能直接看出特征水位（如最高水位和最低水位）的高度和出現(xiàn)的日期；可研究各補(bǔ)給源的特征；可用來分析洪水波在河道中沿河傳播的情形，以及做洪水的短期預(yù)報；水位過程線也能反映流域內(nèi)自然地理因素對該流域水文過程的綜合影響。 ?可根據(jù)需要，繪制不同時段的水位過程線。 逐日水位過程線 是以日平均水位為縱坐標(biāo)，橫坐標(biāo)表示日期，反映水位在一年內(nèi)的變化。在洪水期間或感潮河段，常需要繪制 逐時水位過程線 。 ?① 水位過程線 ：是指水位隨時間變化的曲線。 ② 水位歷時曲線： 是指大于和等于某一數(shù)值的水位與其在研究時段中出現(xiàn)的累積天數(shù)（歷時）所點(diǎn)繪而成的曲線。 其繪制方法 ，是先將一年內(nèi)之 日平均水位 按從大到小遞減排列，并對水位變化幅度分為若干相等 組距 （如以 ），再將每一 組距 水位出現(xiàn)的日數(shù)依次累加為累積天數(shù)（即歷時），然后以水位為縱坐標(biāo)，以累積天數(shù)為橫坐標(biāo)點(diǎn)繪的曲線，則得日平均水位歷時曲線。 水位歷時曲線的作用 ：主要是可從圖上看出一年內(nèi)超過某一水位高度出現(xiàn)的總天數(shù)，這對航運(yùn)、灌溉、防汛都有重要的意義。 ② 水位歷時曲線： 是指大于和等于某一數(shù)值的水位與其在研究時段中出現(xiàn)的累積天數(shù)（歷時）所點(diǎn)繪而成的曲線。 歷時曲線的做法 日平均水位（ m） 天數(shù) 累計天數(shù) 50 12 12 8 20 49 4 24 5 29 48 4 33 6 39 … … … 7 357 30 8 365 （ 4）、特征水位 ? 在河流水文研究中，通常用到各種特征水位值。 ? 最高水位與最低水位 ：最高水位指研究時段內(nèi)水位最高值，有日最高、月最高、歷年最高值等。主要用于防洪。 ? 平均水位 ：指研究時段內(nèi)的水位平均值，有日、月、年、多年平均水位。 ? 平均最高水位與平均最低水位 ：指歷年最高水位的平均值和歷年最低水位的平均值。 ? 中水位 ：指研究時段內(nèi)，水位歷時曲線上歷時為 50%的水位。如一年逐日水位中的中水位，是指有半數(shù)日期高于此值，又有半數(shù)日期低于此值的水位。 ? 此外，在防汛工作中，水利部門常根據(jù)防洪防汛工作需要，設(shè)有 防汛水位、警戒水位與保證水位 等。 （ 5）、相應(yīng)水位 ?指同一次水位漲落過程中，河流上、下游站 位相相同 的水位叫 相應(yīng)水位 。 ?相應(yīng)水位關(guān)系曲線的繪制方法是：以縱軸為上下游站的水位 , 以橫軸為下游站的水位，把上下游站相應(yīng)的水位點(diǎn)繪在坐標(biāo)紙上，過點(diǎn) 群中心連成的圓滑曲線便成（如圖）。其作用：可用它做短期水文預(yù)報；校驗上、下游水位觀測成果；用已知站水位插補(bǔ)缺測站水位記錄；推求鄰近斷面未設(shè)站的水位變化。 流速 (current velocity) ? 流速： 是指河流中水質(zhì)點(diǎn)在單位時間內(nèi)移動的距離。單位是 m/s?？捎孟率奖硎荆? ? v=L/t ? 式中： v為流速（ m/s）； L為距離（ m）； t為時間（ s）。 流速的脈動現(xiàn)象 ：是指在紊流的水流中，水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的速度和方向不斷地變化，而且圍繞某一平均值上下跳動的現(xiàn)象。脈動流速的數(shù)值以在水流動力軸附近為最小，而以在糙度較大的河底和岸邊為最大。流速脈動能使泥沙懸浮在水中，故它對泥沙運(yùn)動具有重要意義。流速脈動在較長時段中，脈動的時間平均值為零，故給測流提供了條件。 據(jù)研究，每點(diǎn)測流時間至少應(yīng)大于 100～ 120s，才能避免脈動的影響，測得較準(zhǔn)確的數(shù)值。 （ 2）、天然河道中平均流速的計算 ? 天然河道中平均流速的計算：在有實測資料時，可根據(jù)實測資料求得。在沒有