四、河流的水文要素

河流的水文要素有水位、流量和含沙量等。

（一）水位

河流某断面某时刻的水位，是指该时刻某断面的水面对于该国规定的水准零点的高程，以m为单位。我国各河流的水准零点并不一致，如长江采用吴淞零点，黄河及华北各水系采用大沽零点，淮河采用废黄河零点，东北水系采用秦皇岛零点等。1956年我国规定以黄海（青岛）多年平均海平面作为统一的高程零点基面，称为黄海绝对基面。1985年开始启用“1985年国家高程基准”（以1952—1979年青岛验潮站测定的平均海水面作为高程基准面）。

（二）流量

河流某断面某时刻的流量，是指在该时刻单位时间内流经该断面的水的体积，通常以m3/s为单位。

（1）径流量W。一定时段内通过河流某一断面的水量，称为该时段的径流总量，或简称为径流量，如月径流量、年径流量等，常用单位有m3或万m3、亿m3等。径流量与平均流量的关系如下

式中　Q——时段平均流量，m3/s；

T——计算时段，s。

（2）径流深Y。将一定时段的径流总量平均铺在流域面积上所得到的水层深度，称为该时段的径流深，以mm计。

式中　W——计算时段的径流量，m3；

F——河流某断面以上的流域集水面积，km2。

在水利水电工程规划设计中，年径流是一个很重要的数据。所谓年径流，是指在一个年度内通过河流某断面的水量，叫做该断面以上流域的年径流量。它可用年平均流量（m3/s）、年径流深（mm）、年径流总量（万m3或亿m3）或年径流模数[m3/（s·km2）]表示。

我国《水文年鉴》中，年径流量是按日历年度统计的，而在水文水利计算中，年径流量通常是按水文年度或水利年度统计的。水文年度以水文现象的循环规律来划分，即从每年汛期开始时起到下一年汛期开始前止；对于北方春汛河流，则以融雪情况来划分水文年。水利年度是以水库蓄泄周期来划分的。水文年和水利年的起止日期划分各地不一，各地均有具体规定。

（三）含沙量

河流一般都或多或少地挟带着各种不同粒径的泥沙。河流泥沙主要来源于流域坡面上被风雨、径流侵蚀的土壤，以及河床被水流冲刷的砂砾。河流泥沙对水流的水情及河流的变迁有着重大的影响。泥沙能直接引起河床变化，引起水库、湖泊、渠道的淤积，给防洪、灌溉、供水、航运带来困难。泥沙也有有利的一面，如细泥沙适量地淤灌田地可以改良土壤，增加农田作物产量，河床粗砂砾还是一种常用的建筑材料。

河流向下游输送的不同粒径大小的泥沙总称为全沙。按照泥沙的运动方式，将河流全沙分为悬移质和推移质两种类型。悬移质又称悬沙，是指悬浮于水中随水流一起运动的泥沙。推移质又称底沙，是指在河床面上以滑动、滚动或跳跃的方式运动的泥沙。

在河流泥沙运动中，底沙、悬沙是相互联系、互相转化的。同一粒径的泥沙，在不同河段或同一河段的不同时间由于流速和水质的变化，可以做推移运动，也可以呈悬移状态下移。

河流中的泥沙可以用含沙量、输沙量等表示。含沙量是指单位体积浑水中所含泥沙的质量，用ρ表示，以kg/m3计。输沙量是指某时段内通过河流某断面的泥沙质量，以kg或t计。

影响河流输沙量的因素有流域的自然地理特征、流域降水特性、河道外形、人类活动等。

1.流域自然地理特征的影响

河流中挟带泥沙的多少，主要取决于地面径流对流域表面的冲刷作用及岩石的风化程度，因而流域表面的坡度、土壤结构、植被等情况都是影响河流含沙量的因素。例如黄河中上游覆盖大面积的黄土，结构疏松，抗侵蚀力差，植被稀少。一旦出现暴雨，则容易崩坍和滑塌，沟蚀强烈，因而发源及流经该地区的河流含沙量很大。

2.流域降雨特性的影响

降雨强度和降雨量的大小对河流泥沙的含沙量影响很大，在久旱无雨的时期，土壤干燥，黏结力小，较易冲刷变成河流泥沙，岩土自然风化堆积物也在暴雨冲刷下变成河流泥沙。反之，如果地面原来土壤结构比较坚实，或由于土壤比较潮湿，则不易冲刷。南方河流泥沙较少就有这一方面的原因。降雨强度的大小，还可以反映在洪峰涨落的急缓上。降雨强度大，对地面冲刷强烈，故猛涨猛落的洪峰含沙量较大，涨落平缓的洪峰含沙量小。

3.河道外形的影响

河床坡度越陡，水流切割河床的能量就越大。河道下游断面扩大，坡度平缓，流速减小，泥沙逐渐沉积，因此河流上游断面含沙量一般比下游大。此外，河段地形的变化，也常引起河段泥沙的局部冲淤，使含沙量发生变化。

4.人类活动的影响

人类在生产活动过程中，可以使坡面得到治理和开发。采用不合理的耕作方式，砍伐森林或陡坡开荒，开矿修路，河道整治及水工建筑物的修建，均会引起含沙量的增减和冲淤变化。